新能源車火熱，锂電池需求蹭蹭上漲。但如今，鈉離子電池又将橫空出世，吸引了市場的目光。

5月21日上周五，甯德時代董事長曾毓群在股東大會上透露，将于今年7月份左右發布技術已經成熟的鈉電池，由于系新推出，鈉電池可能比锂電池貴。

鈉電池是什麼？與锂電池有什麼差别？未來的應用路線如何？這都是投資者十分關注的問題。

什麼是鈉電池？

鈉電池其實并非是一種全新的電池技術路線，最早于20世紀70年代被首次提出，隻是目前仍處于産業化初期。

鈉電池與锂電池具有相似工作原理：依靠鈉離子在正極與負極之間可逆地遷移實現充放電，正極和負極均由允許鈉離子可逆地插入和脫出的插入型材料構成。

但就核心定位而言，鈉電池主打性價比。

正極方面，和锂離子電池正極不同，鈉離子電池的高價态過渡金屬選擇多為銅、鐵、鎳、錳等，也有锂摻雜手段使用。

充放截止電壓多在2.5-4.2V範圍，比容量在70-130mAh/g之間（相對高比容量體系的電壓稍低）。前瞻性的研究還包括引入晶格氧、類似富锂正極的“富鈉”正極材料（首次比容量超過200mAh/g）構建等。

負極方面，和在锂離子電池中的行為不同，石墨在含有碳酸酯電解液的鈉離子電池中的可逆比容量卻不足50mAh/g，不足以作為質優價廉的負極材料。

相比之下各類無定型碳材料的可逆比容量在200-400mAh/g，甚至還有進一步的提升空間。

與锂電池相比，鈉電池有何優勢？

中國科學院物理研究所、中科海鈉科技有限責任公司的容曉晖、陸雅翔、胡勇勝等幾位研究員，曾在儲能領域核心期刊《儲能科學與技術》上發表題為《鈉離子電池：從基礎研究到工程化探索》的文章。

文中稱，相比于锂電池，鈉電池的優勢如下：

①鈉資源儲量豐富，分布均勻，成本低廉；

②鈉離子電池與锂離子電池的工作原理相似，與锂離子電池的生産設備大多可兼容；

③由于鋁和鈉在低電位不會發生合金化反應，鈉離子電池正極和負極的集流體都可使用廉價的鋁箔；

④在固态電池中，可設計雙極性電極， 在同一張鋁箔兩側分别塗布正極和負極材料，将這樣的極片周期堆疊，在一個單體電池中實現更高電壓，并可節約其他非活性材料以提高體積能量密度；

⑤鈉離子的溶劑化能比锂離子更低，即具有更好的界面離子擴散能力；

⑥鈉離子的斯托克斯直徑比锂離子的小，相同濃度的電解液具有比锂鹽電解液更高的離子電導率，或者更低濃度電解液可以達到同樣離子電導率；

⑦根據目前初步的高低溫測試結果，鈉離子電池高低溫性能更優異；

⑧在所有安全項目測試中，均未發現起火現象，安全性能更好。

研究者還比較了鉛酸、鐵锂和鈉離子電池的綜合性能。

根據其分析，鈉離子電池的能量密度、循環壽命相比于鐵锂稍差，但是成本具備一定優勢（約1/3），低溫容量保持率更高，耐過放能力強。

和鉛酸電池相比，則除考慮回收的成本無優勢外，其他方面的技術指标實現全面大幅超越。

鈉電池，短處在哪兒？

華金證券在研報中指出，鈉電池的四大主要問題在于：

1、鈉離子的離子半徑大于锂離子，導緻鈉離子無法嵌入石墨材料。鈉離子電池需要采用硬碳或其他負極材料，能量密度低于石墨材料。

2、更大的尺寸使鈉離子，很難嵌入發生化學反應所在的電極晶體結構中，導緻鈉離子的移動速率就比較慢，影響鈉離子電池充、放電速率。

3、鈉離子嵌出電極的晶體結構也較難，導緻電池可逆性差，能量密度利用率低，多次充放電後的能量密度下降速度快。

4、主流的鈉離子電池正極材料NaMnO4、Na3V2(PO4)3、Na2Fe2(SO4)3等，理論能量密度不及三元锂，實際能量密度較磷酸鐵锂低。

中信建投也在研報中表示，電池系統方面，磷酸鐵锂單體容量相比于鈉離子電池有數量級的領先優勢，這使得鈉離子電池在成組方面可能存在劣勢；鈉離子電池相對較高的内阻意味着電池的溫度管控難度可能較高，能量循環效率也較差。

未來什麼路線？

分析師普遍認為，鈉電池暫無替代锂電池成為動力領域主流技術的可能性，更多的是一種技術儲備和補充。

光大證券測算稱，中國锂鹽生産超過60%的锂原料需要進口，對外依存度較高。而鈉元素相對锂元素而言并不稀缺，因此開發鈉離子電池可作為未來有效的技術儲備和補充。

中信建投推測認為，如進展順利，鈉離子電池有望大幅度取代鉛酸電池，甚至部分替代锂離子電池。

如用于上汽通用五菱的五菱宏光MINI EV（工況續航120/170km，電池系統能量密度100Wh/kg，起售價2.98萬元），或可實現綜合性能持平、成本降低1000-1500元的效果；如用于5G基站備用電源，其弱點幾乎完全被規避，而且優勢得以發揮。

上述券商估計，鈉離子電池有潛力用于儲能電站、備用電源、電動自行車、低速乃至稍高性能指标電動車。

中泰證券同樣認為，鈉電池未來應用場景或主要集中于儲能、低速新能源車及小動力領域，锂離子電池仍是新能源汽車電池主流技術路線。

假設在2025年儲能需求達到90gwh，鈉離子電池在滲透率達到30%-80%，則碳酸锂需求量約減少1.70-4.54萬噸，而碳酸锂屆時的總需求量将達到100萬噸以上，鈉離子電池的應用不改碳酸锂中長期高景氣周期。

華金證券也稱，鈉離子電池技術是锂離子電池的有效補充，但考慮到其理論能量密度低于三元锂電池，該短闆或将導緻鈉離子電池永遠無法在高端車型上實現大規模的應用。鈉離子電池有望在儲能市場和低端動力電池市場對锂離子電池實現部分替代。

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