鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈全景圖

鈉離子電池最早在20世紀(jì)80年代初出現(xiàn)，隨后由于鋰離子電池的性能更為優(yōu)異，鈉離子電池的研究一度停滯。2010年后，隨著動(dòng)力電池領(lǐng)域的需求越來越大導(dǎo)致鋰離子電池的材料供不應(yīng)求，室溫鈉離子電池的研究重新興起。

根據(jù)應(yīng)用場景不同，鈉離子電池主要可分為動(dòng)力和儲(chǔ)能兩種。相比成熟的鋰離子電池商業(yè)化水平，鈉離子電池的商業(yè)化進(jìn)度僅僅處于起步階段，僅有少數(shù)企業(yè)的鈉離子電池進(jìn)行了初步的商業(yè)化，完整成熟的產(chǎn)業(yè)鏈也未形成。

一張圖看懂鈉離子產(chǎn)業(yè)鏈布局

產(chǎn)業(yè)鏈上游

電池原材料

由于鈉離子電池與鋰離子電池的工作原理相似，很多材料和工藝可以復(fù)用，從原材料的方面看來也是如此。

在原材料方面，鈉離子電池和鋰離子電池首先最明顯的區(qū)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(shí)驗(yàn)室中合成鈉離子電池用正極材料，鈉的來源十分廣泛，包括碳酸鈉、碳酸氫鈉、醋酸鈉、草酸鈉、檸檬酸鈉、硝酸鈉、氫氧化鈉甚至偶見關(guān)于金屬鈉的討論，但是大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)對于成本、工藝安全性、酸堿性都有一定的要求，最有可能成為工業(yè)生產(chǎn)原料的還是碳酸鈉（即純堿），其他材料因?yàn)槌杀尽踩曰蛭锘笜?biāo)的原因，或多或少存在一定的缺陷。與鋰資源在全球分布不均且稀少的情況相反，鈉資源在全球廣泛分布，其在地殼中的豐度位于第6位，我們?nèi)粘Ｊ秤玫氖雏}就是最常見的鈉鹽——氯化鈉。最常見的氯化鈉來源有海鹽、湖鹽以及巖鹽（礦鹽）等。

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(fù)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(jié)構(gòu)

主要包括正極材料、負(fù)極材料、電解質(zhì)、集流體和隔膜五個(gè)部分。

正極材料

正極和負(fù)極材料影響著鈉離子電池的能量密度、功率密度、循環(huán)壽命、安全性等關(guān)鍵性能指標(biāo)，對電池性能至關(guān)重要。

和鋰離子電池正極技術(shù)路線基本確定不同，目前鈉離子電池相關(guān)的正極材料超 100種，技術(shù)路線尚處于演進(jìn)中。根據(jù)成分，主流鈉離子電池正極材料可分為層狀金屬氧化物、聚陰離子化合物和普魯士藍(lán)類化合物體系。由于產(chǎn)業(yè)體系在商業(yè)化初期，競爭格局還需繼續(xù)跟蹤，相關(guān)龍頭企業(yè)仍然具有先發(fā)優(yōu)勢。

正極材料部分生產(chǎn)企業(yè)

格林美（深圳）、貝特瑞（深圳）、華陽股份（陽泉）、容百科技（寧波）。

負(fù)極材料

與鋰離子電池采用的石墨材料負(fù)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(nèi)進(jìn)行可逆脫嵌，因此認(rèn)為傳統(tǒng)的石墨無法作為鈉離子電池的負(fù)極。鈉離子電池負(fù)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(yè)化的鈉離子電池也以硬碳材料作為負(fù)極為主。

負(fù)極材料部分生產(chǎn)企業(yè)

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）。

隔膜

目前最常見的有機(jī)電解液系的鈉離子電池的電解液與鋰離子電池的電解液成分非常相近，溶劑不變，僅是溶質(zhì)鹽從六氟磷酸鋰改為六氟磷酸鈉，隔膜完全可以使用和鋰離子電池一樣的隔膜。

隔膜用于隔離鈉離子電池的正負(fù)極，防止短路現(xiàn)象，同時(shí)起到離子通道的作用。美國、日本、韓國在隔膜生產(chǎn)上處于領(lǐng)先地位，我國的隔膜產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展，也逐漸挺進(jìn)了國際市場，成為第四大隔膜生產(chǎn)國。目前常用的隔膜有：

隔膜部分生產(chǎn)企業(yè)

恩捷（上海）、星源材質(zhì)（深圳）、明珠塑料（滄州）、捷力（蘇州）、中興新材（深圳）、鴻圖（遼源）、惠強(qiáng)（武漢）、中鋰（長園）、義騰（三門峽）、云天化紐米（重慶）。

電解質(zhì)

電解質(zhì)是發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)所必需的離子電荷載體，是提高鈉離子電池功率特性的關(guān)鍵。電解質(zhì)主要由溶劑、溶液、添加劑等組成。鈉離子電池最常見的電解質(zhì)為有機(jī)液體電解質(zhì)。有機(jī)電解質(zhì)的有機(jī)溶劑部分與鋰離子電池的對應(yīng)成分相似。

電解液鹽部分生產(chǎn)企業(yè)

