加快培育發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力是我國加快實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的必然要求，以新型儲能、氫能、光伏、風(fēng)電等為代表的新能源產(chǎn)業(yè)，既是新質(zhì)生產(chǎn)力的重要組成，也是發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的重要驅(qū)動力。鈉離子電池是新型儲能的重要技術(shù)路線之一，是鋰離子電池的重要補充，已成為我國重點關(guān)注和培育的前沿技術(shù)方向。
01 鈉離子電池基本情況
鈉離子電池是一種二次電池，其工作原理與鋰離子電池完全相同，主要依靠鈉離子在正負極之間的往返定向遷移實現(xiàn)充放電循環(huán)，能量密度為120-150Wh/kg，功率密度500-1500W/kg，循環(huán)次數(shù)為3000-5000次，單位造價約1800-2200元/kWh，技術(shù)路線主要包括層狀氧化物、聚陰離子化合物、普魯士類化合物三類，目前層狀氧化物相關(guān)工藝相對成熟。
鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈包括正負極材料、電解液、隔膜、集流體等上游環(huán)節(jié)，中游主要是電池制造環(huán)節(jié)，下游為新能源應(yīng)用端。對比鋰離子電池，鈉離子電池優(yōu)勢主要在于鈉資源豐富、價格低廉，且具有更好的低溫性和安全性。缺點主要是兩方面：一是能量密度較低，約為鋰離子電池的70%-80%；二是循環(huán)壽命較短，約為傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池的60%-80%。
02 鈉離子電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
“雙碳”背景下，特別是鋰資源供需矛盾日益突出的情況下，鈉離子電池技術(shù)戰(zhàn)略地位持續(xù)提升，產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來重要機遇期。
規(guī)劃及政策制定方面，主要國家地區(qū)加快布局引導(dǎo)。歐盟儲能計劃“電池2030”項目和美國能源部均明確了鈉離子電池的戰(zhàn)略地位，歐盟更是將其作為首要重點發(fā)展的非鋰離子電池。2021年開始，我國先后出臺的“十四五”時期能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃等多項政策文件均專門提出支持鈉離子電池創(chuàng)新突破發(fā)展。
技術(shù)創(chuàng)新和標準體系建設(shè)方面，我國處于國際領(lǐng)先地位。我國擁有新型儲能與能量轉(zhuǎn)換納米材料研究中心、電網(wǎng)安全與節(jié)能國家重點實驗室、新能源與儲能運行控制國家重點實驗室、電化學(xué)儲能技術(shù)國家工程研究中心等一批國家級鈉離子電池技術(shù)創(chuàng)新平臺。同時，我國積極部署標準體系相關(guān)工作，目前已發(fā)布了《鈉離子電池通用規(guī)范》，《電能存儲系統(tǒng)用鈉離子電池和電池組安全技術(shù)規(guī)范》等多項相關(guān)技術(shù)標準正在起草中。
市場規(guī)模方面，呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢。全球鈉離子電池市場主要集中在美國、英國、法國、中國、日本等主要國家。目前全球已有不少于20家鈉離子電池企業(yè)，大多為初創(chuàng)型企業(yè)，基本在近10年內(nèi)成立或進入該領(lǐng)域。國際上，主要以英國Faradion、法國Tiamat、瑞典Altris等為代表，我國主要有中科海鈉、鈉創(chuàng)新能源等科研院所孵化企業(yè)，以及寧德時代等切入鈉離子電池賽道參與競爭的鋰離子電池成熟企業(yè)。近年來，市場規(guī)模迅速增長，BIS Research數(shù)據(jù)顯示，2022年全球收入規(guī)模達5.49億美元。
應(yīng)用場景方面，主要以動力電池領(lǐng)域應(yīng)用為主。基于鈉離子電池循環(huán)次數(shù)及能量密度的考慮，鈉離子電池優(yōu)先應(yīng)用在能量密度不敏感的應(yīng)用場景及對溫度和充放電倍率敏感的場景，目前主要集中在短續(xù)航乘用車、低速電動車、電動兩輪車等動力電池以及部分儲能領(lǐng)域。
03 面臨挑戰(zhàn)
我國的鈉離子電池研究和產(chǎn)業(yè)化世界領(lǐng)先，近兩年鈉離子電池賽道持續(xù)火熱，但總體上仍處于產(chǎn)業(yè)化初期階段，主要面臨三個方面的問題和挑戰(zhàn)。
一是技術(shù)突破有較大提升空間?，F(xiàn)階段鈉離子電池的能量密度和循環(huán)性能均遠低于理論研究值。此外，理論上鈉離子電池應(yīng)更具有成本優(yōu)勢，但目前產(chǎn)品的實際總成本較磷酸鐵鋰等更高，基本上高于1元/瓦時。
二是市場競爭呈加劇態(tài)勢。資本市場持續(xù)看好鈉離子電池，據(jù)不完全統(tǒng)計，已有天納科技、樂普鈉電、中科海鈉、寒暑科技、鈉創(chuàng)新能源等多家相關(guān)企業(yè)獲得融資，僅2023年產(chǎn)業(yè)鏈投融資金額就已超過百億元。資本疊加技術(shù)迭代，特別是寧德時代等鋰電池巨頭企業(yè)和新能源車企加入，行業(yè)競爭加劇態(tài)勢不可逆轉(zhuǎn)，鈉離子電池企業(yè)尤其是初創(chuàng)型企業(yè)面臨的競爭壓力加大。
三是產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同不足。上游材料方面，鈉離子電池與鋰離子電池技術(shù)原理類似、產(chǎn)業(yè)鏈高度重合，目前正、負極材料、電解液已實現(xiàn)國產(chǎn)化，但隔膜等關(guān)鍵材料的研究仍處于實驗室階段，主要依賴進口。下游應(yīng)用場景方面，目前主要集中在兩輪車、儲能和中低端乘用車領(lǐng)域，應(yīng)用場景開拓不足，上下游企業(yè)難以形成高效協(xié)同。
04 有關(guān)建議
鈉離子電池是目前公認最有可能成為主流儲能技術(shù)的路線之一，未來將是鋰電池的有效補充和延拓，大規(guī)模商業(yè)化預(yù)計在未來5-10年實現(xiàn)，BIS Research預(yù)計2031年市場規(guī)模將達到43.6億美元，復(fù)合增長率達23.5%。我國應(yīng)抓住新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展窗口期，持續(xù)加強創(chuàng)新布局落地，占領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新制高點。主要從三個方面著手：
一是依托現(xiàn)有的國家級創(chuàng)新平臺、鏈主企業(yè)等，協(xié)同高校院所、整車企業(yè)等，組建創(chuàng)新聯(lián)合體，強化低成本、高密度、長壽命鈉離子電池研發(fā)和技術(shù)攻關(guān)。
二是持續(xù)完善政策及標準體系建設(shè)，引導(dǎo)區(qū)域差異化布局，同時結(jié)合超長期特別國債、首臺套等重點專項政策，加快推動一批產(chǎn)業(yè)化項目落地。
三是支持在5G基站、數(shù)據(jù)中心、儲能電站以及中高端乘用車應(yīng)用等開展鈉離子電池示范應(yīng)用，推動大規(guī)模商業(yè)化、工業(yè)化應(yīng)用場景建設(shè)。
作 者
于麗芳，高級經(jīng)濟師、咨詢工程師（投資），長期跟蹤研究新能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域
