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钠逊于锂，为何吃香？

启示号
财经
3年前
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目前，国内外有近二十家企业布局钠离子电池产业化生产。国外企业主要包括英国 Faradion 公司、美国 Natron Energy 公司、日本岸田化学、松下、三菱等，国内的钠创新能源企业包括中科海钠、宁德时代。相比于锂离子电池，钠离子电池这一相对小众的电池技术路线很少进入公众视野。实际上，钠离子电池并不是一项新技术，关于其研究可以追溯到上世纪 70 年代。锂离子电池先行成功商业化后，使得科研力量开始向钠离子电池集中。由于具有资源丰富、价格低廉、环境友好等优点， 2010 年以来，钠离子电池受到国内外学术界和产业界的广泛关注，迎来发展转折点。

钠电池却因钠离子质量比锂离子大三倍，电池容量低、循环寿命短等短板，长期坐冷板凳。

钠电池虽然能量密度较低、稳定性较差，但也有锂电池不具备的优势。中科海钠估算，如果不考虑生产规模造成的差异，钠电池材料的理论成本比锂电池低 30%至 40%。在电池特性方面，钠电池能够适应更低温度，不会有太多能量损耗。而锂电池低温性能不佳，在天气寒冷时，能量衰减明显。钠电池还支持快速充电，十多分钟就能够充电 90%。同时，钠电池充放电时发热量小，不容易出现热失控导致电池起火。

钠电池成本优势明显

与锂离子电池的工作原理相似，钠离子电池同样是一种嵌脱式电池，借助 Na+ 的转移来存储和释放电能。虽然钠和锂属于同一主族元素，但钠离子和锂离子在理化性质上存在的差异，让钠离子电池在正负极材料、集流体和电解液上的选择上与锂电池不尽相同。

对于电极材料而言，钠和锂的价格直接决定了电极成本的差异，丰富的资源储量和不受地域限制让钠的价格仅为锂的数十分之一；同样锂离子电池所用的石墨类负极材料价格也远高于钠离子电池中使用的无定形碳类负极材料。
同时，钠离子电池的正负电极均可使用铝箔作为集流体，锂离子电池负极集流体则须使用价格更为昂贵铜箔。而锂离子电池所需的电解液溶度更高，也进一步抬高了锂离子电池的成本。
相关研究表明，钠离子电池的原材料成本约为 0.25 元 /Wh，磷酸铁锂电池的原材料成本超过 0.43 元 /Wh，钠离子电池在原材料成本方面优势显著。
此外，由于钠离子电池的电阻高且能够放电至 0V，因而在安全性与储运方面也更有优势。

图片来源于“电脑报”

钠电池更适合储能应用

储能钠电池可针对极端环境（如高热、高寒、高盐腐蚀等）下的风能、太阳能等可再生能源发电企业配套大容量、安全可靠的储能系统；为载人潜艇、陆军战车、水下平台等提供动力，服务国防科技事业；为第五代移动通信技术（5G）通信基站、数据中心等室内用电大户提供备用电源，为国家的节能减排事业及“碳中和”战略做出贡献。储能钠电池的应用领域为锂离子电池技术提供有益补充，其主要的应用场景如下。

近年来，为应对全球气候变化，可再生能源发电系统激增，但由于可再生能源具有随机性、间歇性特点，若将可再生能源所产生的电能全部直接接入电网，会对电网产生很大冲击。因此，高效便捷的电网储能装备成为必需品。二次电池是能够部署在家庭、城市和电网端的大规模能源存储装置，现有的二次电池技术以锂离子电池和铅酸电池为主导。尽管锂离子电池在电动汽车和便携式电子设备等传统市场上表现出色，但由于其存在成本高、安全性低和使用寿命不足问题，在大规模电网存储中部署仍然面临阻力。因此，发展低成本、高性能以及安全性好的替代方案成为电网储能的迫切需要。发展钠离子电池可以减少或避免锂、钴和镍等昂贵元素的使用，降低储能成本。因而钠离子电池在电网储能领域具有相当竞争力，是锂离子电池的“优秀替代品”，有望成为二次电池技术的新贵。

随着全球大规模储能产业飞速发展，伴随众多电化学储能技术的涌现，作为锂离子电池技术的重要补充，钠离子电池将凭借其独特优势在储能领域开拓出广阔的用武之地。预计 2025 年，国内钠离子电池市场空间可超 500 亿元。

（a）日本50 MW/300 MWh钠硫电池储能系统（b）意大利南部高压电网的34.8 MW钠硫电池储能电站

（c）2010年上海世界博览会上展示的100 kW/800 kW 钠硫电池储能系统（d）崇明岛风电场兆瓦时级的商业应用示范

钠硫电池储能系统 / 电站的商业应用实例

（来源中国工程科学报，温兆银团队文章）

储能钠电池上下游产业链供给不足

储能钠电池的高温技术瓶颈极大地限制了涉足储能钠电池开发的研究院所和企业的数量，导致储能钠电池在产业链的推动上困难重重。根据目前世界范围内钠离子电池的研发进展及产业化进展我们可以发现，钠离子电池的产业化已经在推进中。由于除了正、负极材料加工之外，钠离子电池在集流器铝箔、电解液、隔膜、电池组装等产业链均可以直接使用现有的锂离子电池产业链，结合中科海纳和华阳股份的一系列动作，钠离子电池形成大规模产业化的速度会比宁德时代2023年产业化的目标更快。