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《前瞻：2024年中国钠离子电池报告-提质降本探索钠领新未来（51页）.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《前瞻：2024年中国钠离子电池报告-提质降本探索钠领新未来（51页）.pdf（51页珍藏版）》请在本站上搜索。 1、提质降本，探索钠领新未来前瞻产业研究院出品2024.10Na+01钠离子电池发展背景02钠离子电池产业发展现状03产业化发展挑战与策略04钠离子电池产业发展趋势05附录：中国钠离子电池产业七项“十大”榜单CONTENTS1.1“碳中和”目标推动新能源产业发展1.2 全球范围内锂资源短缺趋势明确1.3 钠电具有对锂电的替代潜力从工业时代开始，因人类活动而造成的温室气体排放量持续增加对气候产生了影响，气候变化所带来的极端天气等因素对人类的生存产生了极大的威胁。在此背景下，为抑制全球变暖，全球范围内“碳中和”概念被提出，我国进而提出“3060”碳中和目标，使得新能源汽车、电化学储能等新能源重点产业得2、到了大力发展，锂电池亦在该过程中得到了成熟应用。1.1 研究背景与目的：“碳中和”目标推动新能源产业发展资料来源：UNEP；NASA；NOAA；IMA；Met Office；Stockholm Environment Institute 前瞻产业研究院整理-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.811.21.418801885189018951900190519101915192019251930193519401945195019551960196519701975198019851990199520002005201020152020NOAA National Climat3、ic Data CenterNASA Goddard Institute for Space StudiesJapanese Meteorological AgencyMet Office Hadley Centre/Climatic ResearchUnit1880-2023年全球表面气温变化情况排放吸收“碳中和”示意图我国提出“3060”碳中和目标大力发展新能源汽车、电化学储能等新能源领域的应用成为我国产业发展的重要举措，目前已实现了锂离子电池的成熟应用。在全球新能源汽车高速发展和储能需求持续扩增的背景下，锂离子电池的生产制造规模显著增长。当前，根据美国地质调查局（USGS）发布的数据，24、023年全球锂资源量约为1.05亿吨,锂储量为2800万吨，全球锂矿（按锂金属量计）约为18万吨，结合LESC的预测数据，未来锂资源的供应量将远远落后于新能源交通工具及电力基础设施对锂资源产生的需求，锂资源短缺的现状将在中长期时间段内对未来全球碳中和目前的推进带来不利影响。1.2 研究背景与目的：全球范围内锂资源短缺趋势明确资料来源：LESC USGS 前瞻产业研究院整理锂矿资源供需趋势预测全球锂矿资源分布情况在锂资源短缺的背景下，由于钠资源在全球范围内储量丰富，因此钠离子电池对锂离子电池的替代逐渐成为了新能源行业研究关注的重点内容，由于钠电池在低温性能、耐过放电、安全性和环保性等方面展现了其5、优秀的性能提升潜力，因此被认为是锂离子电池的潜在替代产品之一，具有广阔的应用前景。1.3 研究背景与目的：钠电具有对锂电的替代潜力资料来源：中科院物理研究所 前瞻产业研究院整理主要电池产品性能对比指标钠离子电池（铜基氧化物/煤基碳体系）锂离子电池（磷酸铁锂/石墨体系）铅酸电池质量能量密度100-150WH/kg120-180WH/kg30-50WH/kg循环寿命2000次以上3000次以上300-500次平均工作电压3.2V3.2V2.0V-20容量保持率88%以上小于70%小于60%耐过放电可放电至0V差差安全性有潜力达到最优优优环保性最优优差2.1 钠离子电池产业画像2.2 全球钠离子电池6、市场现状2.3 中国钠离子电池市场现状2.4 钠离子电池产业技术进展2.5 钠离子电池细分市场应用情况2.6 钠离子电池企业布局现状钠离子电池是一种以钠离子为电荷载体的充电电池，其工作原理及结构与锂离子电池相似，差别只在利用在元素周期表同组、化学特性相近的钠取代锂。实际工作场景中，充电时，钠离子（Na+）从正极材料脱出，正极发生氧化反应，经过电解液和隔膜扩散到负极。在放电时，Na+从负极材料中脱出，外电路中电子也随之移动来保持电荷平衡，经过电解液和隔膜嵌入到正极材料中。2.1.1 钠离子电池概述：工作原理与分类资料来源：钠离子电池层状氧化物正极材料的结构设计与储钠研究 前瞻产业研究院整理钠离子7、电池工作原理钠离子电池分类分类材料体系钠硫电池金属钠作为负极；非金属硫作为正极；-Al203陶壳管同时充当电解质和隔膜钠盐电池钠盐电池是钠/金属氯化物电池，其正极为金属钠，负极为金属氯化物，电解质为-Al2O3陶瓷和NaAlCl4熔融盐复合电解质钠-空气电池钠-空气电池以金属钠作为负极材料，空气中的氧气作为正极活性物质钠离子电池从理论提出起至今曲折发展，经历了理论建构期、产业复苏期以及产业爆发期三大阶段。