隨著新能源汽車產銷量持續提升,鋰電池在政策、技術和市場的助推下實現了規模性發展,但是同樣面臨著原料受限、技術瓶頸、閉環未成形等挑戰。2023年隨著市場環境成熟,鈉離子電池迎來發展元年,得益于高安全性、高低溫性及較為凸顯的成本優勢,寧德時代、億緯鋰能、蜂巢能源等紛紛布局鈉離子新興領域,但仍處于研發和小規模應用階段。隨著鋰價回歸理性及鈉離子電池技術持續轉型升級,未來在相應領域可實現規?;慨a應用。本文將從鋰電瓶頸、鈉電池性能及成本、技術及產能等方面進行解析。
圖1 鋰電池發展痛點
鋰電池行業現正處于高速發展期,并衍生出了一些發展痛點。例如,由于進口鋰資源有限,正極材料市場競爭激烈,一體化生產較為薄弱的企業面臨淘汰;中游由于現有鋰電的性能已臨近理論上限或未達到最佳狀態,仍需進一步迭代新材料/產品供給市場,滿足高性能、高安全保障等需求;作為新能源的中堅力量,鋰電池的發展仍需回歸可持續綠色目標,產業是否可循環、生產使用是否可持續是鋰電發展的終極目標。
表1 鈉離子電池與鋰電池性能比較
鈉離子電池與鋰電池各有優勢,有望在儲能等領域對鋰電池形成補充。鈉離子電池與鋰離子電池工作原理相似,但使用鈉離子作為電荷載體。從性能來看,鈉離子電池能量密度和循環壽命低于鋰電池,但安全性和高低溫性能更優。

圖2 鈉離子和鋰離子電池成本對比(%)
鈉離子電池BOM成本約低30-40%,大規模量產后有望更低。根據中科海納官網數據,由于碳酸鈉的成本不到碳酸鋰的1%,鈉電池的BOM成本,尤其是正極成本遠低于鋰電池。鈉離子電池實現量產后,有望在對能量密度要求不高、但安全性和成本控制要求更高的儲能領域推廣應用。根據鈉電正極劃分,主流路線主要包括層狀氧化物、聚陰離子和普魯士藍三種。其中層狀氧化物和鋰電三元結構類似,皆為層狀結構,技術路線相對清晰成熟,盡管因吸濕問題穩定性差,但該路線能量密度高、倍率性能好;聚陰離子循環性能優異,但能量密度低;普魯士藍則有結晶水問題,且循環壽命低。表2 鈉離子電池正極材料的三條主要路線
路線尚處于演進中。鈉離子電池整體發展階段較早,參與者處于研發或小規模應用階段。2023年成為鈉電池量產應用的元年,各公司紛紛加碼投資。寧德時代宣布鈉離子電池將首發落地奇瑞車型。比亞迪、蜂巢能源、中科海鈉、億緯鋰能、孚能科技等電池開發制造企業先后推進鈉離子電池項目。與鋰離子產業鏈相比,鈉離子產業鏈變化最大的為上游原材料端,目前鈉電池產業鏈進展迅速,上游原材料量產在即,各材料研發不斷進步,未來量產后將成本有望得到下降,推動鈉電市場規模壯大。
若未來鋰價(以碳酸鋰為例保持在25-30W以上),同時鈉電池能量密度可以達到160Wh/kg以上,循環2500次左右,那么鈉電池就有一定的發展市場:1)500公里以下的動力新能源汽車;
2)二輪車和物流電動車(價格合理化前提下會有高速發展);
3)小部分儲能應用(如果2023-2024年鈉電的循環可以達到5k-6k, 那么儲能方面的應用會有一部分量產化)。由于鈉電存在能量密度較低的問題,所以鈉電池的市場發展空間需要取決于鋰電池的價格走勢和鈉電技術成熟速度。鈉電池可以在技術不斷突破的同時,憑借其成本低、安全性高、資源開發便捷且與鋰電池生產協同性高等優勢,在相對能量密度需求敏感性較低的兩輪車、500km以下動力電車、部分物流電動車和儲能應用中發揮優勢,通過降本實現市場擴容增效。