钠离子电池已进入商业化前夜，入局者甚众。「真火」还是「虚火」？产业化能力才是真考验。
文｜吕雅宁
编辑｜苏建勋
来源｜36碳（ID：carbon_36kr）
12月15日，亿纬锂能（300014.SZ）发布第一代大圆柱钠离子电池产品，能量密度为135 Wh/kg，循环寿命达到2500次，产品目前正准备进入中试环节。继宁德时代、鹏辉能源、传艺科技、欣旺达等锂电企业之后，亿纬锂能正式进军钠离子电池领域。水涨则船高，以锂电最主要的原材料碳酸锂为例，目前价格逼近每吨60万元，不到2年时间涨价10倍。锂价高位难降，背后牵动庞大的新能源汽车和储能行业，逼迫车企和电池企业直奔上游，加速锂资源布局。锂资源储量已成一大难题，总量少且分布不均，全球近六成的锂资源位于南美洲的玻利维亚、智利、阿根廷三国，因此也被称为“锂三角”，而我国高达85%的锂资源都依赖进口。供需关系失衡、能源安全问题环绕…各方矛头涌现，这间接推动了另一大电池技术的兴起——钠离子电池。相比于紧缺的锂矿资源，钠资源储量丰富。就总量来讲，地壳中钠储量达2.74%，大约是锂储量的420倍，同时还可以通过海水制备钠盐。我国的钠资源储量占据全球储量的22%，能在一定程度上缓解锂资源的供需不平衡。全球钠资源的价格更是远远低于锂资源，仅为后者价格的1.33%，故更容易实现市场化。目前的动力电池领域，锂电池依旧占据主流地位。由于电池结构和工作原理的相似性，钠离子电池迅速成为的第二选择，并依托其资源和成本优势带来额外竞争力，传统锂电池企业接连押注钠电领域，行业里也不乏中科海钠、众钠能源等专注于钠电的新型选手。12月22日，中信建设的研报指出：钠离子电池已迎来以性能较好、成本控制潜力较大为核心竞争力的历史机遇。历经数年研究发展的钠离子电池，已经到了走上台前的时刻。有人说，2023年或将成为钠离子电池的产业化元年。当然，“不过是锂电的备胎”、“昙花一现”等质疑声也不绝于耳。钠离子电池，“真火”还是“虚火”？产业化前夜，难以定论。
1870年，法国科幻作家凡尔纳在《海底两万里》中写到的「鹦鹉螺号」，就是通过海水中的电解质钠，制成钠电池作为能源，驱动这艘近百米长的潜艇前进。一百多年后，锂离子和钠离子电池同步开始研究，到上世纪80年代后期，锂离子电池得到了快速地发展和应用。而受到原材料条件限制，钠离子电池的研究进程一直相对较缓，直到本世纪初才显露雏形。与锂离子电池类似，钠电池也属于“摇椅式电池“，以钠离子为电荷载体，通过钠离子在正负极间插入和分离来实现电池的充放电。钠离子与锂元素属同一主族元素，化学性质相近，故而钠离子电池也可以兼容锂电池的现有生产设备，被市场视为当下锂电池的备选方案之一。原材料方面，钠离子电池主要也是由正极、负极、隔膜、电解液和组成。其中，正极材料有层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝（白）类化合物、聚阴离子化合物三种主流路线；负极材料以硬碳和软碳为主。简单理解，锂离子电池和钠离子电池，就是将电池的锂元素换成钠离子，二者在内部结构和充放电运行模式上，实则保持一致。特别是在锂电池供需失衡的当下，钠离子电池这一后浪走上前台，也就不足为奇了。钠离子电池工作原理。图片来源：中科海钠
就功能特点而言，钠离子电池的突出优势在于其安全稳定的性能。特别是在高低温性能方面，钠离子电池的工作温度范围更广，可以在-40℃到80℃的温度区间正常工作，在-20℃的环境下容量保持率接近90%，优于锂电池。此外，钠离子电池的内阻比锂离子电池高，在短路的情况下瞬时发热量少，温升较低，热失控温度高于锂电池，更不易产生起火、爆炸等安全隐患。在应用场景方面，近年来我国钠离子电池已在两轮电动车、低速新能源A级汽车、储能领域等展露头角。将钠离子电池进一步推向舆论关注高点的，更源于锂业巨头的纷纷入局。可以说，钠离子电池如今已成为锂电龙头的不二之选。2021年7月，宁德时代正式发布了第一代钠离子电池。电芯单体能量密度已达160Wh/kg，为当时的全球最高水平。近期公司还透露，宁德时代钠离子电池产业化进展顺利，明年将会正式量产。作为动力电池领域巨头，宁德时代的任何动作一向是行业的风向标。
