“雙碳”背景下，儲能行業發展前景廣闊。受此影響，鈉離子電池一直站在風口上。今年以來，具有更低成本儲能優勢、更安全性能的鈉離子電池開始受到業界青睞。

5月13日，國家能源局公布了2021年度能源領域首臺(套)重大技術裝備(項目)名單，包括75項技術裝備，其中儲能領域涉及8個技術裝備(項目)，氫能涉及4個。中科海鈉研發并于2021年6月28日投運的1MWh鈉離子儲能電池系統成功入選。

2021年6月28日，全球首套1MWh鈉離子儲能系統在山西太原正式投運。該項目是中國科學院A類戰略性先導科技專項大規模儲能關鍵技術與應用示范項目，由中科海鈉和中科院物理所聯合打造，目前運行狀況良好。

該系統以鈉離子電池為儲能主體，結合市電、光伏和充電設施形成微網系統，可根據需求與公共電網智能互動。1MWh鈉離子儲能電池系統研制成功具有重大意義，標志著我國在鈉離子電池技術及其產業化走在了世界前列，同時意味著鈉離子電池步入商業化應用新階段。

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鈉離子電池產業化邁出第一步

依托中科院物理所的中科海納成立于2017年，是國內首家專注于鈉離子電池開發與制造的企業，在關鍵材料方面已獲得國內、外專利近三十個。近年來先后推出鈉離子電池電動自行車、電動汽車和儲能電站的示范。

2018年6月，中科海鈉推出全球首輛鈉離子電池(72V·80Ah)驅動低速電動車;

2019年3月，中科海鈉發布了世界首座30 kW/100 kWh鈉離子電池儲能電站，標志我國在鈉離子電池的應用示范方面走在了世界前列;

2021年1月，中科海鈉推動鈉離子電池團體標準制定;

2021年6月，中科海鈉在太原投入運行全球首套1MWh鈉離子電池光儲充智能微網系統;

2021年12月，1MWh鈉離子儲能電池系統入選“2021年度能源領域首臺(套)重大技術裝備項目”，這是鈉離子電池相關項目首次入選首臺(套)名單并得到國家能源局官方認可;

2021年12月，中科海納與三峽集團及安徽阜陽市人民政府共同建設的全球首條鈉離子電池規模化量產線，總規劃產能為5GWh，其中一期1GWh將于2022年正式投產。未來還將推動建設不少于30 GWh的鈉離子電池產線。

此次合作標志著鈉離子電池產業化進入新階段，開啟新篇章。

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鈉離子電池VS鋰離子電池

鈉離子電池是一種二次電池(充電電池)，主要依靠鈉離子在正極和負極之間移動來工作。鈉離子電池主要包括鈉硫電池、鈉鹽電池、鈉空氣電池、有機系鈉離子電池、水系鈉離子電池。

鈉離子電池的出現是鋰離子電池技術的補充，不過鈉離子電池能量密度低，只適合用在對能量密度要求不高的領域，比如儲能。

鈉離子電池與鋰離子電池的工作原理相同、工藝類似，二者均屬于二次電池，其工作原理都是“搖椅式”。鈉離子電池與鋰離子電池的內部結構一致，鈉離子置換鋰離子。與鋰電池一樣，鈉電池主要由正極、負極、集流體、電解液和隔膜組成。

相比于鋰資源，鈉資源更加豐富，且容易獲得。鈉離子電池的原材料不會像鋰電池一樣有儲量不足的擔憂。再加上目前碳酸鋰價格穩定在高位，相較于鋰離子電池，鈉離子電池更具成本優勢。

另外，鈉離子電池倍率性能更好、電池壽命更長、安全性能更高，未來發展前景廣闊。

·更低成本優勢：

與鋰相比，我國鈉資源儲量豐富、分布廣泛。相關數據顯示，鈉資源的地殼豐度為2.75%，是鋰資源的423倍，并且遍布全球，提煉技術簡單。

鈉離子電池使用的電極材料主要是鈉鹽，具有較大成本優勢。這是因為鈉鹽原材料儲量豐富，價格低廉，采用鐵錳鎳基正極材料。相較于鋰離子電池采用的三元正極材料，原料成本降低一半。

鋰是一種不可再生的戰略資源，而我國作為鋰資源消費大國，絕大多數鋰資源供給都依賴進口。鋰礦供給不足與需求過快增長的矛盾日益突出。因此，鈉離子電池若能實現大規模商業化應用，將減少我國對于鋰資源的依賴，從而保障能源安全。

