新能源产业钠离子电池供应链汇总！

◆指标各有优势，应用不同，并非完全替代

    能量密度较低的缺陷是钠离子电池成为动力电池的主要短板所在。能量密度限制也决定了钠离子电池和锂离子电池之间难以形成严格意义上的颠覆性替代。不过，钠离子电池技术在通信基站、低速电动车、电动自行车、电力储能、太阳能路灯等对能量密度需求相对不高的领域，或将会是锂电池技术路线很好的补充。特别是在储能领域，钠离子电池性能与储能系统标准的要求有更高的适配性。

    目前正值全球大规模储能产业快速发展的时期，钠离子电池将凭借其独特 的优势率先切入储能市场，大型储能系统对用于储能的电池能量密度要求不高,对安全性及经济性要求更高，未来可应用于低速电动交通工具、家庭储能、电网储 能等场景，以实现更高性价比为目标。

储能领域：

    2019 年起，我国先后在上海、江苏和山西分别启用了钠离子电池储能微电网、 100kWh 钠离子电池储能电站、1MWh 钠离子电池储能电站，规模为世界之最，标志 着钠离子电池在电化学储能领域的高效应用。

动力领域：

    现阶段有望以电动两轮车和 A00 级别电动汽车为主，钠离子电池难以 撼动更高级别车型。

    电动两轮车方面，2019 年新国标的正式实施进一步规范了电 动两轮车的生产、销售和使用管理，提高了整车质量、电池安全性和装机功率等 要求，对电动两轮车的产业结构优化起到了一定的推动作用。如果选用锂电池会 出现成本过高、质量良莠不齐的问题；凭借低成本和独有的快充性能和低温表现，将有可能全面终结铅酸电池时代电动汽车方面，钠离子电池将首先切入 A00 级别车，抢夺磷酸铁锂电池 市场。A00 级别电动汽车普遍对能量密度要求不高，且对价格相对敏感，因此钠电 池待 2023 年产业链初步成熟后将具备一定成本优势，能够开始逐步替代小微型电 动汽车的磷酸铁锂电池。在三元锂电池主导的高端动力电池领域，钠离子电池由 于存在能量密度的短板，暂时难以对三元锂电池造成冲击。

◆生产工艺及材料产业

    在电池的生产方面，与锂离子电池类似，钠离子电池的生产同样要经历制浆、涂覆、装配、注液、化成等工艺。其中，装配环节主要是将制完的正负极片通过隔膜夹层组合在一起，建立电池内部的钠离子通路，并隔绝正负极以防内短路。装配工艺沿用锂离子电池技术，分为卷绕和叠片工艺，前者又分为圆柱卷绕和方形卷绕。此外，钠离子电池产品的结构设计和封装工艺也基本沿袭了锂离子电池，外观大致也分为圆柱、软包和方形硬壳三大类。此外，钠离子电池电解液和隔膜也基本沿用锂离子电池体系。

    也就是说，实际上钠离子电池的生产能够直接使用现有的锂离子电池生产线，无需重建新的生产线。从某种程度而言，钠离子电池是当前阶段最接近批量化的电池路线。

    正极材料主要分为五种类型：氧化物类、聚阴离子类、普鲁士蓝类、氟化物类、有机化合物类，其中前三种类型的成熟度最高，已进入产业化初期。

    负极材料主要分为四类：碳负极材料、转化型负极材料、钛酸酯类负极材料以及合金类负极材料。其中碳基材料的技术成熟度最高，资源丰富，有望率先实现产业化。

◆成本结构分析

    当前由于产业链缺乏配套、缺乏规模效应，钠离子电池的实际生产成本在1元/wh以上，远高于锂离子电池。此外，钠离子电池的性能、成本控制及适配应用场景等有待进一步检验，距离真正产业化应用普及还有一定距离。

    钠离子电池的材料成本相比于锂离子电池有 30-40%的下降空间。根据中科海钠提 供的数据，磷酸铁锂电池的材料成本约为 0.43 元/Wh，铜基钠离子电池的材料成 本约为 0.29 元/Wh，如果不考虑回收则为 0.40 元/Wh，略低于磷酸铁锂电池。钠 离子电池与锂离子电池的材料成本差异主要体现在：1）正极铜铁锰氧化物的成本 为磷酸铁锂的 1/2 左右；2）煤基碳负极材料成本不到锂电池石墨的 1/10；3）钠 电池可使用低浓度电解液降低电解液成本；4）同等容量的钠电池中铝箔集流体成 本是锂电池铝箔+铜箔集流体的 1/3。

