“碳达峰”“碳中和”“碳交易”“储能”“新能源”是今年的几大热词，与此相关，不得不提到被业内称为“白色石油”的锂。然而，如今“有‘锂’走天下，无 ‘锂’寸步难行”的格局或许即将被打破。
在中国电动汽车百人会主办的2021中国电动汽车百人会云论坛上，中国工程院院士、“锂电池之父”陈立泉称，全世界的电能都用锂离子电池储存，根本不够，钠离子电池是新电池首选。今年7月底，宁德时代发布了第一代钠离子电池。
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钠离子电池面世的必要性
1、锂的储存量有限
锂的地壳丰度仅有0.0065%，且资源分布不均匀，70%的锂分布在南美洲地区。美国地质勘探局(USGS)数据显示，2020年澳大利亚产出的锂矿占全球总产量的51%，智利、阿根廷等国家从盐湖中提取的锂资源占比29%。
我国锂资源虽然占全球总产量的6%，但是从分布格局来看，大部分分布在西藏、青海等高海拔地区，受开发环境、开发成本以及技术制约。
图1：全球锂资源分布
来源：美国地质勘探局
2、能源安全
锂是一种不可再生的战略资源，而我国又作为锂资源消费大国，其中绝大多数的锂资源供给都依赖进口，未来有可能受政治影响，造成我国锂电池产业卡脖子现象。
与锂相比，我国钠资源储量丰富、分布广泛。相关数据显示，钠资源的地壳丰度为2.75%，是锂的423倍，并且遍布全球，我们常见的食盐、海水中就有丰富的钠元素。
02
钠离子电池的优点
1、成本优势
据生意社数据显示，截至8月20日，锂离子电池材料价格再度上调，碳酸锂参考价为100800.00/吨，与8月1日(88000.00/吨)相比，上涨了14.55%;氢氧化锂参考价为112333.33/吨，与8月1日(99000.00/吨)相比，上涨了13.47%;锂精矿、锂盐价格也继续大幅上涨。总体来看，锂资源呈现短缺格局。
与锂离子电池相比，钠离子电池正极用铜铁锰，负极用无烟煤做的碳，整体电芯成本低于锂电池，并不会像锂离子电池一样受到原材料价格波动影响，价格较为稳定。
2、性能优势
安全性高：安全是不可触及的红线，钠离子电池不会过充、过放、短路，针刺不起火，不爆炸。钠离子电池具有更广的应用范围，特别是在储能、电动汽车等领域。
低温性能优异：-20℃ 约90%放电保持率，-40℃ 约80%放电保持率。
快充优势：宁德时代发布的钠离子电池常温下15分钟即可充80%的电量。
宁德时代当前发布的钠离子电池能量密度达到160Wh/kg(宁德时代下一代钠离子电池将达到200Wh/kg)，高于铅酸电池3-5倍，低于三元锂电池。虽然钠离子电池的能量密度(100-150 Wh/kg)略低于锂离子电池(150-250 Wh/kg)，但在安全性、快充性能、低温性能等方面表现优秀。
图2：钠离子电池密度对比
来源：中科海纳官网
图3：钠离子电池与磷酸铁锂电池性能对比
来源：宁德时代发布会
03
钠离子电池应用前景
1、动力领域
1) 新能源汽车
新能源汽车作为政策驱动的产物，需求量不断增加，需求也不一样，加上锂电池材料短缺，价格不断上涨，补贴退坡等因素，如何降低成本，给新能源汽车降价是各个车企亟需解决的问题。因此，寻找经济实惠且安全的电池迫在眉睫。根据目前钠离子电池能量密度160Wh/kg，系统集成效率80%计算，钠离子电池能量组的密度约为128Wh/kg。对于续航400公里左右的新能源汽车，钠离子电池完全可以胜任。
微型车代表：五菱宏光mini 搭载13.8Kwh电池，能量密度为110Wh/kg，续航170公里
中型车代表：特斯拉model 3 搭载55Kwh电池，能量密度为125Wh/kg，续航468公里
