钠离子电池：快速升温，从幕后到台前，坐拥资源和成本两大优势
1.1 锂钠同族，物化性质有类似之处
锂、钠、钾同属于元素周期表ⅠA 族碱金属元素，在物理和化学性质方面有相似之处，理论上都可以作为二次电池的金属离子载体。
锂的离子半径更小、标准电势更高、比容量远远高于钠和钾，因此在二次电池方面得到了更早以及更广泛的应用。
但锂资源的全球储量有限，随着新能源 汽车 的发展对电池的需求大幅上升，资源端的瓶颈逐渐显现，由此带来的锂盐供需的周期性波动对电池企业和主机厂的经营造成负面影响，因此行业内部加快了对资源储备更加丰富、成本更低的电池体系的研究和量产进程，钠作为锂的替代品的角色出现，在电池领域得到越来越广泛的关注。
1.2 综合性能优于铅酸电池，能量密度是短板
钠离子电池与锂离子电池工作原理类似。与其他二次电池相似，钠离子电池也遵循脱嵌式的工作原理，在充电过程中，钠离子从正极脱出并嵌入负极，嵌入负极的钠离子越多，充电容量越高；放电时过程相反，回到正极的钠离子越多，放电容量越高。
能量密度弱于锂电，强于铅酸。
在能量密度方面，钠离子电池的电芯能量密度为100-160Wh/kg，这一水平远高于铅酸电池的30-50Wh/kg，与磷酸铁锂电池的120-200Wh/kg相比也有重叠的范围。
而当前量产的三元电池的电芯能量密度普遍在200Wh/kg以上，高镍体系甚至超过 250Wh/kg，对于钠电池的领先优势比较显著。
在循环寿命方面，钠电池在3000次以上，这一水平也同样远远超出铅酸电池的300次左右。
因此，仅从能量密度和循环寿命考虑，钠电池有望首先替代铅酸和磷酸铁锂电池主打的启停、低速电动车、储能等市场，但较难应用于电动 汽车 和消费电子等领域，在这两大领域锂电仍将是主流选择。
安全性高，高低温性能优异。
钠离子电池的内阻比锂电池高，在短路的情况下瞬时发热量少，温升较低，热失控温度高于锂电池，具备更高的安全性。因此针对过 充过 放、短路、针刺、挤压等测试，钠电池能够做到不起火、不爆炸。
另一方面，钠离子电池可以在-40 到80 的温度区间正常工作，-20 的环境下容量保持率接近90%，高低温性能优于其他二次电池。
倍率性能好，快充具备优势。
依赖于开放式3D结构，钠离子电池具有较好的倍率性能，能够适应响应型储能和规模供电，是钠电在储能领域应用的又一大优势。
在快充能力方面，钠离子电池的充电时间只需要10分钟左右，相比较而言，目前量产的三元锂电池即使是在直流快充的加持下，将电量从20%充至80%通常需要30分钟的时间，磷酸铁锂需要45分钟左右。
2.1 资源端：克服锂电瓶颈
锂电池面临资源瓶颈，钠资源相对丰富。锂的地壳资源丰度仅为0.0065%。
根据美国地质调查局的报告，随着锂矿资源勘探力度增加，2020年全球锂矿储量提高到 2100万吨锂金属当量（折合碳酸锂1.12亿吨），同比增长23.5%；若按照每辆电动车使用50kg碳酸锂测算且不考虑碳酸锂的其他下游市场，当前锂储量仅能够满足20亿辆车的需求，因此存在资源端的瓶颈。
分区域看，全球主要锂矿资源国锂储量均有不同程度的提高，澳大利亚和中国增加较多，其中澳大利亚锂储量由2019年的280万吨提高到470万吨锂金属当量，而2020年中国锂储量则大幅提升50%至150万吨锂金属当量。
总体来看，智利和澳大利亚仍为全球前两大锂资源拥有国，2020年分别约占全球锂资源储量的43.8%和22.4%。
与之相比，钠资源的地壳丰度为2.74%，是锂资源的440倍，同时分布广泛，提炼简单，钠离子电池在资源端具有较强的优势。
锂价上涨带来企业成本端的扰动。
从短期来看，由于2021年开始锂的需求增长，而上游锂矿供给有所收缩以及去库存，锂矿以及锂盐价格在2020年见底，2021年上半年价格回升幅度较大；从长期来看，锂资源存在产能瓶颈引发市场对于锂价中枢上移的预期。
对于企业来说，长期稳定的原材料价格对于自身的正常经营意义重大，锂价的持续上涨可能加速企业寻找性价比更高的替代品的进程。
中国锂资源对外依存度较高。
中国锂矿主要分布在青海、西藏、新疆、四川、江西、湖南等省区，形态包括锂辉石、锂云母和盐湖卤水。
受制于提锂技术、地理环境、交通条件等客观因素，长期以来中国锂资源开发较慢，主要依赖进口；近年来随着下游需求增长以及技术进步，中国锂资源开发进度有所加速。
在不考虑库存下，2020年中国锂行业对外资源依赖度超70%，维持较高水平。
发展钠离子电池具备战略意义。
中国大力发展新能源 汽车 的目的除了降低碳排放、解决环境问题之外，减少对传统化石燃料的进口依赖也是重要原因之一。
因此，若不能有效解决资源瓶颈问题，发展电动车的意义就会打一定折扣。
除了锂资源外，锂电池其他环节如钴和镍也面临进口依赖以及价格大幅波动的难题，因此发展钠离子电池具备国家层面的战略意义。
