既生鋰，何生鈉？
隨著去碳化的進(jìn)展，新能源的岔路口越來(lái)越多，鋰電一直風(fēng)靡全球，如今鈉離子電池有登歷史舞臺(tái)的跡象。
那么，什么是鈉離子電池？
鈉基電池是一種使用鈉離子（Na+）作為電荷載體的可充電電池，在充電過(guò)程中，Na+離子從正極遷移至負(fù)極，同時(shí)電子通過(guò)外部電路傳輸；在放電過(guò)程中，發(fā)生相反的過(guò)程，Na+從負(fù)極遷移至正極。
01.寧德時(shí)代發(fā)布鈉電池的用意
5月21日，寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群在公司股東大會(huì)上透露，將于2021年下半年發(fā)布鈉電池。鈉電池技術(shù)已到瓜熟蒂落的節(jié)骨眼，寧德時(shí)代搶先一步，曾毓群自信滿滿：“我們的技術(shù)也在發(fā)展，我們的鈉離子電池已經(jīng)成熟了。”是鋰電的最佳替補(bǔ)，還是有意扶持新的產(chǎn)品條線，寧德時(shí)代在打什么算盤(pán)？
眾所周知，鋰電池的發(fā)展與成本受制于上游金屬鋰的供應(yīng)，尤其高鎳鋰電池還受到鎳金屬的供給影響，上游一旦吃緊，下游就陷入被動(dòng)，最終波及汽車(chē)行業(yè)。
全球目前鋰資源儲(chǔ)量約6200萬(wàn)噸，其中南美三國(guó)阿根廷（23.87%）、玻利維亞（14.52%）、智利（13.71%）占比超過(guò)一半。
尷尬的是，中國(guó)雖地大物博，鋰資源儲(chǔ)量豐富，但85%以上分布在西部高海拔山區(qū)和鹽湖地區(qū)，主要以礦石型和鹵水型兩種形式儲(chǔ)存，存在鋰資源品位低、分離難度大、開(kāi)采成本高等問(wèn)題。鋰的開(kāi)采與分離成本勢(shì)必會(huì)傳遞到電池成本，最終還得是由車(chē)企買(mǎi)單，不經(jīng)濟(jì)。因此，鋰資源的獲取還得以海外渠道為主。
為此，寧德時(shí)代、天齊鋰業(yè)、贛鋒鋰業(yè)等企業(yè)長(zhǎng)期斡旋海外，以確保供應(yīng)鏈穩(wěn)定，在南美洲、大洋洲積極參股控股鋰礦，但受限于當(dāng)?shù)夭环€(wěn)定的營(yíng)商環(huán)境，加之下游需求激增，鋰材料的海外供應(yīng)依然是個(gè)難題。
在電池家族中，鋰離子電池一家獨(dú)大，長(zhǎng)期受寵，主要是可替代性弱，在潛在替代元素中，基于鈉、鎂、鋁、鉀等設(shè)計(jì)的電池在性能上無(wú)法與鋰離子電池相媲美。
隨著全球新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量不斷提高，產(chǎn)能訴求加強(qiáng)，但是作為鋰電池上游的核心原材料——鋰礦的供給卻無(wú)法相應(yīng)同步提升，鋰電池的供需矛盾逐漸加深，各類(lèi)非鋰電池的研究又不得不重新回到桌面。
曾毓群的博士生導(dǎo)師——陳立泉院士，就曾提到：“全世界的電能都用鋰離子電池儲(chǔ)存，根本不夠，因?yàn)殇囯x子電池現(xiàn)在全世界都在做，如果說(shuō)全世界的車(chē)都用鋰離子電池來(lái)開(kāi)，全世界的電能都用鋰離子電池儲(chǔ)存，根本不夠，所以我們一定要考慮新的電池，鈉離子電池是首選。鋰的含量是相當(dāng)少的，只有0.0065%，鈉的含量2.75%，應(yīng)該說(shuō)鈉的含量相當(dāng)多。”
供需失衡最容易引發(fā)的后果便是供給端價(jià)格上漲，然后層層傳遞，最終還是消費(fèi)者用戶買(mǎi)單。最近有消息傳出，稱(chēng)寧德時(shí)代鋰電池價(jià)格將上漲10%，雖然隨后被否認(rèn)，但鋰離子電池原材料大幅價(jià)格上漲是不爭(zhēng)的事實(shí)。
由于鈉離子電池使用的電極材料主要是鈉鹽，相較于鋰鹽而言?xún)?chǔ)量更豐富，價(jià)格更低廉。“我們的鈉電池已經(jīng)成熟了，氯化鈉炒不起來(lái)，（因?yàn)椋}很多。”曾毓群表示。