    提高能量密度是进一步降低钠离子电池成本的必然途径，锂电池成本提升为钠离 子电池推广打开空间。从整体角度考虑电池总成本，可以发现不仅电池设计和材 料选用影响成本，加工成本、管理费用、折旧等同样是重要的成本因素。国内学 者以现有钠电池正负极材料的比容量、辅件价格和实现效率为基础，估算出钠离 子电池的辅材和制造成本占到总成本的 75%，并认为是较低的能量密度导致了更 高的辅材成本占比，发展高能量密度的钠离子电池体系，是进一步降低成本的必 然途径。钠离子电池的推广初期，受限于生产规模，供应量整合等因素，成本有 逐渐优化的过程，而在锂离子电池原材料价格尤其是碳酸锂价格持续上涨的情况 下，锂电池成本随之上升，为钠离子电池的推广打开了更大的空间。

◆产业有待成熟,规模效应仍需时日

    产业链不成熟和市场规模有限，导致目前钠离子电池的制造成本较高。现阶段钠离 子电池体系由于制备工艺不成熟、生产设备有待改善，导致生产效率较低、产品 一致性差、生产良率不高，生产成本一定程度上抵消了材料成本优势。以储能设 备为例，目前钠离子电池的制造成本高于 1 元/Wh，显著超过磷酸铁锂电池；钠离 子电池的理论度电成本（仅基于电池生产成本和循环寿命计算，不考虑运维等） 在 0.2-0.3 元，尚未与磷酸铁锂电池的度电成本拉开明显差距。我们预计当产能 达到 GWh 级别时，钠离子电池的设备度电成本将会随着生产过程中的设备折旧费 用降低而继续下降。

    新型配套体系正在酝酿中，钠离子电池配套产业链将在 2023 年初步形成。虽然目 前钠离子电池的大部分非活性物质可借鉴锂离子电池成熟的产业链，但是对于核 心的正负极材料和电解液等活性材料的规模化供应渠道依然缺失。当前钠离子电 池产业链上的原材料、正负极材料和电解液距离实现完整配套还需要一至两年的时间：正极材料方面，各种技术路线在探索高质量、稳定的生产方式；负极材料 方面，硬碳作为首次应用于电池的材料，产量比较小，还未规模化。宁德时代表 示，公司已经开始进行钠离子电池的产业化布局，计划于 2023 年形成基本产业 链。我们预计当产业链各环节配套到位后，钠离子电池的生产成本相比磷酸铁锂 将会具备明显优势。钠离子电池随着产 业链的逐渐成熟和产品实现规模化生产，将在储能和 A00 级纯电动乘用车市场中 开始应用推广。

◆国内企业布局

宁德时代计划2023年实现钠离子的产业化外，传艺科技也表示即将进行中试线投产，预计一期2GWh的钠离子电池项目将于2023年投建；华阳股份和中科海纳计划建立电池PACK厂，2023年扩产至10GWh钠离子电池正、负极材料生产线；容百科技规划在2023年实现钠电池正极材料每个月千吨级出货；振华新材钠离子电池正极材料预计在2022年第四季度进入小批量试用阶段；多氟多的六氟磷酸钠已商业化量产，钠电池的量产仍在实验室阶段。

◆全球产业布局

    根据全球调研机构BIS Research发布的报告数据，2021年全球钠离子电池市场规模约为5.28亿美元，2022年约5.49亿美元，其中亚太地区因新能源市场的快速增长，成为钠离子电池相关产品应用的最大市场。

    美英法为全球布局钠离子电池的主要国家，全球钠离子电池市场覆盖的主要地区是北美、欧洲、亚太地区。从具体国家来看，全球布局钠离子电池的国家主要有美国、英国、法国、中国、日本、瑞典与澳大利亚等。

    目前，全球共有二十几家钠离子电池企业已初步研发出相关电池产品，并分别在电源基站储能、电动自行车、数据中心与低能耗工业叉车等部分领域得到小规模示范应用，钠离子电池行业已经初具市场。同时2022年，全球主要龙头企业如英国的Faradion、美国的Natron Energy、中国的中科海纳和宁德时代等新产品商业化进程进一步加快，一旦取得技术突破，行业规模体量将显著增长。

