必收藏！鈉離子電池材料及產業鏈全梳理

近年來，在鋰電原材料價格高企背景下，鈉電池憑借成本及安全性能優勢，被業內廣為布局，發展進程頗為迅速。日前，搭載寧德時代鈉離子電池的奇瑞QQ冰淇淋、采用孚能科技鈉離子電池的江鈴羿馳牌玉兔兩款車型亮相工信部《道路機動車輛生產企業及產品公告》，邁出了鈉電產業化的關鍵一步。

2023年鈉電產業化趨勢清晰，產業鏈參與者增多，傳統鋰電廠商紛紛下場，新玩家入局接二連三，未來或將吸引更多鋰電企業參與布局，有利于多方合作推進鈉離子電池產業化進程。

什么是鈉離子電池？

鈉離子電池最早在20世紀80年代初出現，隨后由于鋰離子電池的性能更為優異，鈉離子電池的研究一度停滯。2010年后，隨著動力電池領域的需求越來越大導致鋰離子電池的材料供不應求，室溫鈉離子電池的研究重新興起。

根據應用場景不同，鈉離子電池主要可分為動力和儲能兩種。相比成熟的鋰離子電池商業化水平，鈉離子電池的商業化進度僅僅處于起步階段，僅有少數企業的鈉離子電池進行了初步的商業化，完整成熟的產業鏈也未形成。

鈉離子電池SIB是搖椅式二次電池，使用鈉離子(Na+)作為電荷載體的可充電電池，通過鈉離子在正負極間插入和分離來實現電池的充放電。鈉離子電池的工作原理本質上和鋰電池一樣，只是電荷載體不同。

鈉離子電池其組成結構與鋰電池也相似，主要包括正極材料、負極材料、電解液和隔膜。正極材料主要包括鈉過渡金屬氧化物、鈉過渡金屬磷酸鹽、鈉過渡金屬硫酸鹽、鈉過渡金屬普魯士藍類化合物等幾大類；負極材料主要包括軟碳、硬碳、過渡金屬氧化物等；電解液成分跟鋰電池的電解液成分差別不大，只是把鋰離子換成鈉離子，其它如中間隔膜成分、封裝工藝等方面，兩者并無本質區別，所以鋰電池工藝生產線上很容易轉換成鈉電池，比PERC轉換成TOPCON更簡單。

鈉離子電池與磷酸鐵鋰電池對比圖

鈉離子電池產業鏈

鈉離子電池產業鏈結構與鋰電類似，包括上游資源企業、中游電池材料及電池電芯企業。

產業鏈上游-電池原材料

在原材料方面，鈉離子電池和鋰離子電池首先最明顯的區別就是工作離子的不同。鋰離子電池一般使用碳酸鋰作為原材料，而目前實驗室中合成鈉離子電池用正極材料

其他原材料有作為電極正極材料的錳、鐵、鈷、銅、鎳等，作為電極負極材料的碳、鈦、磷等，以及作為集流體材料的鋁。

鈉離子電池組成結構主要包括主要包括正極材料、負極材料、電解質、集流體和隔膜五個部分。

鈉電池上游資源部分廠商：

資料來源：國泰君安

產業鏈中游-電池材料

正極材料

正極和負極材料影響著鈉離子電池的能量密度、功率密度、循環壽命、安全性等關鍵性能指標，對電池性能至關重要。

鈉離子電池正極材料三種技術路線各有優劣，預計維持多種路線并存的格局，并匹配不同場景下的需求。

和鋰離子電池正極技術路線基本確定不同，目前鈉離子電池相關的正極材料超 100種，技術路線尚處于演進中。

資料來源：華福證券正極材料

與鋰離子電池采用的石墨材料負極不同，由于石墨層間距過小，較大半徑的鈉離子嵌入石墨層間需要更大的能量，無法在有效的電位窗口內進行可逆脫嵌，因此認為傳統的石墨無法作為鈉離子電池的負極。鈉離子電池負極材料的研究方向有硬碳，軟碳，鈦基氧化物以及合金等，針對硬碳的研究最多，目前商業化的鈉離子電池也以硬碳材料作為負極為主。

負極材料部分生產企業：

杉杉股份（寧波）、璞泰來（上海）、中科電氣（岳陽）、翔豐華（深圳）、貝特瑞（深圳）、華陽股份（陽泉）。

產業鏈下游-電池環節

電芯的類型從結構上分類主要包括軟包電池和圓柱形電池；從材料體系分類包括固態鈉離子電池、鈉硫電池、室溫鈉離子電池、zebra電池等。

其生產工藝也與鋰電池高度重合，現有的鋰離子電池組裝生產線稍加修改后就可以用來生產鈉離子電池，鋰電基礎完善的產業鏈為鈉電池的產業化提供了良好基礎。

鈉離子電池與鋰離子電池生產工藝基本類似，傳統鋰離子電池產線可調試轉產。

鈉離子電池市場格局

全球近三十家企業開始布局鈉離子電池，儲能、電動車應用多點開花。

國內部分企業鈉離子電池布局：

資料來源：國泰君安

國內企業相關技術路線：

鈉離子電池同樣面臨一些問題：例如電池原材料、正負極配套尚未進入規模化供應，材料成本難以控制；能量密度提升空間小；且面臨著多種儲能方式（氫燃料電池、釩電池、飛輪儲能等）的激烈競爭。

長遠來看，在全球鋰資源稀缺的背景之下，受益于全行業日趨提升的供應安全與降本訴求，鈉離子電池有望迎來歷史發展機遇。