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鋰離子電池作為市面上的主要能源電池，正面臨著諸多瓶頸：一方面，受到儲(chǔ)量和分布不均勻的限制，鋰資源稀缺且昂貴，而且我國(guó)目前80%鋰資源依賴(lài)進(jìn)口；另一方面，鋰電池能量密度如何再上一臺(tái)階也成了困擾業(yè)界多時(shí)的問(wèn)題。

尤其是2018 年下半年至 2020 年，鋰資源經(jīng)歷周期底部，供給端謹(jǐn)慎擴(kuò)張。2020 年四季度以來(lái)終端需求高增， 中游加速擴(kuò)張，鋰資源擴(kuò)張滯后，供給出現(xiàn)明顯缺口，價(jià)格大幅上漲創(chuàng)歷史新高。而2021年中以來(lái)，伴隨著碳酸鋰價(jià)格的飆升，鋰電池成本大幅提升，給產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)壓力?？梢砸?jiàn)得，在未來(lái)，消費(fèi)、動(dòng)力、儲(chǔ)能等領(lǐng)域的確定性，又將使得鋰資源的長(zhǎng)期需求旺盛。

長(zhǎng)此以往下去，鋰離子電池將難以同時(shí)支撐起電動(dòng)汽車(chē)和電網(wǎng)儲(chǔ)能兩大產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，產(chǎn)業(yè)中急需一個(gè)能代替鋰離子電池，且足夠“重量級(jí)”的另一儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)品。在萬(wàn)眾矚目之下，鈉離子電池因?yàn)樘烊坏某杀緝?yōu)勢(shì)而成為首選，大規(guī)模量產(chǎn)后成本有望降低至0.5元/wh（pack），相較于10萬(wàn)/噸碳酸鋰下的磷酸鐵鋰電池仍具成本優(yōu)勢(shì)。同時(shí)碳酸鈉對(duì)應(yīng)的國(guó)內(nèi)供給充足，供應(yīng)鏈更為安全；隨著各方在納電上的研發(fā)投入納電研發(fā)進(jìn)展快速，鈉電池技術(shù)及材料逐步具備產(chǎn)業(yè)化的可能。

鋰離子電池的“近親”

鈉離子電池（Sodium-ion battery），是一種二次電池（充電電池），主要依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作，與鋰離子電池工作原理相似。

與鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)一致，鈉離子置換鋰離子。與鋰電池一樣，鈉電池主要由正極、負(fù)極、集流體、電解液和隔膜組成。由于鈉離子的半徑 比較大，因此陰陽(yáng)極材料優(yōu)先選擇規(guī)律的層狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)層間距的設(shè)計(jì)是鈉電池性能表現(xiàn)的關(guān)鍵參數(shù)。

單質(zhì)同為第一主族的活潑金屬，鈉和鋰都是人類(lèi)文明大廈的基石。但前者多以維持人體滲透壓的關(guān)鍵元素 為人所知，后者則率先擁有了“能源金屬”名號(hào)。相較于鋰電池，鈉離子電池在成本、安全性、體積等方面具有優(yōu)勢(shì)。

首先，鈉的天然在我國(guó)儲(chǔ)備量大，而鋰資源則大多是需要進(jìn)口。其次，鈉的化學(xué)性質(zhì)和鋰接近，雖然荷質(zhì)比、比容量、容量密度均比鋰低，但得益于鈉鹽特性，鈉離子電池允許使用低濃度電解液（同樣濃度電解液，鈉鹽電導(dǎo)率高于鋰電解液20%左右）降低成本。

鈉離子不與鋁形成合金，負(fù)極可采用鋁箔作為集流體，可以進(jìn)一步降低成本8%左右，降低重量10%左右；鈉離子電池能量密度大于100Wh/kg。

由此看來(lái)，鈉離子電池不僅很好地解決資源短缺問(wèn)題，更能夠?qū)崿F(xiàn)能源儲(chǔ)備“最大化”。

鈉離子電池在中國(guó)商業(yè)化初具規(guī)模

那么，鈉離子電池在我國(guó)發(fā)展得又如何呢？實(shí)際上，鈉離子電池近十年來(lái)在研究方面取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。這離不開(kāi)對(duì)鋰離子電池研究經(jīng)驗(yàn)的成功借鑒，更離不開(kāi)對(duì)鈉離子電池本征優(yōu)勢(shì)的不斷探索。

