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價格幹掉99.4%！2024年新能源最狠的角色，出現了
最近，美國《能源技術評論》雜誌突然密切關注一家名不見經傳的中國企業，並以封面報導的方式對這匹“黑馬”在鈉鹽電池上的重大技術突破做了詳細介紹。
據報導，這家企業開發的鈉鹽電池理論能量密度達到790Wh/kg(瓦時/千克)。不僅僅是單純的理論數字，即使是在實際應用中其最高能量密度也能達到200Wh/kg，夠到主流鋰離子電池水平。
要知道，美國《能源技術評論》雜誌是由美國能源部主辦的能源行業的權威期刊，對行業趨勢具有極靈敏的嗅覺，其專題報導往往具有“風向標”的作用。
而一直以來，能量密度是制約鈉離子電池量產乃至應用的瓶頸之一。技術上的突破或許能讓鈉離子電池真正具備分庭抗“鋰”的能力，中國乃至全球新能源汽車有望迎來大變局。
鈉離子電池商業化是在2021年碳酸鋰價格暴漲的時候開始的，被認為是一條可以突破鋰電池成本瓶頸的技術路徑，從而躋身電池領域的大熱“賽道”。
儘管當前鈉離子電池的發展跌宕起伏，外界對於其量產的質疑聲也不絕於耳，但就當前宏觀形勢、鈉離子電池自身特性和潛能而言，其量產既必要也可能。
1.“雙碳”目標緊迫，鋰資源面臨枯竭
中國提出力爭2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和。目前距離20230年碳達峰僅6年時間，需要將單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降65%以上，非化石能源佔一次能源消費比重下降60%以上，風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上，時間緊、任務重，需要加快發展清潔能源。
另一方面，汽車仍是中國減排降碳的重點對象之一（2023年公路運輸行業年均碳排放約佔全國的1/10）。當前中國新能源汽車搭載的動力電池以鋰離子電池為主，但全球鋰資源短缺的現狀嚴峻，十年內可能面臨枯竭的局面。更讓人如芒在背的是，世界上最重要的鋰礦源地智利、阿根廷、玻利維亞三國不斷放出小道消息，欲建立“鋰歐佩克”。
雙重夾擊下，迫切需要尋找新的電池路線。鈉離子電池肩負起重要的使命。
2.“鈉鋰”技術一致，產線相容
從技術上來看，鈉離子電池和鋰離子電池是同門師兄弟，其不僅技術原理一致，甚至連製造體系都完全相容，鋰離子電池產線，換一下材料就能生產鈉離子電池，可幫助完成產能快速佈局。
不僅如此，相對於鋰離子電池而言，鈉離子電池還具備成本優勢、高低溫性能、安全性高、功率特性等多重優勢。
首先，鈉離子電池的主要電荷載體鈉離子的地殼丰度約為2.36%，遠高於鋰離子的0.002%，資源儲備豐富，同時各個國家可以採用海水製備鈉鹽，因此資源分佈均勻，不存在上游原材料有限卡脖子的問題。其次，鈉離子化合物可獲取性強，價格穩定且低廉，不到電池級碳酸鋰價格1/50（碳酸鈉價格為0.3萬元/噸，碳酸鋰價格高位時一度突破50萬元/噸）。相比鋰離子電池，綜合成本可下降30-40%。
此外，鈉離子電池具有寬溫性的優勢，在-40°C~80°C的溫度範圍內均有較好的容量保持率，能夠應對更極端天氣；並且鈉離子電池在充電過度或短路的情況下，更不容易發生熱失控，可以減少自燃等事故發生的風險；另外，在充放電過程中，鈉離子電池的正極材料結構穩定無相變，循環充放電1000次後，比容量保持率高達94.6%，而電池行業一般的比容量保持率標準約為80%。
