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※鈉離子電池可在低溫下維持良好導(dǎo)電性；同時(shí)鈉離子與電極材料作用適中，電池可兼顧儲(chǔ)能容量與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
※我國十分重視鈉離子電池發(fā)展，目前已初步構(gòu)建起“研發(fā)—標(biāo)準(zhǔn)—應(yīng)用”全鏈條政策體系
※鈉離子電池涉及的主要材料體系與鋰離子電池較為相似，主要材料包括正/負(fù)極材料、隔膜、電解液等，正負(fù)極材料由于技術(shù)路線多樣，是衡量鈉離子電池企業(yè)技術(shù)先進(jìn)性，體現(xiàn)其核心競爭力的重要領(lǐng)域
※當(dāng)前，鈉離子電池正圍繞材料創(chuàng)新和性能優(yōu)化加速迭代。正極材料已形成層狀氧化物、普魯士藍(lán)類化合物、聚陰離子化合物三大主流路線；負(fù)極材料是鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化的核心難點(diǎn)之一
※鈉離子電池的擴(kuò)產(chǎn)潮已經(jīng)到來。隨著新型儲(chǔ)能爆發(fā)式增長，鈉離子電池因?yàn)楦甙踩浴㈤L壽命以及環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢，將在新型儲(chǔ)能獲得越來越多應(yīng)用
※盡管目前鈉離子電池成本水平與鋰離子電池相比尚未展現(xiàn)出優(yōu)勢，長期看其成本和價(jià)格優(yōu)勢有望強(qiáng)化，預(yù)計(jì)2028年全球鈉離子電池出貨量有望突破100吉瓦時(shí)，市場規(guī)模將超千億元
鈉離子電池是一種依靠鈉離子在正負(fù)極間移動(dòng)來完成充放電工作的二次電池，具有原材料來源廣泛、廉價(jià)易得、循環(huán)壽命長、安全無污染等優(yōu)勢，是極具發(fā)展?jié)摿Φ碾姵丶夹g(shù)路線之一。本文分析鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程及資本市場動(dòng)態(tài)，對未來發(fā)展前景進(jìn)行展望，以期為能源企業(yè)搶抓新能源相關(guān)賽道發(fā)展機(jī)遇提供參考借鑒。
鈉離子電池原理及發(fā)展歷程
鈉離子電池與鋰離子電池工作原理相同，即在充放電過程中鈉離子在電池正、負(fù)極之間往返嵌入/脫嵌，充電時(shí)鈉離子從正極脫出，經(jīng)電解液遷移并嵌入負(fù)極；放電時(shí)則反向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電能釋放。這一機(jī)制使其可沿用鋰離子電池的成熟技術(shù)框架，鈉元素本身更大的離子半徑（鈉離子半徑為0.102納米，鋰離子半徑為0.076納米）和更低的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢（鈉為-2.71伏特，鋰為-3.04伏特），賦予其相對鋰離子電池差異化的性能優(yōu)勢：由于在電解液中溶劑化效應(yīng)較弱，遷移阻力小，配合低凝固點(diǎn)電解液，鈉離子電池可在低溫下維持良好導(dǎo)電性；同時(shí)鈉離子與電極材料作用適中，電池可兼顧儲(chǔ)能容量與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
鈉離子電池的研發(fā)始于20世紀(jì)70年代，基本與鋰離子電池同步。1981年，人們發(fā)現(xiàn)石墨可作為電池負(fù)極材料。由于鈉離子半徑較鋰離子半徑更大，無法有效地從石墨中嵌入和脫出，鈉離子電池的研究陷入停滯。21世紀(jì)初，硬碳負(fù)極材料首次用于鈉離子電池，打破了鈉離子電池的發(fā)展瓶頸，相關(guān)研究逐漸重啟。2015年，約翰·古迪納夫等人提出采用普魯士藍(lán)作為鈉離子電池正極材料，隨后中國科學(xué)研究院物理研究所胡勝勇等提出采用低成本的煤基無定型碳作為負(fù)極材料，使得鈉離子電池的研究逐漸向?qū)嵱没~進(jìn)。2017年，中科海納公司將鈉離子電池應(yīng)用于電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能電站等領(lǐng)域，鈉離子電池應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大。2020年后，隨著新技術(shù)不斷成熟，鈉離子電池迎來快速發(fā)展階段。
政策加碼，鈉離子電池發(fā)展進(jìn)入快車道