2020年，美国能源部明确将钠离子电池作为储能电池的发展体系；欧盟储能计划“电池 2030”项目将钠离子电池列在非锂离子电池体系的首位，欧盟“地平线2020研究和创新计划”更是将钠离子材料作为制造用于非 汽车 应用耐久电池的核心组件重点发展项目；国内两部委《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出坚持储能技术多元化，加快飞轮储能、钠离子电池等技术开展规模化试验示范。
钠离子电池已经受到越来越多国家的关注和支持。
2.2 材料端：凸显成本优势
正极材料
正极材料使用钠离子活性材料，选择呈现多样化。
正极材料是决定钠离子电池能量密度的关键因素，目前研究和有量产潜力的材料包括过渡金属氧化物体系、聚阴离子（磷酸盐或硫酸盐）体系、普鲁士蓝（铁氰化物）体系三大类。
过渡金属氧化物为当前正极材料主流选择。
层状结构过渡金属氧化物2（M 为过渡金属元素）具有较高比容量以及其与锂电池的正极材料在合成以及电池制造方面的许多相似性，是钠离子电池正极材料有潜力得到商业化生产的主流材料之一。
然而，层状结构过渡金属氧化物在充放电过程中易发生结构相变，在长循环和大电流充放电中容量衰减严重，使其具有较低的可逆容量及较差的循环寿命。
常见的改善手段主要有体相掺杂、正极材料表面包覆等。
中科海钠采用了P2型铜基层状氧化物（P2-Na0.9Cu0.22Fe0.3Mn0.48O2），显著提升正极材料的容量水平，并且电池能量密度达到145Wh/kg；
钠创新能源采用的O3型铁酸钠基三元氧化物（O3-NaFe0.33Ni0.33Mn0.33O2）具有较高的克容量（超过130mAh/g）和良好的循环稳定性；
英国Faradion公司采用镍基层状氧化物材料，电池能量密度超过140Wh/kg。
磷酸钒钠是研究的主流方向之一。
聚阴离子型化合物 , Na[() ] (M 为可变价态的金属离子如Fe、V等，X为P、S等元素)，具有较高电压、较高理论比容量、结构稳定等优点，但电子电导率低，限制了电池的比容量和倍率性能。
目前业界研究最多材料的主要包括磷酸铁钠、磷酸钒钠、硫酸铁钠等，并通过碳包覆以及参入氟元素提升导电性以及容量。
钠创新能源将磷酸钒钠作为重点研发的钠电池正极材料之一，中科院大连物化所已实现三氟磷酸钒钠的高效合成和应用。
普鲁士蓝材料具有更高的理论容量。
普鲁士蓝类材料，Na[()6] (为 Fe、Mn、Ni 等元素)具有开框架结构 , 有利于钠离子的快速迁移；理论上能够实现两电子反应，因此具有高的理论容量。
但在制备过程中存在结构水含量难以控制等问题，并且容易发生相变以及与电解质产生副反应导致循环性能变差。
辽宁星空钠电致力于 Na1.92FeFe（CN）6的产业化研究，理论容量高达170mAh/g； 宁德时代采用普鲁士白（Nan[Fe()6]）材料，创新性地对材料体相结构进行电荷重排，解决了普鲁士白在循环过程中容量快速衰减这一核心难题。
钠离子电池在材料端拥有显著的成本优势。
由于碳酸钠价格远低于碳酸锂，并且钠离子电池正极材料通常使用铜、铁等大宗金属材料，因此正极材料成本低于锂电池。
根据中科海钠官网数据，使用NaCuFeMnO/软碳体系的钠电池的正极材料成本仅为磷酸铁锂/石墨体系的锂电池正极材料成本的40%，而电池总的材料成本较后者降低 30%-40%。
负极材料
钠离子电池负极材料主要包括碳基材料（硬碳、软碳）、合金类（Sn、Sb等）、过渡金属氧化物（钛基材料）和磷酸盐材料等。
钠离子半径大于锂离子，难以嵌入石墨类材料，因此锂电池传统的石墨负极并不适用于钠电池。
合金类普遍体积变化较大，循环性能较差，而金属氧化物和磷酸盐材料容量普遍较低。 无定形碳为钠电池主流材料。
在已报道的钠离子电池负极材料中，无定型碳材料以其相对较低的储钠电位，较高的储钠容量和良好的循环稳定性等优点而成为最具应用前景的钠离子电池负极材料。
无定型碳材料的前驱体可分为软碳和硬碳前驱体，前者价格低廉，在高温下可以完全石墨化，导电性能优良；后者价格较高（10-20万元/吨），在高温下不能完全石墨化，但其碳化后得到的碳材料储钠比容量和首周效率相对较高。
以亚烟煤、烟煤、无烟煤为代表的煤基材料具有资源丰富、廉价易得、产碳率高的特点，采用煤基前驱体制备出的钠离子电池负极材料，储钠容量约220mAh/g，首周效率可达80％，是目前最具性价比的钠离子电池碳基负极材料；但该类材料存在微粉多、振实密度低、形状不规则等特性，在电芯生产过程中不利于加工。
中科海钠以亚烟煤、褐煤、烟煤、无烟煤等煤基材料为主体，沥青、石油焦、针状焦等软碳前驱体为辅材，提出一种能够改善煤基钠离子电池负极材料的加工性能和电化学性能的方法，制备工艺简单、成本低廉，能够得到微粉含量低、振实密度高的电池负极材料。