2.1.2 钠离子电池概述：发展历程1976197920002011理论初步发展商业化初探理论建构期产业复苏期Armand提出摇椅式”电池模型硬碳负极材料被发现，这种材料具有优秀的钠离子嵌脱性8、能，钠离子电池领域的研究迎来转折Whittingham研究发现了TiS2的可逆嵌锂机制，并制作了Li|TiS2电池，同时钠离子TiS2中可逆脱嵌机制被发现1980sDelmas和Goodenough相继发现了层状氧化物材料NaMeO2可作为钠离子电池正极材料，钠离子电池正极材料研究开启。1988Fouletier研究了软碳和石墨的储钠性能，钠离子电池碳类负极材料研究开启。受客观研究条件限制及锂离子电池产业商业化发展迅猛的影响，钠离子电池产业发展进入停滞期。全球首家专注钠离子电池工程化的企业Faradion率先成立2015法国RS2E机构主导开发了世界上首颗18650四柱型钠离子电池，该电芯能量9、密度达到90Wh/kg，循环寿命超过2000次，性能优于传统铅酸蓄电池。20172018商业应用提速产业爆发期中科海钠成立，铜铁锰基正极材料和无烟煤基负极材料开始商业化生产中科海纳实现钠离于电池在全球首量低速电动汽车和全球首座 100 kWh储能电站上的示范应用。2024Natron Energy将在美国北卡罗来纳州建造首个钠离子电池超级工厂,工厂满负荷情况下可年产24GWh电池。2023全球首款钠离子电池量产车江淮钇正式下线资料来源：前瞻产业研究院整理钠离子电池的制造和锂离子电池的制造有所兼容，可以沿用锂离子电池设备，钠电池产业链相较于锂电池主要变化在中游和正极材料。钠电池的产业链结构与锂电10、池类似，负极、电解液、隔膜基本保持目前的竞争格局，集流体不再需要铜箔。主要技术路线的电池企业不同，所需要的正极材料或其关键材料也不同。由于产业体系在商业化初期，竞争格局还需继续跟踪，相关龙头企业仍然具有先发优势。2.1.3 产业结构：钠离子电池产业链体系与锂电有所相似上游电池组中游下游原材料及设备钠离子电池制造应用领域储能电池电池系统集成动力电池消费电子电池能量管理系统电池管理系统变流器其他软硬件系统正极材料负极材料电解液隔膜生产设备钠离子电池产业链结构资料来源：前瞻产业研究院整理当前，钠离子电池在全球范围内已实现了小规模生产以及特定场景的示范应用，2023年全球市场规模达3.2亿美元，预计到11、2030年将接近10亿美元。其中，钠硫电池由于具备高能量密度、长时间循环稳定性等特点，在电网级储能及短途交通运输领域率先对锂离子电池形成了替代，并占据了全球钠离子电池市场的最主要收入份额，占比约为52%。2.2.1 全球市场现状：2023年市场规模超3亿美元资料来源：Grand View Research、前瞻产业研究院整理钠硫电池52%钠盐电池30%钠空气电池18%2023-2030年全球钠离子电池市场规模（亿美元）2023年全球钠离子电池市场结构（%）010002000300040005000600020232030复合增长率16.3%16.3%全球钠离子电池市场覆盖的主要地区是北美、欧洲12、、亚太地区。从具体国家来看，全球布局钠离子电池的国家主要有美国、英国、法国、中国、日本、瑞典与澳大利亚等。当前，全球市场代表性厂商产品路线初步形成，全球厂商陆续推进钠离子电池产能建设以及商业化应用成果转化，其中，英国Faradion已在2022年布局钠离子电池光伏电站储能领域的应用，瑞典ALTRIS已在钠离子电池汽车低压电源应用领域进一步开展有关布局，表明探索钠离子电池在细分领域的商业化应用是当前全球钠离子代表性厂商的主要布局方向。2.2.2 全球代表性厂商：陆续布局细分领域商业化应用公司国家产品体系商业化进展Faradion英国Ni基层状氧化物/硬碳体系目前已实现与印度IPLTech公司、I13、CMAustralia签约钠离子电池供应订单，2022年联合AceOn将钠离子电池应用于光伏电站储能Natron Energy美国普鲁士蓝对称水系2024年已在美国密西根州荷兰镇制造工厂实现钠离子电池大规模投产，并计划在美国北卡罗来纳州建立钠离子电池超级工厂Naiades/Tiamat法国氟磷酸钒钠/硬碳体系2024年计划在法兰西地区建设一座5GWh的生产工厂岸田化学日本过渡金属氧化物；电解质/ALTRIS瑞典正极材料普鲁士白2024年5月与柯锐世钠离子电池在汽车低压电源领域应用的联合开发协议Altech化学澳大利亚氧化铝钠盐电池在德国萨克森成立合资公司并建设100MWh的氧化铝钠盐电池项目全14、球钠离子电池行业主要企业产品路线及商业化进展情况资料来源：前瞻产业研究院整理根据EVTank的数据显示，2023年中国钠离子电池实际出货量为0.7GWh，尚未步入规模化发展阶段。结合中国主要电池平均价格的走势来看，尽管钠离子电池在潜在生产成本上有所优势，但规模化效应尚未形成等因素，导致钠离子电池在销售渠道中价格优势并不明显，总体来看，我国钠离子电池商业化发展路径亟待进一步探索。