复盘：钠电池加速跟进，商业化在即
相比于锂离子电池，钠离子电池的发展历程主要分为 3 个阶段：阶段一：同时起步。20 世纪 70 年代，由于钠锂元素之间电化学性质极为相似，钠离 子电池与锂离子电池研究同时起步。
阶段二：锂离子电池率先开始商业化。20 世纪 90 年代开始，锂离子电池商业化进程 逐渐快于钠离子电池，主要因为：首先，从需求角度，过去三十年全球电池需求主要来自 于消费电池（如笔记本、手机等）、动力电池（核心是汽车，以及部分两轮车），这些品类 在市场初期对电池的要求往往聚焦在高能量密度和使用寿命，因此锂电池相比钠电池在功 能参数上更加适合；其次，从技术角度看，软碳、石墨等碳基材料嵌锂性能较好，但嵌钠 能力较弱，因而锂电池从技术成熟度上更快进入产业化阶段。在该阶段钠电池一直处于实验室研究。但从 2010 年左右开始，关注钠电池研究的公 司有所增加，并尝试建立示范性项目、产品，如 2011 年全球首家专注钠离子电池工程化 的英国 FARADION 公司成立。
阶段三：钠离子电池发展提速，各大钠电池龙头中试线、规模产线有望陆续落地，商 业化渐行渐至。2020 年起，钠电池开始进入高速发展阶段，主要因为： 1、2020 年开始全球碳中和一致预期逐渐形成，加速电化学储能需求。2021 年 7 月， 欧盟委员会公布了“Fit for 55”一揽子提案，同年 10 月，英国发布《净零战略》和《绿 色工业革命十点计划》，此外，美国、俄罗斯、日本、韩国等均在碳中和与新能源规划层 面作出战略指引，对于能源的限制收紧促进了电化学储能的发展。 储能领域，钠电池相对性能提升。储能尤其是表前储能更关注经济性、安全性，而相 对弱化能量密度，因此钠电池综合性能大幅提升。而与此同时，2010 年至今钠电池技术 更加成熟，且逐渐出现一些小型示范项目，成本进一步下降，能量密度也有了明显的提升， 并且获得工程可行性验证。
2、钠电池可以减弱锂资源供应链安全问题。随着全球电池需求量的增长，锂资源的 供应链安全问题愈发严峻。锂资源的总量分布十分有限，地壳丰度 0.006%，且其资源空 间分布不均，主要在澳洲和南美地区，我国的锂资源储量仅为全球的 6%。目前我国 80% 的锂资源供应依赖于进口，是全球锂资源第一进口国，容易且一定程度上已经受贸易争端 影响。而我国钠资源储量非常丰富，地壳丰度为 2.64%，且分布广泛、价格稳定、提炼也 更为简单。目前碳酸锂价格大约涨至 45 万元/吨，而碳酸钠价格大约在 2500-3000 元/吨， 约为碳酸锂价格的 1/150。
政策方面，全球范围内对于钠离子电池的支持政策开始增多。2020 年以来，多个国 家出台了加速钠离子电池发展的政策，我国 2022 年在《“十四五”能源领域科技创新规划》 与《“十四五”新型储能发展实施方案》中均提出发展钠离子电池的要求，而 2021 年初， 欧盟发布的《2030 电池创新路线图》与 2020 年底美国能源局发布的《储能大挑战路线图》 均强调钠离子电池的重要性。
资本方面，2021 年开始钠电池企业融资进展迅速。2021 年之前，中科海纳完成天使 轮与 Pre-A 轮融资，2021 年以来，众多钠离子电池企业实现募投，中科海纳共完成三轮 融资，估值从提升 2021 年初约 5 亿元提升至 2022 年年中 60 亿以上，并与华阳股份合作 设立钠离子电芯项目；钠创新能源接受浙江医药投资打造钠离子电池系统创新企业；众钠 能源则完成两轮融资，2022 年 3 月由碧桂园独家投资扩充研发团队。此外，中科海钠等 公司已经设置 ipo 时间表，进一步扩充其资本。