多氟多（焦作）、天賜材料（廣州）

集流體料

與鋰不同，由于鋁和鈉在低電位不會(huì)發(fā)生合金化反應(yīng)，鈉離子電池正極和負(fù)極的集流體都可使用廉價(jià)的鋁箔而不是成本更高的銅箔。據(jù)判斷，鈉離子電池集流體鋁箔與鋰電池基本相同，性能要求基本接近。

電池用鋁箔部分生產(chǎn)企業(yè)

鼎盛新材（鎮(zhèn)江）、南山鋁業(yè)（煙臺(tái)）、萬順新材（汕頭）

材料成本占比

生產(chǎn)所用設(shè)備混合設(shè)備、燒結(jié)設(shè)備、粉碎設(shè)備、水洗設(shè)備、包覆設(shè)備、包裝設(shè)備、檢測儀器等。產(chǎn)業(yè)鏈中游：鈉離子電池工作原理主要依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)進(jìn)行工作：充電時(shí)，鈉離子從正極脫嵌，在電解液中游動(dòng)穿過隔膜嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鈉狀態(tài)；放電時(shí)則相反。

性能優(yōu)勢能量密度較高、使用安全性高（可放電到0V），環(huán)保（不含鉛、鎘、汞等對環(huán)境有污染的元素）、資源來源廣泛、成本低。電池種類電芯的類型從結(jié)構(gòu)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(tài)鈉離子電池、鈉硫電池、室溫鈉離子電池、zebra電池等。電池生產(chǎn)由于鈉離子電池工作原理以及電池材料與鋰離子電池高度相似，電池生產(chǎn)的工藝和設(shè)備可以復(fù)用。電池系統(tǒng)由于鈉離子電池的商業(yè)化水平僅處于起步階段，對電池系統(tǒng)的研究也相對較少。寧德時(shí)代在電池系統(tǒng)集成方面開發(fā)了AB電池系統(tǒng)解決方案，即鈉離子電池與鋰離子電池兩種電池按一定比例進(jìn)行混搭，集成到同一個(gè)電池系統(tǒng)里，通過BMS精準(zhǔn)算法進(jìn)行不同電池體系的均衡控制。

部分鈉離子電池生產(chǎn)企業(yè)寧德時(shí)代（寧德）、中科海鈉（溧陽）、鈉創(chuàng)新能源（紹興）、鵬輝能源（廣州）、圣陽股份（濟(jì)寧曲阜）、猛獅科技（汕頭）、欣旺達(dá)（深圳）、山東章鼓（濟(jì)南）。產(chǎn)業(yè)鏈下游：應(yīng)用市場目前的二次電池市場，鋰離子電池是絕對的主力和核心?；谛履茉雌囆枨蟪掷m(xù)增長，盡管鋰離子電池相對沒有明顯的性能限制，但碳酸鋰和鈷酸鋰等原材料的來源變得越來越困難。2010年后，隨著電池組尺寸和安裝數(shù)量的增加，鋰資源越來越難以滿足需求。因?yàn)殁c離子電池在本質(zhì)上擁有最與鋰離子電池性能相匹配的潛力，因此鈉離子的研究重新開展。 盡管鈉離子電池研發(fā)的初衷是用來補(bǔ)充和替代鋰離子電池在動(dòng)力電池領(lǐng)域的應(yīng)用，但是由于目前鈉離子電池的能量密度不及鋰離子電池，在高速電動(dòng)汽車領(lǐng)域鋰離子電池的主導(dǎo)地位目前無法撼動(dòng)；而在固定儲(chǔ)能方面，由于對體積和質(zhì)量要求不高，鈉離子電池有廣闊的前景。 由于鈉離子電池的商業(yè)化處于起步階段，因此對產(chǎn)業(yè)鏈下游的分析更多在于預(yù)測和展望。電動(dòng)汽車

目前商業(yè)化的新能源汽車的動(dòng)力電池以鋰離子電池為主和少量燃料電池，鈉離子電池用于電動(dòng)汽車仍處于實(shí)驗(yàn)階段。由于鈉離子電池的低能量密度，只能率先用于低速電動(dòng)汽車以及部分低續(xù)航乘用車領(lǐng)域。中科海鈉已有生產(chǎn)的用于低速電動(dòng)車的鈉離子電池備用電池組，型號為DZ72V60Ah-6P24S。電動(dòng)自行車鈉離子電池是用于電動(dòng)自行車領(lǐng)域的鉛酸電池的上位替代品，將來有希望替代鋰離子電池在該領(lǐng)域的運(yùn)用。中科海鈉生產(chǎn)的用于電動(dòng)自行車的鈉離子電池組有兩種型號，分別是DZ48V12Ah-4P16S和DZ48V12Ah-2P16S。固定儲(chǔ)能鈉離子電池將來在固定儲(chǔ)能領(lǐng)域會(huì)有重要的發(fā)揮。日本的儲(chǔ)能領(lǐng)域已有屬于高溫鈉離子電池的鈉硫電池的實(shí)際應(yīng)用。室溫鈉離子方面，中科海鈉已有生產(chǎn)的儲(chǔ)能用鈉離子電池，型號為DZ48V36Ah-6P16S。

轉(zhuǎn)載于：鈉電材料附53家鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)布局進(jìn)展