钠电池来了！锂电池危险了？

导读：与磷酸铁锂电池相比较，除了能量密度略低以外，钠离子电池在低温性能、快充性能等方面都具有明显的优势。

7月29日，宁德时代正式发布第一代钠离子电池。

据介绍，该电芯单体能量密度达到160Wh/kg，达到全球最高水平！

同时，公司还宣布，下一代钠离子电池能量密度将突破200Wh/kg。

与磷酸铁锂电池相比较，除了能量密度略低以外，钠离子电池在低温性能、快充性能等方面都具有明显的优势。

自从1991年索尼公司推出第一代商用锂电池以来，锂电池便占据了主流地位，在新能源大时代下风生水起，持续获得各路资本关注。

A股市场上，锂电池板块节节高升，以宁德时代、赣锋锂业等为代表的锂电股频频创出历史新高。

这样火热的市场直接导致锂电池板块估值过高，我们来看看几家头部企业的市盈率（TTM），宁德时代为189.18倍，比亚迪为191.12倍，赣锋锂业为181.40倍，恩捷股份为159.41倍……

上百倍市盈率已成为锂电股的标配，毫无疑问，这样的股价早已透支多年的业绩。

如果这时候有新产品对其进行替代，这将会影响到锂电股的投资逻辑。

那么，这个威胁会是钠离子电池吗？

01、工作原理基本相同

学过化学的人应该都知道，钠元素和锂元素处于同一主族，这两者的物理化学性质非常相似。

所以，用钠来取代锂的钠离子电池存在可行性。

事实上，将钠离子作为电池正极的技术路线早在20世纪70年代就曾提出。

不过，相较锂离子，钠离子电位比较高、体积更大，这意味着钠离子电池在材料结构稳定性和动力学性能上要求更为严苛。

简单来讲，即是钠离子电池在能量密度和循环寿命上不如锂电池，这也是钠离子电池商业化进程缓慢的主要原因。

直到2010年后，钠离子电池的研究才进入高速发展期，我国锂离子电池技术已经达到国际领先水平。

而此次宁德时代将锂离子电池的能量密度达到160Wh/kg的高度，可以说是钠电池研究的一个重大突破。

目前锂离子电池能量密度大约在150-350Wh/kg，其中磷酸铁锂电池的能量密度偏低，在150-210Wh/kg区间。

也就是说，钠离子电池的能量密度已经接近磷酸铁锂电池，并且在循环寿命上与磷酸铁锂电池相当，这使钠离子电池替代锂离子电池的可行性大大提高。

从技术路线来看，钠离子电池与锂离子电池的工作原理相同，均为嵌脱式电池。

钠离子电池在充电时，Na+从正极脱嵌，进入负极；放电时，Na+从负极回到正极，外电路电子从负极进入正极，将Na+还原为Na。

02、成本优势突出

既然技术路线基本相同，且在能量密度上处于劣势，那为什么还要大张旗鼓去研究钠电池呢？

自然是因为钠电池拥有部分锂电池无法媲美的优势，其中最受人关注的就是低成本。

锂电池主要原材料成本构成中，占比最大的是正极材料，也就是锂盐。

全球锂资源比较稀缺，地壳中含量仅0.0065%，并且地理分布不均匀，主要分布在澳洲、南美地区。

我国锂资源储量仅占全球6%，开采成本高，目前电池生产用锂对外依存度非常高。

随着需求不断提升，近年来锂资源价格大幅上涨，其中电池级碳酸锂已经超过88000元/吨。

与锂资源相比，钠资源储量非常丰富，地壳丰度为2.64%，是锂资源的406倍，我们每日摄取的食盐主要成分就是氯化钠。

钠离子电池正极材料主要有钠过渡金属氧化物（如NaMnO2）、钠过渡金属磷酸盐（如Na3V2(PO4)3）、钠过渡金属硫酸盐（如Na2Fe2(SO4)3）等。

有数据显示，钠离子电池（NaCuFeMnO/软碳体系）的正极材料成本，仅为锂离子电池（磷酸铁锂/石墨体系）正极材料成本的40%左右。

除此之外，在负极材料、集流体、电解质等方面，钠离子电池也存在明显的成本优势。

比如说集流体，钠电池正极和负极的集流体都可以使用廉价的铜箔，而锂电池负极集流体为价格较高的铜箔。