产品方面，预计 2023 年各大钠电池龙头中试线、规模产线将陆续落地，行业规模开 始增长。近年来，钠电池实际产业化加速，钠离子电池相关产品逐渐问世，相关技术水平 不断提升。2021 年 6 月，中科海纳联合中科院物理所联合打造全球首套 1MWh 钠离子储 能系统；2022 年 1 月，太阳能设备制造商 Blueetti Power Inc 发布了全球首台钠离子太 阳能发电机 Bluetti NA300＆B480；此外，日本电气玻璃公司与美国 Natron Energy 公司 近期均研发出性能更好的钠离子电池，研究成果还在继续优化中。
量产方面，众多电池龙头提出 2023 年产能落地与量产计划。具体来看，1、以宁德时 代为代表的企业发布公告，预计在 2023 年将完成钠离子电池的重大产业链突破。2、传艺 科技、鹏辉能源、派能科技等产品已进入中试或相关客户测试中，中石油发布钠电池相关 项目的招标工作。（报告来源：未来智库）
场景：储能、低速交通应用潜力大
纳电池在能量密度需求不高且对成本和安全性较为敏感的领域应用潜力较大。与锂电 池相比，钠电池的单位成本更低，安全性更强，但受限于钠元素本身的直径影响，其能量 密度要低于锂离子电池。因此钠离子电池在对能量密度需求不高，但对成本相对敏感的领 域应用潜力更大，如分布式电网储能、两轮车、低速交通工具等。目前，储能电站主要存 在于可再生能源接入、家庭和工业储能、5G 通信基站和数据中心等，低速交通工具主要 包括低速电动车、电动自行车、电动船舶和公共汽车与大巴。
1、储能：安全性和成本优势提高钠电池储能市场竞争力。储能领域近些年发展较快， 与锂电池相比，钠电池安全可靠，成本更低，对锂电池在储能领域的替代性较强；与铅酸 电池相比，尽管铅酸电池的成本更低，但其使用寿命过短，以全生命周期来看，度电成本 并不低，性价比不如钠离子电池。 综合来看，钠电池不仅在能量密度上出现了技术上的突破，也具有成本更低、安全性 能良好的优势，更匹配规模储能的应用场景，为钠电池的发展创造了巨大空间。锂电池的 理论体积比容量是钠电池的 1.8 倍，也就是说相同容量的电池，钠离子电池的理论体积是 锂离子电池的 1.8 倍，因此在对体积较为敏感的家用储能领域，钠电池的替代能力要低于 规模储能。
2、低速车：成本优势及高安全性加持，钠电池有望在电动两轮车领域大展身手。新 国标出台后，两轮车整车重量不得超过 55kg，这一新规迫使厂家在选用两轮车电池时把电 池重量作为重要的考量因素，同时，安全性和电池成本同样是市场重视的两大要素。与铅 酸电池相比，钠电池重量更轻，大约是相同容量的铅酸电池的 1/3；与锂电池相比，钠电 池安全性更强，成本也更为低廉。综合来看，钠电池更为符合电动两轮车市场的需求。后 续钠电池全面推开后，有望成为电动两轮车的新选择。
宁德时代推出 AB 混合集成方案，拓展动力电池应用场景。尽管钠离子电池在动力电 池应用上具有能量密度上的短板，但由于其具有高功率和低温性能优势，宁德时代在第一 代钠离子发布会上创造性地提出了 AB 电池解决方案，将钠离子电池和锂离子电池按一定 比例混搭后集成到同一个电池系统中，通过 BMS精准算法进行不同电池体系的均衡控制， 兼采所长，拓展了钠离子电池在动力电池领域的应用场景。
空间：启动在即，2025 年规模或达百亿