02.鈉電池與鋰電池的性能與成本比較
鈉離子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，與鋰電池工作原理相似。正極材料：目前鈉電池的正極材料主要包括鈉過(guò)渡金屬氧化物、鈉過(guò)渡金屬磷酸鹽、鈉過(guò)渡金屬硫酸鹽、鈉過(guò)渡金屬普魯士藍(lán)類(lèi)化合物等幾大類(lèi)。正極材料的差異，是鈉電池有別于鋰離子電池最大的地方。負(fù)極材料：鈉電池負(fù)極材料包括軟碳、硬碳、過(guò)渡金屬氧化物等，受成本、穩(wěn)定性、循環(huán)性能等各方面的綜合影響，最易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化的，是碳材料。鋰電池負(fù)極材料主要以人工石墨、天然石墨等碳材料為主；還包括錫基負(fù)極材料、含鋰過(guò)渡金屬氮化物等負(fù)極材料。電解質(zhì)：鈉鹽+溶劑，除鈉鹽之外，溶劑方面鈉電池與鋰電池差別不大。隔膜：鈉電池與鋰電池基本相同。外形封裝：圓柱、軟包、方形，鈉離子電池與鋰離子電池基本相同。制備工藝：鈉離子電池與鋰離子電池基本相同。鈉電池的平均能量密度在90-150Wh/Kg，相比鋰電池的250Wh/Kg，能量密度要低。眾所周知，新能源汽車(chē)要想取代燃油車(chē)，電池續(xù)航能力是關(guān)鍵因素。能量密度低意味著續(xù)航能力較差，這也是鈉電池之前不被重視的原因。
較低的能量密度決定了鈉電池的應(yīng)用場(chǎng)景更多是低速車(chē)、低端乘用車(chē)、基站或儲(chǔ)能領(lǐng)域等領(lǐng)域。在中高端乘用車(chē)領(lǐng)域能否施展拳腳，依然是個(gè)不小的疑問(wèn)。鈉電池的循環(huán)壽命可以做到3000~6000次，與磷酸鐵鋰相當(dāng)，優(yōu)于錳酸鋰和三元鋰，熱穩(wěn)定性和安全性與磷酸鐵鋰基本相當(dāng)。雖然能量密度低，但鈉電池的優(yōu)勢(shì)卻是可圈可點(diǎn)，除了鈉資源儲(chǔ)量豐富的優(yōu)勢(shì)之外，還具有高低溫性能優(yōu)異、倍率性能好、安全性高、可用低鹽濃度電解液等優(yōu)點(diǎn)，一些技術(shù)指標(biāo)甚至優(yōu)于鋰離子電池，展現(xiàn)出巨大的開(kāi)發(fā)潛力。
同鋰離子電池相比，鈉離子電池有三個(gè)突出的優(yōu)勢(shì)：
1）相對(duì)于鋰元素，鈉元素的標(biāo)準(zhǔn)電極電位高0.3V，作為儲(chǔ)能材料而言有更好的安全性能；
2）鈉元素在地球上的儲(chǔ)量豐富，地殼種金屬鈉的含量達(dá)到了2.4%，并且鈉元素海水中就有豐富儲(chǔ)量，開(kāi)發(fā)方便；
3）鈉價(jià)格便宜。鈉基電池包括基于正極（含鈉）、負(fù)極（不一定含鈉）和鈉鹽電解液。
鈉金屬的儲(chǔ)存量比鋰豐富，因此從原材料的供給角度看，鈉的成本要比鋰低很多，但這不意味著鈉電池的成本要低于鋰電池，短期內(nèi)甚至還要高于鋰電池。
三年前，曾毓群曾提出鈉離子電池路線，但因?yàn)闆](méi)有產(chǎn)業(yè)鏈，所以不如鋰離子電池價(jià)格便宜。如今相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)逐漸成熟，商業(yè)化進(jìn)程已箭在弦上。對(duì)于鈉離子電池的成本問(wèn)題，曾毓群表示：
“于是新興的電池技術(shù)，鈉離子電池不是剛推出來(lái)就很便宜，因?yàn)槟壳暗墓?yīng)鏈規(guī)模還很小，不夠成熟，鈉離子電池可能比鋰離子電池貴一些。”曾毓群也透露，原材料價(jià)格上漲對(duì)于成本影響較大，提醒上游的供應(yīng)商：“如果誰(shuí)在我們這兒拼命亂漲價(jià)，我們會(huì)把他們排除在外。”寧德時(shí)代在上下游的話語(yǔ)權(quán)，可見(jiàn)一斑。
03.鈉電池行業(yè)現(xiàn)狀、概念股