宁德时代开发了具有独特孔隙结构的硬碳材料，其具有易脱嵌、优循环的特性；比容量高达350mAh/g，与动力类石墨水平相当。
电极集流体皆为铝箔，成本更低。
在石墨基锂离子电池中，锂可以与铝反应形成合金，因此铝不能用作负极的集流体，只能用铜替代。
钠离子电池的正负极集流体都为铝箔，价格更低；根据中科海钠官网数据，使用 NaCuFeMnO/软碳体系的钠电池的集流体（铝-铝）成本仅为磷酸铁锂/石墨体系的锂电池集流体（铝-铜）成本的20%-30%。
集流体是除正极外，材料成本与锂电池差异最大的环节。
电解液
和锂离子电池相似，钠离子电池电解质主要分为液体电解质、固液复合电解质和固体电解质三大类。
一般情况下 , 液体电解质的离子电导率高于固体电解质。
在溶剂层面，酯类和醚类电解液是最常用的两种有机电解液，其中酯类电解液是锂离子电池体系的主要选择，因为其可以有效地在石墨负极表面进行钝化且高电压稳定性优于醚类电解液。
对于钠离子电池：
首先，目前主流的研发机构依然沿用了酯类溶剂，如PC、EC、DMC、EMC等，针对不 同的正负极和功能配方有所不同，且 PC 的用量占比高于锂电池；
其次，由于在醚类电解液中钠离子和醚类溶剂分子可以高度可逆地发生共插层反应，且有效地在负极材料表面构建稳定的电极/电解液界面，所以受到越来越广泛的关注和研究；
最后，水系电解液也是新的研究领域之一，以水为电解液溶剂替代传统有机溶剂，更加环保安全且成本低。
在电解质层面，锂盐将换成钠盐，如高氯酸钠（NaClO4）、六氟磷酸钠（NaPF6）等。
在添加剂层面，传统通用添加剂体系没有发生明显变化，如FEC在钠离子电池中依然被广泛应用。
其他
隔膜方面，钠离子电池和锂电池技术类似，对孔隙率的要求或有一定差异。
外形封装方面，钠离子电池也包括圆柱、软包和方形三种路线。
根据各家官网显示，中科海钠主要为圆柱和软包路线，钠创新能源则三种技术路线都有。
设备工艺方面，与锂电池区别不大，有利于钠电池沿用现成设备和工艺快速投入商业化生产。
规模化生产后成本有望低于0.3元/Wh。
当前由于产业链缺乏配套、缺乏规模效应，钠离子电池的实际生产成本在1元/以上；政策的支持和龙头企业大力推广有望加速产业化进程，若达到当前锂电池的市场体量，成本有望降至0.2-0.3元/Wh，与锂电池相比具备优势。
3.1 钠离子电池重回舞台，研究热度升温
钠离子电池的研究始于1970年左右，最初与锂离子电池都是电池领域科学家研究的重点方向。
20世纪80年代，锂离子的正极材料研究首先取得突破，以钴酸锂为代表，和由石墨构成的负极材料组合，让锂电池获得了极佳的性能；让两者真正分野的是索尼在1991年成功将锂电池商用化并首先应用于消费电子领域。
锂电池商用化的顺利进行反向抑制了钠离子电池技术路线的发展，当时商用的锂离子电池循环寿命能达到钠离子电池的10倍左右，两种电池的产品性能表现相去甚远，锂离子电池获取了科学家和资本、产业的绝对关注。
2010年之后，由于大规模储能市场的场景逐渐清晰以及产业界对未来锂资源可能面临供给瓶颈的担忧，钠离子电池重新进入人们的视野。
之后十年时间，全球顶尖的国家实验室和大学先后大力开展钠离子电池的研发，部分企业也开始跟进。
包括国际代表Faradion公司、国内代表机构中科海钠和钠创新能源以及锂电池代表企业宁德时代等。
Faradion英国牛津大学主导的Faradion公司成立于2011年，是全球首家从事钠离子电池研究的公司，15年开发出电池系统，材料为层状金属氧化物和硬碳体系。
之后多个国家也成立了相关机构和公司，例如法国科学院从15年开始开发磷酸钒钠电池，夏普北美研究院几乎同时开发长循环寿命的钠电池。
中科海钠
中科海钠成立于2017年，是国内首家专注于钠离子电池研发的公司，公司团队主要来自于中科院物理化学研究所。
2017年底，中科海钠研制出48V/10Ah钠离子电池组应用于电动自行车；2018年9月，公司推出首辆钠离子电池低速电动车；
2019年3月，公司自主研发的30kW/100kWh钠离子电池储能电站在江苏省溧阳市成功示范运行；2020年9月，公司钠离子电池产品实现量产，产能可达30万只/月；
2021年3月，公司完成亿元级 A 轮融资，用于搭建年产能2000吨的钠离子电池正、负极材料生产线；2021年6月，公司全球首套1MWh钠离子电池储能系统在山西太原正式投入运营。
在材料体系方面，正负极材料分别选用成本低廉的钠铜铁锰氧化物和无烟煤基软碳，电芯能量密度已接近 150 Wh/kg, 循环寿命达4000次以上，产品主要包括钠电池以及负极、电解液等配套材料。
钠创新能源
钠创新能源诞生于2018年，由上海电化学能源器件工程技术研究中心、上海紫剑化工 科技 有限公司和浙江医药股份有限公司共同发起成立，技术团队主要来自于上海交通大学。
