中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:鈉離子電池最早由ARMAND團(tuán)隊(duì)于20世紀(jì)80年代提出，在90年代經(jīng)過產(chǎn)業(yè)化推廣得到技術(shù)應(yīng)用。鈉離子電池 本質(zhì)是在充放電過程中由鈉離子在正負(fù)極間嵌入脫出實(shí)現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移、而鋰離子電池是通過鋰離子在正負(fù)間移動(dòng)來進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)移，工作原理實(shí)質(zhì)上相同的。
1）鈉離子電池優(yōu)勢(shì)：資源豐富
鈉元素在地殼中豐度為2.3%，位居所有元素第六位，顯著高于鋰元素的0.0017%。同時(shí)，鈉元素以鹽的形式廣泛存于陸地與海洋中，獲取便捷度高。
2）鈉離子電池優(yōu)勢(shì)：成本低
鈉離子電池成本優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：
1）鈉鹽替換鋰鹽。金屬鈉價(jià)格為1.9萬(wàn)元/噸、碳酸鈉價(jià)格為0.3萬(wàn)元/噸，顯著低于金屬鋰的298萬(wàn)元/噸、碳酸鋰的48.4萬(wàn)元/噸，原材料價(jià)格更為低廉。
2）鋁箔替換銅箔。假設(shè)銅箔價(jià)格為11萬(wàn)元/噸、鋁箔價(jià)格為4萬(wàn)元/噸，假設(shè)1GWh鋰電池需要622噸銅箔、400噸鋁箔，1GWh鈉離子電池需要800噸鋁箔， 那么鋰電池單Wh集流體成本為0.084元、鈉電池單Wh集流體成本為0.032元，成本下降0.052元/Wh。
3）石墨負(fù)極有望更換為無(wú)煙煤降低成本。根據(jù)中科海鈉數(shù)據(jù)，鈉離子電池材料成本約0.37元/Wh，顯著優(yōu)于磷酸鐵鋰和三元鋰電池體系。
3）鈉離子電池優(yōu)勢(shì)：安全性高
鈉離子電池具有更為優(yōu)異的安全性能：
鈉離子電池內(nèi)阻高，在電池短路時(shí)電路中電流更低，瞬間發(fā)熱更少。
鋰的標(biāo)準(zhǔn)電極電位更負(fù)，在水溶液里表現(xiàn)為比鈉更容易失電子，因而鈉離子電池具有更高的穩(wěn)定性。
鈉離子電池經(jīng)歷短路、針刺、擠壓等測(cè)試后，無(wú)起火、無(wú)爆炸。鋰離子電池存在過放電的問題，會(huì)造成銅箔等集流體溶解、電池容量不可逆衰減；而鈉離子電池?zé)o過放電情況，正極可以放電至0V而不影響后續(xù)使用，進(jìn)而使得電池在儲(chǔ)存運(yùn)輸過程中更具安全性。同時(shí)，鈉電池在熱失控時(shí)容易鈍化失活，因而安全測(cè)試 表現(xiàn)更優(yōu)。
4）鈉離子電池優(yōu)勢(shì)：低溫性能佳&倍率性能好
倍率性能優(yōu)異：鈉離子溶劑化能低于鋰離子，界面離子擴(kuò)散能力強(qiáng)，且鈉離子斯托克斯半徑小，相同濃度電解液情況下較鋰鹽電解液離子電導(dǎo)率更高，快充性能更好。根據(jù)寧德時(shí)代數(shù)據(jù)，鈉離子電池能夠在15min內(nèi)充電至80%，中科海鈉則提出其電池能夠在12min內(nèi)充電至90%，充電速度均明顯優(yōu)于正常狀態(tài)下鋰離子電池30min充電80%的充電速度。
低溫性能優(yōu)異：鈉離子離子電導(dǎo)率高，電解液的濃度要求更低，低溫時(shí)電解液粘度比鋰離子電池更低，電池整體性能更為優(yōu)異。鈉離子電池正常工作溫度范圍在-40℃-80℃，部分產(chǎn)品在-20℃下容量保持率能夠達(dá)到88%，顯著優(yōu)于磷酸鐵鋰60-70%左右的容量保持率。
5）鈉離子電池不足：循環(huán)壽命、能量密度尚有改善空間
循環(huán)壽命：鈉離子電池現(xiàn)在整體循環(huán)壽命在2000次左右，比磷酸鐵鋰電池表現(xiàn)略差，相較于部分用于儲(chǔ)能領(lǐng)域的循環(huán)壽命超5000次的磷酸鐵鋰電池而言仍有 一定差距。
能量密度：鈉創(chuàng)新能源鈉離子電芯能量密度超130Wh/kg，立方新能源產(chǎn)品電芯能量密度為140Wh/kg，中科海鈉產(chǎn)品能量密度為145Wh/kg，仍有進(jìn)一步優(yōu) =化的空間；寧德時(shí)代最新第二代鈉電池設(shè)計(jì)能量密度可達(dá)到200Wh/kg。
國(guó)內(nèi)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈
鈉離子電池環(huán)節(jié)主要電池企業(yè)
國(guó)內(nèi)企業(yè)里，中科海鈉、立方新能源等企業(yè)均已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，寧德時(shí)代等企業(yè)也在積極推進(jìn)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化，蜂巢能源、億緯鋰能、國(guó)軒高科、欣旺達(dá)、派能科技等傳統(tǒng)鋰離子電池企業(yè)也已具備相關(guān)技術(shù)布局。
國(guó)外企業(yè)中，英國(guó)Faradion起步早、積淀深，美國(guó)Natron Energy、瑞典Altris等也在加速推進(jìn)量產(chǎn)進(jìn)程。
鈉離子電池環(huán)節(jié)主要正極企業(yè)
鈉離子電池正極材料布局方面，容百科技已具備初步量產(chǎn)能力，振華新材已開始進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)能建設(shè)，當(dāng)升科技、格林美、廣東邦普等均具有相關(guān)專利布局，并且積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
負(fù)極材料主要企業(yè)及研發(fā)進(jìn)展
負(fù)極材料布局方面，中科海鈉以無(wú)煙煤作為前驅(qū)體制備軟碳材料，寧德時(shí)代開發(fā)出了具有獨(dú)特孔隙結(jié)構(gòu)的硬碳材料，貝特瑞目前能量產(chǎn)硬碳、軟碳材料；璞泰來、 翔豐華目前正在推進(jìn)中試工作。
電解液主要企業(yè)及研發(fā)進(jìn)展
電解液方面布局方面，鈉創(chuàng)新能源目前已有5000噸電解液投產(chǎn)，預(yù)計(jì)未來3-5年內(nèi)會(huì)建設(shè)配套8萬(wàn)噸正極材料的電解液產(chǎn)線；多氟多目前已有千噸六氟磷酸鈉生產(chǎn)能力，同時(shí)NaFSI已經(jīng)研發(fā)成功；天賜材料、新宙邦、石大勝華、永太科技目前正在推進(jìn)中。
