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一、钠离子电池行业背景

钠离子电池概念由来已久，在上世纪70〜80年代已经岀现，在国外的科研机构中已有 一定研究，但是后来产业化进程比较慢，主要是因为在材料体系方面没有达成共识。

2011年，在英国出现第一家公司做钠离子电池应用工程化，我们国家最早是中科海钠 在2017年开始做，中科海钠背靠科研院所，技术储备比较好，专利比较多，目前在国内是 比较领先的。

在宁德时代7月份推出钠电池概念之后，在市场中备受关注，很多的锂电池市场头部玩 家纷纷投入其中，进行前期的技术储备以防在日后竞争中掉队。

1）钠离子电池的原理：
钠电池和锂电池的工作原理是一致的，都属于摇椅式电池，充电的时候从正极脱出，通 过电解液这种介质，然后嵌入到负极，然后放电的时候正好相反，以此循环往复。

2）钠离子电池的生产工艺：
钠电池工艺原理和锂电池是高度重合的。第一步是前期的制浆工序，也就是添加竹粉、 导电剂、粘结剂等一些材料进去制作浆料；接下来第二步是涂布，将第一步制备的浆料以指 定厚度均匀涂布到集流体上，并烘干溶剂；第三步是滚压，对材料进行压实整形，再接下来 是模切，然后是根据技术路线选择卷绕或者叠片；最后是装配，然后封装（激光焊或者盖板）， 进行干燥化操作。

3）钠离子电池的优势：
第一点，钠离子电池生产成本低。钠相对磷酸铁锂电池在成本上可以大幅降低，很大一 部分原因在于钠资源储备比较丰富，在全球地壳中丰度达到2.3%,远高于锂元素，再加上锂 资源主要集中在南美国家，我们国家头部的锂电池厂商也纷纷到南美去布局，而钠前驱体, 纯碱材料，我们国家很多企业都可以做。

碳酸 钠纯碱前驱体大约是3000元/吨，而锂电池前驱体大约是14-18万元/吨左右。钠离子电池 负极集流体可以用铝箔替代锂电池用的铜箔，铝箔价格比铜箔要低很多。

此外，锂电池的负 极要用石墨，而钠离子电池如果走软碳路线，可以采用无烟煤做前驱体，无烟煤生产工艺路 线相对简单，成本比较低。

钠离子电池倍率性能比当前主流的锂电池好。

钠离子的斯托克斯 半径比较小，如果用目前主流磷酸铁锂电池的电解液去注入钠离子电池，同等浓度下，钠离 子跑的速率会比锂离子快，测算结果要高出20%；如果是同样的充放电速率，钠电池电解液 需要的添加剂少，电解液成本可以下降。

第二点，钠离子电池安全性相对锂电池高一些。专家所在公司方面有进行评测，钠离子 电池的内阻比三元锂、磷酸铁锂电池都要稍微高一些，一旦发生热失控短路，钠离子电池的 短路电流相对低一些，瞬间发热比较弱。

并且，钠离子电池放电可以放到0V,目前磷酸铁锂电池放电极限是2.5V,三元锂是2.7V,不能再低；锂电池如果过放会导致负极吸铜，容 易刺穿隔膜造成内部短路、热失控。专家所在公司对钠电池做过针刺、挤压实验，钠电池在针刺时候不起火、不爆炸,没有一点问题。

第三点，钠离子电池的低温性能优异。测算结果显示，在零下20度时，钠离子电池能 量保持率达到88%,零下30度为81%,同等到零下30度，磷酸铁锂电池能量保持率只有60%,这也是为什么天气冷时不带自加热的新能源车不耐跑。

4）钠离子电池的不足：
钠离子电池在循环寿命方面还有待提升。一些主流的头部企业，宁德时代号称开发出来 能量密度160的钠电池循环寿命能有4000次，中科海钠能量密度达到150能循环大于3000次，这种差距主要看走哪一种技术路线，专家公司团队也做了，能量密度区间是135-145, 循环寿命大概在2800次左右。