储能：行业高速发展，电化学储能是应用范围最为广泛、发展潜力最大的储能技术。 全球新能源发电规模大幅增长，电化学储能装机规模一直保持高速增长的趋势，未来随着 分布式光伏、分散式风电等分布式能源的大规模推广，电化学储能行业将面临更广阔的市 场机遇。
动力电池领域：电动摩托市场将迎来换车高峰期，低速车应用开启钠电池增长空间。 目前中国电动两轮车的保有量为 2.5-3 亿台。2019 年开始实施的新国标对电动两轮车进行 了更加明确的规定，考虑到各城市 3-5 年的响应时间，2021-2023 年预计将为换车高峰期， 电动两轮车的需求可能在 2023 年达到顶峰。同时中国电动两轮车出口量不断增加，2020 年增速达到 34.8%，进一步助推行业发展；而在低速电动车领域，2016 年全国四轮电动 车产量突破百万，达到 116.9 万辆，2017 年受国标草案不明朗影响增速放缓，产量 133.5 万辆，之后受行业整顿影响，产量开始缩减，至 2021 年产量仅为 32 万辆。2021 年《纯电动乘用车技术条件》（征求意见稿）出台，预计后续低速电动车产量将迎来上升趋势， 为钠电池带来增长空间。
我们测算，2025 年上述三大应用领域潜在总需求达 190GWh。2023 年随着各大钠电 池龙头中试线、规模产线陆续落地，预计钠电池市场规模约十亿元左右，到 2025 年，预 计钠电池市场空间或达百亿元级别。
产业链与锂电池相似，理论成本显著降低 由于钠离子电池与锂离子电池在结构上的相似性，两者的产业链也较为相似。钠离子 电池的生产流程仍然是从原材料加工成电池单体，然后组装得到电池包，进一步进入下游 应用领域。纵观钠离子电池的产业链，上游端产业主要涉及电池制备的原材料，包含电池 正极材料、负极材料、钠盐、集流体；中游涉及电解液、隔膜的制备以及电池整体制造， 产业下游的应用场景主要分动力和储能两大领域。
与锂离子电池相似，钠离子电池成本中最重要的是原材料成本。据胡勇胜等在《钠离 子科学与技术》一书中的测算，钠离子电池的原材料占电芯成本的 60%，人工成本占 14%， 设备折旧成本占 13%。与锂离子电池不同的是，钠离子电池的原材料成本中正极材料成本 占比下降到了 32%，其主要原因是钠盐比锂盐的价格更为低廉。
与锂电池区别 1：正极材料方面，钠电池多种正极材料选择催生了三种技术路线。由 于钠离子电池发展时间较短，正负极材料的选择范围也较为广泛。目前，层状金属氧化物 是比较主流的正极材料，合成简单，但是原料相对更贵，中科海钠、钠创新能源都是使用 这类正极材料，其中中科海钠与华阳股份深度合作，使用的是铜锰铁钠氧化物，而浙江医 药参股的钠创新能源采用的正极材料则是铁酸钠；与另外两家公司选择不同，宁德时代正 极材料有两种路线，分别是普鲁士白和层状氧化物，其推出的第一代钠 电池则选择了克容量较高的普鲁士白材料，并对材料体相结构进行了电荷重排，普鲁士白 材料体系的特点是合成简单但质量把控较难；此外，国外用的比较多的正极材料是复磷酸 钒钠，优势是循环性能好，缺点是能量密度小，钒贵且有毒，目前国内暂没有团队用该材 料。
与锂电池区别 2：负极材料，钠离子电池负极材料以碳类等为主。由于钠离子无法像 锂离子一样在石墨层间自由穿梭，因此钠离子电池的负极材料不再是石墨，而是有碳类（硬 碳、软碳等）、合金类（Sn、Sb 等）、过渡金属氧化物、钠-过渡金属磷酸盐（NaTiOPO4） 等，其中无定形碳（包括软碳和硬碳）是目前市场上最有商业化潜能的负极材料，中科海 钠开发出了无烟煤基无定形碳材料，对无烟煤进行粉碎碳化后使用；宁德时代也开发了具 有独特孔隙结构的硬碳材料，与软碳区别不大。