据机构估算数据显示，钠离子电池的材料成本将比锂离子电池成本下降30%至40%。

03、多方面性能亮眼

除了在生产成本上占优以外，钠离子电池还拥有其他优势。

动力电池发展的三大要素分别为续航、快充以及安全，在续航上，钠离子电池能量密度已经达到160Wh/kg，已经接近磷酸铁锂电池，用在一些微型电动车上完全足够。

据悉，“国民神车”五菱宏光MINI EV，它的120km续航版车型电池能量密度是100Wh/kg，170km续航版车型能量密度则是110Wh/kg。

在快充方面，钠离子电池充电15分钟，电量就可以达到80%，与锂电池相比有过之而无不及。

在安全方面，钠离子电池的内阻比锂离子电池稍高，在短路情况下瞬间发热量少、温升较低，其热稳定性已超越国家动力电池强标的安全要求。

此外，在循环寿命上，宁德时代发布的锂离子电池已经实现与磷酸铁锂电池相当，解决了此前钠电池一大不足。

在用车环境上，锂电池低温性能表现较差，这也导致了电动汽车不受北方消费者待见，而钠离子电池可以在-20℃低温下，仍有90%以上的放电保持率。

钠离子电池在系统集成效率方面，也可以达到80%以上，更加方便进行物理结构方面的优化。

总的来看，宁德时代的第一代钠离子电池除了在能量密度方面低于目前的三元锂电池以及磷酸铁锂电池之外，它无论是在快充性能、低温性能、系统集成效率还是电池成本方面都具有明显的优势。

04、率先实现部分替代

综合钠离子电池的优缺点，钠离子电池将主要应用在对密度要求不高的场景，比如电动两轮车、低速四轮车、储能电站、家用储能产品等。

目前我国低速电动车以铅酸电池为主，锂电池为辅。随着未来产业规模化，钠电池有望取代铅酸电池成为低速电动车的主流电池。

在储能领域，储能系统是新能源结构转型中的关键一环，在电源侧弃电消纳、电网侧辅助调峰、用户侧削峰填谷和分布式发电中发挥的重要作用。（关于储能方面的研究，可以参考此前文章：这个赛道火了！满屏20cm涨停）

相较于锂电池，钠电池在材料成本方面优势明显，未来有望部分取代锂电池应用到储能增量市场。

储能的风口毋庸置疑，但目前行业的储能的手段却并不如意，安全、长寿、低价、大规模的储能技术仍然不及预期，仅仅依靠锂离子电池，无法满足快速扩张的储能市场。

国家发改委、能源局在《关于加快推动新型储能发展的指导意见》中提到：“新型储能是支撑新型电力系系统等重要技术和基础装备，在推动能源领域碳达峰碳中和过程中发挥显著作用，要加快飞轮储能、钠离子电池等技术开展规模化试验示范。”

有机构预测，到2025年，钠离子电池在A00级别汽车、两轮车、储能三大领域需求量将达到123GWh，对应市场空间为537亿元。

当然了，宁德时代看上的还不止这些，它还独创了AB电池包模式。

将钠离子电池与锂离子电池同时集成到同一个电池系统里，将两种电池按一定的比例和排列进行搭配。

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、低温性能的优势，这样的锂-钠电池系统，就能适配更多应用场景。

05、相关企业受益

如果钠离子电池真能实现广泛应用，那么其产业链上游、中游企业将会受益。

上游主要最受益的领域为碳酸钠（纯碱），碳酸钠之于钠离子电池，正如碳酸锂之于锂离子电池。

主要上市公司有远兴能源、中盐化工、南风化工等。

中游参与钠离子电池产品、材料研发和布局的企业有宁德时代、华阳股份、欣旺达等。

宁德时代（300750）：已发布钠离子电池，是全球领先的动力电池企业，2017-2020年动力电池使用量连续四年排名全球第一。

远兴能源（000683）：公司是国内最大的天然碱法制纯碱和小苏打企业，纯碱产能居于国内第四位，小苏打产能全国第一。