2024钠电池竞争的三大技术路线.docx

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1、2024钠电池竞争的三大技术路线目录1 .序言12 .三大技术路线“并进前行” 22. 1.概述2?层状氧化物钠电产业化道路“清晰” 3?层状氧化物钠电产业化道路清晰，更多的企业纷至沓来： 4?聚阴离子钠电：聚焦长循环寿命，储能潜力尽显4?普鲁士类钠电：入局企业少，竞争格局小53 .锂电池企业加大钠电池布局64 .钠电池产业化进程71 .序言钠电池行业关注度与日俱增。一方面，在“双碳”目标下，节能减排、发 展清洁能源是我国能源战略的必然要求和转型方向；另一方面，碳酸锂价格高位，短期内上游成本大幅上涨进一步压缩中下游 利润空间。寻找替代材料迫在眉睫，这加速了企业对钠电池产业化的研究和布 局。在产

2、业化初期，相关企业技术路线的选择在一定程度上决定了未来的市场 竞争格局。目前钠电池正极材料的选择有3种技术路线，主要是层状氧化物、 普鲁士蓝（白）和聚阴离子。Three technical routes of sodium batteries据了解，层状氧化物注重能量密度；普鲁士蓝（白）主打低成本；聚阴离 子注重循环寿命。业内专家曾表示，层状氧化物工艺已经成熟，其工艺流程与锂电池的设备和三元材料类似。配套企业基本都是成熟的三元正极材料生产企 业，可以提供样品和量产原材料，一致性好，性能稳定。是近期工业化的首选 解决方案。与磷酸铁锂正极材料相比，钠层状氧化物正极的每瓦时成本更低。钠电池 产业化的

3、初衷是为了降低成本，因此其主要替代动力和储能的性价比市场与磷 酸铁锂的场景重叠。在小功率和电力性价比的市场场景下，层状氧化物路线凭 借其比磷酸铁锂更高的倍率和低温性能优势，有望形成差异化竞争优势。相比之下，普鲁士蓝化合物成本低、发展空间广阔、电压高、可逆容量大。 由于制备方便、原料易得，加上海钠电池的示范，层状氧化物目前发展迅速。 从成本和能量密度来看，未来普鲁士蓝材料相对成熟后，性价比会更高，增长 会加速。专家普遍认为，虽然钠电池的三种技术路线的产业化时间是先后顺序的， 但谁能在市场站稳脚跟，取决于每种技术何时能够突破自身瓶颈。最先实现产 业化的路线并不是最终的赢家，就像三元锂最先量产，而磷

4、酸铁锂却是后来者。Lithium battery companies increasethe layout of sodium batteries2 .三大技术路线“并进前行”2.1. 概述2023年，钠电产业化将迎来关键节点。基于正极材料差异化，目前钠电已 经发展为层状氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士类化合物三大技术路线。由于三大技术路线优势、劣势各异，且市场需求及响应速度不同，产业化进度也存在差异。具体来看，层状氧化物能量密度、倍率性能等在三种技术路线中表现最好, 已率先完成了产业化。布局该路线的企业主要有蜂巢能源、孚能科技、星恒电 源、中科海纳、容百科技等。聚阴离子化合物稳定性和电化学稳定

5、性高，且具备最长的理论循环寿命， 落地低速车、储能等应用前景广阔，产业化速度较快。目前布局该路线的企业 有众钠能源、鹏辉能源、钠创新能源等。普鲁士类化合物方面，由于制备结晶化及热失控后产生有毒气体等原因， 目前产业化进度较慢，入局的企业有宁德时代、美联新材、华钠新材等。在此背景下，高工储能、高工产业研究院、高工锂电将于4月24日在苏州 举行2023高工钠电产业峰会，峰会主题为“钠电破晓 后浪可期”，届时将邀 请100+上下游企业、500+产业链嘉宾参会，敬请期待！层状氧化物钠电产业化道路“清晰”层状氧化物是目前钠电的主流技术路线，在结构上可类比为锂电中的三元 材料，比容量相对较高，可通过掺杂其