2.3.1 中国市场现状：2023年钠离子电池实际出货量为0.7HWh资料来源：EVTank 前瞻产业研究院整理0.65 0.82 1.09 1.10 0.73 0.52 0.50 0.50 0.70 0.95 0.9715、 0.65 0.45 0.43 0.85 0.78 0.65 0.40 0.41 0.40 0.40 0.40 0.40 0.42 0.000.200.400.600.801.001.202021.62022.12022.62023.12023.62024.12024.6三元锂电池磷酸铁锂电池钠离子电池铅酸电池2021-2024年主要电池平均价格走势（元/Wh）0.7GWh约5.5亿元2023年中国钠离子电池实际出货量按平均价格统计折合人民币从国内代表性厂商的产线布局情况来看，钠离子电池产能建设逐步进入爆发期，目前已有近20家企业明确钠离子电池产能规划，部分企业产能规划达GWh级，并实现了产品16、下线，表明中国钠离子电池产业逐步进入产品量产阶段。2.3.2 中国市场现状：代表性厂商生产有望逐步起量资料来源：前瞻产业研究院整理企业名称时间项目名称项目状态中科海纳2022.7阜阳海钠全球首条GWh级钠离子电池生产线（一期1GWh）2022年7月29日产线落成；同年11月29日，产品下线。2022.9山西阳泉全球首批量产1GWh钠离子电芯生产线正式投运2024.3四川邛崃中科海钠钠离子正负极及电池生产基地项目项目签约落地众钠能源2023.11众钠能源广德寻钠钠离子电池年产20GWh钠离子电池电芯及10GWh钠离子电池系统项目开工建设多氟多新能源2024.6多氟多广西宁福5GWh钠电池及钠电池17、材料项目项目备案兴储世纪2024.7兴储世纪5GWh/年钠离子电池项目加速推进项目建设，即将进入交付阶段科翔股份2024.7广东惠州大亚湾科翔8GWh钠离子储能电池及相关产品项目（科翔股份钠能产业园）项目建设持续推进中国钠离子电池产线布局情况从政策支持来看，我国钠离子电池产业发展起步于地方项目，目前已进入全国统筹推进产业高质量发展的阶段，地方亦针对性出台政策深化布局钠电核心技术研发及应用。2.3.3 政策布局：由地方立项到全国统筹推进产业高质量发展资料来源：前瞻产业研究院整理2021年8月，国务院对政协第十三届全国委员会第四次会议第4815号的答复中表示大力支持钠离子电池发展，加强相关政策规划18、布局。国家统筹推动产业发展2019年，上海市2019年度“科技创新行动计划”社会发展科技领域项目指南提及支持钠离子储能电池系统关键技术及装置研发应用研究地方立项支持技术研究2018年，湖北省沧州市发布关于组织申报新能源与智能电网装备、新能源汽车与智能网联汽车、高端装备制造发展专项项目的通知支持钠离子电池的开发与产业化2021年7月，国家发改委关于加快推动新型储能发展的指导意见支持钠离子电池技术开展规模化试验示范2023年1月，工信部工业和信息化部等六部门关于推动能源电子产业发展的指导意见加快钠离子电池行业标准体系研究重点政策促产业高质量发展2022年3月，工信部“十四五”新型储能发展实施方案支19、持开展钠离子电池关键核心技术攻坚全国重点省市钠离子电池政策布局情况从全国钠电项目投产区域分布情况来看，截至2023年，江苏省为我国现有产能规模最大的省份，产能占据全国钠电现有产能的45%。从2023年中国各省市钠电项目投资情况来看，安徽省以超过350亿元的投资额位列首位，表明安徽省未来有望在钠电领域实现高速发展。2.3.4 中国区域市场情况：江苏省现有产能规模最大资料来源：Energy Trend 前瞻产业研究院整理050100150200250300350400安徽湖北山东江苏贵州新疆内蒙古湖南河南河北浙江广西四川江西甘肃吉林山西广东重庆云南2023年中国分省市钠电项目投资情况（亿元）江苏江20、西山西河南安徽湖南 广东截至2023年中国钠电项目投产区域分布情况（%）2018年以来，钠离子电池产业逐渐发展成为我国资本市场关注的重点之一，创投融资活动持续活跃，投融资事件数量从2018年的三起上升至2023年的56起，其中，中科海纳、零壹肆、珈钠能源等厂商均为资本市场的重点投资对象。2.3.5 国内投融资活动：钠电产业逐步成为重点关注对象资料来源：电池网 IT桔子 前瞻产业研究院整理01020304050602018-2024年中国钠离子电池投融资事件数量（起）2024年钠离子电池代表性投融资事件时间企业名称主营业务融资轮次融资金额投资方2024.6零壹肆钠离子电池核心材料与电芯研发生产股21、权融资/华创巨安2024.5湖钠能源钠离子电池电芯、储能电池及系统的研发生产Pre-A轮数亿元松禾资本2024.1天使轮/深圳联道资产2024.5天钠科技钠离子电池正负极材料天使+轮庐江天使股权投资2024.2天使+轮阜阳福和天使投资基金2025.5中科海纳新一代储能体系钠离子电池股权融资三峡基金2024.3珈钠能源钠离子电池材料A轮数亿元自贡高投、相城金控、顺为资本、超威集团2024.5湖钠能源钠离子电池电芯、储能电池及系统的研发生产Pre-A轮数亿元松禾资本钠离子电池整体工艺流程与锂电池类似，总体分为原材料制备、电极制备、电池装配、成品检测等步骤，其中电极制备为钠离子电池生产工艺流程的重点22、，涉及生产工艺中的多个核心环节。2.4.1 技术进展：钠离子电池工艺流程概述资料来源：前瞻产业研究院整理确定生产需求混料涂布辊压溶剂回收真空干燥模切叠片/卷绕电芯装配真空干燥注液、封口化成分容模组装配电池组装配及测试钠离子电池成品电极制备重点环节正极路线主要包括过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物、普鲁士化合物和非晶态材料四种路线。