电池与电气系统（113）：钠离子电池有望逐步走向规模应用

1、车端、两轮车应用开始上量，大型储能开始尝试

新能源车领域聚焦增混与低续航纯电。宁德时代自2021年7月发布第一代钠离子电池（能量密度160Wh/kg）后，2024年10月推出骁遥超级增混电池，通过钠电与磷酸铁锂混搭技术实现400km续航和4C快充。该电池已搭载于理想、阿维塔等品牌车型，2025年将扩展至吉利、奇瑞等近30款增混车型。其第二代钠电池计划2025年量产，能量密度突破200Wh/kg，接近磷酸铁锂水平，快充15分钟可充80%。宁德时代预计，钠电未来有希望替代接近50%磷酸铁锂市场份额。

孚能科技开发的钠离子电池能量密度超150Wh/kg，也已搭载江铃等品牌。

钠电在储能领域进入大储市场。2024年，钠电池首次应用于大容量储能电站，储能领域钠离子电池单独采购总规模达到0.45GWh。

2024年，大唐潜江钠电储能电站实现全球首次大规模商业化应用，系统效率超80%；内蒙古200MW风电项目采用钠电储能系统，循环寿命突破3000次，-40℃容量保持率85%；2024年12月，海辰储能全球首发其首款电力储能专用钠离子电池∞Cell N162Ah等创新产品循环寿命超过20000次（70%SOH），在10C超大倍率条件下进行放电，容量保持率高达85%。2024年，比亚迪规划建设30GWh钠离子电池工厂，并推出钠离子电池储能系统产品—MC Cube-SIB ESS。

二轮车市场多家企业开始应用。近来年，各大二轮车厂纷纷开启了钠电的市场投放，2024年1月份雅迪开始将钠电池车型大规模投放市场，2025年1月推出3款钠电车型，并推出极钠电池，支持15分钟快充到80%，在-20℃环境下仍保持92%容量，循环寿命达到1500次。23年12月台铃初恋EB-超级钠电版交付个人用户使用，率先在北京与济南上市售卖。

此外，由于钠电倍率性能也表现优异，较锂电具有更好的低温性能，在商用车、工程机械、启停电池等场景也已开始应用，未来应用规模有望不断扩大。

2、成本、安全、低温性能是钠电优势

2022年锂价高位达30万/吨以上，钠电凭借成本优势迎来发展机遇。2024年以来锂价回落至10万/吨以下，钠电虽成本优势减弱，但凭借-40℃低温性能、高安全性及能量密度突破160Wh/kg等技术突破，应用场景更聚焦：

新能源车电池：低温性能有优势，降本有潜力。对于A0/A00级车以及混动车型，纯电续航普遍在400km以下，锂电池在低温下续航打折较多，采用钠电在保证续航的同时，提升了电池低温性能表现。同时A0/A00车型售价普遍较低，对成本要求较高，钠电未来降本有潜力。

二轮车电池：安全性能好，逐步替代锂电池和铅酸电池。两轮车市场成本和安全是主要的考虑点，钠电池相较锂电池具备安全不易燃与原材料价格波动小的特点，相较铅酸电池具备性能更优的特点、是国内强化火灾监管与严控整车重量的条件下、满足消费者续航与性能要求的更优解，也是国外电摩品牌出海的破局点。2024年铅酸电池市占率8成以上，铁锂和锰酸锂占约2成。新国标将搭载铅酸电池的电动自行车重量限制在63公斤以内，而搭载非铅酸电池的电动自行车，重量限制在55公斤以内。钠电依托良好的低温和安全性能将逐渐抢占锂电池市场，同样续航下钠电比铅酸更轻，价格相似，钠电有望进一步抢占部分铅酸电池市场。

储能电池：多维度优势。西北等地不同季节温差较大，对储能电芯低温性能要求较高，同时锂电池起火事故的发生，也让安全性成为重要的考量之一。随着复合磷酸铁钠正极钠电池循环寿命的提升到8000次以上，钠电在储能领域从早期的户储产品逐渐进入到大储应用。

