钠电池
成本低、低温性能优的新型储能技术。
(资料图片仅供参考)
01钠电池性能优异突出，有望在储能领域快速发展
钠离子电池由来已久，与锂离子电池原理相同。钠离子电池最早由 ARMAND 团队于20 世纪 80 年代提出，在 90 年代经过产业化推广得到技术应用。从材料体系来看，除了隔膜以外，钠电池与锂电池在其他各材料组分均有明显差异，特别是正极和负极材料变化明显。生产工艺方面，钠电池生产工艺同锂电池类似。
钠离子电池优势主要在于：
1）资源丰富且分布均匀：钠元素在地壳中丰度为 2.3%，位居所有元素第六位，显著高于锂元素的 0.0017%。钠元素以盐的形式广泛存于陆地与海洋中，获取便捷度高。
2）钠离子电池成本低：纯碱价格仅为 0.25-0.3 万元/吨，碳酸锂价格为 30 万元/吨，原料价格更为低廉。同时，铝箔替代铜箔等也能降低电芯整体成本。
假设碳酸锂价格分别为 15/20/30 万元/吨时，我们测算得到磷酸铁锂电芯的材料成本分别为 0.38/0.43/0.50 元/Wh。
我们假设：1）钠电池量产初期：层状氧化物价格为 7 万元/吨，负极价格为 8 万元/吨，电解液价格为 15 万元/吨；2）成熟期：层状氧化物价格为 5 万元/吨，聚阴离子价格为 3 万元/吨，负极价格为 4.5 万元/吨，电解液价格为 4 万元/吨。
由此测算得到，钠电池量产初期层状氧化物体系电池的材料成本为 0.60 元/Wh，成熟期层状氧化物/聚阴离子体系电池的材料成本为 0.34/0.30 元/Wh。
3）低温性能好：钠离子电池正常工作温度范围在-40℃-80℃，部分产品在-20℃下容量保持率能够达到 88%，显著优于磷酸铁锂 60-70%左右的容量保持率。
4）安全性高：钠离子电池经历短路、针刺、挤压等测试后，无起火、无爆炸。钠离子电池无过放电情况，正极可以放电至 0V 而不影响后续使用，进而使得电池在储存运输过程中更具安全性。
钠离子电池按照正极材料的不同，可区分为氧化物类（层状结构和隧道结构）、普鲁士蓝类、氟化磷酸盐类、磷酸盐类、硫酸盐类等，其中层状氧化物、聚阴离子类以及普鲁士蓝类是主流的三种正极路线。三种方案各有优劣，预计短期内技术路线仍呈多样化发展态势。
层状氧化物（锰酸铁钠、钛酸铁纳等）结构与锂电池三元材料构型相似，具有优异的能量密度优势，但循环寿命略差；普鲁士蓝类化合物优势在于成本低，不足在于导电性差、循环寿命差；聚阴离子型构型循环寿命突出、电压高，但是比容量低、且部分构型里添加了钒元素成本高。
钠电池有望在储能、二轮车、低速电动车、特种车辆等领域实现快速应用。在储能市场方面，钠电池成本低、安全性高、低温性能优异，层状氧化物体系钠电池具有较优异的能量密度、聚阴离子体系钠电池具有突出的循环寿命，因而能够有效契合表前储能和户用储能市场的需求。在二轮车方面，钠电池有望凭借成本低、低温性能优等特点替代锂电池或部分铅酸电池的份额。在特种车辆方面，钠电池成本低，且能量密度较锂离子相对较低，使得其能够在某些场景中发挥配重功能。
钠电池产业化加速推进，千亿市场未来可期。我们预计 2023 年全球钠离子电池市场需求有望达到 4.5GWh，2026 年需求有望达到 71.6GWh，2023-2026 年年均复合增速达到 152%。
02电芯厂加速布局，钠电池产业化持续推进
锂电池企业纷纷加码钠电池布局，并推出对应产品服务储能场景。2021 年 7 月，宁德时代发布首款钠电池产品，预计 2023 年实现产品产业化。2022 年 12 月，亿纬锂能发布 40 系列大圆柱钠电池，首代产品能量密度超 135Wh/kg，循环寿命超2500 次。2022 年 12 月，孚能科技发布两款钠电池产品，其中针对储能市场推出的产品，能量密度超 130Wh/kg，循环寿命有望超 1 万次。
新兴企业与部分上市公司跨界布局钠电池，加速推进产业化进展。2022 年 7 月，中科海钠·阜阳全球首条 1GWh 钠电池生产线建成。2022 年 10 月，传艺科技钠电中试线正式投产，中试产品能量密度超 157Wh/kg，-20℃容量保持率做到 93%以上；目前一期 4.5GWh 产能正建设中，预计 2023H1 投产。此外，同兴环保、科翔股份、普路通等上市公司，纷纷跨界布局钠电池产业，寻求新的业绩增长点。
发布人：文涛关注索比储能官方微信，第一时间获取行业资讯！
关键词:【储能】【储能电池】