

一、底层逻辑:突破储能材料的资源供应壁垒
(一)发展钠电的意义:缓解锂资源稀缺的困境
全球锂资源储量分布不均,我国资源自供有较大的供给缺口。南美三国(玻利维亚、阿 根廷、智利)的锂资源占比高达 58%,而我国锂资源仅占全球 6%,因此,为支撑我国作 为全球重要动力电池生产国和出口国的地位,需大量进口锂资源。同时,我国锂资源保 障存在安全隐患,一旦西方国家限制锂资源出口,锂资源的过度紧缺将有可能影响到我 国动力电池产业发展。
相比之下钠资源储量高且分布均匀,无资源稀缺问题。钠元素是地壳含量第六高的元素, 地壳丰度高达 2.30%,是锂元素的数倍,且全球各地分布均匀,我国可实现自主可控。

“南美锂三角”欲效仿 OPEC 成立“锂佩克”掌握锂定价权,智利锂矿国有化战略或加 速其落地。玻利维亚、阿根廷和智利的锂资源占全球总量 58%,以盐湖锂矿为主,成本优势明显,若联手掌握定价权,或存在一定的垄断控价可能,则不利于全球新能源产业 的发展。
如根据观察者网新闻,当地时间 2023 年 3 月 23 日,玻利维亚总统路易斯·阿尔塞表示, 他计划与阿根廷、智利和秘鲁合作“制定一项政策,以确保四国在主权条件下作为锂供 应商的地位”,并保护该地区丰富的锂资源免受美国干涉。又如根据界面新闻和每日经济 新闻消息,当地时间 2023 年 4 月 20 日,智利总统加夫列尔·博里奇提出智利政府拟将 采用国家与私人部门合资的方式促进当地锂产业的发展,所有想要参与到智利锂行业的 本国或外国私营公司,都必须与国家锂业公司合作。国家将在合资企业中持有控股权。以本次智利宣布新的国家锂资源政策为标志,拉美各国内部锂资源国有化进程不排除加 速的可能性,对于锂资源需求较大的国家和地区来说,储能最关键原材料“锂”的自主 可控迫在眉睫。
发展钠离子电池,可降低对锂资源的依赖。钠离子电池作为与锂离子电池技术原理相通, 性能相近的储能电池被提上日程,在如此高的锂价下有较大的发展空间,同时也有利于 促使碳酸锂价格回归理性,降低对外部锂资源的依赖。

同样作为能源的关键原材料,石油资源为例,OPEC 对国际石油市场有很强的影响力。组织成员国共控制约全球三分之二的石油贮备,约共占世界石油蕴藏 78%以上的石油储 量,占全球产油量的 40%和出口量的 50%。同时中东产油国的原油生产成本仍远远低于 其他产油区的石油生产成本,对于锂资源占比低且开采成本高的国家地区来说,原材料 的大幅波动对产业发展较为不利,发展钠资源作为低成本替代十分重要。

二、钠电应用场景:多重优势带来广阔空间
(一)钠离子电池在性能上具有多重优势
钠离子电池相对于磷酸铁锂电池和三元锂电池,性能各有优劣。钠离子电池在量产后具 备原料成本优势、高低温环境下更好的容量保持率、优异的倍率性能以及卓越的安全性 能,但能量密度较低,循环寿命有待提升,有望在特定场景实现部分替代。钠离子电池 性能相对于铅酸电池实现了全方位超越,有望在规模化降本后实现替代。
1、高低温环境下均有优异的容量保持率
钠离子电池在-40℃至 80℃之间可正常工作,具备良好的宽温特性,高温放电(55℃和 80℃)容量超过额定容量 100%,低温-40℃放电容量超过 70%额定容量,且可实现在低 温-20℃下 0.1C 充电,其充电效率接近 100%。
低温性能超磷酸铁锂电池和铅酸电池,在-20℃的温度下,钠离子电池的容量保持率高达 90%,而磷酸铁锂电池和铅酸电池仅能达到 70%和 48%。

2、具有出众的倍率性能
相较锂离子,钠离子的斯托克斯直径更小且在极性溶剂中溶剂化能更低,使得钠离子电 池电解液具有更高电导率。斯托克斯直径是指在同一流体中与颗粒的密度和沉降速度相 等的圆球的直径,直径越小,离子移动速度越快,其所在电解液导电率越高。溶剂化能 是离子在电极表面脱离溶剂分子的能垒,较低的溶剂化能使得钠离子在电极表面更容易 脱去溶剂分子,界面离子扩散能力更佳,离子在电解液中具有更快的动力学性质,从而 使得电解液具有更高电导率。

优秀的电解液电导率使得钠离子电池具有出众的倍率性能。宁德时代的第一代钠离子电 池在常温下充电 15 分钟即可达到 80%的电量,中科海钠制造的钠离子电池能够在 12min 充电至 90%,充电速度高于锂离子电池和铅酸电池。

3、极端条件下不易出现热失控,安全性能好
锂离子电池在多种滥用条件的触发下极易出现大量副反应,导致热失控。锂离子电池的 安全事故主要由三大类滥用条件引起:机械滥用(挤压、穿刺等),电滥用(短路、过充 电、过放电等)和热滥用(过热等)。在各种滥用条件的触发下,如果电池内部温度达到 了起始分解温度,各种副反应便会不断出现,产生大量的热,对电池的热失控起到促进作用。
钠离子电池在所有安全项目测试中,均未发现起火爆炸等锂电常出现的热失控现象,安 全性更好。目前较为有效的安全评估项目主要包括过充/放电、外部短路、高温老化等安 全测试和挤压、针刺、火烧等滥用测试,周权在《高功率高安全钠离子电池研究及失效 分析》中对高功率 NaCR26650P 电池进行了安全和滥用测试,没有观察到锂电常见的起 火和爆炸现象,表现了良好的安全稳定性。

(二)高性价比贴合多个应用场景,市场空间广阔 钠离子电池在几个方面多重优势使其获得了较高的性价比,在多个场景都有较理想的应 用。其综合性能优于铅酸电池,有望首先替代铅酸市场(二轮小动力、汽车启停以及通 信基站)。同时,随着循环性能进一步的提升以及规模化降本,钠电后续有望实现对磷酸 铁锂市场的 A00 级纯电动车场景以及储能场景的部分替代。
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