图4：宁德时代 AB 电池解决方案
来源：宁德时代发布会
宁德时代 AB 电池解决方案，通过BMS精准算法进行不同电池体系的均衡控制，为钠离子电池在电动领域带来更广阔的应用空间和更丰富的应用场景。
2) 电动自行车
钠离子的密度、安全性、充电的速度都完胜铅酸电池。目前铅酸电池只是在成本上具有优势，未来钠离子电池规模化后成本可以接近铅酸电池。
2、储能领域
公开资料显示，我国储能市场累计装机规模持续增长。未来钠离子电池的主要市场应用在储能方面。目前我国电化学储能方式中锂离子电池已经成为电化学储能的主流技术路线。而未来随着钠离子电池的规模化生产，代替锂离子电池或作为锂电池的补充，有着很大的市场空间。并且钠离子电池在储能领域大规模应用，也将带来更低的电力使用成本。到2025年钠离子电池市场规模将达到数百亿元。
图5：电化学储能方式占比
来源：火石创造根据公开资料整理
图6：全球首套1兆瓦钠离子储能系统
来源：图片来自网络，侵删
相关政策：
7月15日，国家能源局官网发布的《国家发展改革委、国家能源局关于加快推动新型储能发展的指导意见》中明确提到加快钠离子电池等技术开展规模化试验示范。
8月25日，工信部答复政协第十三届全国委员会第四次会议第4815号(工交邮电类523号)提案称，工信部将组织有关标准研究机构适时开展钠离子电池标准制定，并在标准立项、标准报批等环节予以支持，采取一系列积极措施促进新型电池产业健康有序发展。
工信部表示，将在“十四五”相关规划等政策文件中加强布局，从促进前沿技术攻关、完善配套政策、开拓市场应用等多方面着手，做好顶层设计，健全产业政策，统筹引导钠离子电池产业高质量发展。
此外，科技部将在“十四五”期间实施“储能与智能电网技术”重点专项，并将钠离子电池技术列为子任务，以进一步推动钠离子电池的规模化、低成本化，提升综合性能。
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钠离子电池产业链具有坚实的基础
1、强大的锂离子电池产业链支撑钠离子电池产业发展
钠离子电池的制造和锂离子电池的制造完全兼容，可以沿用锂离子电池设备，只不过在制造工艺有一些区别。钠离子电池的产业链和锂离子电池的产业链区别主要在正、负极材料有所不同。由于我国锂离子电池产业链很完善，电池生产装备完全国产化，同时锂离子电池生产商未来转型生产钠离子电池所付出的成本代价较小，这也为我国对于钠离子电池的发展打下了坚实的基础，加快我国钠离子产业链的快速形成。宁德时代表示到2023年将形成基本的钠离子电池产业链。
图7：钠离子电池生产线原理示意图
来源：《钠离子电池科学与技术》，天风证券
图8：钠离子电池产业链
来源：《钠离子电池科学与技术》，天风证券
2、各大企业加快布局钠离子产业
表1：各企业布局钠离子产业
来源：火石创造根据公开资料整理
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钠离子电池的未来
相比锂离子电池，钠离子电池近些年来才被重视起来。我国钠离子电池的研究目前才处于刚刚起步的状态。未来几年，当钠离子电池做到密度180-200Wh/kg，与磷酸铁锂电池持平或者超过磷酸铁锂时，电池市场格局将发生较大的变化。此外，钠离子电池大规模的商业化应用也将减少我国对于锂资源的依赖，从而保障我国能源安全。
在电动车领域，钠离子电池的大规模推广应用会降低汽车和电池供应商的成本，保障企业的利润，同时也能促进锂电池供应链的稳定。由于钠离子电池较锂电池具有成本优势，在新能源汽车补贴政策退坡的情况下，也有助于新能源汽车价格下降，加快我国新能源汽车的推广，加速实现碳中和的目标。