2019年4月，正极材料中试线建成并满负荷运行；2020年10月，公司二期生产规划基地建设；2021年7月，公司与爱玛电动车联合发布电动两轮车用钠离子电池系统。
在材料体系方面，公司在铁酸钠基三元氧化物方面研究较为深入，产品主要包括钠电池以及铁基三元前驱体、三元材料、钠电电解液等。
宁德时代
宁德时代从2015年开始研发钠离子电池，研发队伍迅速扩大；2020年6月，公司宣布成立21C创新实验室，中短期主要方向为锂金属电池、固态锂电池和钠离子电池；
2021年7月，公司推出第一代钠离子电池，采用普鲁士白/硬碳体系，单体能量密度高达 160Wh/kg；常温下充电15分钟，电量可达80%以上；
在-20 C低温环境中，也拥有90%以上的放电保持率；系统集成效率可达80%以上，热稳定性远超国家强标的安全要求；
公司表示下一代钠离子电池能量密度研发目标是200Wh/kg以上。
在系统创新方面，公司开发了 AB 电池系统解决方案，即钠离子电池与锂离子电池两种电池按一定比例进行混搭，集成到同一个电池系统里，通过BMS精准算法进行不同电池体系的均衡控制。
AB电池系统解决方案既弥补了钠离子电池在现阶段的能量密度短板，也发挥出了它高功率、低温性能好的优势；以此系统结构创新为基础，可为锂钠电池系统拓展更多应用场景。公司已启动相应的产业化布局，计划2023年形成基本产业链。
3.2 剑指储能和低速车市场，潜在市场空间大
预计2025年钠离子电池潜在市场空间超200GWh。
根据上文分析，钠离子电池有望率先在对能量密度要求不高、成本敏感性较强的储能、低速交通工具以及部分低续航乘用车领域实现替代和应用。
暂不考虑电池系统层面的改进（如锂钠混搭）对应用场景的拓展，2020年全球储能、两轮车和A00车型装机量分别为14/28/4.6GWh，预计到2025年三种场景下的电池装机量分别为180/39/31GWh，对应2025年钠离子电池潜在市场空间为250GWh。
钠离子电池作为二次电池重要的技术路线之一，在当前对上游资源紧缺度和制造成本的关注度逐步升温的情况下，凭借资源端和成本端的优势重新得到市场的广泛关注。
但由于钠离子电池本身能量密度较低且提升空间有限，因此在行业内更多地扮演新能源细分领域替代者的角色，有望率先在对能量密度要求不高、成本敏感性较强的储能、低速交通工具以及部分低续航乘用车领域实现替代和应用，对中高端乘用车市场影响十分有限。
在龙头企业的推动下，钠离子电池的产业化进程有望加速。
行业公司：
1）布局钠离子电池相关技术的传统电池和电池材料企业。
尽管技术路线有差异，但传统的锂电龙头企业在资金和研发方面优势明显，对各种技术路线具有较高的敏感性，对钠离子电池相关技术也多有布局。
宁德时代、鹏辉能源，公司在钠电领域皆保持长期的研发投入，后者预计21年年底电池量产；杉杉股份、璞泰来、新宙邦，关注欣旺达、容百 科技 、翔丰华，上述公司在钠电池或材料领域皆有专利或研发布局。
2）投资钠离子电池企业的公司。
华阳股份，公司间接持有中科海钠1.66%的股权；浙江医药，公司持有钠创新能源40%的股权。
3）产业链重塑带来的机会。
钠离子电池的起量将带动正负极、电解液锂盐技术路线的变更，新的优秀供应商将脱颖而出。
华阳股份，公司与中科海钠既有股权关系，又有业务合作，生产的无烟煤是海钠煤基负极的重要原料之一，并且与后者合资建设正负极材料项目；中盐化工、南风化工，公司具备上游钠盐储备。
1）钠离子电池技术进步或成本下降不及预期的风险：
钠离子电池的产业化还处于初期阶段，若技术进步或者成本改善的节奏慢于预期，将影响产业化进程，导致其失去竞争优势。
2）企业推广力度不及预期的风险：
当前由于规模较小、产业链缺乏配套，钠电池生产成本较高，其规模化生产离不开龙头企业的大力推广；若未来企业的态度软化，将影响钠电池产业化进程。
3）储能、低速车市场发展不及预期的风险：
钠离子电池主要应用于储能和低速车等领域，若下游市场发展速度低于预期，将影响钠电池的潜在市场空间。
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报告属于原作者，我们不做任何投资建议！
作者：平安证券 朱栋 皮秀 陈建文 王霖 王子越
报告原名：《电力设备行业深度报告：巨头入场摇旗“钠”喊，技术路线面临分化 》
7月底，巨头电池制造企业宁德时代宣布将推出第一代钠离子电池，声称：" 15分钟充电80%，零下20度电池不衰减 "，要知道主流的动力电池多是锂离子电池，而宁德时代已经连续四年稳坐全球锂电池销售份额第一的宝座，突然剑锋一转，要去发展钠离子电池，难道钠离子电池真有这么神奇？
钠离子电池，顾名思义，就是靠钠离子在电池正极和负极之间来回移动工作的电池。在元素周期表上可以看到，钠与锂是同族，化学性质相似。