与锂电池区别 3：集流体方面，钠离子电池选择的是成本更为低廉的铝箔。锂电池以 石墨为负极，由于铝制集流体在低电位下易与锂发生合金化反应而被消耗，因此锂电池负极集流体为铜箔，而钠离子电池在更换负极材料后则没有这个担忧，因此可以选择铝箔为 正负极集流体。（报告来源：未来智库）
与锂电池区别 4：电解液方面，钠电池采用六氟磷酸钠作为电解液中的钠盐。电解液 在钠离子电池中起到传导钠离子的作用，一般由钠盐、溶剂和添加剂组成，其中钠盐是钠 离子的主要提供者。钠离子电池电解质可以分为液体电解质、固液复合电解质和固体电解 质三大类，其中液体电解质又分为水系电解质、有机液体电解质和离子液体电解质。
现有钠盐性质仍需不断优化。与锂盐相比，钠盐存在扩散速率小、发生的化学反应复 杂等问题。目前，常用的钠盐主要有六氟磷酸钠、高氯酸钠和双三氟甲烷磺酰亚胺钠等， 但高氯酸钠毒性高、双三氟甲烷磺酰亚胺钠对铝箔有腐蚀性、六氟磷酸钠易分解和水解等， 如果想要优化钠离子电池性能，还需要寻找高性能的钠盐。 钠离子电池的电解质溶剂、隔膜与锂离子电池相比变化不大，复用率较高，行业竞争 格局预期也基本保持不变。
不同选材材料成本不同，钠电池主要材料理论成本低至 0.3 元/Wh。不同正极材料的 选材成本不同，中科海钠所使用的铜锰铁钠化合物单位成本更低，但比容量略差于普鲁士 白化合物和层状化合物；负极材料方面，由于无烟煤成本低至平均 1800 元/吨，因此中科 海钠使用的无烟煤基钠离子电池负极材料单位成本显著低于其他材料；与锂离子电池相比， 钠离子电池所使用的铝箔集流体价格更低，约为 4 万元/吨，因此根据我们测算钠离子电池 主要材料成本可以低至 0.3 元/Wh。此外，中科海纳的测算结果显示，相对于锂离子电池， 钠离子电池在原材料成本方面的明显优化后，整体材料成本可以下降 30%-40%。
产业链上游六大块板，正极材料竞争格局变化较大
钠离子电池上游根据主要分成六个板块。主要分成正极材料、负极材料、纯碱、铝箔、 隔膜和电解液几类。其中正极材料与锂电池区别最大，而隔膜与电解液则与锂离子电池差 距较小，复用率较高。 正极材料差异较大，竞争格局尚未定论。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。目前钠离子电池三类 正极材料各有优劣，预计中短期内钠离子三大正极材料的竞争将持续。
钠电池负极主要采用硬碳。以中科电气为例，其负极材料部分工序产能为 5.2 万吨/ 年，2021 年以来下游需求增长较为明显，公司正积极进行产能扩张，新增投资建设项目 全部完成后，公司负极材料产能将具备 9-10 万吨/年，负极材料石墨化加工产能将具备 9.5万吨/年，具备支持钠离子电池相关制造的能力。同时，翔丰华与璞泰来等公司在硬碳、软 碳等技术上均有所布局和突破。
目前电池制造产业基本形成两种商业模式。一种以宁德时代为代表，作为锂电龙头企 业，量产优势明显，有利于其快速抢占钠电市场。另一种是以中科海钠为首专注于钠离子 电池研发的新锐企业。其研发基础雄厚，涉及领域广泛，具备先行开拓市场潜力。众多企 业现已针对钠离子电池进行产业布局，在电池制造方面加大研发投入。
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