加快培育發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力是我國(guó)加快實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的必然要求，以新型儲(chǔ)能、氫能、光伏、風(fēng)電等為代表的新能源產(chǎn)業(yè)，既是新質(zhì)生產(chǎn)力的重要組成，也是發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的重要驅(qū)動(dòng)力。鈉離子電池是新型儲(chǔ)能的重要技術(shù)路線(xiàn)之一，是鋰離子電池的重要補(bǔ)充，已成為我國(guó)重點(diǎn)關(guān)注和培育的前沿技術(shù)方向。
01 鈉離子電池基本情況
鈉離子電池是一種二次電池，其工作原理與鋰離子電池完全相同，主要依靠鈉離子在正負(fù)極之間的往返定向遷移實(shí)現(xiàn)充放電循環(huán)，能量密度為120-150Wh/kg，功率密度500-1500W/kg，循環(huán)次數(shù)為3000-5000次，單位造價(jià)約1800-2200元/kWh，技術(shù)路線(xiàn)主要包括層狀氧化物、聚陰離子化合物、普魯士類(lèi)化合物三類(lèi)，目前層狀氧化物相關(guān)工藝相對(duì)成熟。
鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈包括正負(fù)極材料、電解液、隔膜、集流體等上游環(huán)節(jié)，中游主要是電池制造環(huán)節(jié)，下游為新能源應(yīng)用端。對(duì)比鋰離子電池，鈉離子電池優(yōu)勢(shì)主要在于鈉資源豐富、價(jià)格低廉，且具有更好的低溫性和安全性。缺點(diǎn)主要是兩方面：一是能量密度較低，約為鋰離子電池的70%-80%；二是循環(huán)壽命較短，約為傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池的60%-80%。
02 鈉離子電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
“雙碳”背景下，特別是鋰資源供需矛盾日益突出的情況下，鈉離子電池技術(shù)戰(zhàn)略地位持續(xù)提升，產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來(lái)重要機(jī)遇期。
規(guī)劃及政策制定方面，主要國(guó)家地區(qū)加快布局引導(dǎo)。歐盟儲(chǔ)能計(jì)劃“電池2030”項(xiàng)目和美國(guó)能源部均明確了鈉離子電池的戰(zhàn)略地位，歐盟更是將其作為首要重點(diǎn)發(fā)展的非鋰離子電池。2021年開(kāi)始，我國(guó)先后出臺(tái)的“十四五”時(shí)期能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃等多項(xiàng)政策文件均專(zhuān)門(mén)提出支持鈉離子電池創(chuàng)新突破發(fā)展。
技術(shù)創(chuàng)新和標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)方面，我國(guó)處于國(guó)際領(lǐng)先地位。我國(guó)擁有新型儲(chǔ)能與能量轉(zhuǎn)換納米材料研究中心、電網(wǎng)安全與節(jié)能?chē)?guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、新能源與儲(chǔ)能運(yùn)行控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)國(guó)家工程研究中心等一批國(guó)家級(jí)鈉離子電池技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)。同時(shí)，我國(guó)積極部署標(biāo)準(zhǔn)體系相關(guān)工作，目前已發(fā)布了《鈉離子電池通用規(guī)范》，《電能存儲(chǔ)系統(tǒng)用鈉離子電池和電池組安全技術(shù)規(guī)范》等多項(xiàng)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)正在起草中。
市場(chǎng)規(guī)模方面，呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢(shì)。全球鈉離子電池市場(chǎng)主要集中在美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、中國(guó)、日本等主要國(guó)家。目前全球已有不少于20家鈉離子電池企業(yè)，大多為初創(chuàng)型企業(yè)，基本在近10年內(nèi)成立或進(jìn)入該領(lǐng)域。國(guó)際上，主要以英國(guó)Faradion、法國(guó)Tiamat、瑞典Altris等為代表，我國(guó)主要有中科海鈉、鈉創(chuàng)新能源等科研院所孵化企業(yè)，以及寧德時(shí)代等切入鈉離子電池賽道參與競(jìng)爭(zhēng)的鋰離子電池成熟企業(yè)。近年來(lái)，市場(chǎng)規(guī)模迅速增長(zhǎng)，BIS Research數(shù)據(jù)顯示，2022年全球收入規(guī)模達(dá)5.49億美元。