不過，鈉離子電池的缺點在於在電池關鍵的性能指標——能量密度上，遠遜色於鋰離子電池。能量密度低意味著，在相同體積或重量的情況下，鈉電池儲存的能量要比鋰電池少得多。對電動車而言，能量密度直接關係到續航里程。這也導致，在當前條件下鈉離子電池的應用場景受限。
儘管如此，鈉離子電池在其他方面多重優勢使其獲得了較高的性價比，在多個場景都有較理想的應用。
3.替代鉛酸，補充鋰電
首先，鈉離子電池的能量密度、壽命、環保性、政策法規的支援力度，相對於鉛酸電池是碾壓式的，有望首先替代鉛酸市場。
鉛酸電池三大主要用途——二輪小動力電池、汽車啟停電池以及通訊基站備用電池，其中僅兩輪電動車的市場規模就不可小覷。根據工信部出台電動自行車《新國標》檔案，三年過渡期後，中國將2.5億輛超標兩輪電動車面臨清退替換，一個累計兆元級巨大市場降臨到鈉離子電池身上。
其次，鈉離子電池有望替代低端鋰電，拿下A00級電動車市場。
A00級電動車又叫微型車，主打低端市場，客戶對價格較為敏感。電池佔據了成本的很大比例，電池成本的穩定性對 A00 級車的銷量有著重要的影響。同時，A00級車定位日常代步車，對電池能量密度要求較低。
而鈉離子電池所用原料主要為碳酸鈉，供應充足，價格波動風險較小，價格則長期保持在5000元/噸左右的水平，成本優勢大。並且鈉離子電池的能量密度完全可以滿足 A00 級車的續航里程要求。根據前瞻產業研究院資料：A00級車型市場份額達到3.8%，並實現了100%新能源滲透。
此外，鑑於鈉離子電池寬溫性的優勢，有望與鋰離子電池形成“南鋰北鈉”的電動汽車格局。
眾所周知，鋰離子電池在低溫下，充放電容量和效率顯著降低，可能導致電池熱失控和續航縮減，致使東北地區成了新能源車的“真空地帶”。但鈉離子電池在-40°C~80°C的溫度範圍內均有較好的容量保持率，能夠幫助新能源車企在東北地區深入佈局。
最後，也是鈉離子電池最光明的應用場景——儲能。
實現碳中和的終極目標，主要途徑是發展光伏、風電等可再生能源來替代化石能源。但是光伏和風電這類可再生能源是典型的間歇性能源，容易產生“棄風棄光”現象。2023年，中國棄風、棄光量超過300億千瓦時，浪費了超過100億元。
解決這個問題的終極方案只有儲能，這也決定了儲能市場的無限廣闊性。而高安全性、優秀的高低溫性能以及長循環壽命是多變的應用場景對儲能電池的性能要求，低成本是核心競爭力。鈉離子電池的性能特點與儲能領域適配性高。
正如前文所提及，鈉離子電池的安全性能、高低溫性能都要優於鋰離子電池，在極端天氣的電力儲能和通訊儲能領域有較大優勢。能量密度雖略低，但儲能應用場景大多對其沒有很高的要求。同時鈉離子電池擁有廣闊的降本空間，在成本敏感的儲能領域優勢凸顯，故鈉離子電池有望部分取代鋰離子電池在儲能領域的市場。
既然鈉離子電池從技術上和經濟上都具備量產的可能性，並且也有適合的應用場景，為何從2021年商業化元年開始至今遲遲未能量產落地？
這背後一大原因在於，鈉離子電池的技術路線尚未明晰。
從技術路線發展來看，鈉離子電池目前可選擇的正極材料有三種，層狀氧化物、聚陰離子與普魯士藍類材料。由於三大技術路線優勢、劣勢各異，且市場需求及響應速度不同，產業化進度也存在差異。