因此，钠离子电池的工作原理和锂电池非常相似，只是在正负极材料、电解液和负极集流体上有所不同。
资源丰富： 地球上七成的锂资源分布在南美洲，我国生产所需的八成锂资源都需要依赖进口，锂资源不仅分布不均，还是稀有金属，在 地壳中仅有0.0065%，而 地球的钠资源非常丰富，在地壳中的含量排行为2.8％，海水中的钠资源也非常丰富，分布很均匀。这就意味着我们国家要生产钠离子电池，不用依赖进口。
降低成本： 钠离子资源丰富，钠化合物的获取成本低廉。而且钠离子电池所用的正负极集流体材料是铝箔，铝是世界上最多的金属，相比于锂电池使用的铜箔，成本进一步降低。不过宁德时代董事长曾毓群也提到，初期因为供应链规模的问题，现在钠离子电池的成本比锂电池稍高。
安全稳定： 钠离子电池在高温和低温测试下，工作得很稳定，电池的容量没有发生什么变化。钠离子电池也不会短路爆炸。
然而，钠离子电池也不是十全十美的。钠离子比锂离子安全稳定，也就意味着钠离子的能量密度小于锂离子，这是最“瘸腿”的地方，意味着失去了与三元锂在中高端电动车市场竞争的资格，不过在对电池密度要求一般的低端电动车和两轮车市场，钠离子电池有很好的发展前景。同时，钠元素的安全稳定性也可以用于大规模储能。
我看法： 其实，钠离子电池这个概念并不新鲜，早在上世纪八十年代就出现了，而且几乎是与锂电池同期出现的，随着近年来，钠离子的发展难题接连被攻克，相关研究取得重大进展，钠离子电池才千呼万唤始出来。有些人对钠离子电池寄予厚望，认为其能够全面取代锂电池，但我认为，钠离子电池和锂电池在性能上确实各有差异，谁都不是压倒性的最优解。新能源 汽车 等对电池的能量密度要求比较高，所以锂电池仍然会是发展的主流，而两轮电动车对能量密度要求不高，钠离子电池又比锂电池安全，性能还比铅酸电池好，看好钠离子电池在两轮电动车领域大放异彩。 你怎么看呢？
7月18日开始，河南郑州遭遇极端强降雨天气，这期间一则新闻引起了不少人的注意：那是一辆被水淹没了半个车身的新能源车，在水中犹如潜水艇一般前进。最终，车辆成功开出淹水区。
元素特性造就锂的火热
新能源车能够在深水区通行的原因，其实很好解释：因为其不需要像燃油车一样，从外界的空气中获取氧气，来作为释能反应所需的氧化剂。在新能源车电池包内部，离子在阴极和阳极之间穿梭，产生电流释放能量。因此，新能源车的“高压系统”可以做到和外界环境完全隔绝，普遍达到IP67的防水标准，即能够保证在1米的水深下30分钟不漏水。
但新能源车的“低压系统”往往不具备如此优秀的防水性能，在水中容易出现短路等问题，所以仍然不宜在没过轮胎的深水区域行驶。
新能源车以其相对于燃油车更优秀的涉水性能，在公众面前狠狠“秀”了一把。而正如行业中流传的一句名言“得电池者得天下”一样，动力电池这一占据了新能源车四成左右制造成本的核心部件，也正处在发生巨大变革的风口上。
这让连续4年拿到动力电池市占率全球冠军的宁德时代仍不敢有一丝松懈，其近期发布了最新研发的钠离子电池。那么，为何作为锂离子电池巨头的宁德时代，要在此时发布钠离子电池？它和传统的锂离子电池相比又具有哪些优势？动力电池的未来究竟在何方？
其实，科学界对于钠电池的研究，几乎是和锂电池同时起步的。两者都始于上世纪60年代末冷战与石油危机背景下，人们对于新型储能材料的迫切需要。
初代的锂电池属于锂金属电池，与现在的锂离子电池不同。其在充电过程中析晶效应极其严重，很容易造成内部短路，所以基本上都是不可充电的电池。
而离子电池的本质，是金属元素以离子态在正极与负极之间来回穿梭，在这个过程中得到和释放电子，从而形成电流。金属离子只是电子的“搬运工”，这就让正负极材料几乎没有损耗，实现非常高的循环寿命。这是现在充电电池的主要思路。
而一个理想的充电电池，需要达到尽可能小的体积和重量，并存储和搬运更多的能量。所以从元素周期表中来看，要想成为好的能量载体，原子的相对质量要小，得失电子能力要强，电子转移比例要高。地球上最轻的金属—锂就成为了制造电池最为理想的材料。
与此同时，锂的同族元素钠和钾也成为了研究的对象。但因为钠原子比锂原子多了8个电子，钠的原子半径比锂要大得多。这就使得它在正负极材料之间嵌入和脱出时，要占用更大的空间，需要用到比锂离子电池正负极嵌入孔位更大、且更为坚固的材料。
而且它比锂要重得多，这使得钠电池的储能密度比锂电池低。这一系列的问题，让钠离子电池在电池研究的浪潮中一度被人们遗忘。而锂电池则在1980年代末迎来了技术突破，以锂离子为基础的“摇椅电池”替代了此前的锂金属电池体系，在短短的几十年内彻底占领了消费电子市场，并成为了如今新能源车动力电池的主流解决方案。
“储能耗尽”担忧
但50年前第一批研究锂电池的科学家们大概不会想到，地球并不是一个锂资源丰富的行星。地壳中锂的含量仅占0.0065%，而且70%都在南美洲，存在分布不均的问题。