6、他元素解决易相变、残碱高、易吸湿等 难点，且其工艺流程与三元材料相似，率先完成产业化。2023开年以来，多家企业纷纷官宣钠电项目，将进一步推动层状氧化物钠 电应用落地。轻型车市场，星恒电源于1月12日发布了第一代钠电池“超钠F1”，该 电池未来将配套星恒电源两轮车，性能方面比肩锂电池，常温循环2000次以上, 成本比当前锂电降低约20%o动力市场，孚能科技于2月28日收到江铃集团“EV3钠电池定点函”，为 其提供钠离子电池包总成服务，并将于今年6月30日前启动电池量产。此前， 孚能科技表示在钠电方面的技术路线为层状氧化物+硬碳。储能领域，中科海纳目前已发布多款钠电电芯，包括12Ah圆柱电芯，能

7、量 密度为140Whkg,循环寿命为2000-3000次；方形方面则研发了 80Ah 240Ah 两款电芯，可应用于电动乘用车、工商业储能、家庭储能等不同领域。从材料端看，中科海纳千吨级钠电正负极材料产线已经稳定运行半年，其 阜阳GWh级钠电生产线已在去年完成产品下线，万吨级钠电正负极材料产线将于23年第三季度投产。层状氧化物钠电产业化道路清晰，更多的企业纷至沓来:企业时间规模项目振华新材1月5日Z钠离子电池正极材料为层状氮化物路线,目前已升 级为第二代产SJ相较第一代在克容量、首效、碱 度控制上均有改君提升 目前,振华新材已向客户 送样,同时也有部分小规模产出并销售律创铭电1月12日5000

8、吨/年律创环保与方华鲂新能源、关联方公司总经理等拟 共同出资成立浙江健创钠电建设第一期年产 5O吨钠电池层状氧化物正极材料生产线多氟多1月17日/铺离子电池中试线已建成批曷成品已下线浇试 进入尾声可应用于储能.两轮车及低续航电动车 领域（此前多氟多瞥向投资者透露,其钠电正 极材料主要以层状氧化物为主）翔瘴 新能源2月初150 电年翔湾新能源完成1亿元A轮融资.本次融费将主 要用于钠电层状氧化物的扩产.2023年规划产能为15000吨,计划新建完成4条产线天力搜能2月6日/层状氮化物中试产线正在筹建立方 新能源2月9日IOO吨/月与振华新材合作钠电正极生产.已形成每月百吨级 生产（公司经理涂健曾

9、表示后状氧化物路线的钠 电池应用在AO级、小动力车上有和硝酸铁银打平 的能力J昌方钠电2月13日/与云能魔方在浙江绍兴签订战略合作协议双方将 推动钠电在电网例储能、工商业储能、便携式储能 及户用储能市场的规模化应用（主要研究铁酸钠 基层状氮化物材料等钠电正极材料且其自新钠电 电芯、BMS等产品已完成原型样机设计并进入规 模化量产阶段，已规划5GWh钠电池产线,颈计 2030年达成25GWh产能,）然而，相关业内人士分析，若锂矿价格进一步降低至30万元/吨以下，层 状氧化物的成本优势将很难体现。聚阴离子钠电：聚焦长循环寿命，储能潜力尽显聚阴离子化合物具有坚固且开放的三维网络结构，可类比为锂电材料

10、中的 磷酸铁锂，其克容量达80-13OmAhg,稳定性和电化学稳定性高，且具备最长 的理论循环寿命。但由于聚阴离子导电性较差，能量密度较低，其中掺钮路线成本较高、掺 铁路线能量密度表现较差，当前主要作为储备方案。高工储能认为，聚阴离子技术路线由于在三种材料中成本最低，在锂矿价格持续下行或更具优势。应用端，该材料由于具备最长理论循环寿命，更适配 储能市场。不仅如此，聚阴离子技术路线包括磷酸钮钠、磷酸镒钮钠、硫酸铁纳等。 值得一提的是，钠电新势力头部企业众钠能源以硫酸铁钠电池研发制造为主。目前，众钠能源已实现实验室电池能量密度160Whkg,工程电芯 120whkg,兼具极佳的高低温及倍率性能。当

11、前众钠能源已实现首批钠电储能 模组和低速两轮车PACK下线。去年，众钠能源就已完成钠电在两轮车、储能系统上的实际落地项目。2022年10月，众钠能源与固德威达成合作，共同推进“Li+Na+混用 2.8MWh液冷储能系统联合研发项目”，方案包含数款1P48S液冷方案电池包 及全套2.8MWh锂钠混用液冷储能系统。通过对锂、钠电池组簇级的安装、调 试和试运营，力争实现兼容复合使用。2022年12月，众钠能源已与全球两轮车装机量排名前三的某上市车企签 订排他性战略合作协议，拟在电动车用硫酸铁钠电池项目上建立长期合作关系, 共同开发一系列适用于电动车市场的硫酸铁钠电池及配套电池系统。不仅如此，2023