钠电材料体系能量密度和磷酸铁锂有一定差距，和三元锂差距更大，钠原子半径比锂大30%,因此质量敏能量密度和体积敏能量密度都不占优势。

钠离子电池的应用场景:
钠电池在汽车动力电池领域不占优，因为能量密度比锂电池低。

钠电池在储能领域有优势，储能需求对能量密度不敏感，如果通过产业链建设做到钠电 池成本大幅降低，会有很强竞争力。

在A0级低速车上钠电池也可以用，不过专家更看好储能领域前景。

二、钠离子电池的技术路线：
钠电技术路线很多，可以说是百花齐放，技术路线太多、没有共识也是长期没有产业化 的原因之一。

1）正极材料：
经过多年的探索，目前沉淀下来正极主流的技术路线有三个，分别是层状氧化物、普鲁 士蓝和普鲁士白、聚阴离子，别的技术路线，比如磷酸盐、氟化磷酸盐都慢慢被边缘化了。

层状氧化物电池结构和三元、镣钻镒酸锂类似，正极晶格结构是层状的，优点是能量密 度可以做高，同时相比聚阴离子循环寿命会略差一些。

聚阴离子正极结构和磷酸铁锂类似, 是橄榄石状晶体结构，可以做到结构很稳定,有助于做高循环寿命，但成品电池能量密度低。普鲁士蓝正极是立方体结构，路线优势是原料成本低，但是循环寿命做不上去。

头部公司正极路线选择：据专家所知，宁德时代做了层状氧化物和普鲁士蓝两条技术路线，但目前已经放弃普鲁士蓝，因为循环寿命他们只能做到不足2000次，作为动力电池很 受制约。中科海钠走的是层状氧化物。

钠创的研发布局要早一些，走层状氧化物和聚阴离子 两条路线。星空钠电做的是普鲁士蓝。

2）负极材料：
负极主要有两大路线，就是硬碳和软碳。钠的原子量是23,锂是6.9,相差三倍，离子 半径差了 30%,导致钠离子无法在石墨层中快速嵌入和脱出，所以要开发新的负极材料。

硬碳表面有很多微孔（硬碳每一层排列不规则），便于钠离子快速嵌入和扩充，硬碳路线有助 于做高电池能量密度；软碳路线加工工艺成本比硬碳低，但是相对硬碳路线克容量偏低，能 量密度低。

头部公司负极路线选择：中科海钠在山西，和华阳集团有合作，用无烟煤做前驱体走软 碳路线，他们宣称克容量能做到350〜400,但是专家比较怀疑这个数据。

3）电解液：
钠离子电池电解液与锂离子电池类似，都是溶质、溶剂、添加剂，主要的差别在溶质上。
目前溶质主要是六氟磷酸钠（类似于锂电池的六氟磷酸锂），优点是导电率比较高，专 家测算过，相同浓度比锂电池高岀20%。

4）集流体：
钠离子电池负极可以用铝，锂电池不行，锂离子会和铝箔反应形成化合物腐蚀负极，钠 离子电池因为能过放到0V。锂电池用的铜箔钠电池同样可以用，就直接用一样的产品，不 需要再做深加工。

三、钠离子电池主要企业：
国内玩家中，中科海钠相对布局比较早，立方能源、宁德时代都在中科海钠之后，然后 蜂巢、国轩、亿纬、欣旺达这些又都是在宁德时代做了之后才跟进。

1）中科海钠：

中科海钠是国内钠离子电池走在最前面的，产业链搭建的比较完善，他们在山西太原建 设了正负极材料生产基地，在山西阳泉和安徽阜阳建有钠离子电池生产线，今年7月份时候 他们对外发布消息是阳泉生产线已经批量产出了，但是实际进度应该没有那么快，当时应该 是完成设备进场，现阶段在联调联试，员工培训、熟悉设备都需要过程，按照锂电池生产经 验来看，调试需要3〜5个月，逐步爬升产能到实现稳定量产。

2）宁德时代：

宁德时代布局也相对比较早，他们和容百签了协议，由他们来提供钠电 原料，本身容百就为他们提供了高镣体系的原料。
3）钠创：产业链布局也相对比较完善，他们能自主产岀正极材料，还有一个中科海钠 不具备的优点，就是能做电解液。