其中过渡金属氧化物和普鲁士化合物为企业生产的重点关注路线，其中，中科海钠、钠创新能源和Faradion重点关注过渡金属氧化物工艺路线，而宁德时代、星空钠电和Natron Energy等代表厂商则更加侧重于关注普鲁士化合物的工艺路线。2.4.2 正极材料工艺路线：主要分为23、四大类资料来源：钠离子电池关键电极材料研究进展前瞻产业研究院整理材料说明优势劣势过渡金属氧化物可分为层状和隧道状过渡金属氧化物，层状金属氧化物是当前主流的正极材料能力密度高循环性能差普鲁士蓝类似物普鲁士蓝类化合物，晶体结构为面心立方，过渡金属离子与氰化根形成六配位，碱金属离子处于三维通道结构和配位孔隙中较好的电化学性能具备成本低稳定性好生产对水敏感聚阴离子类化合物聚阴离子类化合物主要分为：橄榄石结构磷酸盐、NASCICON化合物和磷酸盐化合物热稳定性好循环寿命好能量密度低导电性差非晶态材料也叫无定形或玻璃态材料，是固体中的原子不按照一定的空间顺序排列的固体，原子排布上表现为长程无序、短程有序循24、环性能好能量密度好电导率低稳定性和耐酸碱性差钠离子电池正极材料工艺路线对比钠离子电池的负极材料包括金属化合物、碳基材料、合金材料和非金属元素。其中，碳基材料因其来源广泛、钠储存能力强，已成为钠离子电池当前负极材料的重点研发方向。由于硬碳负极具有优异的快充、高容量性能，目前已成为商业化进展最为顺利的负极材料。2.4.3 负极材料工艺路线：硬碳负极商业化进展顺利资料来源：前瞻产业研究院整理维度石墨硬碳软碳原料天然石墨/沥青/石油焦树脂/沥青/生物质沥青/煤基碳化温度2500-300010C10C循环性能较高高高温下快速下降安全较高高高钠离子电池负极材料工艺路线对比电解液负责离子在正负极之间的传输，25、对钠离子电池的能量密度、循环寿命和倍率性能产生直接影响，因此在钠离子生产工艺的改进中起到了重要作用。电解液的主要构成包括溶质、溶剂和添加剂，其中，由于钠盐具有良好的离子导电率，因此溶质以钠盐为主。2.4.4 电解液工艺路线：溶质以钠盐为主资料来源：有机电解液在钠离子电池中的研究进展 前瞻产业研究院整理钠离子电解液的构成分类分解温度（）温度（质量损失%）强酸电导率（mS/cm）NaPF6302400（8.14）7.98NaClO4472500（0.09）6.4NaTFSI263400（3.21）6.2NaFTFSI160300（2.75）NaFSI122300（16.15）溶剂溶质添加剂通常以钠26、盐为主，需要具有良好的溶解度和离子导电率主要包括酯类（如碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯）和醚类（如乙二醇二甲醚、二氧戊环）溶剂，或通过两者混合优化溶剂的性能用于改善电解液性能，如提高电池的安全性等钠离子电池用钠盐主要指标分析2018-2023年期间，中国钠离子电池行业相关厂商研发投入规模呈逐年增长的趋势，并保持较高增速；研发投入强度呈波动增长趋势，2023年，中国钠离子电池行业研发投入规模达557.19亿元。研发人员方面，2023年，中国钠离子电池行业相关上市企业平均研发团队规模达到1055人，表明中国钠离子电池行业研发团队规模正进一步壮大。2.4.5 行业技术投入现状：研发投入规模高增资料来源：前瞻27、产业研究院整理2018-2024年中国钠离子电池行业研发投入现状（亿元，%）2018-2023年中国钠离子电池行业研发人员情况（人，%）注：为通过钠离子电池概念股财务数据统计得到557.19 5.52%0%1%2%3%4%5%6%7%01002003004005006002018201920202021202220232024H1行业研发投入力度（亿元）行业研发投入强度（%）1055 16.86%0%2%4%6%8%10%12%14%16%18%20%020040060080010001200201820192020202120222023研发人员数量（人）研发人员占比（%）注：研发投入力度为28、行业上市企业研发投入总额，研发投入强度为行业研发投入占营业收入的比重。根据incoPat数据，2011-2024期间，中国钠离子电池专利申请及公开数量呈波动上升趋势，2023年，中国钠离子电池钠离子电池专利申请数量为3446项，中国钠离子电池专利申请进入爆发阶段；申请机构方面，截至2024年10月，中南大学为钠离子电池领域专利申请规模最大的机构，共有410项相关专利申请记录。2.4.6 科研创新现状：专利申请进入爆发阶段资料来源：incoPat 前瞻产业研究院整理34463622050010001500200025003000350040002011 2012 2013 2014 2015 229、016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024申请专利数量公开专利数量注：专利统计时间截至2024年10月12日；广东邦普循环科技有限公司及湖南邦普循环科技有限公司为共同申请人，因此统一作统计2011-2024年中国钠离子电池专利申请-公开数量（项）410050 100 150 200 250 300 350 400 450中国科学院大连化学物理研究所华中科技大学深圳珈钠能源科技有限公司北京理工大学江苏正力新能电池技术有限公司邦普循环科技有限公司（广东、湖南）溧阳中科海钠科技有限责任公司宁德时代新能源科技股份有限公司陕西科技大学中南大学截至2024年中国30、钠离子电池专利申请机构Top10（项）动力领域，钠离子电池主要在短距离纯电动汽车以及电动两轮车领域具有较为广阔的潜在应用潜力。