◆钠离子电池发展趋势

    作为锂离子电池的“替补”产品，钠离子电池目前已经受到各个国家的重视，美国能源部将钠离子电池作为钠离子电池的发展体系，欧盟储能计划“电池2030”项目将钠离子电池列在非锂离子电池体系的首位，中国工信部2021年7月也提出将逐步开始钠离子电池行业的标准制定，在“十四五”相关规划中也将对钠离子电池的发展做出政策安排，预计随着钠离子电池产品的示范应用逐步取得成功，钠离子电池的量产步伐开始加快，行业逐步走向产业化，其标准与政策体系建设也将进一步提速。

钠电产业链布局承袭锂电，利于产业化快速导入。当前我国钠离子电池产业链还处于初级阶段，产业布局尚不成熟。钠离子电池产业链结构与锂电类似，包括上游资源企业、中游电池材料及电芯企业。

产业链部分环节变化如下：

1、铝箔代替铜箔

2、钠盐代替锂盐

3、隔膜材料没有变化

4、电解液：开发适配正负极材料的新兴独特电解液体系，在制造工艺方面可以与现有制造工艺和设备相兼容。

由于钠离子的特性，正极、负极，包括电解质等均需要切换，产业链布局仍需完善。

宁德时代供应链情况

◆钠离子电池市场格局

 除了Faradion、Tiamat和中科海钠世界三大钠离子电池生产厂商外，美国NatronEnergy、中国钠创新能源等二十余家企业纷纷布局商业化钠离子电池，并逐步拓展产业化应用，包括储能电站、5G基站、车用电池等。

海外主要公司还包括英国FARADION公司、美国NatronEnergy公司、法国Tiamat、日本岸田化学、丰田、松下、三菱化学等。

目前，国内钠离子产业化中有两类企业备受关注。一类是以宁德时代为首的锂电龙头企业，具备规模化起量迅速、上下游客户结构稳定两大在位者优势，有利于其快速抢占钠电市场。

另一类是以中科海钠为首的专注于钠离子电池研发的新锐企业。其研发基础雄厚，涉及电池、正负极、电解液、隔膜等全领域，量产走在世界前列，具备先行开拓市场潜力。

宁德时代所用普鲁士白体系成本优势显著，也拥有迄今为止最高电池密度，而中科海钠层状金属氧化物体系则显示出优越的循环性能，长期将呈现错位竞争关系，而非完全替代。国内部分企业钠离子电池布局：

目前国内在钠离子电池产品研发制造、标准制定以及市场应用推广等方面的工作正在全面展开，钠离子电池即将进入商业化应用阶段。

长远来看，钠电池已具备量产技术，但大规模应用还需2-3年时间，且应用领域主要集中于储能、两轮车，动力电池仍以锂电池为主。在商业化初期，竞争格局还需继续跟踪，相关龙头企业仍然具有先发优势。

◆钠离子电池产业链

钠离子电池主要由正极、负极、电解液和隔膜四部分构成，其中正极和负极材料的结构和性能决定着整个电池的储钠性能。中游电池材料沿袭锂电格局，上游重洗创造新机会。

◆上游供应链

正极材料

正极材料主要为电池提供离子源，决定了电池的能量密度。目前正极材料主要有三种路线，分别是层状过渡金属氧化物、普鲁士类化合物和聚阴离子化合物，前两者在商业应用上的实践更为广泛，典型代表分别是中科海钠和宁德时代。

 钠离子电池正极材料分类

1、层状过渡金属氧化物NaxMO2

M为过渡金属元素，如Mn、Ni、Cr、Fe、Ti和V及其复合材料，比容量高且易于加工量产，可以分为单金属氧化物、二元金属氧化物、三元金属氧化物和多金属氧化物，在合成与电池制造方面与锂电池有相似之处。其中单层金属氧化物是参照锂电池LiCoO2研究，但是结构不稳定，而掺入多种元素的二元或三元金属氧化物可以具有较高的可逆容量及较好的循环寿命，但同时也提升了成本。

在产业实践方面得到了较为广泛的应用，其中英国Faradion公司采用Mn–Ni–Ti–Mg四元层状氧化物正极材料，电池能量密度超过160Wh/kg，循环寿命在3000次以上，未来有进一步提升的空间。