·安全性較高：鈉離子電池電化學性能相對穩定，具有相對較低的能量密度和放熱焓值，安全性較高。因此，鈉離子電池不會過充、過放、短路，針刺不起火，擠壓均無起火和爆炸現象。

·低溫性能優異：在-20℃低溫環境中，鈉離子電池也擁有90%以上的放電保持率，-40℃約80%放電保持率。

·快充性能優：鈉離子電池相同濃度的鈉鹽電解液比鋰鹽電解液離子電導率更高，第一電離能更小，常溫下充電15分鐘電量可達80%以上。

另外，鈉離子的密度、安全性、充電速度都完勝鉛酸電池。目前鉛酸電池僅在成本上具有優勢，未來鈉離子電池規模化后成本可接近鉛酸電池。

鈉離子電池優勢 來源: 錦緞研究院

鈉離子電池的待解問題：

鈉離子電池雖然具有多種優勢，其劣勢仍然是影響其大規模投產的重要因素。

·能量密度：在儲能電池中，鈉離子電池的能量密度并不高。相較于鋰離子電池存在能量密度劣勢，鈉離子電池的能量密度比鋰離子電池低20%，在新能源汽車動力電池和手機等電子產品電池方面很難取代鋰離子電池。但是鈉離子電池有望逐步取代鉛酸電池(鈉離子電池能量密度是鉛酸電池的4倍左右)。

·產業鏈發展：目前鈉離子電池產業鏈不夠成熟，尚未實現大規模投產。鈉離子電池的潛在性能缺陷還比較多。以目前的研發進展來看，鈉離子電池應更多聚焦于技術研發攻堅。

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寧德時代布局鈉離子電池進程

2022年3月30日，寧德時代入選美國《時代》周刊(TIME)“最有影響力的100家企業”榜單。上榜理由是，寧德時代革命性地推出了鈉離子電池，并表示將于2023年形成基本的鈉離子電池產業鏈。

早在2020年6月寧德時代成立21C實驗室時，就把鈉離子電池作為中短期的三個主要研究方向之一。

2021年7月29日，寧德時代發布了第一代鈉離子電池，能量密度160Wh/kg，略低于磷酸鐵鋰電池，但低溫性能和快充具有明顯優勢，常溫下15分鐘可充滿80%的電量，在-20℃的低溫環境，可實現90%以上的放電保持率，系統集成效率可達80%以上。

2022年寧德時代已布局無負極金屬電池技術，并申請專利，據悉或將應用于下一代鈉離子電池。這意味著將實現此前寧德時代在鈉離子電池發布會上公布的下一代鈉離子電池能量密度超過200Wh/kg的目標。

2022年5月5日，寧德時代在2021年度業績網上說明會上表示，公司正致力于推進鈉離子電池在2023年實現產業化。

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眾企業積極布局鈉離子電池

隨著儲能市場需求不斷擴張，儲能技術發展迎來難得機遇。鈉離子電池技術在中國的商業化進程勢不可擋，除了處于行業領先地位的中科海鈉、寧德時代，國內已有多家企業正積極進行鈉離子電池產業化的相關布局，并取得重要進展。

欣旺達

截至2021年年末，欣旺達的鈉離子電池技術還在開發中。欣旺達公開表示，公司擁有鈉離子電池補鈉方法、鈉離子電池及其制備方法等多項專利。

2021年度，欣旺達營收373.59億。但是欣旺達生產的產品，主要是消費型鋰離子電池，下游主要應用于手機數碼、筆記本電腦，以及一些智能硬件設備上。這三類營收占比高達80%以上。

鵬輝能源

截至2021年年末，鵬輝能源實現了小批量生產，向實際應用邁近了一步。根據鵬輝能源董秘介紹，目前公司還無法量產。因為現在生產出來的鈉離子電池，根本不具備成本優勢。

2021年度，鵬輝能源營收只有56.93億。別看鵬輝能源業務總規模不大，但其儲能電池營收占比高達31%(2021年度數據)。2021年度，鵬輝能源儲能電池出貨量，在TOP10中國企業中已排名第二。

中國石油

2022年4月1日，中國石油連發三項儲能招標，分別為：《高功率電化學儲能電池管理系統與能量管理系統開發》、《鈉離子電池及儲能裝置開發與應用》。在儲能電池技術路線選擇上，中國石油明顯青睞鈉離子電池和鈦酸鋰電池。