3、如成本有效优化，钠电产业有望显著增长

预计2025年-2026年行业需求将迎来快速增长。预计未来动力电池和储能依托于较为成熟的层状氧化物结构优先放量，同时带动原材料价格下降，后续二轮车、储能场景也有望逐渐放量。

业内预计，如果成本能继续下降，未来几年，年钠电需求可能达数十GWh，带动万吨级别的钠电正极材料和负极材料需求，下游整体需求有望迎来快速增长。

1、正极：层状应用于移动端，聚阴离子应用于储能端

正极材料应用有所分化。钠电正极核心在于寻找合适Na+脱嵌的电极材料。层状金属氧化物（类比锂电三元材料空间结构）、聚阴离子化合物（类比锂电磷酸铁锂空间结构）和普鲁士蓝类化合物是钠离子电池正极材料的三种主流技术路线。

a)     层状氧化物凭借高能量密度和与锂电三元产线兼容的优势，成为动力场景首选，但其循环寿命仅1000-3000次，且有残碱、空气稳定性较差问题。

b)     聚阴离子化合物以4000次以上的超长循环寿命和300℃以上的热稳定性适配储能需求，但能量密度偏低。

c)     普鲁士蓝类材料凭借原料成本优势和快充能力主攻低速车市场，但循环寿命仅500-1000次，且需解决结晶水含量控制（需低于5%）和氰化物毒性问题。

在过去一段时间，钠电正极技术路线逐渐清晰，早期普鲁士、层状氧化物、聚阴离子多条路线向层状氧化物和聚阴离子两条路线演进。由于两者分别与三元正极材料和磷酸铁锂制备工艺路线相似，目前供应链也主要是相应的传统正极材料厂，但也有部分新兴玩家参与竞争。在正极材料技术路线的选择上，大多数企业并不是单一押宝某一技术路线，而是双线或多线并行。

根据起点研究院（SPIR）数据，2024中国钠电池正极材料出货量约8985吨，同比增长135%。其中，含层状氧化物6380吨，同比增加105%，聚阴离子2540吨，同比增长255%，普鲁士蓝白类出货量小，约为65吨，同比增长491%。

2、负极：硬碳可能是当前阶段主要路线

钠电池的主流负极材料包括碳负极材料、金属氧化物材料、合金材料和有机负极材料等。

a)    其中碳负极材料是目前最有希望走向商业化的选择，其可逆容量和循环性能均已接近商业化应用的要求。按照石墨化难易程度，可以将无定形碳材料划分为硬碳和软碳。

b)    软碳材料虽然有较高容量值，但其快的衰减速度造成实际应用的障碍；硬碳材料较易制备，循环寿命较高，已获得部分实际应用。

c)     目前硬碳是钠电应用的主流选择，未来随着成本的降低有望进一步扩大应用范围。价格方面，高端硬碳平均价格在5万元/吨左右，较早期已下降较多，但较锂电人造石墨价格2-3万元/吨左右的价格仍然较高。

此外，电池厂也在进行无负极钠电体系的探索。宁德时代发布无负极钠电专利（CN 119069619 A）：材料上，通过高介电常数水性粘结剂（εr≥2.5）增强 Na⁺溶剂化作用，降低沉积过电位；结构上，通过导电涂层超薄厚度（1-5μm）和导电剂改性，构建快速离子/电子传输通道，解决传统极片的不可逆容量损失问题，实现长循环寿命（200 圈容量保持率超 95%）和高能量密度。

3、电池铝箔有可能受益

钠离子电池正负集流体均采用铝箔，有望提升电池铝箔需求。传统锂离子电池中，负极集流体无法使用铝箔，锂与铝易发生合金化反应。而在钠离子电池中，没有这种问题，因此钠离子的负极集流体可以使用铝箔替代铜箔。

锂离子电池中铝箔单GWh用量约为400-500吨，而在钠离子电池中，由于正负极集流体都可采用铝箔，在用量上相较于锂离子电池可能提升50%以上。根据鑫椤锂电数据，目前国内电池铝箔厂商主要有鼎胜新材、华北铝业、常铝股份、万顺新材等，其中鼎胜新材2024H1年国内市占率约40%。