2018-2023年期间，我国纯电动汽车销量呈逐年增长态势，2023年达668.5万台，与此同时，两轮电动车销量亦呈稳步上升态势。随着钠离子电池在动力领域的渗透率提升，前瞻初步测算到2029年，中国动力领域钠离子电池需求前景将达到38GWh，市场规模约为152亿元。2.5.1 动力领域场景需求：2029年需求规模有望突破150亿元资料来源：中国汽车工业协会 乘联会 EVTank 中国自行车协会 前瞻产业研究院整理668.5144.98%-50%0%50%100%150%31、200%02004006008002018201920202021202220232024.1-8纯电动车销量（万台）销量增速（%）2018-2024年中国纯电动汽车销量及增速（万台，%）3815202040608010012014016005101520253035402024E2025E2026E2027E2028E2029E钠离子电池潜在需求量（GWh）折合市场规模（亿元）-20%0%20%40%02000400060008000201820192020202120222023中国两轮电动车销量（万辆）同比增长（%）2018-2023年中国两轮电动车销量及增速（万辆，%）2024-20232、9年中国动力领域钠离子电池需求前景（GWh，亿元）当前，储能领域为我国钠离子电池商业化应用的重点领域，2016-2023年期间，中国储能行业投运累计装机规模持续增长，在2021年进入快速增长阶段。工信部提出，高性价比的钠离子电池有望成为锂离子电池的重要补充，尤其是在固定式储能领域将具有良好发展前景，综合来看，中短期内钠电储能规模有望快速增长，前瞻初步统计到2029年，中国钠电储能领域应用规模将接近2500MWh。2.5.2 储能领域场景需求：中短期内钠电储能规模有望快速增长资料来源：EVTank 前瞻产业研究院整理86.545%0%5%10%15%20%25%30%35%40%45%50%0133、0203040506070809010020162017201820192020202120222023已投运累计装机规模（GW）同比增长（%）2016-2023年中国储能行业已投运累计装机规模增长情况（GW，%）2023-2029年中国钠电储能领域应用市场规模及预测（MWh）420248805001000150020002500300020232024E2025E2026E2027E2028E2029E公司聚焦新一代储能体系-钠离子电池研发与生产，重点产品为低成本、长寿命、高安全、高能量密度的钠离子电池产品，潜在应用领域覆盖低速电动车、规模储能、电动汽车、国家安全等，同时，公司具备供应钠离子34、电池正负极材料与电解液产品的能力。2.6.1 重点企业布局：中科海纳资料来源：公司官网 前瞻产业研究院整理产品类别型号应用领域电池钠离子软包电池NaCP08/80/138大规模储能系统，可移动式充电桩和低速电动车等钠离子圆柱电池NaCR26650、NaCR32138电芯NaCR26700-ME35电动两轮车、便携式家用储能NaCR32140-ME12 电动两轮车&三轮车、便携式家用储能NaCP50160118-ME80乘用车、场地车、通讯基站、家庭储能NaCP73174207-ME240工程机械、工商业储能、电力储能材料以正极材料、负极材料、电解液为主企业产品布局Cu基层状氧化物/煤基碳材料体35、系能量密度135Wh/kg；100%DOD循环1000次后容量保持率91%与现有锂离子电池生产工艺兼容成本优势不明显，有机体系存在安全隐患产品体系路线缺陷路线优势性能指标0101020203030404与企业联合推动钠离子电池产业化应用，重点推进钠电光伏储能和汽车启动电池领域的发展发展方向0505企业技术路线公司是全球领先的新能源创新科技公司，在电池材料、电池系统、电池回收等产业链关键领域拥有核心技术优势及前瞻性研发布局，公司于2023年底实现了第一代产品的量产，目前正推进第二代产品开发，着力推动钠离子电池产业化，发挥特定应用场景使用优势。2.6.2 重点企业布局：宁德时代资料来源：公司官网 36、前瞻产业研究院整理时间具体事件2024年2月宁德时代披露公司正在开发能量密度为 200Wh/kg的第二代钠离子电池2023年4月宁德时代钠离子电池首发落地奇瑞车型。同时，奇瑞将联合宁德时代推出电池品牌“ENER-Q”。2023年2月宁德时代通过首创的AB电池系统集成技术，实现钠锂混搭，提高电池系统的能量密度，使钠离子电池应用有望扩展到500公里续航车型。2021年7月宁德时代发布其第一代钠离子电池产品，一代电池能量密度达160Wh/kg，2023年实现产业规模化。