12、开年以来，多家企业也纷纷官宣聚阴离子钠电项目:企业时间规模项目钠创新能源1月10日4万吨/年年产4万吨钠离子电池正极材料二期 基地开工建设C （循环寿命可达1万次,低温性能提升明显.）鹏辉能源2月初/无负极磷酸钿钠体系能量密度超过 160whkq,循环寿命在6000次以上。恩耐吉科技2月27日千吨/年钿基聚雨离子钠电正极材料项目在随 州广水市启动，一期产量将达千吨级， 二期产能规划2000吨。普鲁士类钠电,入局企业少，竞争格局小普鲁士类化合物是一种典型的立方晶体结构，其所有的金属离子位于立方 体顶角，具有较大的隧道结构，可允许钠离子自由嵌入和脱嵌，理论倍率性能、 循环性能优异，克容量达90-1

13、4OmAh/g。但由于普鲁士类化合物量产时结晶水控制较难，当前稳定性较差，工艺控 制有待进一步成熟，产业化进度将伴随研究进度同步提高。此前，宁德时代推出的第一代钠电池所使用的材料便是普鲁士类化合物， 从最新消息看，宁德时代正致力推进钠离子电池在2023年实现产业化，目前正 全面推进钠离子、M3P、凝聚态、无钻电池、全固态、无稀有金属电池等电池 技术布局。GGII分析，颜料企业布局普鲁士类化合物正极材料具有一定的技术与资源 优势，切入速度快，生产成本能够较好的控制，颜料企业布局普鲁士类化合物 正极材料将成趋势。高工储能注意到，目前美联新材与七彩化学对普鲁士类化合物的产业化投 入最大。1月6日，美

14、联新材及旗下美彩新材与立方新能源、七彩化学签订战 略合作协议，就钠离子电池正极材料普鲁士蓝（白）共同展开研发、实验， 首期合作期限为10年。3月5日，美联新材、七彩化学、美彩新材签署投资协议增资星空钠电，星 空钠电拟将钠离子电池的普鲁士蓝正极材料、硬碳负极材料等17项相关技术及 专利权无偿转让给美彩新材。此前，星空钠电已完成普鲁士蓝钠电池在软包电 池系统中的应用，并建立了钠电池的中试线。总的来看，层状氧化物钠电产业化道路较为清晰，入局企业较多，2023年 产能规划较大，且已实现配套AOO车型的突破，落地应用更为广阔；聚阴离子 化合物钠电在循环寿命要求更高的两轮车、储能等的市场需求更大；普鲁士类

15、 化合物产业化进度较为缓慢。然而，这只是2023年开年的情况，高工储能认为，随着聚阴离子化合物、 普鲁士类化合物材料技术、工艺、制程的突破以及更多落地应用的出现，其产 业化进程将有所提速。3 .锂电池企业加大钠电池布局虽然钠电池的三种技术路线各有优缺点，但业内人士认为，未来正极路线 不同的钠电池和锂电池将会共存，并且各有各的优势和应用场景。短期来看， 两者相辅相成、相互沟通。北京太阳能科技有限公司总裁齐海申表示，钠电解液和锂电解液的产品线 兼容，产品配方也类似，相关厂商可以快速将产能转向钠电池产品。正是因为 能够开启产品线，锂电池企业目前正在加大对钠电池的布局。从布局正极材料的企业类型来看，技术布局领先、标准化生产经验丰富的 钠电池初创企业和传统锂电池企业正在加速钠电池正极材料的研发和产业化。从技术角度来看，钠电层状氧化物正极的研发策略与锂离子三元材料类似，能 量密度相对较高。层状氧化物的晶体结构与锂电池三元材料相似，其制造工艺也与三元锂电 池正极高度重叠，因此厂商可以进行技术转让。从事三元材料生产的厂商在层 状氧化物路线上更有技术积累和供应链优势。因此，传统三元正极龙头纷纷布 局层状氧化物路线，使得材料产业化进展更快。 Sodium bat