應(yīng)用場(chǎng)景方面，主要以動(dòng)力電池領(lǐng)域應(yīng)用為主。基于鈉離子電池循環(huán)次數(shù)及能量密度的考慮，鈉離子電池優(yōu)先應(yīng)用在能量密度不敏感的應(yīng)用場(chǎng)景及對(duì)溫度和充放電倍率敏感的場(chǎng)景，目前主要集中在短續(xù)航乘用車(chē)、低速電動(dòng)車(chē)、電動(dòng)兩輪車(chē)等動(dòng)力電池以及部分儲(chǔ)能領(lǐng)域。
03 面臨挑戰(zhàn)
我國(guó)的鈉離子電池研究和產(chǎn)業(yè)化世界領(lǐng)先，近兩年鈉離子電池賽道持續(xù)火熱，但總體上仍處于產(chǎn)業(yè)化初期階段，主要面臨三個(gè)方面的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。
一是技術(shù)突破有較大提升空間。現(xiàn)階段鈉離子電池的能量密度和循環(huán)性能均遠(yuǎn)低于理論研究值。此外，理論上鈉離子電池應(yīng)更具有成本優(yōu)勢(shì)，但目前產(chǎn)品的實(shí)際總成本較磷酸鐵鋰等更高，基本上高于1元/瓦時(shí)。
二是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)呈加劇態(tài)勢(shì)。資本市場(chǎng)持續(xù)看好鈉離子電池，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，已有天納科技、樂(lè)普鈉電、中科海鈉、寒暑科技、鈉創(chuàng)新能源等多家相關(guān)企業(yè)獲得融資，僅2023年產(chǎn)業(yè)鏈投融資金額就已超過(guò)百億元。資本疊加技術(shù)迭代，特別是寧德時(shí)代等鋰電池巨頭企業(yè)和新能源車(chē)企加入，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇態(tài)勢(shì)不可逆轉(zhuǎn)，鈉離子電池企業(yè)尤其是初創(chuàng)型企業(yè)面臨的競(jìng)爭(zhēng)壓力加大。
三是產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同不足。上游材料方面，鈉離子電池與鋰離子電池技術(shù)原理類(lèi)似、產(chǎn)業(yè)鏈高度重合，目前正、負(fù)極材料、電解液已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，但隔膜等關(guān)鍵材料的研究仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，主要依賴(lài)進(jìn)口。下游應(yīng)用場(chǎng)景方面，目前主要集中在兩輪車(chē)、儲(chǔ)能和中低端乘用車(chē)領(lǐng)域，應(yīng)用場(chǎng)景開(kāi)拓不足，上下游企業(yè)難以形成高效協(xié)同。
04 有關(guān)建議
鈉離子電池是目前公認(rèn)最有可能成為主流儲(chǔ)能技術(shù)的路線(xiàn)之一，未來(lái)將是鋰電池的有效補(bǔ)充和延拓，大規(guī)模商業(yè)化預(yù)計(jì)在未來(lái)5-10年實(shí)現(xiàn)，BIS Research預(yù)計(jì)2031年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到43.6億美元，復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)23.5%。我國(guó)應(yīng)抓住新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展窗口期，持續(xù)加強(qiáng)創(chuàng)新布局落地，占領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新制高點(diǎn)。主要從三個(gè)方面著手：
一是依托現(xiàn)有的國(guó)家級(jí)創(chuàng)新平臺(tái)、鏈主企業(yè)等，協(xié)同高校院所、整車(chē)企業(yè)等，組建創(chuàng)新聯(lián)合體，強(qiáng)化低成本、高密度、長(zhǎng)壽命鈉離子電池研發(fā)和技術(shù)攻關(guān)。
二是持續(xù)完善政策及標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，引導(dǎo)區(qū)域差異化布局，同時(shí)結(jié)合超長(zhǎng)期特別國(guó)債、首臺(tái)套等重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)政策，加快推動(dòng)一批產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目落地。
三是支持在5G基站、數(shù)據(jù)中心、儲(chǔ)能電站以及中高端乘用車(chē)應(yīng)用等開(kāi)展鈉離子電池示范應(yīng)用，推動(dòng)大規(guī)模商業(yè)化、工業(yè)化應(yīng)用場(chǎng)景建設(shè)。
作 者
于麗芳，高級(jí)經(jīng)濟(jì)師、咨詢(xún)工程師（投資），長(zhǎng)期跟蹤研究新能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域