类似的问题是，锂离子电池阴极的另一种不可或缺的元素—钴的情况也不容乐观。其主要分布于刚果（金）（52%）和澳大利亚（17%），占地壳质量为0.001%。在全球范围内，锂电池的产量不断冲向新高、锂电池整体价格大幅下降的背景下，用于生产锂电池电极的原材料价格却反而快速飙升；“储量耗尽”正在成为很多业内人士真真切切的担忧。
锂离子电池面临着一个绝大多数的商品永远不会遇到的挑战：随着产量的提升，价格不仅无法持续下降，反而可能急剧升高。这样的局面，让造一台车就要用掉相当于数百个手机电池原料的新能源车企如坐针毡。
所以近年来，各大新能源车企在造车之外，干得最多的事大概就是降低电池包中锂和钴的含量，收购上游矿产开采企业的股份，并大力研发“锂”之外的下一代储能体系。
在这样的背景下，早年饱受冷落的钠离子电池，在2010年后一跃成为了研究热点。和储量稀少的锂不同，钠在地壳中的质量占比为2.75%，是锂的400倍。作为我们日常餐桌上食盐的主要成分，氯化钠的价格更是只有碳酸锂的1/10不到。
“钠锂混搭”
中国作为世界最大的新能源车市场，钠离子电池研究也处于世界领先地位。在宁德时代之前，中科院物理所旗下的中科海钠研究的钠离子电池在去年就已投入量产，只不过能量密度仍然较低，在145Wh/kg左右。
而宁德时代第一代钠离子电池的电芯单体能量密度达到了160Wh/kg。虽然160Wh/kg的能量密度在动辄300Wh/kg的三元锂电池面前实在算不上高，甚至比磷酸铁锂电池还要低一些，但这已经是全球范围内钠离子电池储能密度的最高水准。
另外，宁德时代的钠离子电池在常温下充电15分钟，电量可达80%以上；而且在-20摄氏度低温环境中，也拥有90%以上的放电保持率，远好于三元锂电池在这一条件下70%不到的水平。
钠离子电池同样能通过业界最为严苛的针刺测试，基本上可以看作是磷酸铁锂电池的“快充”和“低温性能增强”版本。辅以极高的安全性和成本优势，钠离子电池可以作为磷酸铁锂电池的替代品，广泛应用于低端电动车、商用电动公共 汽车 甚至两轮电瓶车等诸多领域。
而宁德时代在发布会上，也提出了钠离子电池与三元锂电以2 1比例混搭的技术方案，通过优秀的BMS（电池管理系统）逻辑，精准控制两种电池的放电水平曲线，使钠离子电池搭载在对续航要求更为严苛的高端电动车型上也成为可能。
多元技术方案浮现
根据国家提出的2030年碳排放达到峰值、2060年实现碳中和的构想，对西部太阳能、风能等清洁能源的需求也在进一步扩大。但清洁能源不像火电可以根据负载动态调节发电量，如果发出来的电没有及时用掉，就只能当作“弃电”处理。
据了解，2018年，我国弃光、弃风、弃水电量共计1022亿度，这实在是巨大的浪费。为了能将清洁能源发出来的电稳定接入电网，就必须建立大型的“储能电站”。
以前段时间在广东阳江建成的全国最大的抽水蓄能电站为例，其基本原理就是将城市用电波谷时段多余的电量用于抽水，将水抽到高处后，再在用电波峰时段将水放出发电。这可以看作是一个巨型的充电电池，在电网中承担调峰、填谷、紧急事故备用等任务。
而这样的任务交给成本低廉、能量密度相对较高且对环境温度不敏感的钠离子电池，同样可以完成。
那么，钠离子电池就是新能源车的未来了吗？其实，包括三元锂电池、磷酸铁锂电池在内，现在新能源车主流的动力电池方案都属于“液态电池”范畴，即需要液态的“电解液”作为离子在其中畅行无阻的介质。
而其实，动力电池还有另一种即将投入市场的“固态电池”方案，顾名思义，就是采用常温下处于固态的电解质作为介质传递离子。一般认为，液态电池的储能密度上限在350Wh/kg，而固态电池的能量密度有望达到1000Wh/kg。
固态电解质十分稳定，基本根除了热失控爆炸的风险，被业界认为是未来动力电池的发展方向。国内多家电池厂商也已经在此赛道布局多年。目前关于固态电池新型材料的理论研究论文，也是遍地开花的状态。相信固态电池的时代离我们已经不远了。
先前，新能源车业界曾有过一个大胆预测，即新能源车全面取代燃油车的拐点，将在动力电池能量密度达到400Wh/kg后到来。目前世界上许多国家也都宣布，以2030年作为燃油车全面禁售停产的时间节点。
我想用宁德时代创始人兼董事长曾毓群在钠离子电池发布会上的一句话作为文章的结尾：“我们认为，电化学的世界就像能量魔方，未知远远大于已知。”相信人类终将攻克动力电池研发路上的种种难关，让世界全面进入清洁能源的时代。
作者 | 马点秋
看世界杂志新媒体出品
当升科技在北京发布了新材料新品发布会，在发布会上，推出了六款新型的先进电池产品，分别是三款新郑籍的材料以及双复合固态锂电正极，说明未来新型电池正极材料成为了发展新趋势。