可能适当降低锂电成本。目前市场上电池级别铜箔售价约为（95元/kg）约为电池级铝箔（37元/kg）的2.5倍，因此在集流体部分，钠离子电池成本相比锂电池将降低。

1、钠电技术仍在迭代进步

正极材料：聚阴离子路线较多，降本是难点

在三种主流钠电正极材料中，普鲁士蓝白仍需解决结晶水问题，层状氧化物已有大量应用，但是钠电若要在储能和二轮车等成本敏感领域进一步拓展，需要更低成本的聚阴离子型正极材料的进步。

聚阴离子结构独特、性能优异（稳定性、循环及安全性好），当前采用该材料的钠电池能量密度100-180 Wh/kg，其中复合磷酸铁钠正极体系钠电池循环寿命可达8000周以上，电芯价格约0.45元/Wh，规模化量产后或降至0.3元/Wh以下，成本价格相对稳定。聚阴离子主要有复合磷酸铁钠（NFPP）、硫酸铁钠（NFS）、磷酸钒钠（NVP）路线：

复合磷酸铁钠：具有高可逆容量、优异的倍率性能和超长循环稳定性。其原材料来源丰富，成本低廉，且与磷酸铁锂的合成方法类似，设备基本通用，因此制造成本低。制成的电池寿命长、循环特性好，可与现行的磷酸铁锂电池相媲美，适用于大型储能领域。目前价格在4万元/吨左右，未来万吨级别产线投产有助于成本进一步下降。

硫酸铁钠：具有现今报道最高的充放电电压平台（3.8V vs. Na+/Na）、开放的三维框架、高热稳定性、较好的倍率性能和循环性能、成本低廉等优势，使得该类材料在储能与电动车技术领域具有较大的应用潜力，业界也比较看好NFS在两轮车领域的应用。不过，硫酸铁钠正极材料较低的电子电导率和能量密度也在一定程度上制约着其大规模商业化应用。目前价格在3万元左右，但是其原材料硫酸铁和硫酸钠成本仅为数百元/吨，成本下降空间较大。

磷酸钒钠：具有比容量高、倍率性能优异及循环寿命长等优势。其对应于3.4V（相对于金属Na电极）的电压平台和117.6mAh/g的理论容量，三维钠超离子导体结构，具有快速的钠离子迁移能力，主要应用于大规模储钠离子储能技术。不过由于钒有毒，生产报备程序复杂且钒金属价格较高，目前布局企业较少。目前价格在7万元左右，钒金属较贵可能限制成本下降空间。

负极前驱体：前驱体对负极性能和成本起关键作用

前驱体是决定软硬碳成本和性能的关键，不同前驱体的硬碳材料电化学性能区别较大，但大部分硬碳的可逆比容量都在250-600mAh/g之间。目前主要有树脂基、沥青基、生物质基和煤基，其中生物质基硬炭负极材料因其成本较低，可再生性强且绿色环保的特点，成为目前最主要的技术路线：

树脂基：比容量最高，最宜控制合成，成本极高，规模化生产难。

沥青基：综合性能居中，理化性质直接影响品质，便于工业筛选，低温交联呈粘稠态，难以交联完全。

生物质基：比容量高，成本压缩空间大，碳产率低，结构、成分一致性较低，需要增设调控环节。

煤基：成本最低，碳产率最高，成熟度直接影响品质，首次库伦效率较低，容量较低。

生物质基由早期的椰壳向其他原材料过渡，成本有望进一步降低。当前硬碳负极企业为了降低成本，减少供应链依赖进口的风险，纷纷寻找其他原材料替代路线。圣泉集团以秸秆为硬碳负极原材料，元力股份以毛竹为硬碳负极原材料。

2、原材料价格下降，降本还有空间

原材料价格下降助力钠电池成本下降：目前钠电电芯价格降至约0.45元/Wh，正极和负极成本占比近3成。2024年以来，钠电池正极成本较23年Q1下降约40%，负极硬碳国产化之后，单吨价格也降至4万元左右，目前电解液价格约4万元/吨，隔膜价格也较锂电隔膜更贵，整体材料成本还有较大的降低空间。

未来随着技术进步和规模效应，成本有望降低到0.3元/Wh以内，同时电芯能量密度的进一步提升也将带动整体的技术降本。

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