另外，目前已經開始量產的鈉離子電池產品在正負極材料及電解液的選擇上存在多種組合形式，主流生產商的技術方案“百家爭鳴”尚未出現一種具有顯著“統治力”的技術方案。並且，不同技術路線在循環壽命、充電速率、能量密度、成本、低溫性能等方面存在明顯的權衡，尚未形成達到一種產品可以加好的均衡各指標性能。
技術上的分歧導致各電池廠家所選用的鈉電正極、負極、電解液的材料不一樣。同時，負極材料的發展受限於缺乏主流的碳源產品。在電解液領域，尚未有鈉鹽的成熟商業產品。此外，市場對鈉離子電池的接受度尚未達到預期水平，使得生產商只能維持小規模生產，從而影響鈉離子電池材料供應商產業鏈的完善。
技術路線尚未明晰、供應鏈準備不充分、生產工藝不成熟，導致鈉離子電池的成本優勢暫未凸顯。
鈉離子電池的理論成本在0.3—0.4元/wh，但目前的生產成本卻在0.7-1元/wh之間，已經高出鋰離子電池成本。按照碳酸鋰正常價格來計算，鋰離子電池成本應該在0.5/wh元左右，由於碳酸鋰價格暴跌，今年甚至有部分鋰電廠商報出“0.3元/Wh”的價格。
當然，能量密度也是制約鈉離子電池量產的關鍵瓶頸之一。
鈉離子的離子半徑比鋰離子大，導致在電極材料中的嵌入效率較低，產生較大的體積膨脹。此外，鈉的相對質量比鋰大，這使得每單位電池質量的儲存能量減少，因此導致鈉離子電池的能量密度天然劣勢。
由於能量密度低，鈉離子電池在一些對能量密度要求較高的應用場景（如電動汽車、消費電子）難以取代鋰離子電池，這些應用場景的市場空間廣闊，是鈉離子電池大規模產業化生產應用的未來載體。
鑑於鈉離子電池當前遭遇的瓶頸和挑戰，其量產的爆發節點何時才會到來？
如何才能快速降低成本，把鈉離子電池理論成本優勢轉變為現實優勢？
在材料科學方面，能否找到更高效的鈉離子電池正負極材料？
鈉離子電池的能量密度還有沒有突破空間？
還有那些潛在應用場景待挖掘？
……
2024年10月18日，以“鈉離子電池量產的瓶頸和挑戰”為主題的前瞻產業技術洞察交流會，將在深圳南山區飛亞達科技大廈前瞻產業研究院總部舉行，新能源新材料產業院士專家、高管精英、產業投資負責人、VC合夥人等級嘉賓齊聚一堂，就鈉離子產業熱點問題進行探討，誠邀業界人士參與。
在交流會現場，與院士專家和企業代表共同探討鈉離子電池在儲能、電動汽車等領域的應用前景，瞭解和評估最新的創新項目和技術成果，為企業的轉型升級和業務拓展提供有力支援。
有著新能源電池“黃埔軍校”之稱的中南大學團隊也將現身交流會現場，並帶來精彩觀點分享。中南大學孵化了兩家新能源領域新銳企業——津工能源和鈉能時代，前者具備前沿材料的底層核心研發能力與萬噸級產線的生產管理經驗，也是國內首批開展鈉電技術研發的團隊，經過十餘年的研究攻克了鈉離子電池關鍵正極材料規模化生產的系列難題；後者掌握了從正負極材料研發到生產、鈉離子系列電池及儲能電池的成熟技術，近日在長沙簽約落地，建設年產值將超過20億元的鈉電池產業。
更值得期待的是，現場還將首發全球首份鈉離子電池技術趨勢報告——《2024全球及中國鈉離子電池產業發展藍皮書》，不僅囊括國內外最新的研究成果，還融入了產業界的實際應用資料，涵蓋從基礎技術、材料研發、產業化路徑到市場前景的多維度分析。一方面，將為業內企業提供一份詳盡的技術路線圖，幫助企業在未來的市場競爭中贏得先機；另一方面，將為鈉電產業鏈的各方提供決策依據，推動更多的政府、資本和技術資源向這一新興領域彙集 (前瞻經濟學人)