最新鈉離子電池深度研究報告（上）

最新鈉離子電池深度研究報告（上）鈉離子電池具備成鋰離子電池互補方案的天然優(yōu)勢鈉元素儲量豐富分布均勻，是鋰離子電池可期互補方案鋰離子電池較早開始商業(yè)化進程，主要是由于鋰相對原子質(zhì)量小、標(biāo)準(zhǔn)電極電位低、比容量高。而鈉元素儲量豐富、分布更均勻，且能兼容已有的鋰電產(chǎn)線，從資源供應(yīng)保障、成本角度考慮，鈉離子電池是鋰離子電池的優(yōu)選互補方案。鈉離子電池研究發(fā)源已久，即將進入爆發(fā)期萌芽期：1967年從高溫鈉硫電池出發(fā)。停滯期：在1979年法國Armand提出“搖椅電池”概念后，由于鋰離子電池體系中應(yīng)用較為廣泛的石墨負(fù)極儲鈉能力欠缺，對鈉離子電池的研究幾乎停滯。重啟期：直至2000年加拿大Dahn等發(fā)現(xiàn)硬碳負(fù)極具備優(yōu)異的可逆儲鈉能力，學(xué)界才繼續(xù)推進。復(fù)興期：到2010年，隨鋰離子電池研究和產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)趨于成熟，以及對鋰資源的擔(dān)憂，鈉離子電池的研究和產(chǎn)業(yè)化進程，進入復(fù)興時期，海內(nèi)外出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化公司和零星商業(yè)化應(yīng)用。爆發(fā)期：直至2021年7月，寧德時代發(fā)布第一代鈉離子電池，宣布計劃2023年形成基本產(chǎn)業(yè)鏈，疊加鋰價在2021年底-2022年年初快速上漲，引發(fā)全產(chǎn)業(yè)鏈對互補、替代方案——鈉離子電池的高度重視，涌現(xiàn)數(shù)十家推動鈉離子電池及原材料量產(chǎn)的企業(yè)。當(dāng)前碳酸鋰價格突破60萬元/噸，更近一步加速鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進程。鈉離子電池與鋰離子電池生產(chǎn)工藝基本類似，傳統(tǒng)鋰離子電池產(chǎn)線可調(diào)試轉(zhuǎn)產(chǎn)。鈉離子電池生產(chǎn)工序主要包括極片制作（制漿-涂布-輥壓-模切）和電芯的組裝（卷繞/疊片、入殼、封裝、化成、分容），整體生產(chǎn)工藝與鋰離子電池類似，僅在負(fù)極集流體上換用鋁箔、以及配方調(diào)整。目前鋰離子電池產(chǎn)線基本在調(diào)試之后可切換成鈉離子電池產(chǎn)線，不需要額外設(shè)備投資。與鋰離子電池類似，鈉離子電池也可制成軟包、圓柱、方殼形態(tài)。正極：三條路線各有千秋，層狀氧化物有望率先應(yīng)用層狀氧化物（基本已攻克，量產(chǎn)首選方案）：結(jié)構(gòu)類似鋰離子電池三元正極材料，比容量相對較高、綜合性能好，通過調(diào)整過渡金屬元素選擇和比例，可以兼顧動力、儲能等多場景需求。工藝成熟（工藝流程和設(shè)備和鋰電三元材料相似），配套企業(yè)基本為成熟三元正極材料廠商，能夠提供一致性好、性能穩(wěn)定的樣品、量產(chǎn)原料，是近期產(chǎn)業(yè)化首選方案。普魯士藍白（攻克中）：過渡金屬可僅使用成本較低的Fe或Mn，理論能量密度較高，合成溫度低（能耗成本低），是初期熱門路線，但由于量產(chǎn)時結(jié)晶水控制較難（影響循環(huán)和安全性），當(dāng)前穩(wěn)定性較差，待未來工藝控制成熟后有望成為高能量密度+低成本優(yōu)選方案。聚陰離子（儲備方案）：類似磷酸鐵鋰的橄欖石結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高，從而具備最長的理論循環(huán)壽命，更適合用