当升科技发布新电池发布会，六款新产品亮相当升科技提出了新材料，新体系和新路线的战略，并且在北京举办了全球电池发布会。在发布会上，当升科技推出了六款新型正极材料的电池。其中，钠电正极这一新型电池材料也是首次被推到公众面前，当升科技总经理，在发布会上，对外介绍表明，这六款新产品军事当升科技自主研发的目的是为了促进新能源的技术进步。
新电池为解决新能源问题，提出方案当升科技之所以会研发这六款电池，目的是为了促进当下新能源技术的进步，尤其是针对电池材料方面的重大技术难题，给出了自己的方案。当升科技通过超高镍无辜材料，配合多种元素来协同掺杂，解决了多个问题，使得技术性能大规模的提升，深受国内外用户的肯定。
未来新型电池将引领发展新趋势当升科技自主研发的六款战略新品，尤其是推出的三款新型正极材料的电池，在一定程度上解决了原先超高镍正极电池未突破的难题，通过技术和工艺提升电池的稳定性和循环性能，该公司已经与欧美锂电池商达成合作，将当升科技的高端电池推广出去，赢得更大的市场。
总的来说，针对新型富锰正极电池的技术提升，当升科技推出了高性能的傅锰正极材料，大大提升了材料的综合性能。尤其是钠电池正极材料首次亮相，为未来的能源汽车发展带来更多的可能性。
现在很多地方都已经在全力的开发钠电池，难道说纳才是未来，那么锂电池到底是否已经过时了呢？
这些年来，锂的价格确实是一直都在上涨当中，也正是因为这个成本在上涨，所以钠离子电池也慢慢地后来居上，其实从技术方面来看，钠离子电池的话，在这个密度，功率这些指标上，都要稍微比锂离子要差一些，相对比较锂离子电池就像是马一样，有耐力，有爆发力，钠电池的话就挺像是一头驴的。
现在其实全世界锂的存量都是越来越少了，反而是钠分布要多很多，现在也因为各个地方的局势越来越复杂，所以导致能源出现了很大的危机，锂的需求越来越高，价格也一直都在上涨，所以从各方面来看，钠电池前景还是挺可观的，而且对于充电这个问题，研究员们其实也有了挺大的突破。
这两款电池其实原理和生产工艺方面还是有很多相似的地方，只不过在这个用料上有一定的区别，相对来说成本方面肯定是那电池要低上许多，工艺方面也要充沛很多，如果是真的能够用钠离子去替代这些东西的话，那对于原材料这件事情就基本不用太担心了。
但钠电池其实不能商业化，其实也有很多重要原因，比如说钠电池的密度低，这就说明一款电车的里程会更低，可是现在汽车的竞争关键因素，其实也就是这个里程的问题，其实这两款电池都是有其的低端，优势和劣势都有，想要同时得到提升，这也不太可能，毕竟就目前来看锂电池已经算是比较优解了。
但现在未来的技术一直都在发展当中，以后这些短板说不定真的能够得以解决，那么钠电池就能够尽快的商业化，未来的主场到底是锂电池还是钠电池，这还真的是说不准。
现在市面上的新能源车电池主要是锂电池。从外形上分为刀片电池和弹夹电池，从类型上分为磷酸铁锂和三元锂电池。这两种电池有不同的特点。三元锂电池容量，高能量密度高充放电速率，耐穿刺和冲击性能较差，安全性有待提高。磷酸铁锂电池安全性好，能量密度稍低，两者各有优缺点。但二者都离不开锂作为电池原材料。
锂在矿产储量中，虽然不算是稀有的元素，但仍然储量是有限。去年下半年开始，锂电池价格因为原材料的涨价不断走高，而电动 汽车 有40%的成本都用在储能电池上。这样就造成电动 汽车 的成本大幅度增高。而且预期因为原材料的涨价，锂材料价格会不断上扬。
那么什么是钠离子电池呢？元素元素周期周期表上，钠和锂都碱金属元素。原理上，钠和锂都可以作为离子电池的能量存储材料。
锂在地壳中的含量仅为0.0065%，而钠在地壳中的含量高达2.64%，和锂相比，钠元素在地球中的储量更丰富，我们平时吃的食盐就是氯化钠。因此，钠离子电池在成本上远远低于锂离子电池，价格更低廉。
随着科技的不断更新发展，我们身边的物品也在随着变化，手机、电脑、电视、汽车等等，都在变得越来越好。随着新能源电车的上市，电池作为其能源提供物，也将迎来一次大改造。新型电池的上市，又是否会带来一个新的时代？
锂电池是现在市面上新能源汽车最常用的电池，其中还存在许多困扰电动汽车发展的难题。宁德时代新型钠电池的发布，宣称将会解决电动汽车电池的困局。但是什么是钠电池？电池行业的发展会迎来下一个时代吗？
现在非常普遍的锂电池，其实发源于上个世纪。在经过了长达一个世纪的时间里，这款轻薄小巧的电池已经和我们的生活息息相关，日常生活中的许多地方都能见到它的身影，而在这一片繁荣的景象之下依然隐藏着危机。
中国是锂电池的制造和消费大国，但是中国的锂资源十分匮乏，大部分只能依靠进口，地球上的锂资源韩浪也十分有限。在经过长时间的消耗后，锂资源的数量更是大大减少。这就导致近年来用于提取锂的原料碳酸锂价格上涨。在不久的将来，可能就会面临着资源不足无法生产的困难局面。