全球主要經(jīng)濟(jì)體已將鈉離子電池視為保障能源安全、提升產(chǎn)業(yè)競爭力的關(guān)鍵領(lǐng)域，出臺(tái)各種政策推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2020年，美國能源部發(fā)布《儲(chǔ)能大挑戰(zhàn)路線圖》，將鈉系電池列為重點(diǎn)技術(shù)，提出2030年前突破鈉離子電池技術(shù)瓶頸并建立本土供應(yīng)鏈，同時(shí)投入數(shù)億美元支持企業(yè)研發(fā)。2021年，歐盟發(fā)布《電池戰(zhàn)略研究議程》，將鈉離子電池與固態(tài)電池并列，通過“地平線歐洲”計(jì)劃提供資金，推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研合作，致力于2030年實(shí)現(xiàn)規(guī)?；Ｈ毡拘履茉串a(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）向松下、村田等企業(yè)提供補(bǔ)貼，聚焦鈉離子電池硬碳負(fù)極與聚陰離子正極研發(fā)，以項(xiàng)目資助推動(dòng)技術(shù)突破。此外，國際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)（IATA）與聯(lián)合國《危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸示范條例》為鈉離子電池設(shè)立獨(dú)立編號(hào)，納入全球危險(xiǎn)品運(yùn)輸體系，進(jìn)一步掃清貿(mào)易障礙。
我國十分重視鈉離子電池發(fā)展，目前已初步構(gòu)建起“研發(fā)—標(biāo)準(zhǔn)—應(yīng)用”全鏈條政策體系。《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》首次將鈉離子電池作為重點(diǎn)攻關(guān)方向；2023年，工業(yè)和信息化部、教育部、科技部等六部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，明確將鈉離子電池納入新型儲(chǔ)能電池產(chǎn)品及技術(shù)供給能力提升行動(dòng)，要求加快鈉離子電池技術(shù)突破和規(guī)?；瘧?yīng)用；2024年，工業(yè)和信息化部《首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備推廣應(yīng)用指導(dǎo)目錄》明確了鈉離子電池作為儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心技術(shù)指標(biāo)（額定能量≥1兆瓦時(shí)，額定能量效率≥85%，設(shè)計(jì)壽命≥3000次）。2025年2月，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展改革委等八部門聯(lián)合發(fā)布《新型儲(chǔ)能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)方案》，提出推動(dòng)大規(guī)模鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)集成及應(yīng)用技術(shù)攻關(guān)；2025年9月，國家能源局等四部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)能源裝備高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》，明確要重點(diǎn)研制長壽命、寬溫域、低衰減的鈉離子電池關(guān)鍵裝備，標(biāo)志著鈉離子電池作為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要支撐，已進(jìn)入國家層面統(tǒng)籌推進(jìn)的新階段。
鈉離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)程
鈉離子電池涉及的主要材料體系與鋰離子電池較為相似，主要材料包括正/負(fù)極材料、隔膜、電解液等，正負(fù)極材料由于技術(shù)路線多樣，是衡量鈉離子電池企業(yè)技術(shù)先進(jìn)性，體現(xiàn)其核心競爭力的重要領(lǐng)域。
正極材料主要分為3種類型，包括層狀氧化物、普魯士藍(lán)類化合物和聚陰離子化合物：層狀氧化物技術(shù)相對成熟，普魯士藍(lán)類化合物成本較低，聚陰離子型化合物則具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和長循環(huán)壽命。層狀氧化物循環(huán)壽命短但能量密度高，可減少對貴金屬如鈷、鎳等依賴，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展較快，目前布局該路線的企業(yè)主要有寧德時(shí)代、蜂巢能源、孚能科技、星恒電源、中科海鈉、海四達(dá)、傳藝科技等。