钠离子电池主要应用于两轮车、A00级电动车、储能和电动工具等领域，预计首先在两轮车领域进行应用。根据下游应用市场的需求及钠离子电池的渗透率预测，赛瑞研究预计2025年钠离子电池市场规模将突破100亿元，2027年将突破500亿元。
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钠离子电池主要应用于两轮车、A00级电动车、储能和电动工具等领域，预计首先在两轮车领域进行应用。根据下游应用市场的需求及钠离子电池的渗透率预测，赛瑞研究预计2025年钠离子电池市场规模将突破100亿元，2027年将突破500亿元。
什么是钠离子电池 钠离子电池是一种类似锂离子电池的摇椅式二次电池，主要包括正极、负极、电解液、隔膜、集流体五个部分，主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作。 充电时，Na*从正极脱出，经电解液穿过隔膜嵌入负极，使正极处于高电势的贫钠态，负极处于低电势的富钠态。放电过程与之相反。保持电荷的平衡，充放电过程中有相同数量的电子经外电路传递，与Na*一起在正负极间迁移，使正负极分别发生氧化和还原反应。是2022年度化学领域十大新兴技术之一
钠离子电池应用场景 由于能量密度限制，钠离子目前的应用场景更多是在储能、低速车等领域。钠离子电池与NCM呈互补关系，与LFP存在一定的替5换关系。宁德时代宣布的AB钠锂电池方案，可能会拓宽在乘用车领域的应用场景。 钠离子电池在部分细分领域存在替代空间目前钠离子电池行业主要竞争产品为锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、铅酸电池等。通过计算钠离子正负极能量密度差异，可以得出在相同技术条件下，钠离子的能量密度约为锰酸锂电池和磷酸铁锂电池能量密度的0.7-0.8倍。基于钠离子电池在安全性、成本等方面具有独特优势，使其有望在锂离子电池之外，成为另一种实现大规模商业化应用的二次电池技术。然而，预计钠离子电池规模化量产与大规模商业化应用尚需时日，与锂离子电池的应用竞争格局短期内不会有明显变化。未来，随着技术攻关与产业链布局完善，钠离子电池在低速电动汽车、两轮电动车、家庭/工业储能、5G通信基站、电动船舶等细分领域，对目前大量应用的铅酸电池与锂离子电池存在一定的替代空间，发展前景广阔。 钠离子电池性能优异，能量密度高于铅酸电池，与锂电池有重叠 钠离子电池安全性能更为优异。钠离子电池的内阻相比锂电池稍高，致使在短路等安全性试验中瞬间发热量少、温升较低。在过充、过放、短路、针刺、挤压等所有安全项目测试中，钠离子电池均未发现起火、爆炸现象。 钠离子电池高低温性能更佳。高温放电(55℃和 80℃)容量超过额定容量 100%，低温-40℃放电容量超过 70%额定容量,且可实现在低温-20℃下0.1C充放电，其充放电效率接近100%，具有比锂电池更好的低温充电性能。 钠离子电池倍率性能更为优异。钠离子斯托克斯直径比锂离子的小，相同浓度的电解液具有比锂盐电解液更高的离子电导率。 钠离子的溶剂化能比锂离子更低，从而在电解液中具有更快的动力学和界面扩散性能。 技术路线：钠离子电池技术发展路径与支撑体系在钠离子电池的关键材料中，正极材料是决定电池性能和成本的主要因素之一，且在原材料成本中占比最大，超过三成。从技术路线发展来看，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、普鲁士蓝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。从技术支撑体系来看，中国钠离子电池创新单元主要包括新型储能与能量转换纳米材料研究中心、电网安全与节能国家重点实验室等国家重点实验室;北京国能新能源产业投资基金、长沙先进储能产业投资基金合伙企业等产业投资基金;《钠离子电池术语和词汇》、《钠离子电池符号和命名》等相关技术标准正在起草中。
行业发展历程 钠离子电池产业发展大体经历了三个阶段：2011-2015年主要是材料开发的基础研究阶段，2016-2020年是示范验证阶段，2021-2022年是产业化准备阶段，2023-2025年是产业化实施阶段，2026-2030年，钠离子电池产业将进入成熟阶段。 主要企业 锂电池以优异的性能一直占据主导地位，但由于碳酸锂价格暴涨，锂电池成本大幅上涨，给产业链带来了压力，企业纷纷寻求新材料体系的突破，钠电池凭借较高的能量密度、良好的安全性能，以及丰富的原料储备，2010年以来，钠离子电池受到国内外学术界和产业界的广泛关注。目前，钠离子电池已逐步开始了从实验室走向实用化应用的阶段，国内外已有超过二十家企业正在进行钠离子电池产业化的相关布局，并取得了重要进展，主要包括英国FARADION公司、法国NAIADES计划团体、美国NatronEnergy公司、日本岸田化学、丰田、松下、三菱化学，以及我国的北京中科海钠科技有限公司、浙江钠创新能源有限公司、辽宁星空钠电电池有限公司等。
行业发展趋势 中国高度重视钠离子电池的研发应用，2022年，中国将钠离子电池列入《“十四五”能源领域科技创新规划》，支持钠离子电池前沿技术和核心技术装备攻关。2023年1月，工信部等六部门联合发布《关于推动能源电子产业发展的指导意见》，明确加强新型储能电池产业化技术攻关，研究突破超长寿命高安全性电池体系、大规模大容量高效储能等关键技术，加快研发钠离子电池等新型电池。 中关村新型电池技术创新联盟秘书长于清教说，2023年被业内称为钠电池“量产化元年”，中国钠电池市场蓬勃发展。未来，在两三轮电动车、家庭储能、工商业储能、新能源汽车等多个细分领域，钠电池将成为锂电池技术路线的有力补充。 今年1月，中国新能源汽车品牌江淮钇为交付全球首款钠电池车。2023年，宁德时代第一代钠离子电池电芯首发落地。该电芯常温下充电15分钟，电量可达80%以上，不仅成本更低，产业链也将实现自主可控。 去年年底，国家能源局公示新型储能试点示范项目。入围的56个项目中，有两个钠离子电池项目。在中国电池产业研究院院长吴辉看来，钠离子电池产业化进程发展较快。据测算，到2030年，全球储能的需求量将达到1.5太瓦时（Twh）左右，钠离子电池有望获得较大的市场空间。“从电网级的储能到工商业的储能，再到家庭储能和便携式储能，整个储能产品未来会大量应用钠电。”吴辉说
应用路且长 当前，钠离子电池受到各国关注。《日本经济新闻》曾报道称，截至2022年12月，中国在钠离子电池领域取得的专利数量占全球有效专利总数的50%以上，日本、美国、韩国和法国则分列第二至第五位。孙金华说，除了中国明确加快钠离子电池技术突破和规模化应用之外，不少欧美和亚洲国家也将钠离子电池纳入储能电池发展体系。 浙江湖州国晟新能源科技有限公司副总经理狄侃生表示，钠离子电池可以借鉴锂电池的发展历程，从产品化向产业化发展，降低成本、提升性能，在各行各业推进应用场景。同时，应当把安全性放在首位，发挥钠离子电池的性能特点。 尽管前景看好，但专家表示，钠离子电池距离真正规模化应用还有较长一段路要走。 于清教说，当前钠电池产业化发展面临着能量密度较低、技术有待成熟、供应链急需完善、理论低成本水平尚未达到等挑战，整个行业需要围绕难点协同创新，推动钠电池产业向生态化和更高水平发展。（记者 刘峣） 《 人民日报海外版 》（ 2024年02月29日 第09 版）
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