企业钠离子电池商业化应用进程普鲁士蓝类化合物/硬碳体系能量密度高达160Wh/kg；常温下充电15分钟，电量可达80%以上；在-2037、低温环境中实现了90%以上的放电保持率2023年已经形成基本产业链侧重钠电池在汽车领域的应用，提升钠离子电池的能量密度为公司当前最为核心的研发目标产品体系发展方向发展现状性能指标0101020203030404企业技术路线公司侧重于钠离子电池材料的研发与生产，公司的正极材料及其电解液已经在宁德时代、比亚迪、中兴派能、南都电源、猛狮科技、捷威动力、维科技术、超威科技、天能电池等20多家电池制造企业进行验证，公司的圆柱型、软包型钠离子电池的性能已经达到家用储能、微型电动车、移动基站应用要求。2.6.3 重点企业布局：钠创新能源资料来源：公司官网 前瞻产业研究院整理铁酸钠基正极材料湿法合成工艺路线公38、司年产4万吨钠离子电池电极材料项目于2024年7月竣工验收，将成为我国钠离子电池正极材料最大的生产基地之一聚焦层状过渡金属层状氧化物材料的性能优化，提出了多功能改性策略，进一步增强正极材料的结构稳定性和环境稳定性产品体系发展现状产能布局0101020203030404企业技术路线产品型号特征用途NFM系列型号NLO-02B超高功率特性，长循环寿命，适应高低温环境。适用于高倍率应用场景，如启停电源、叉车等领域。NFM系列 型号 NLO-13T01高性价比、高安全性，兼顾一定功率及压实，适应高低温环境适用应用场景:电动两轮、三轮车等领域NFM系列 型号NLO-01T2高克容量，良好功率特性，长循环39、寿命适用于能量型应用场景，如A0级及A00级新能源车、休闲用车等领域磷酸焦磷酸铁钠 型号 NPA-11T01高性价比，超长循环寿命适用于储能应用场景:如家储、工商业储能、风光储能等领域硫酸铁钠系列 型号 NPA-01T1常温和低温长循环性能优异，性价比高该产品适用储能型软包、圆柱、方形、刀片钠离子电池普鲁士蓝系列 型号 NPB-02A高电压、高能量密度、循环寿命长适用于电动汽车、工程机械、电动重卡、大规模储能等领域的动力及储能钠离子电池。企业正极材料产品布局3.1 钠离子电池产业化发展挑战3.2 钠离子电池产业化发展策略尽管钠离子电池的原材料成本相对较低，但目前钠离子电池理论成本优势尚未体现出40、来，出货量及产业化发展不及预期。当电池级碳酸锂价格在20元/Wh以下时，钠离子电池目前的平均生产成本仍在三元锂离子电池、磷酸铁锂电池和铅酸电池等竞品之上。3.1.1 成本挑战：当前钠电生产成本与理论成本仍存巨大差距资料来源：Mysteel EVTank等 前瞻产业研究院整理0.000.100.200.300.400.500.600.700.800.90三元锂电池磷酸铁锂电池铅酸电池钠离子电池2023年钠离子、锂离子、铅酸电池生产成本对比（元/Wh）电池级碳酸锂均价与锂离子电池均价走势对比（万元/吨，元/Wh）0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.000.300.40041、.500.600.700.800.901.001.101.202021.62022.12022.62023.12023.62024.12024.6三元锂电池（元/Wh）磷酸铁锂电池（元/Wh）电池级碳酸锂（万元吨）（右轴）钠离子电池理论成本：0.3-0.4元/Wh钠离子的离子半径比锂离子大，且钠的相对质量比锂大，导致钠离子电池在能量密度上存在天然劣势。意味着在相同体积或重量的情况下，钠电池储存的能量要比锂电池少。对动力领域而言，直接关系到电动车的续航里程；对于储能领域而言，则关系到系统单位体积内的储能容量和效率。3.1.2 性能挑战：能量密度等性能与锂电池存在差距资料来源：前瞻产业研究院整理142、60-200250100-150050100150200250300磷酸铁锂电池三元锂电池钠离子电池磷酸铁锂电池三元锂电池钠离子电池钠、锂电池能量密度对比（W h/kg）钠离子半径小，在电极材料中的嵌入效率低，体积膨胀较大Li+Na+钠相对质量大，每单位电池质量的存储能量少钠离子电池的（体积/质量）能量密度低自身元素特性限制03目前，钠离子电池的产业链体系建设仍在推进中，面临材料供应不稳定、缺乏标准生产设备、缺乏适配电子元器件、产品测试标准不统一等问题，给钠离子电池规模化生产与应用带来更高的壁垒与挑战。3.1.3 配套挑战:产业链体系仍在逐步构建中资料来源：前瞻产业研究院整理010204规模化43、生产与应用挑战目前，钠电池大部分非活性物质可借鉴锂电池成熟的产业链，但核心的正负极材料和电解液等活性材料的规模化供应渠道依然缺失。缺乏稳定的材料供应链，给钠离子电池生产的成本控制、质量控制、生产效率提升带来挑战，进而影响市场竞争力。由于钠离子电池相关的测试标准和规范尚不完善，不同研究机构和企业采用的测试方法可能存在差异，这给钠离子电池的性能评估和质量控制带来了困难。也导致产品在不同市场间流通时面临额外的测试和认证要求，增加了市场壁垒。钠离子电池的生产设备大多沿用改造自锂离子电池生产线，缺乏专门为钠离子电池设计的标准化生产设备，限制了钠离子电池生产效率和产品一致性。未形成稳定的材料供应链产品测试44、标准尚不统一缺乏标准化生产设备欠缺配套钠离子电池产品特性的专用充电器，缺少匹配钠电池放电特性的控制器，缺少匹配钠电池模组和系统管理的BMS，钠离子电池市场应用需重新匹配适合其充放电特性的电子元器件。