4）立方能源：

完成了普鲁士蓝正极材料技术储备，在今年4月份宣布进入小批量生产。

5）传艺科技：

背靠一些科研院所，对外发布了他们产品在中试线、小试线上的性能指 标（能量密度、循环寿命等）和国内头部玩家已经在同一行列。但是，在中试、小试阶段做 岀的产品和实际量产性能还会有差别，需要考虑良率、成本控制等问题。

6）正极材料企业：
锂电材料厂商在钠电领域布局都比较迅速。2022年7月，容百发布了四款正极材料， 其中三款是层状氧化物、一款是普鲁士白，已经初步具备钠电正极材料量产能力，相关产品 已经送样到下游的电池厂商评测过了。

振华在2022年6月发布定增预案，规划建设年产10 万吨正极材料，兼容高線、中镣、钠电。

当升今年7月也开了发布会，发布新的层状正极材料，专家个人分析，很可能就是层状 氧化物已经研发出来了，预计是23〜24年量产。厦鸨主要做高电压体系材料、钻酸锂材料， 现在也宣布进军钠电材料，现在已经小批量送样。

专家和多家主流材料厂商人员均有交流，总体上对钠电前景有信心，普遍预期在2025年能够实现十万吨级以上年出货量；根据容百和振华的人评价，估计层状氧化物路线是最有 可能率先实现量产的。

7）负极材料企业：
中科海钠是和华阳合作，就地取材用无烟煤，走软碳路线。宁德时代自己开发材料走硬 碳路线。中科海钠宣布已经和华阳共同开发出了克容量大于400的软碳材料，专家个人对此 持怀疑态度，因为专家评测过很多软碳材料，克容量做到300已经是很好的产品了。

贝特瑞目前能够小批量生产硬碳和软碳负极材料。

在日本，丰田和松下都有在2016年开始做钠电材料方面研究，专家所在公司曾采购过 丰田和松下的材料用于测评。

8）电解液企业：
国内主要玩家是钠创，他们布局了六氟磷酸钠，宣称是实现了 5000吨级的电解液生产 线投产，预期未来3〜5年建设配套8万吨级正极材料生产的电解液产线。

多氟多也有前期的技术储备，目前对外宣称有千吨级的六氟磷酸钠产能，并且宣布研发 成功了新的添加剂,能够进一步提升钠离子的迁移速度，会使得成品电池快充性能明显提升。
国内的其他电解液玩家，比如天赐、新宙邦都在逐步投入对钠电池的布局、研发。

四、问答环节：
Q1：钠离子的正极材料体系有三种，那么您认为会是其中哪一种先走或者齐头并进呢？
专家认为，层状氧化物路线会率先产业化量产，主流的玩家宁德走的是这条路线，普鲁 士蓝已经被他们放弃，一方面是循环寿命他们只能做到不到2000次就性能跳水，再加上普 鲁士蓝产品碰撞性能不好，一旦短路热失控就释放出剧毒的氢氟酸，对人体造成二次伤害。
专家认为，层状氧化物会被最多厂商采用，聚阴离子次之。钠电池中的层状氧化物和聚 阴离子就相当于锂电池的磷酸铁锂和三元锂，聚阴离子安全性好，寿命高，牺牲能量密度。

Q2：六氟磷酸锂厂商生产氟磷酸钠是否有壁垒?
六氟磷酸钠和六氟磷酸锂生产工艺上有比较大的差别，刚才提到过，锂和钠原子质量、 半径有比较大差别，造成锂电电解液厂商无法很快切换到钠。去年7月就推出了钠离子电 池，一年过去了天赐、新宙邦、石大胜华都没有做到批量供应六氟磷酸钠，都还在摸索工艺 路线，可见还有一定难度；钠离子电池生产本身可以比较简单的拿锂离子电池生产线无缝切 换，但是六氟磷酸钠电解液不能，还是有一定的壁垒。

Q3:钠离子电池产业化之后，市场格局是否会和锂电池类似，出现头部一家或者几家独大现 象？
专家认为，走的比较靠前的中科海钠、钠创，虽然前期技术储备比较充分，但是后期对 他们不看好，原因是虽然目前有技术壁垒，但是容百、当升、厦絹这些企业在材料方面接下 来几年正向或者逆向研发，出资挖团队，攻克技术难点之后会依靠公司规模、资金实力很快 放量，这之后如果钠电有市场，宁德时代、比亚迪、中航、蜂巢等锂电厂商马上就可以把锂 电产线切换到钠电，产能上对中科海钠、钠创形成优势。