普魯士藍(lán)類化合物合成工藝較為簡單，理論比容量可達(dá)170毫安時(shí)/克，且可實(shí)現(xiàn)高倍率充放電，然而由于在生產(chǎn)過程中涉及劇毒化學(xué)物質(zhì)且在實(shí)際應(yīng)用中存在結(jié)晶水不易去除和循環(huán)不穩(wěn)定等問題，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程較慢，布局企業(yè)較少，主要有美聯(lián)新材、上海漢行、華鈉新材等。聚陰離子材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，電化學(xué)穩(wěn)定性高、安全性突出、理論循環(huán)壽命可超10000次，在低速電動(dòng)車、儲(chǔ)能等領(lǐng)域具有應(yīng)用前景，產(chǎn)業(yè)化速度較快。布局該路線的企業(yè)有比亞迪、深圳珈鈉、上海璞鈉、英鈉科技、眾鈉能源、鵬輝能源、鈉創(chuàng)新能源、海四達(dá)、億緯鋰能、傳藝科技等。
負(fù)極材料技術(shù)路線較多，主要有金屬化合物、碳基材料、合金材料等，其中碳基材料由于工作電壓低、儲(chǔ)鈉能力較高、原料來源廣泛且技術(shù)成熟度較高，是當(dāng)前主流技術(shù)路線。碳基材料按照微觀結(jié)構(gòu)又可分為石墨、無定形碳（硬碳/軟碳）、納米碳等，其中無定形碳材料因其儲(chǔ)鈉容量較高、嵌鈉電位低、循環(huán)壽命長等優(yōu)勢，是目前產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度最快的負(fù)極材料。軟碳材料能量密度較低但導(dǎo)電性能較好，硬碳材料能量密度更高，循環(huán)壽命和安全性好，但首充效率略低。綜合性能和經(jīng)濟(jì)性考慮，硬碳材料略好于軟碳材料，是目前的主流，市占率高達(dá)98%。
硬碳材料制備方式多樣。常用的硬碳前驅(qū)體包括生物質(zhì)基（椰殼、植物殘?jiān)⒐麣さ龋?、樹脂基（酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚糠醇樹脂）、瀝青基（煤焦油瀝青、石油瀝青、天然瀝青）。生物基前驅(qū)體來源廣泛、成本較低、便于儲(chǔ)存且結(jié)構(gòu)易調(diào)整，儲(chǔ)鈉能力較好，但材料純度不高，批次一致性差，大規(guī)模生產(chǎn)面臨原材料質(zhì)量保障等挑戰(zhàn)，目前日本可樂麗量產(chǎn)進(jìn)度快，國內(nèi)企業(yè)貝特瑞、杉杉、元力、翔豐華、佰思格等都有布局。樹脂基前驅(qū)體原材料純度高、電化學(xué)性能好、能量密度高且循環(huán)壽命較長，但成本相對高昂，主要應(yīng)用在高端領(lǐng)域，目前布局企業(yè)有杉杉股份、翔豐華等。瀝青基前驅(qū)體原料來源廣泛、成本低廉、批次一致性高，但電化學(xué)性能較差，布局企業(yè)較少。
負(fù)極材料是鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化的核心難點(diǎn)之一，國內(nèi)企業(yè)量產(chǎn)進(jìn)度較為緩慢，找到性能優(yōu)、純度高、易于取得和存儲(chǔ)的前驅(qū)體是產(chǎn)業(yè)化需要解決的問題。此外，制備過程中材料純化、造孔和界面設(shè)計(jì)等工藝問題也是體現(xiàn)負(fù)極企業(yè)核心技術(shù)的重要指標(biāo)。
隔膜方面鈉離子電池與鋰離子電池相近，鋰離子電池所用聚烯烴類聚合物隔膜基本可用于鈉離子電池體系。隨著鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷推進(jìn)，隔膜的技術(shù)創(chuàng)新主要集中在通過有機(jī)物/無機(jī)物等功能性涂層對基膜進(jìn)行改性，有機(jī)物涂層能優(yōu)化電池內(nèi)部界面穩(wěn)定性，惰性無機(jī)物涂層通過隔離和抑制枝晶可提升電池安全性。恩捷股份開發(fā)的“三明治”結(jié)構(gòu)（基膜+無機(jī)功能層+有機(jī)功能層）鈉離子電池專用隔膜，可使電池循環(huán)壽命提升20%，倍率性能提升15%，并抑制鈉枝晶，提高電池安全性。
電解液方面鈉離子電池與鋰離子電池也較為相近，主要包括溶劑、電解質(zhì)及添加劑，兩者的主要區(qū)別在于電解質(zhì)鹽不同，鈉離子電池電解質(zhì)通常為六氟磷酸鈉。通過添加特殊功能性添加劑、開發(fā)不燃電解液或設(shè)計(jì)準(zhǔn)固態(tài)聚合物電解質(zhì)等策略，提升鈉離子電池的高溫穩(wěn)定性、快充能力及安全性。
