我國鋰資源受海外牽制較大。全球鋰礦高度集中于智利、澳大利亞和阿根廷， 2021 年上述國家鋰資源儲量占全球 72%。我國鋰資源儲量占全球 7%，且由于開采 難度大，成本高，下游需求大，鋰資源供應進口依賴度較高。當前國內企業對于海外 鋰礦投資頻頻受限，且近年全球鋰資源探明量的增速放緩，以鈉離子電池替代鋰電池 在相對低端場景下的應用，具備戰略意義。
中國電池廠商供給全球市場。2022 年 1-11 月，全球電動汽車電池總裝車量為 446GWh，同比增長 74.7%。其中寧德時代和比亞迪合計占 50.7%市場份額，中國廠 商合計占 60%以上市場份額；據 InfoLink，2022 年全球儲能電池出貨量總計 142.7GWh，出貨 Top5 中中國廠商占據 4 席。中國鋰電池廠商在全球范圍內的產能、 制造、技術迭代和創新等方面均具備明顯競爭優勢。
國內鋰資源儲量無法匹配鋰電產業的全球地位。7%的鋰資源儲能份額與 60%以 上的動力電池市場份額之間難以匹配，在碳酸鋰價格高企的背景下，利潤更多留在上 游鋰礦端，下游電池廠面臨較大成本壓力。根據我們的測算，假設中國 150 萬噸鋰資源儲量全部用以制造鋰電池，大約可生產 13.6TWh 鋰電池；根據 IEA 對于未來全球 電動車和儲能需求的展望，預計 2030 年全球電池累計需求在 22TWh 左右，2050 年 在 126TWh 左右。隨著各國對于外國企業開采本國鋰礦的限制提升，我們認為僅憑 借我國自身的鋰資源儲量或將難以支撐遠期的鋰電產業全球市場地位，對于替代技術 的探索對我國企業而言至關重要。
鈉元素儲量豐富，降本潛力大。鈉元素的地殼儲量為鋰的 1000 倍以上，儲量豐 富，分布廣泛，成本低廉。據中科海鈉，鈉離子電池產業化后，憑借更廉價的正極材 料和集流體，整體材料成本有望較鋰電池降低 30%-40%。
鈉離子電池與鋰離子電池工作原理基本相同。鈉離子電池也是“搖椅式電池”的 一種，利用堿金屬離子在正負極間可逆的定向遷移過程實現電池的充放電，充電時， Na+從正極材料中脫出，經電解液的輸運穿過隔膜嵌入負極材料，放電過程與之相反。充放電過程中相同數量的電子經外電路傳遞，與 Na+一起在正負極材料間遷移以維持 電荷平衡。以 NaxMO2 為正極材料，硬碳為負極材料，則電極和電池反應式可分別表示為：
NaxMO2 ? Nax-yMO2 +yNa+ + ye- (1 -1)
nC + yNa++ye- ? NayCn (1-2)
NaxMO2 + nC ? Nax-yMO2 + NayCn (1-3)
電池結構相似，產線易于改造。鈉離子電池主要由正極、負極、隔膜、電解液和 集流體構成，與鋰離子電池工作原理相似，結構機理高度重合。鋰電池的隔膜、鋁箔 和其他電池組件可以直接應用在鈉電池中；用于鋰電池生產和檢測的設備可直接或略 加改造后應用在鈉電池產線，改造成本低，能夠相對快速開啟量產，彌補鋰電池供需 緊張、上游原材料處于價格高位的問題。
鈉離子電池能量密度有提升空間。相較于鋰離子電池，鈉離子電池能量密度稍低， 原因有三點：1）鈉離子擁有更大的離子半徑，影響反應過程中相的穩定性、離子輸 運及擴散較慢；2）鈉離子的質荷比較大，降低材料的理論質量比容量；3）鈉具有較 高的標準電極電勢。
鈉離子電池能量密度高于鉛酸電池，低于鋰離子電池。目前商業化鈉離子電池的 能量密度在 90~160Wh/kg，遠高于鉛酸電池的 50~70 Wh/kg，循環壽命相較于鉛酸 電池具有明顯的優勢，且環保性更佳，未來可能對鉛酸電池進行全面的替代。與鋰離 子電池相比，鈉電的能量密度已接近于磷酸鐵鋰電池 120~180Wh/kg 的水平，但與 三元電池相比具有較大能量密度差距。從長期發展空間來看，鈉電的能量密度提升及 降本均具有較大挖掘空間，未來在能量密度要求不高的應用場景具備挑戰磷酸鐵鋰電 池的潛力。
鈉離子電池耐候性具有明顯優勢。鈉離子電池的工作溫度范圍在-40℃~80℃，目 前商業化產品可以做到-20℃容量保持率 88%的水平，相較于鉛酸電池和磷酸鐵鋰電 池 60%~70%的容量保持率具有明顯優勢，在氣候寒冷地區展現出良好的應用場景。倍率性能好。鈉離子的溶劑化能顯著低于鋰離子，從而在電解液中具有更快的動 力學，離子界面擴散能力更強；同時鈉離子的斯托克斯半徑更小，相同濃度的電解液 中離子電導率更高；高電導率及優秀的離子界面擴散能力賦予鈉離子電池出色的倍率 性能，具備較好的快充潛力，在儲能調頻等高功率場景具有較大應用潛力。