Q4：锂电池目前采用复合铜箔集流体来提升安全性，刚才提到钠电池在穿刺实验中已经比 较安全了，那么以后钠电池还会采用复合集流体吗？

目前PET铜箔还没有大规模推广，因为还有一些关键技术问题没有解决，比如断电、基 膜穿孔，等等，在制约大规模使用，未来解决问题之后才会在锂电池中大规模使用。
专家指出，钠电池穿刺实验不起火、不冒烟，但是安全只是相对的，是相对三元锂、磷 酸铁锂而言，但是如果破坏隔膜让正负极直接连通，钠离子照样会出现热失控，用PET复合 铜箔还是会进一步明显改善安全性，降低热失控的概率。

Q5：钠电池与锂电池相比对于导电剂的需求如何？（碳纳米管/导电石墨）
钠电池在导电剂使用量上会比锂电池低一些，碳纳米管和导电石墨都会少，因为钠离子 迁移速度高。

Q6：听天赐材料说六氟磷酸钠的生产环保、回收问题很大，所以很难推广，他们面对的障碍 是什么，为何反应这么激烈？
天赐以前是做六氟磷酸锂的主流玩家，但是六氟磷酸锂转向六氟磷酸钠生产是有壁垒的, 不可能说直接无缝切换；作为新企业的钠创都已经攻克了六氟磷酸钠量产技术，产能已经到 5000吨级了，能否做成还是要看企业的技术储备有多雄厚，如果企业切换到钠赛道比较晚， 那就需要更长时间做前期积累。专家觉得电解液一定能解决，不会制约钠电产业发展。

Q7：目前技术路线来看，六氟磷酸钠生产成本是否会高于六氟磷酸锂?
目前六氟磷酸钠生产成本会高，但是专家认为未来随着生产放量成本会降低，会倒逼上 游，因为钠的成本比锂低。

Q8：中科海钠官方表示已有新技术使得钠离子电池能量密度突破200瓦时/公斤，你是如何 看钠离子电池本身技术迭代呢？刚才说到钠离子电池循环使用次数目前会低于锂电池，核心 原因是否是钠原子半径的，未来会是什么样？

专家对于钠离子电池未来是很乐观的，专家自己也和容百、振华的人员沟通过，对于未 来钠离子电池能量密度赶上锂电池，甚至超过磷酸铁锂具有信心。

如果能量密度真的能做到 200那对磷酸铁锂是颠覆性的，车企会很乐于接受这种钠电池，因为钠电池成本低。

钠电池未来在循环使用次数上也是有可能追上锂电池的，因为虽然说了钠离子在源自半 径上天然有劣势，但是技术本身会更新。

专家刚开始做锂电池时候，产品循环次数逐步从 1000次慢慢突破到3500以上，还做出来了很多原先不可想象的技术，比如碳包袱、掺杂、 改性，等等，钠电池有需求也会不断有人去投入推动技术改进、性能提升。

专家认为，未来 能够解决钠离子电池循环使用问题。

Q9：未来在负极方面有什么技术进步方向？
在硬碳方面，还需要一些表面处理技术提升，可能是钝化、掺杂，让微观层状结构空隙 尽可能多和大，来提升克容量。

Q10:钠电池在产业化过程中，材料厂和电芯厂哪一个更有竞争力，谁在研发中占主导地位？
专家认为，毫无疑问是材料厂更有优势，材料利润比电芯要高，和锂电一样，锂电池厂 商都不怎么挣钱，挣钱的都是上游材料。

如果从技术研发方向主导性看，钠电池材料厂和电芯厂算是共同研发，好的材料体系不 是材料厂商一方能单独完成的额，开发出一款材料过程中先是材料厂开发产品小批量供应来 给电池厂实验、试用，拿材料做成成品电池，对电池性能进行评测，之后修正、反馈数据给 材料厂商，材料厂商继续调整材料配方再供货，多轮循环之后材料才定型。