缺乏适配的电子元器件钠离子电池作为一种新兴技术，在技术成熟度与市场认可度方面均存在不足，这直接导致了其在市场应用的竞争中处于被动地位。碳酸锂价格回落时，企业和资本布局的热情或将消退，给钠离子电池产业化发展带来更大挑战。3.1.4 应用挑战：竞争地位被动，市场化路径亟待探索资料来源：前瞻产业研究院整理技术成熟度不足当前钠离子电池的技术路线尚处于探索阶段，量产产品的正负极材料及电解液组合形式多样，各大生45、产商的技术方案呈现“百家争鸣”的局面，尚未有一种技术方案展现出明显的“主导”地位。85竞争地位较被动正由于能量密度等性能的差距，导致钠离子电池的应用空间受碳酸锂价格波动的影响较大。当碳酸锂价格回落时，钠电池的“性价比”优势便迅速减弱，再加上技术进展不如预期，企业和资本对钠电池的热情便会降温，导致钠离子电池应用在与锂离子电池的市场竞争中较为被动。市场认可度不足作为一种新兴技术，消费者对钠离子电池的性能、优势及应用场景了解有限，导致钠离子电池在市场推广和消费者认知方面还存在一定的困难，市场认可度不足。针对钠离子电池在制备成本、电池性能、材料供应等方面的挑战，最主要的应对策略是依托国家级创新平台、产46、业链企业、高校院所、整车企业等，实现技术研发瓶颈的突破，关键在于正负极材料、电解液的研发创新，以及生产工艺的优化。3.2.1 应对策略：技术研发创新，生产工艺优化资料来源：前瞻产业研究院整理提高能量密度重点通过研究高性能的钠离子电池关键电极材料，使用具有较高理论比容量的金属钠作为负极，提高电池包成组效率等方式，提高钠离子电池能量密度。延长循环寿命重点通过固相法制备富钠正极材料，采用硬碳作为钠离子电池的负极材料，优化电池的加工工艺等方式，延长钠离子电池循环寿命。提高热稳定性重点通过优化电解液的材料和配方，探索在有机溶剂中具有良好溶解性的非氟化盐以及固态电解质的路径，提高钠电池的热稳定性等性能。降47、低制备成本重点通过优化生产工艺、提高生产效率以及开发低成本的材料，实现规模化生产，以降低钠离子电池的制备成本。提高性能技术降本同时，需要国家持续重点支持，将政府和市场的作用有机结合，促进钠离子电池产业协同与配套完善，建立标准体系，推动产品应用示范，提升社会认知度。3.2.2 应对策略：完善产业配套，推动应用拓展资料来源：前瞻产业研究院整理完善产业配套与规范助力钠电产业化发展 由行业内的专家、学者以及企业代表共同参与研讨钠离子电池的标准发展；适时组成标准起草工作组，负责具体标准编制工作；围绕钠离子电池产品规格、测试方法、安全要求等各维度制定国家及行业标准。规范化建设，建立国家/行业标准体系 鼓励48、储能、数据中心、短程电动汽车等下游企业对钠离子电池的应用尝试；推动钠离子电池在不同规模、不同场景的示范项目和推广应用，培育市场对钠离子电池的需求。推动应用示范，进一步拓展需求场景 加强论证和统筹规划，做好顶层设计，保障科技创新发展；加强产业共性技术创新组织建设，促进行业新型通用技术的转移扩散和首次商业化应用，对产能布局进行积极引导；加大钠离子电池应用普及宣传，提升社会认知度。加强政策支持与引导，提高消费者认知 引导产学研联动，协同推进钠离子电池正负极、电解液等材料研发，推动创新成果转化；加强产业链上下游企业的合作，加快形成稳定的供应链体系；支持钠离子电池标准生产设备、适配电子元器件的研发生产与49、应用推广。完善产业链配套，加强产业协同4.1 技术研发致力于实现性能与成本的均衡提升4.2 钠电或将在特定细分应用场景实现锂电替代根据碳酸锂的历史价格走势，未来两三年仍将是锂价的低价周期，期间钠离子电池难以取得成本优势。然而，这也正是钠离子电池练内功的发展窗口期。推动低成本、高密度、长寿命、高稳定钠离子电池技术研发，必然是未来钠离子电池产业化发展的长期攻关方向。4.1 技术研发趋势：致力于实现多项性能与成本的均衡提升资料来源：前瞻产业研究院钠离子电池大规模产业化应用现在与未来从技术出发，前瞻产业未来 正极材料：层状氧化物、普鲁士蓝化合物以及聚阴离子化合物是目前公认的三大主流钠离子电池正极方案，50、三者各有优劣势。但由于层状氧化物在比容量（决定电池能量密度）上的额显著优势，其被认为是正极材料突破能量密度的首选。负极材料：硬碳是当前的绝对主流，但无法突破能量密度限制；合金类负极材料通过化学反应储钠机制大幅提升比容量，是解决钠离子电池能量密度较低问题的未来理想选择。电解液：NaPF6和BOB是当前主流方案，但目前成本问题仍待解决；基于钠元素和锂元素的自身结构和化学性质差异，钠离子固态电解质的性能表现较锂离子固态更有优势，或将是未来钠离子电池弯道超车的有力武器。AI技术应用：通过AI技术赋能钠离子电池材料开发和电芯设计，利用机器学习、数据挖掘和高性能计算等方法，加速新材料的发现过程，智能监控和51、诊断电池性能变化。随着中国钠离子电池投产逐步上量，中国钠离子电池储能电站项目逐步落地，在储能领域率先对锂电实现了替代，亦表明钠离子电池储能为当前我国钠离子电池应用的核心领域。