應(yīng)用方面，鈉離子電池憑借循環(huán)壽命與安全優(yōu)勢，在儲(chǔ)能、交通和特種裝備等領(lǐng)域加速商業(yè)化應(yīng)用。在新型儲(chǔ)能領(lǐng)域，隨著可再生能源裝機(jī)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，鈉離子電池已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。2024年，全球最大鈉離子電池儲(chǔ)能項(xiàng)目—大唐湖北100兆瓦/200兆瓦時(shí)電站投運(yùn)；2025年，云南文山構(gòu)網(wǎng)型鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)。寧德時(shí)代推出“鈉新”電池，單體能量密度達(dá)175瓦時(shí)/千克，已接近磷酸鐵鋰，是全球首款實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)并達(dá)到車規(guī)級應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的鈉離子電池。雅迪公開發(fā)售鈉離子電池兩輪電動(dòng)車，在低速電動(dòng)車領(lǐng)域鈉離子電池正加速替代鉛酸電池。在特種裝備領(lǐng)域，鈉離子電池在零下40攝氏度極端環(huán)境下保持穩(wěn)定供電，本質(zhì)安全特性在礦山、油田等場景具有不可替代優(yōu)勢。
2024年，全球鈉離子電池出貨量達(dá)3.6吉瓦時(shí)，比上年增長260%，其中維科技術(shù)、中科海鈉、寧德時(shí)代、比亞迪、海四達(dá)位列前五。2025年1～9月，全球鈉離子電池出貨量達(dá)6吉瓦時(shí)，比上年同時(shí)期增長202%。儲(chǔ)能是鈉離子電池出貨量占比最大的應(yīng)用領(lǐng)域，儲(chǔ)能鈉離子電池出貨量領(lǐng)先的企業(yè)包括維科技術(shù)、比亞迪、易事特鈉電、金鈉科技、中國鈉電等，頭部企業(yè)市占率較高，市場呈現(xiàn)集中趨勢。
鈉離子電池相關(guān)企業(yè)在一級市場的融資也較為活躍。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，從2024年至今國內(nèi)鈉離子電池領(lǐng)域已有超40家企業(yè)完成50多輪融資。從企業(yè)類別看，鈉離子電池正負(fù)極材料相關(guān)企業(yè)占比較高。從融資階段看，天使輪、Pre-A輪占比較高，表明行業(yè)仍處于早期發(fā)展階段，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度正在加快。2025年上半年，全國首支鈉離子電池產(chǎn)業(yè)專項(xiàng)基金—巴中市鈉離子電池材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展股權(quán)投資基金成立后，目前已有多支鈉離子電池專項(xiàng)基金成立并開展投資，將進(jìn)一步推動(dòng)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
鈉離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢
當(dāng)前，鈉離子電池正圍繞材料創(chuàng)新和性能優(yōu)化加速迭代。正極材料已形成層狀氧化物、普魯士藍(lán)類化合物、聚陰離子化合物三大主流路線。層狀氧化物因技術(shù)成熟度最高，當(dāng)前產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展最快；聚陰離子化合物（如磷酸釩鈉）憑借其穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)、高安全性和超長循環(huán)壽命，在儲(chǔ)能和高功率場景展現(xiàn)巨大潛力。在能量密度方面，頭部企業(yè)如寧德時(shí)代第二代鈉離子電池已突破200瓦時(shí)/千克，接近磷酸鐵鋰水平，并通過復(fù)合抗凍電解液技術(shù)實(shí)現(xiàn)在零下40攝氏度環(huán)境下仍保持90%可用電量?？梢灶A(yù)見，鈉離子電池作為動(dòng)力電池的市場將逐步打開。
鈉離子電池的擴(kuò)產(chǎn)潮已經(jīng)到來。隨著新型儲(chǔ)能爆發(fā)式增長，鈉離子電池因?yàn)楦甙踩?、長壽命及環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢，將在新型儲(chǔ)能獲得越來越多應(yīng)用。盡管目前鈉離子電池成本水平與鋰離子電池相比尚未展現(xiàn)出優(yōu)勢（2025年前三季度鈉離子電池儲(chǔ)能電芯均價(jià)0.5元/瓦時(shí)，磷酸鐵鋰儲(chǔ)能電芯均價(jià)為0.3元/瓦時(shí)），長期看其成本和價(jià)格優(yōu)勢有望強(qiáng)化，可能與磷酸鐵鋰持平甚至更低，屆時(shí)將進(jìn)一步促進(jìn)其在儲(chǔ)能領(lǐng)域的爆發(fā)式增長。預(yù)計(jì)2028年全球鈉離子電池出貨量有望突破100吉瓦時(shí)，市場規(guī)模將超千億元。
第一作者系中國石化集團(tuán)公司資本和金融事業(yè)部副總經(jīng)理