2021年7月29日，宁德时代发布第一代钠离子电池。图片来源：宁德时代今年11月29日，宁德时代公开表示，在乘用车应用方面，钠离子电池续航能力已经可以达到400公里，未来经过技术提升，将向500公里发起挑战。这一消息的出台瞬间引爆市场，钠离子电池相关企业股价集体上涨。在锂电池独占鳌头的当下，行业亟需更丰富的想象空间。近年来，亿纬锂能、赣锋锂业、欣旺达等企业也紧随“宁王”，加紧布局钠离子电池。当然在这一赛道上，还有专注于钠电的新锐力量。中科海钠就是一家站在风口之上的创业公司。成立于2017年的中科海钠，是国内首家专注于钠离子电池开发与制造的企业，拥有多项钠离子电池核心专利，团队主要成员来自于研发实力雄厚的中科院。目前，公司已完成A+轮融资，累计融资额处于行业前列。中科海钠执行董事长唐堃向36碳表示，已经示范运行的兆瓦时级钠离子电池储能系统实测达到86.8%的能量转化效率，与锂离子电池储能系统相当。结合其成本优势，储能领域将成为未来钠离子电池的最大使用场景，想象空间将比动力电池还要广泛。根据中科海钠团队之前的测算，实现产业化之后的钠离子电池体系材料成本，相对于磷酸铁锂电池可降低30%以上。钠离子电池的快速落地能够在一定程度上缓解对于锂离子电池的成本焦虑。2022年7月，我国发布了首批钠离子电池行业标准《钠离子电池术语和词汇》(2022-1103T-SJ)和《钠离子电池符号和命名》(2022-1102T-SJ)计划正式下达。目前，这两项标准都处于征求意见过程中，预计将在明年完成报批工作。赛道参与者多点开花。传统锂业巨头布局钠电，多采取自下而上的路线，成熟的制造能力为钠电产业化进程铺路。初创公司更多采取自上而下的路线，从单点的技术突破展开至全体系探索。整体来看，钠离子电池距离量产的临门一脚，近在眼前。从某种程度上来讲，钠电行业的火热还是由市场驱动的。钠离子电池的成本优势是在对比中产生的，持续高涨的锂价为钠电的火热创造空间。
有人认为，钠离子电池不过是高价锂电池的“备胎“而已。况且近期国内锂价也处于持续下跌状态，那么当锂电市场回归常态后，钠离子电池是否还能受到追捧？质疑声不断。
钠离子电池的一大开发难点在于能量密度，这与它的本征属性密切相关。钠离子的半径比锂离子大，相同质量下的钠离子所蕴含能量相对较低。因此，钠离子电池能量密度上与锂离子电池相比有先天劣势。根据公开资料，目前主流钠离子电池能量密度一般在100-150Wh/kg，而磷酸铁锂电池可以达到150-200Wh/kg，三元锂电池更是能达到200-250Wh/kg。
这也成为动力电池的能量密度决定论之下，钠离子电池为人所诟病的一大原因。
但落实到具体的应用场景上，能量密度相对较低的钠离子电池并不是没有用武之地，反倒与锂电池形成差异化优势。成本造价敏感度高、能连密度敏感度低的领域就是现阶段钠离子电池的最佳发力领域。
在一众关注硬科技的投资机构中，中科创星是最早一批关注钠离子电池的布局者，并在2019年完成对中科海钠的Pre-A轮投资。中科创星创始合伙人米磊在接受36碳采访时表示，当时业内的主流机构对钠离子电池关注寥寥，但从钠离子电池的战略价值来看，这一细分领域的崛起是必然的。
由于储能领域对于成本更加敏感，钠离子电池更适合大规模电化学储能场景，此外在低速电动车市场也具备竞争优势，有望与锂离子电池形成互补。
钠离子电池并非是要替代锂电，更多是发挥一种补充作用，从一定程度上缓解对锂电池的过度依赖，丰富电池应用的多元场景，从而达到动态平衡的局面。
中科海钠钠离子电池储能系统。图片来源：中科海钠
另一大瓶颈在于供应链。有行业人士表示，钠离子电池技术路线已相对成熟，能否顺利完成量产前的临门一脚，才是现阶段最重要的问题。
虽然钠电的产业链布局能从一定程度上承袭锂电，从而缩短产业化进程。但是钠离子电池的正极、负极，包括电解质等材料都需要进行切换，目前我国钠离子电池企业的产业链布局正在进一步完善中。同时，实现量产的部分工艺还处于摸索阶段，多方面因素叠加之下，实现产业化尚需时日，并且需要大量产业资本的投入。
现如今，储能赛道是个大风口。在锂电池相对成熟的当下，投机者开始把目光投向钠电。“钠离子电池太火热了，甚至有些过火，对此一方面能更快推进产业发展，加速商业化落地，另一方面也应清醒认识到钠离子电池距离供给端到需求端形成产业闭环，还有不短的距离。预计半年之后，行业将会出现比较大的洗牌，一些具备较深技术储备、能够快速实现商业化闭环验证的公司将会脱颖而出。“众钠能源常务副总助理孙正佳向36碳表示。
中科海钠执行董事长唐堃也谈到，目前的钠离子电池处于一个市场导入期，很多公司转型切入这条赛道，但对自身钠离子电池产品竞争力的理解并不相同。在当前阶段，钠离子电池企业的竞争力不只是单点的技术突破，而是全体系的创新，同时快速规模化降成本对钠离子电池企业至关重要。
眼下储能赛道火爆，有一部分入局者是怀着炒作的心态，凡是涉及到钠电及材料研发制造的，或是意图合作开发的企业，都想来分一杯羹。事实上，投资钠离子电池整装厂的只有少数几家公司，如果电池厂未能建起，何以实现电池量产？过于火热的钠电市场，打嘴炮、蹭热度的不在少数。
相比于成熟的锂电池产业链与市场格局，钠离子电池还处于摸索前进的深水期局面。当各家实现量产的规模效应，潮水退去后的裸泳投机者们也自会显露出来。
万事俱备，只欠东风。钠离子电池实现产业化，终究是时间问题。同时，也并不存在钠电替代锂电的情况，不同技术路线的多元互补，才是实现性能与成本动态平衡的最优解。
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钠离子电池走上台前