中科海钠采用了Cu-Fe-Mn三元层状氧化物正极材料，电池能量密度达到135Wh/kg，具有较好的循环稳定性。

2、普鲁士类化合物

普鲁士类化合物是过渡金属六氰基铁酸盐NaxMa[Mb(CN)6](Ma为Fe、Mn或Ni等元素，Mb为Fe或Mn)，具有开放框架结构，有利于钠离子的快速迁移，氧化还原活性位点较多，具有较高的理论容量，且结构稳定性较强。但是另一方面晶体骨架中存在较多的空位和大量结晶水，会影响削弱材料的比容量和库伦效率，影响稳定性和循环性能。这些缺点需要通过技术研发来弥补，目前主要方式有采用纳米结构、表面包覆、金属元素参杂、改进合成工艺降低配位水和空位等

产业实践以宁德时代为代表，其开发的普鲁士白（NaxMn[Fe(CN)6]）材料可以较好地控制结合水形成，钠电样品的能量密度达到160Wh/kg，。

3、聚阴离子类化合物

聚阴离子类化合物NaxMy[(XOm)n-]z(M为可变价态的金属离子如Fe、V等，X为P、S等元素)具有三维网络结构，结构稳定性很好，同时也具有工作电压高和循环性能好的优点。但是比容量较低且导电性偏低，目前主要采用碳材料包覆、氟化、参杂、不同阴离子集团混搭、尺寸纳米化及形成多孔结构等方式改善。产业实践相较前两者少一些，典型代表主要是法国Tiamat和中国的鹏辉能源。

三种材料比较

负极材料

优选碳基材料负极材料是钠离子电池充放电过程中离子和电子的载体，决定能量储存与释放，优选碳基材料。

目前，可应用于钠离子电池的负极材料有无定形碳、金属化合物和合金类材料，由于合金类材料大多体积变化大，循环较差；金属化合物容量较低，因此无定形碳是目前最为主流的负极材料，比容量可达200-450mAh/g，分为硬碳和软碳，主要由随机分布的类石墨微晶构成，没有石墨长程有序和堆积有序的结构。

软碳在高温下可以完全石墨化，导电性能优良；硬碳的优点在于储钠容量高、嵌钠电位低，高比容量易合成，其在钠电的容量（200-450mAh/g）与石墨在锂电中的容量（375mAh/g）相媲美，应用更为广泛。

产业内，日本公司Kuraray的硬碳产品非常成熟，其硬碳价格约在18万/吨；国内主要的负极材料厂商有杉杉股份、贝特瑞和璞泰来等。

宁德时代开发了具有独特孔隙结构的硬碳材料。中科海钠创新性地使用无烟煤作为前驱体开发的高温裂解无烟煤负极可逆比容量约220mAh/g。

电解液与隔膜

近似锂电电解液是传输离子的载体，由电解质、溶剂和添加剂构成。钠离子电池的电解质与锂离子电池极为相似，以钠盐替代锂盐，如高氯酸钠等，其成本低于锂盐。溶剂分为水系和非水系，大部分沿用锂电采用的酯类有机溶剂。添加剂方面几乎同锂离子电池相比没有区别。隔膜一方面用以隔开正、负极，一方面形成充放电回路使离子通过，钠离子电池与锂离子电池在隔膜方面技术相近，锂电池广泛应用的PP/PE隔膜可以复用，但钠离子电池更多采用玻纤隔膜，成本更低。

集流体

使用铝箔，成本远低于锂电钠电集流体采用铝箔，成本远低于锂电。

集流体是用来连接粉末状活性物质，并将将活性物质产生的电流汇集输出、将电极电流输入给活性物质。

在石墨基锂电池中，因为锂会与铝反应产生合金，因此负极必须采用铜箔作为集流体。而在钠离子电池中，钠和铝不会反应产生合金，因此正负极集流体都可以采用铝箔，成本远低于锂电池。

◆产业链上游

◆产业链中游

◆产业链下游

产业链下游：钠离子下游应用领域广泛，其潜在应用领域主要包括电动二轮车、低速车、储能、电动船舶、家用储能产品、数据中心、通信基站、新能源发电配套储能、电网级储能产品：调频、调峰等。

但目前来看，受价格、产业链、市场接受度等因素限制，我国钠离子电池尚处于示范应用阶段，并没有大规模应用。