隨著研究的不斷深入，研究者發(fā)現(xiàn)鈉離子電池不僅具有鈉資源儲(chǔ)量豐富、分布廣泛、成本低廉、無(wú)發(fā)展瓶頸、環(huán)境友好和兼容鋰離子電池現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備的優(yōu)勢(shì)，還具有較好的功率特性、寬溫度范圍適應(yīng)性、安全性能和無(wú)過(guò)放電問(wèn)題等優(yōu)勢(shì)。同時(shí)借助于正負(fù)極均可采用鋁箔集流體構(gòu)造雙極性電池這一特點(diǎn)，可進(jìn)一步提升鈉離子電池的能量密度，使鈉離子電池向著低成本、長(zhǎng)壽命、高比能和高安全的方向邁進(jìn)。

一些優(yōu)秀企業(yè)也加入鈉離子電池的探索賽道中。2021年7月29日寧德時(shí)代在線(xiàn)上發(fā)布會(huì)上發(fā)布了第一代鈉離子電池，并在鋰鈉混搭電池包結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上進(jìn)行了電池能源的革新，將電池實(shí)物運(yùn)用到實(shí)車(chē)上，改變了人們認(rèn)為鈉離子電池不適用于車(chē)上的認(rèn)識(shí)。

而長(zhǎng)虹新能源材料實(shí)驗(yàn)室也在2021年底發(fā)布消息指出，實(shí)驗(yàn)室與電子科技大學(xué)聯(lián)合研發(fā)，在鈉離子電池領(lǐng)域取得重大技術(shù)突破，該新型技術(shù)可使鈉離子電池實(shí)現(xiàn)超級(jí)穩(wěn)定、超長(zhǎng)壽命、超高倍率。

在產(chǎn)、學(xué)、研三位一體共同努力下，我國(guó)在技術(shù)層面為鈉離子電池在中國(guó)的產(chǎn)業(yè)化做好了充分準(zhǔn)備，不僅不會(huì)在核心技術(shù)方面遭遇卡脖子的危險(xiǎn)，而且還有機(jī)會(huì)為鈉離子電池爭(zhēng)取更大的海外市場(chǎng)。

除了關(guān)鍵材料的研發(fā)，我國(guó)相關(guān)企業(yè)不斷有序推進(jìn)關(guān)鍵材料放大制備和生產(chǎn)、電芯設(shè)計(jì)和研制、模塊化集成與管理，推動(dòng)鈉離子電池的商業(yè)化進(jìn)程。目前，我國(guó)在鈉離子電池產(chǎn)品研發(fā)制造、標(biāo)準(zhǔn)制定以及市場(chǎng)推廣應(yīng)用等方面的工作正在全面展開(kāi)，為鈉離子電池在中國(guó)的商業(yè)化奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

鈉離子電池有望成為鋰電池的有效補(bǔ)充

事實(shí)上，在鈉離子電池的一片叫好聲中，有人理智地發(fā)出提醒：鈉離子電池的出現(xiàn)將不會(huì)是鋰離子電池的終結(jié)，而是讓鈉和鋰在各自的領(lǐng)域發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。就目前市場(chǎng)上的鈉電池?cái)?shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，主要應(yīng)用于小動(dòng)力車(chē)和儲(chǔ)能領(lǐng)域，儲(chǔ)能又要根據(jù)產(chǎn)品各自的循環(huán)次數(shù)應(yīng)用在不同的大儲(chǔ)或戶(hù)儲(chǔ)。

這與專(zhuān)業(yè)人士的觀點(diǎn)不謀而合。有專(zhuān)家預(yù)計(jì)，今年年底鈉電池技術(shù)和材料體系有望基本定型，2023年為鈉電產(chǎn)業(yè)化元年，實(shí)現(xiàn)小批量出貨。

數(shù)據(jù)顯示，目前國(guó)內(nèi)公司產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程推進(jìn)較快，多于22-23年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，海外代表廠(chǎng)商包括Natron Energy、NAIADES、FARADION等，國(guó)內(nèi)代表廠(chǎng)商包括中科海鈉、寧德時(shí)代、鈉創(chuàng)新能源、立方新能源等。

而到了2024年，鈉離子電池或?qū)?shí)現(xiàn)大批量量產(chǎn)，規(guī)模有望達(dá)到30GWh，預(yù)計(jì)未來(lái)首先取代鉛酸電池，并逐漸切入A00級(jí)電動(dòng)車(chē)和儲(chǔ)能領(lǐng)域。而2025年，鈉電池全球需求將超100GWh，有望成為鋰電池的一個(gè)有效補(bǔ)充。

原標(biāo)題： 鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化元年將至 鋰離子電池面臨終結(jié)？