钠电池车要来了,几乎克服了纯电动车的所有传统缺陷,锂离子电池不会被钠离子电池完全取代

伟顺

当代安培科技有限公司突然宣布将在7月份左右推出钠离子电池，市场对这一消息顿时脸色苍白，担心锂会步钴和镍的后尘。但是钠离子电池的性质决定了不可能大面积替代锂电池。目前还不是电动车的新一轮技术变革，更像是燃料电池，是电动车的补充。什么是钠离子电池？

钠离子电池是二次电池的一种。在元素周期表中，钠和锂属于碱金属的主族，与锂具有相似的物理化学性质。类似于锂离子电池，依靠钠离子在正极和负极之间的可逆迁移来实现充放电。钠离子电池最早提出于20世纪70年代，但其后30年的研究进展非常缓慢。直到2010年左右，学术界才重新回到钠离子电池的研究上来。2015年，第一代钠离子电池开始进入商业化进程。

钠离子电池有自己的优势。一方面是足够安全。与锂相比，钠的标准电压范围更大，安全和应用范围更广。另一方面，钠在地球中的储量丰富且分布均匀，地壳中锂的含量约为2.5%-3%。相比之下，地壳中锂的含量仅为0.65‰，且分布极不均匀，国内锂资源80%需要进口。很多指标都不如锂电池。

当代安培科技有限公司钠离子电池的投产意味着这一领域可能会加速发展。一些经纪人说，目前的钠离子电池相当于2013 -2014年的锂离子电池。然而，在中短期内，钠离子电池存在许多问题。

第一，能量密度低。负极方面，钠离子电池的主流正极材料，如NaMnO4、Na3V2(PO4)3、Na2Fe2(SO4)3等。，比三元锂具有更低的理论能量密度，比磷酸亚铁锂具有更低的实际能量密度。目前磷酸铁锂电池的能量密度可以达到200Wh/Kg，而钠离子电池的能量密度为100-150Wh/Kg。按照国泰君安的计算，其上限只能达到200Wh/Kg，刚好是磷酸亚铁锂的水平。

负极方面，钠离子的离子半径大于锂离子，导致钠离子电池需要硬碳或其他负极材料，能量密度低于石墨材料。

二是充放电速度慢。较大的尺寸使钠离子难以嵌入发生化学反应的电极晶体结构中，导致钠离子运动速率繁忙，影响钠离子的充放电速率。

第三，成本高。目前实际成本超过1元/Wh，而锂电池成本在0.5元-0.6元/Wh。虽然未来量产后成本会下降(可能会降到0.2-0.3元/Wh)，但可能还有很长的路要走。以负极为例，硬碳的量还比较少，还没有规模化。

另外锂电池本身的技术也在进步，成本可能会进一步降低。比如已经将电池成本压缩到极致的特斯拉，未来三年计划将续航提升54%，成本继续降低56%。

这些问题决定了钠离子电池至少在未来三年内很难完全取代电动汽车的锂电池。铅酸电池或首当其冲

目前钠离子电池冲击最大的应该是铅酸电池，能量密度比小于100，循环寿命小于300次，但成本在0.3元-0.5元之间。钠离子电池的能量密度虽然低于锂电池，但明显高于铅酸电池。同时循环寿命可达2000次以上，未来规模化后成本将进一步降低。从性价比来看，完全可以替代铅酸电池。

中国是世界上最大的铅酸蓄电池生产国和消费国。铅酸电池的下游应用主要是低速电动车和电动两轮车。公开数据显示，2019年国内电动两轮车出货量达3800万辆，2020年同比增长23%至4674万辆，其中超过70%使用铅酸电池。低速电动汽车年增长率约为200万辆，保有量超过1000万辆，其中90%以上使用铅酸电池。据测算，这两个市场总规模超过300亿元，钠离子电池的使用将首先瓜分市场。

其次，由于电动车讲究轻量化和续航里程，所以钠离子电池可能暂时不会用在电动车上。但在对重量和单位能量密度要求不高、对价格敏感的储能领域，可能存在替代效应。2020年锂电池在储能领域的应用将占到60%，因此对锂电池产业链的影响可能首先出现在储能环节。

储能是一个大规模市场。根据GGII的数据，2019年储能电池全球出货量为18.8GW。假设2019-2025年储能电池CAGR为30%，2025年出货量将达到90.74GW。如果1W的成本在0.2-0.3元，储能市场空估计在200-300亿左右。对锂电池产业链的影响

锂资源方面，据中泰证券测算，即使钠离子电池在储能方面的渗透率达到30%-80%，也将减少碳酸锂需求约170-45400吨。在2025年全球新能源汽车销量达到1500万辆的假设下，碳酸锂需求将达到100万吨，将减少需求约1.7%-4.6%，影响有限。

在四大材料方面，钠离子电池与目前的锂离子电池相比，除了隔膜和电解液添加剂之外，都有明显的区别:

(1)在正极环节，锂离子电池和钠离子电池的正极结构相同，只是材料选择不同。锂盐被钠盐替代，钠盐的正极材料类型包括层状过渡金属氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝类似物(PBA)、基于转化反应的材料和有机材料。但是无论使用什么材料，都不再含有锂，而原来的锂电池包括磷酸亚铁锂正极和钴酸锂正极。

(2)在电解液相中，钠离子电池的电解液主要是有机溶剂电解液和凝胶聚合物电解液。相关溶质由锂电池的六氟磷酸锂改为六氟磷酸钠，溶剂为碳酸丙烯酯(PC)，添加剂不变。

(3)负极有三种类型:软碳、硬碳和复合无定形碳，其中硬碳是主要的应用方向。目前锂电池使用的石墨将全部被取代。

在其他环节，钠离子不会与铝形成合金，因此用于导电的铜箔将全部被铝箔取代，其单价低于铜价，将大幅降低电池成本。在制造工艺上，钠离子电池的制造工艺与锂电池相似。设备可以走锂电池生产线，中游电池厂没有更换成本。

综上所述，钠离子电池对锂电池产业链各环节的影响中，锂资源、隔膜、电池设备商的影响最小，其次是电解液，正极、负极、铜箔的影响最大，甚至可能完全取代。

从标的来看，很多六氟磷酸钠相关的多氟多产品都是小批量生产销售，而石大盛华可以生产PC；负极硬碳方面，国内美锦能源、普泰来、中科电气有相关产品；铝箔的生产更为普遍。丁盛新材料拥有3万吨铝箔产能，南山铝业拥有2.1万吨高端铝箔产能。万顺新材的铝箔产品可用于电动车。有钠离子电池技术储备的公司主要有欣旺达、山东张谷、翔凤华等。