而且锂的提纯也十分困难，因为锂本身的化学性质非常活泼，想要提纯不仅需要复杂的提取工艺，还需要运用昂贵的专业设备。然而，从1997年开始，锂电池的技术停滞了几十年，想要提升十分不易。面对如此困境，科学家只能寻找更好的替代方案，这时，钠电池产生了。
钠电池出现以后，不可避免的就要与原来的“前辈”锂电池对比一番，相比之下，二者究竟有些什么不同？为什么钠电池就能够解决电车的问题呢？
首先，钠和锂在元素周期表上的位置相近，这就意味着二者的化学性质相似，说明钠同样可以被制作成为电池。其次，也是钠最有利于锂的地方，那就是便宜并且含量丰富，例如说我们每天都在使用的食盐，其中就含有大量的钠元素。
第三，钠电池的出现能够有效改善电动汽车充电慢的情况。在电量相当的情况下，钠电池20分钟就能够充满，锂电池却需要花费一小时。而且，钠电池的电解液即使在-20℃的环境下，仍然可以供电，能够解决电车在寒冷天气的续航问题。
此外，虽然钠电池因为高密度重量大，但是技术上也更加安全。而且钠电池还有一点与其他电池不同，在耗尽电量之后，钠电池的电极材料也不会被损害，导致电池的使用寿命缩短。当然，最大的优势仍然是钠资源的获取，与锂资源的匮乏不同，海水中便可以提前无尽的钠元素。
最后，虽然目前看来钠电池的优势很明显，但是想要迅速在市场推广还不现实，钠电池的研发无疑给我们吃下了一颗定心丸，可以作为中国的后备能源使用。相信在不久的将来，随着科技的不断进步，钠电池的出现将会开启一个新时代。
【太平洋汽车网】电池的材料是导热硅胶片，这种物质是以有机硅胶为主体，通过添加一些导热材料，混合在一起，这样的材质具有很好的导热性，绝缘性，在车辆连续震动的时候，还可以起到缓冲的作用。
电池的材料是导热硅胶片，这种物质是以有机硅胶为主体，通过添加一些导热材料，混合在一起，这样的材质具有很好的导热性，绝缘性，在车辆连续震动的时候，还可以起到缓冲的作用。
新能源车型都有哪些品牌品牌包括特斯拉，比亚迪汽车，奇瑞汽车，江淮汽车，北京现代，吉利汽车，长安汽车。在现在的汽车市场当中，很多品牌都推出了新能源车型，车型主要的竞争点是车辆的续航里程，以及相关的配套设施。
新能源车型的优势
1.可以有效的减少燃油的使用，这样就会减少废气的排放，有效的保护环境。
2.噪声方面有优势，新能源车型主要靠电力驱动车辆，没有了传统燃油机的噪声。
3.对于一些需要摇号的地方，新能源车辆可以直接上牌照。
新能源汽车电池可以分为两大类，即蓄电池和燃料电池。蓄电池适用于纯新能源汽车，燃料电池专用于燃料电池新能源汽车。
蓄电池可以归类为铅酸蓄电池、镍基电池（镍一氢及镍一金属氢化物电池、镍一福及镍一锌电池）、钠_电池（钠一硫电池和钠一氯化镍电池）、二次锂电池、空气电池等类型。燃料电池可以分为碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）、直接甲醇燃料电池（DMFC）等类型。
燃料电池由阳极、阴极、电解质和隔膜构成。燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原。如果在阳极（即外电路的负极，也可称燃料极）上连续供给气态燃料（氢气），而在阴极（即外电路的正极，也可称空气极）上连续供给氧气（或空气），就可以在电极上连续发生电化学反应，并产生电流。
（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）
明年钠离子电池量产在望，将对该行业推动钠离子电池的全面商业化作出促进作用。钠离子电池是一种新型低成本高性能二次电池，具有广阔的应用前景。近几年来，受全球新能源汽车产业快速发展的推动，动力电池及上游材料产业的发展势头良好。美国、日本、韩国等国家都将动力电池列为国家重点发展战略，并对其进行了深入的研究。
国家高度重视电动汽车产业的发展，出台了多项促进新能源汽车产业发展的政策，对新能源汽车产业的发展起到了很好的推动作用。随着新能源汽车市场的迅猛发展，动力电池市场也随之爆发。其发展离不开动力电池的发展，而动力电池的发展离不开新能源汽车的发展，也离不开新能源汽车的发展方向。目前动力电池市场还处于发展阶段，动力电池技术也在不断革新，电池技术的进步是推动新能源汽车广泛应用的关键。
目前钠离子电池还没有产业化，随着成本的降低，锂电池在储能领域的性价比会比锂电池更高，而在低速电动车上，则有望取代铅酸电池。钠离子电池的出现，在很大程度上兼顾了比铅酸电池更高的能量密度和更高的安全性，这使得它有望取代铅酸电池成为两轮电动车的主要动力电池。
不过各国的钠电池生产体系还是有很大区别的，主要是水系电池和有机电池，但主流技术还没有形成，宁德时代或许有机会走在主流技术的前面。目前，市场上常用的新能源电池分别是三元锂电池和磷酸铁锂电池，在国内，这两种电池分别是宁德时代和比亚迪。宁德时代和中航锂电目前都是以动力电池为主，而动力电池则是锂电池的主要来源。
