必收藏！钠离子电池材料及产业链全梳理

近年来，在锂电原材料价格高企背景下，钠电池凭借成本及安全性能优势，被业内广为布局，发展进程颇为迅速。日前，搭载宁德时代钠离子电池的奇瑞QQ冰淇淋、采用孚能科技钠离子电池的江铃羿驰牌玉兔两款车型亮相工信部《道路机动车辆生产企业及产品公告》，迈出了钠电产业化的关键一步。

2023年钠电产业化趋势清晰，产业链参与者增多，传统锂电厂商纷纷下场，新玩家入局接二连三，未来或将吸引更多锂电企业参与布局，有利于多方合作推进钠离子电池产业化进程。

什么是钠离子电池？

钠离子电池最早在20世纪80年代初出现，随后由于锂离子电池的性能更为优异，钠离子电池的研究一度停滞。2010年后，随着动力电池领域的需求越来越大导致锂离子电池的材料供不应求，室温钠离子电池的研究重新兴起。

根据应用场景不同，钠离子电池主要可分为动力和储能两种。相比成熟的锂离子电池商业化水平，钠离子电池的商业化进度仅仅处于起步阶段，仅有少数企业的钠离子电池进行了初步的商业化，完整成熟的产业链也未形成。

钠离子电池SIB是摇椅式二次电池，使用钠离子(Na+)作为电荷载体的可充电电池，通过钠离子在正负极间插入和分离来实现电池的充放电。钠离子电池的工作原理本质上和锂电池一样，只是电荷载体不同。

钠离子电池其组成结构与锂电池也相似，主要包括正极材料、负极材料、电解液和隔膜。正极材料主要包括钠过渡金属氧化物、钠过渡金属磷酸盐、钠过渡金属硫酸盐、钠过渡金属普鲁士蓝类化合物等几大类；负极材料主要包括软碳、硬碳、过渡金属氧化物等；电解液成分跟锂电池的电解液成分差别不大，只是把锂离子换成钠离子，其它如中间隔膜成分、封装工艺等方面，两者并无本质区别，所以锂电池工艺生产线上很容易转换成钠电池，比PERC转换成TOPCON更简单。

钠离子电池与磷酸铁锂电池对比图

钠离子电池产业链

钠离子电池产业链结构与锂电类似，包括上游资源企业、中游电池材料及电池电芯企业。

产业链上游-电池原材料

在原材料方面，钠离子电池和锂离子电池首先最明显的区别就是工作离子的不同。锂离子电池一般使用碳酸锂作为原材料，而目前实验室中合成钠离子电池用正极材料

其他原材料有作为电极正极材料的锰、铁、钴、铜、镍等，作为电极负极材料的碳、钛、磷等，以及作为集流体材料的铝。

钠离子电池组成结构主要包括主要包括正极材料、负极材料、电解质、集流体和隔膜五个部分。

钠电池上游资源部分厂商：

资料来源：国泰君安

产业链中游-电池材料

正极材料

正极和负极材料影响着钠离子电池的能量密度、功率密度、循环寿命、安全性等关键性能指标，对电池性能至关重要。

钠离子电池正极材料三种技术路线各有优劣，预计维持多种路线并存的格局，并匹配不同场景下的需求。

和锂离子电池正极技术路线基本确定不同，目前钠离子电池相关的正极材料超 100种，技术路线尚处于演进中。

资料来源：华福证券正极材料

与锂离子电池采用的石墨材料负极不同，由于石墨层间距过小，较大半径的钠离子嵌入石墨层间需要更大的能量，无法在有效的电位窗口内进行可逆脱嵌，因此认为传统的石墨无法作为钠离子电池的负极。钠离子电池负极材料的研究方向有硬碳，软碳，钛基氧化物以及合金等，针对硬碳的研究最多，目前商业化的钠离子电池也以硬碳材料作为负极为主。

负极材料部分生产企业：

杉杉股份（宁波）、璞泰来（上海）、中科电气（岳阳）、翔丰华（深圳）、贝特瑞（深圳）、华阳股份（阳泉）。

产业链下游-电池环节

电芯的类型从结构上分类主要包括软包电池和圆柱形电池；从材料体系分类包括固态钠离子电池、钠硫电池、室温钠离子电池、zebra电池等。

其生产工艺也与锂电池高度重合，现有的锂离子电池组装生产线稍加修改后就可以用来生产钠离子电池，锂电基础完善的产业链为钠电池的产业化提供了良好基础。

钠离子电池与锂离子电池生产工艺基本类似，传统锂离子电池产线可调试转产。

钠离子电池市场格局

全球近三十家企业开始布局钠离子电池，储能、电动车应用多点开花。

国内部分企业钠离子电池布局：

资料来源：国泰君安

国内企业相关技术路线：

钠离子电池同样面临一些问题：例如电池原材料、正负极配套尚未进入规模化供应，材料成本难以控制；能量密度提升空间小；且面临着多种储能方式（氢燃料电池、钒电池、飞轮储能等）的激烈竞争。

长远来看，在全球锂资源稀缺的背景之下，受益于全行业日趋提升的供应安全与降本诉求，钠离子电池有望迎来历史发展机遇。