中石油對鈉離子電池的布局重點，一是在滿足循環5000次以上、-20℃~60℃耐溫寬的正負極電極材料研發，二是在電芯產品研發、實現鈉電電芯批量制備，第三要開發電池管理系統與能量管理系統、電池模組集成技術等，最終要開發出安全穩定運行的低成本百千瓦級鈉電儲能裝備，實現50kW/100kWh的鈉離子集裝箱式儲能裝備在油田場景下的應用示范。

山西新陽清潔能源

2022年3月，山西新陽清潔能源全國最大鈉離子電池規劃項目成功送電，該項目第一條鈉離子電池生產線進入設備調試最后階段，于3月底試生產。

山西新陽清潔能源是華陽集團旗下子公司，項目由華陽集團與中科海鈉、開源資產合作建設，擬投資2.8億元，建設年產圓柱鋼殼鈉離子電芯4000萬只、方形鋁殼鈉離子電芯400萬只的兩條生產線。這也是華陽集團繼與中科海鈉合作打造全球首套1GW鈉離子電池儲能系統后，再次涉足鈉離子電池。

江蘇眾鈉能源科技有限公司

江蘇眾鈉能源成立于2021年1月，是國內最早推進鈉離子電池產業化的硬科技企業之一，也是全球第一款硫酸鐵鈉電池的生產者。

公司依托來自蘇州大學、南京大學、廈門大學、福州大學、浙江大學及中科院納米所等國內6所雙一流高校的聯席科學家團隊，圍繞聚陰離子技術路線進行電化學材料體系及工藝路線深度攻關，并已成功制備出具有明顯價格和性能優勢的單體鈉離子電芯。

中國長城

中國長城科技集團股份有限公司從事的主要業務包括：高新電子、網絡安全與信息化、電源、園區與物業服務及其他業務。

旗下公司于2016 年開始進行鈉離子電池產業布局，目前已經突破了鈉離子電池正極材料合成與處理技術、鈉離子電池制造工藝技術等關鍵技術，取得發明專利授權4項。

上海奧威科技開發有限公司

上海奧威科技開發有限公司成立于1998年，專業從事雙電層電容器及超級電容器的開發、生產和銷售，上海奧威科技開發有限公司一直在做鈉離子電容器的研發工作，該項工作也是奧威科技2021年計劃的前瞻研發的重要內容。

四川長虹新能源科技股份有限公司

四川長虹新能源科技股份有限公司是四川長虹控股集團旗下子公司，是集一次堿錳電池、二次鋰離子電池等產品研發、制造、銷售為一體的國家級高新技術企業。

2021年底，長虹新能源材料實驗室發布消息指出，實驗室與電子科技大學聯合研發，在鈉離子電池領域取得重大技術突破，該新型技術可使鈉離子電池實現超級穩定、超長壽命、超高倍率。

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鈉離子電池潛力巨大

在“雙碳”背景加持下，大規模發展儲能已成定局，國家層面已經出臺了多個支持鈉離子電池發展的相關政策：

2021年7月15日，國家能源局官網發布的《國家發展改革委 國家能源局關于加快推動新型儲能發展的指導意見》中明確提到加快鈉離子電池等技術開展規模化試驗示范。

2021年8月25日，工信部在回復全國政協委員《關于在我國大力發展鈉離子電池的提案》時表示，高性價比的鈉離子電池有望成為鋰離子電池的重要補充，尤其是在固定式儲能領域將具有良好發展前景。

《“十四五”能源領域科技創新規劃》和《“十四五”新型儲能發展實施方案》均提出要研發及優化鈉離子電池的儲能技術。

科技部也將在“十四五”期間實施“儲能與智能電網技術”重點專項，并將鈉離子電池技術列為子任務，以進一步推動鈉離子電池的規模化、低成本化，提升綜合性能。

目前，鈉離子電池尚處于產業化初期，但在技術路線和功能場景等方面已經具備了巨大的發展潛力。鈉離子電池并不是鋰離子電池的競爭者，而是互補、合作關系，二者可以完美地適用于儲能和新能源汽車(消費電池)領域，是我國未來新型電力系統發展的重要組成部分。

我國在鈉離子電池產品研發制造、標準制定以及市場推廣應用等方面的工作正在全面展開，寧德時代、中科海鈉等相關企業的相繼入局，正在為鈉離子電池在中國的商業化打下堅實的基礎。

來源：中國能源網

文：李穎