目前國(guó)內(nèi)外有近幾十家企業(yè)對(duì)鈉離子電池進(jìn)行產(chǎn)品布局，國(guó)內(nèi)的有寧德時(shí)代、圣陽(yáng)股份、華陽(yáng)股份等上市公司，還有中科海鈉、鈉創(chuàng)新能源、星空鈉電等非上市公司。國(guó)外的包括英國(guó)FARADION公司、美國(guó)Natron Energy公司、美國(guó)Aquion Energy公司、法國(guó)NAIADES計(jì)劃團(tuán)體、日本岸田化學(xué)、松下、三菱。
目前鈉電池行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)程度不如鋰電激烈，尚且沒(méi)有出現(xiàn)一家獨(dú)大的局面。寧德市代發(fā)布會(huì)將鈉電池的商業(yè)化提到議程，受此消息，不少概念股也陸續(xù)浮出水面。
寧德時(shí)代（頭部）：電池行業(yè)的領(lǐng)頭羊效應(yīng)，鈉電池從實(shí)驗(yàn)階段過(guò)渡到商業(yè)階段，一直都在積累，2021年下半年時(shí)機(jī)成熟。受此消息，5月24日股價(jià)漲3％，總市值邁入9000億元大門(mén)。
中鹽化工：2020年公司金屬鈉產(chǎn)能6.5萬(wàn)噸，占全球產(chǎn)能的40.5%；位居全球第一，而且是國(guó)內(nèi)電耗最小，成本最低，質(zhì)量最好的生產(chǎn)企業(yè)，金屬鈉產(chǎn)品國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率高達(dá)42％ 。受此消息，5月24日股價(jià)開(kāi)盤(pán)漲停。
圣陽(yáng)股份：公司主要產(chǎn)品為鋰離子電池等動(dòng)力電池。鈉離子電池技術(shù)是公司持續(xù)關(guān)注的技術(shù)儲(chǔ)備研究方向之一，與院士工作站等單位聯(lián)合開(kāi)發(fā)的高環(huán)保、高循環(huán)性鈉離子電池已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)階段，進(jìn)入樣品測(cè)試，目前測(cè)試結(jié)果符合預(yù)期目標(biāo)，效果良好。受此消息，5月24日股價(jià)開(kāi)盤(pán)漲停。
華陽(yáng)股份：公司擬通過(guò)子公司新陽(yáng)能源分別投資建設(shè)鈉離子電池正極材料千噸級(jí)生產(chǎn)項(xiàng)目和鈉離子電池負(fù)極材料千噸級(jí)生產(chǎn)項(xiàng)目。受此消息，5月24日股價(jià)開(kāi)盤(pán)漲停。
南風(fēng)化工：南風(fēng)化工開(kāi)發(fā)的運(yùn)城鹽湖是世界第三大硫酸鈉型內(nèi)陸湖泊，其硫酸鈉儲(chǔ)量達(dá)8000多萬(wàn)噸，產(chǎn)銷(xiāo)量世界最大，溶融硫酸鈉可提煉金屬鈉，還與清華大學(xué)合作發(fā)明碳納米管手機(jī)電池。受此消息，5月24日股價(jià)開(kāi)盤(pán)漲停。
山東章鼓：公司投資的新疆喀什安德新材料公司，目前喀什安德技術(shù)基于PPS體系的鋰離子，鈉離子，鋅離子固態(tài)功能膜片的材料合成以及干法自支撐膜片制造技術(shù)。
欣旺達(dá)：擁有儲(chǔ)備鈉離子電池補(bǔ)鈉的方法及鈉離子電池發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)。
天能股份：公司官方發(fā)布，將持續(xù)關(guān)注包括鈉離子電池在內(nèi)的新型電池技術(shù)的研究進(jìn)展和產(chǎn)業(yè)化可能。
中國(guó)長(zhǎng)城：下屬公司從事鈉電池的研發(fā)生產(chǎn)，擁有鈉離子電池材料預(yù)處理技術(shù)。
（來(lái)源：中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)）