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全球觀熱點(diǎn)：鈉電池性能在儲(chǔ)能領(lǐng)域優(yōu)異突出

來源：光伏儲(chǔ)能網(wǎng) 時(shí)間：2023-05-29 08:58:44

鈉電池

成本低、低溫性能優(yōu)的新型儲(chǔ)能技術(shù)。

(資料圖片僅供參考)

01鈉電池性能優(yōu)異突出，有望在儲(chǔ)能領(lǐng)域快速發(fā)展

鈉離子電池由來已久，與鋰離子電池原理相同。鈉離子電池最早由 ARMAND 團(tuán)隊(duì)于20 世紀(jì) 80 年代提出，在 90 年代經(jīng)過產(chǎn)業(yè)化推廣得到技術(shù)應(yīng)用。從材料體系來看，除了隔膜以外，鈉電池與鋰電池在其他各材料組分均有明顯差異，特別是正極和負(fù)極材料變化明顯。生產(chǎn)工藝方面，鈉電池生產(chǎn)工藝同鋰電池類似。

鈉離子電池優(yōu)勢(shì)主要在于：

1）資源豐富且分布均勻：鈉元素在地殼中豐度為 2.3%，位居所有元素第六位，顯著高于鋰元素的 0.0017%。鈉元素以鹽的形式廣泛存于陸地與海洋中，獲取便捷度高。

2）鈉離子電池成本低：純堿價(jià)格僅為 0.25-0.3 萬元/噸，碳酸鋰價(jià)格為 30 萬元/噸，原料價(jià)格更為低廉。同時(shí)，鋁箔替代銅箔等也能降低電芯整體成本。

假設(shè)碳酸鋰價(jià)格分別為 15/20/30 萬元/噸時(shí)，我們測(cè)算得到磷酸鐵鋰電芯的材料成本分別為 0.38/0.43/0.50 元/Wh。

我們假設(shè)：1）鈉電池量產(chǎn)初期：層狀氧化物價(jià)格為 7 萬元/噸，負(fù)極價(jià)格為 8 萬元/噸，電解液價(jià)格為 15 萬元/噸；2）成熟期：層狀氧化物價(jià)格為 5 萬元/噸，聚陰離子價(jià)格為 3 萬元/噸，負(fù)極價(jià)格為 4.5 萬元/噸，電解液價(jià)格為 4 萬元/噸。

由此測(cè)算得到，鈉電池量產(chǎn)初期層狀氧化物體系電池的材料成本為 0.60 元/Wh，成熟期層狀氧化物/聚陰離子體系電池的材料成本為 0.34/0.30 元/Wh。

3）低溫性能好：鈉離子電池正常工作溫度范圍在-40℃-80℃，部分產(chǎn)品在-20℃下容量保持率能夠達(dá)到 88%，顯著優(yōu)于磷酸鐵鋰 60-70%左右的容量保持率。

4）安全性高：鈉離子電池經(jīng)歷短路、針刺、擠壓等測(cè)試后，無起火、無爆炸。鈉離子電池?zé)o過放電情況，正極可以放電至 0V 而不影響后續(xù)使用，進(jìn)而使得電池在儲(chǔ)存運(yùn)輸過程中更具安全性。

鈉離子電池按照正極材料的不同，可區(qū)分為氧化物類（層狀結(jié)構(gòu)和隧道結(jié)構(gòu)）、普魯士藍(lán)類、氟化磷酸鹽類、磷酸鹽類、硫酸鹽類等，其中層狀氧化物、聚陰離子類以及普魯士藍(lán)類是主流的三種正極路線。三種方案各有優(yōu)劣，預(yù)計(jì)短期內(nèi)技術(shù)路線仍呈多樣化發(fā)展態(tài)勢(shì)。

層狀氧化物（錳酸鐵鈉、鈦酸鐵納等）結(jié)構(gòu)與鋰電池三元材料構(gòu)型相似，具有優(yōu)異的能量密度優(yōu)勢(shì)，但循環(huán)壽命略差；普魯士藍(lán)類化合物優(yōu)勢(shì)在于成本低，不足在于導(dǎo)電性差、循環(huán)壽命差；聚陰離子型構(gòu)型循環(huán)壽命突出、電壓高，但是比容量低、且部分構(gòu)型里添加了釩元素成本高。

鈉電池有望在儲(chǔ)能、二輪車、低速電動(dòng)車、特種車輛等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)快速應(yīng)用。在儲(chǔ)能市場(chǎng)方面，鈉電池成本低、安全性高、低溫性能優(yōu)異，層狀氧化物體系鈉電池具有較優(yōu)異的能量密度、聚陰離子體系鈉電池具有突出的循環(huán)壽命，因而能夠有效契合表前儲(chǔ)能和戶用儲(chǔ)能市場(chǎng)的需求。在二輪車方面，鈉電池有望憑借成本低、低溫性能優(yōu)等特點(diǎn)替代鋰電池或部分鉛酸電池的份額。在特種車輛方面，鈉電池成本低，且能量密度較鋰離子相對(duì)較低，使得其能夠在某些場(chǎng)景中發(fā)揮配重功能。

鈉電池產(chǎn)業(yè)化加速推進(jìn)，千億市場(chǎng)未來可期。我們預(yù)計(jì) 2023 年全球鈉離子電池市場(chǎng)需求有望達(dá)到 4.5GWh，2026 年需求有望達(dá)到 71.6GWh，2023-2026 年年均復(fù)合增速達(dá)到 152%。

02電芯廠加速布局，鈉電池產(chǎn)業(yè)化持續(xù)推進(jìn)

鋰電池企業(yè)紛紛加碼鈉電池布局，并推出對(duì)應(yīng)產(chǎn)品服務(wù)儲(chǔ)能場(chǎng)景。2021 年 7 月，寧德時(shí)代發(fā)布首款鈉電池產(chǎn)品，預(yù)計(jì) 2023 年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化。2022 年 12 月，億緯鋰能發(fā)布 40 系列大圓柱鈉電池，首代產(chǎn)品能量密度超 135Wh/kg，循環(huán)壽命超2500 次。2022 年 12 月，孚能科技發(fā)布兩款鈉電池產(chǎn)品，其中針對(duì)儲(chǔ)能市場(chǎng)推出的產(chǎn)品，能量密度超 130Wh/kg，循環(huán)壽命有望超 1 萬次。

新興企業(yè)與部分上市公司跨界布局鈉電池，加速推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展。2022 年 7 月，中科海鈉·阜陽全球首條 1GWh 鈉電池生產(chǎn)線建成。2022 年 10 月，傳藝科技鈉電中試線正式投產(chǎn)，中試產(chǎn)品能量密度超 157Wh/kg，-20℃容量保持率做到 93%以上；目前一期 4.5GWh 產(chǎn)能正建設(shè)中，預(yù)計(jì) 2023H1 投產(chǎn)。此外，同興環(huán)保、科翔股份、普路通等上市公司，紛紛跨界布局鈉電池產(chǎn)業(yè)，尋求新的業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)點(diǎn)。

發(fā)布人：文濤

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