4.2.1 应用场景趋势：储能电站领域钠电项目已逐步落地资料来源：前瞻产业研究院整理20192019.4.42021.62021.62024.32024.32024.62024.6江苏溧阳全球首座100千瓦时钠离子电池储能电站项目山西太原全球首套1MWh钠离子电池光储充智能微网系统项目广西南宁全球首个10MWh钠离子电池电网侧储能电站项目大唐湖北100兆瓦/200兆瓦时钠离子新型储能电站科技创新示范项目中国科学院物理研究所52、、中科海钠中国科学院物理研究所、中科海钠广西电网、南网储能、中国科学院物理研究所、中科海钠中科海钠钠离子电池在-40至80之间可正常工作，具备良好的宽温特性。在-20C的温度下，部分钠离子电池产品的容量保持率接近90%，而磷酸铁锂电池和铅酸电池仅能达到70%和 48%。基于钠离子电池在低温环境下展现的卓越性能，使其有望成为推动新能源交通工具在气候寒冷地区进一步应用普及的关键因素。4.2.2 应用场景趋势：低温应用场景比较优势显著资料来源：高功率高安全钠离子电池研究及失效分析极地超低温环境下磷酸铁锂电池容量估计等 前瞻产业研究院整理70%48%88%0%10%20%30%40%50%60%70%53、80%90%100%磷酸铁锂电池铅酸电池钠离子电池钠离子电池与其他电池-20容量保持率对比高功率钠离子电池高低温充放电性能0.2C放电测试结果表明，低温-40放电容量超过 70%额定容量；且钠离子电池可实现在低温-20下 0.1C 充放电，其充放电效率接近 100%。短期来看，钠离子电池暂时还无法实现对锂电池的颠覆性替代，更多的是在电网/家用储能、数据中心UPS、专用/公共电动汽车、中程家用电动车等对能量密度要求较低的特定应用场景的替代与补充，且市场应用规模的大小受碳酸锂价格波动的影响较大。远期来看，若钠电技术研发能够实现性能与成本的技术瓶颈攻关，甚至在固态领域实现弯道超车，未来钠电对锂电的替54、代作用或将越来越强。4.2.3 应用场景趋势：更多细分场景可实现对锂电的替代补充电动车超充站充电储能设备大型数据中心的UPS电网配储专用/公共电动汽车两轮/三轮电动车家用中程电动车（160280英里续航）特定应用场景家用储能固态电池SIB赛道领先企业固态电池SIB技术兼顾能量密度与成本远程家用电动汽车无人机资料来源：前瞻产业研究院整理中国钠离子电池产业七项“十大”榜单钠离子电池产业化布局十大领先企业注：该榜单由前瞻产业研究院根据企业钠离子电池生产线投产布局情况筛选得到，排名不分先后。钠离子电池赛道布局十大上市企业注：该榜单由前瞻产业研究院根据在钠离子电池产业链布局的上市企业市值、营利规模、钠电55、业务关联度等情况综合筛选得到，排名不分先后。钠离子电池研发生产十大潜力企业注：该榜单由前瞻产业研究院根据企业钠离子电池产品研发进展、产线建设规划与进展情况筛选得到，排名不分先后。毅华新能源钠离子电池正极材料十大竞争力厂商注：该榜单由前瞻产业研究院根据钠离子电池正极材料厂商的营收、研发投入、市场地位等情况筛选得到，排名不分先后。钠离子电池负极材料十大竞争力厂商翔丰华注：该榜单由前瞻产业研究院根据钠离子电池负极材料厂商的营收、研发投入、市场地位等情况筛选得到，排名不分先后。钠离子电池专利十大领先企业注：该榜单由前瞻产业研究院根据企业专利申请量及专利引用量情况筛选得到，排名不分先后。钠离子电池领域十56、大投资主体注：该榜单由前瞻产业研究院根据截至2024年钠离子电池领域公开披露的投融资事件投资主体活跃度情况筛选得到，排名不分先后。FORWARD决策投资,一定要有前瞻的眼光THINK AHEAD BEFORE DECISION前瞻产业研究院于1998年成立于北京清华园，拥有1200+国际院士智库专家、560+行业高阶研究员、6大自研大数据平台，构建“产业研究+大数据+技术洞察”的全球化优势，持续研究监测超6600+细分产业，致力于为企业、政府、科研机构，提供产业规划、产业可行性研究、产业赛道选择、产业IPO等产业咨询整体解决方案。院长：徐文强加州大学伯克利分校博士俄罗斯工程院外籍院士国家千人计57、划特聘专家深圳新质生产力评价体系指导专家26年 荣获22万+中国政府、全球巨擘企业信赖2.6亿+企业大数据3亿+财经大数据90000+园区大数据3000W+产业大数据1亿+招商大数据98%政策大数据前瞻“3+2”知识复合型实战团队前瞻6大自研数据平台，至今已有8项发明级专利，以及68项数据专利-国家级认定与荣誉-低空经济电子信息新能源集成电路生物医药人工智能现代物流海洋经济经济技术开发区高新区、自贸区自贸区、保税区工业园、科技园商贸物流园临空/港产业园市县总体规划城市更新规划十五五规划产城融合规划产业新城规划乡村振兴规划前瞻产业研究院（股票代码：839599）更懂产业的科技型决策智库产业赛道选58、择业务诊断项目投资评估出海战略中长期规划技术可行研判专精特新申报小巨人申报细分市场证明市占率证明白/蓝皮书助力1000+企业上市过会搭建1200+国际院士智库专家完成1800+产业规划项目自研6.8亿+产业大数据中国500强长期信赖合作伙伴累计2200+政府国资国企合作提供既科学、又前瞻、更落地的产业咨询整体解决方案Overall solution for industrial consulting专项市场调研可行性研究IPO募投可研商业计划书技术研究市场进入研究银行授信调查品牌研究THANKS决策投资 一定要有前瞻的眼光联系方式：400-068-7188 400-639-9936更多报告：https:/报告制作：前瞻产业研究院主创人员：黄文熙/李灵卉码上关注前瞻产业研究院码上下载前瞻经济学人APP
