钠电池研究报告：钠电池发展对产业链和上市公司的影响估算（22页）

钠离子电池，是一种二次电池，主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工 作，与锂离子电池工作原理相似，两者都被称为“摇椅式”电池。钠离子电池的 主要构成为正极、负极、隔膜、电解液和集流体。正负极之间通过隔膜隔开防止 短路，电解液浸润正负极作为离子流通的介质，集流体起到收集和传输电子的作 用。充电时，Na+从正极脱出，经电解液穿过隔膜嵌入负极，使正极处于高电势 的贫钠态，负极处于低电势的富钠态。放电过程则与之相反，Na+从负极脱出， 经由电解液穿过隔膜重新嵌入到正极材料中，使正极恢复到富钠态。为保持电荷 平衡，充放电过程中有相同数量的电子经外电路传递，与 Na+一起在正负极间迁 移，使正负极发生氧化和还原反应。钠离子电池工作原理与锂离子基本类似，这 也给钠电池的产业化打下良好基础。钠与锂同属于碱金属元素，在物理及化学性能方面具有相似的部分，两者都 可以作为电池金属离子的载体。近年来随着锂离子电池的大规模应用，锂资源进 入供不应求的供需格局。截至 2022 年 7 月 29 日，电池级碳酸锂价格 47.0 万元 /吨，较 2021 年初提升 8.3 倍。2022 年 6 月中国新能源汽车产量 59 万辆，渗 透率达 23.6%。自 2022 年 2 月起，国内电动车产量渗透率始终维持在 20%以 上。根据光大证券《锂钴稀土景气度高位震荡，新型电化学体系孕育生机——— 能源金属 2022 年中期投资策略》的观点，锂行业 2022-2023 年仍处于供应偏紧 状态，不排除 2022 年下半年锂价重回 50 万元/吨以上的可能性。而钠资源在地 壳中元素丰度较高，成本更低，截至 2022 年 7 月 29 日，碳酸钠价格仅为 2782 元/吨。

从电池性能角度来看，钠离子电池也同样优秀。2022 年 5 月 10 日电池行 业龙头宁德时代在互动平台表示，公司于 2021 年发布钠离子电池，其电芯单体 能量密度高达 160Wh/kg，常温下充电 15 分钟，电量可达 80%以上，在 -20%℃低温环境中，也拥有 90%以上的放电保持率，系统集成效率可达 80% 以上。公司正致力于推进钠离子电池在 2023 年实现产业化。 钠离子电池的技术可行性可以从以下几方面考虑。 （1）钠资源储量丰富，分布均匀，成本低廉，足以支撑电化学储能的持续 发展。 （2）与锂离子电池工作原理相似，生产设备大多兼容，短期或长期设备和 工艺投入少，利于成本控制。 （3）钠离子电池正极和负极的集流体都可使用廉价的铝箔，可进一步降低 电池体系成本。 （4）钠离子的溶剂化能比锂离子更低，即具有更好的界面离子扩散能力； 同时，钠离子的斯托克斯直径比锂离子的小，相同浓度的电解液具有比锂盐电解 液更高的离子电导率；更高的离子扩散能力和更高的离子电导率意味着钠离子电 池的倍率性能更好，功率输出和接受能力更强，已公开的钠离子电池具备 3 C 及 以上充放电倍率，在规模储能调频时应用时，可以得到很好的应用。 （5）根据目前初步的高低温测试结果，钠离子电池高低温性能更优异，在 -40 ℃低温下可以放出 70%以上容量，高温 80 ℃可以循环充放使用，这将在储 能系统层面降低空调系统的功率配额，也可以降低温度控制系统的在线时间，进 而降低储能系统的一次投入成本和运行成本。