電芯安全性能優異。鈉電池熱失控溫度高于鋰離子電池，電芯層面的安全性有所 提升，其原因在于鈉離子電池內阻稍高于鋰離子電池，在安全性實驗中產生的瞬發熱 量少、電芯溫升有限且目前商業化應用的鈉電正極材料的熱穩定性高于三元鋰材料， 在過充、過放、短路、針刺等電芯安全測試中均未發生起火爆炸現象。實際運行安全 性有待觀察，對于普魯士藍正極材料在熱失控情況下釋放氫氰酸、氰氣等有毒氣體的 問題尚需技術攻關。
正極材料體系是鈉離子電池研究和產業化的焦點。鈉離子電池正極材料主要包 括氧化物類、聚陰離子類、普魯士藍類、有機物類。其中層狀氧化物結構類似鋰電三 元材料，比容量相對較高、綜合性能好，在動力、儲能領域擁有較好的應用場景；聚 陰離子類正極材料晶體結構與磷酸鐵鋰相似，穩定的晶體結構使其具有較長的循環壽 命，適合應用于儲能場景；普魯士藍類正極材料，低成本化潛力最大，合成溫度低， 但對于結晶水的控制較難，影響其電化學性能，材料熱失控情況下會釋放氫氰酸、氰 氣等有毒氣體；有機類正極材料一般具有多電子反應的特點，從而具有較高的比容量， 目前處于實驗室階段，尚未商業化應用。
層狀過渡金屬氧化物是當前最接近規模化量產的正極體系。當氧化物中鈉含量 較高時( x≥0.5)一般以層狀結構為主，當鈉含量較低時( x＜0.5)主要以隧道結構的氧 化物為主。其中層狀結構氧化物是研究最早的一類嵌入型化合物，具有較高的能量密 度以及易制備的特點，現階段可逆比容量高達 100-145mAh/g，是當前最接近規模化 量產鈉電體系。隧道型氧化物是將不規則的多面體結構和獨特“S”形通道連接形成的，晶體結 構較為穩定，循環壽命及倍率性能優異，對水氧穩定，但是其初始鈉含量過低限制了 其在實際中的應用。
層狀過渡金屬氧化物結構通式為 NaxMO2（M=Co, Mn, Fe, Cr, Ni 等）。晶體結構 中過渡金屬元素 M 與周圍六個氧形成的 MO6 八面體，鈉離子位于過渡金屬層之間， 形成 MO6 八面體層與 NaO6 堿金屬層交替排布的層狀結構。按照鈉離子配位構型不 同分為 O3、O2、P3 和 P2 等不同結構，最常見的是 O3 和 P2 兩種結構，在特定合 成條件下也可以得到 P3 結構。
鈉離子電池對于過渡金屬元素的選擇更加廣泛：在鎳、鈷、錳以外，鈦、釩、鉻、 鐵和銅等元素均可以與鈉離子形成層狀結構并具有電化學活性，通過多元陽離子取代 可以減少脫嵌過程中的相變問題，進而提升材料的晶體結構穩定性，從而延長循環壽 命，由此，層狀氧化物正極材料又分為一元材料和多元材料。
鈉離子電池層狀氧化物正極材料合成工藝與鋰電三元材料類似。層狀氧化物最 常用的合成方法是固相反應法，該方法操作簡單、易于控制、具有較短的工藝流程短， 更易于工業化生產，主要步驟包括前驅體混合、燒結、摻雜，對于制備環境無特殊要 求，可兼容鋰電三元材料生產線。中科海鈉、鈉創新能源、孚能科技、蔚藍鋰芯、傳 藝科技、湖南立方、Faradion(英國)等公司選擇層狀金屬氧化物路線，其中銅系和鎳 系相對主流，電芯能量密度可達 140Wh/kg 以上。
聚陰離子化合物正極能量密度低，循環壽命優異。鈉基聚陰離子化合物正極具有 穩定材料的晶體結構，因此化學穩定性、熱穩定性和電化學穩定性較高，在倍率性能 和循環壽命上具有突出優勢，但導電率需提升，能量密度存在短板。與磷酸鐵鋰相似， 由聚陰離子多面體和過渡金屬離子多面體形成具有三維網絡結構的化合物，化學式為 NaxMy(XaOb)zZw，M 為過渡金屬或堿金屬等陽離子以 Fe、Co、Ni 等為代表，X 為較 高電負性元素如磷或硫，Z 為氟或氫氧根等陰離子，常見的聚陰離子類正極材料主要 包括磷酸鹽、焦磷酸鹽、硫酸鹽等。?
磷酸鹽體系中具有代表性的兩種材料為橄欖石結構的 NaFePO4和 NASICON 型 結構 Na3V2(PO4)3。對于 NaFePO4 而言，橄欖石相只能在 480℃以下穩定存在，高 于此溫度后其晶體結構轉化為不具備電化學活性的磷鐵鈉礦相。目前橄欖石型 NaFePO4 的制備主要通過離子交換法，由橄欖石型 LiFePO4脫鋰后經電化學鈉化合 成。Na3V2(PO4)3 是具有 NASICON 型結構鈉電正極材料，因其晶體結構穩定，在倍 率性能及循環壽命方面表現優異，但比容量低于橄欖石結構材料。此外，釩元素價格 較貴且存在毒性，降釩或無釩材料的開發是此類材料的發展方向。
焦磷酸鹽：焦磷酸鹽熱穩定性較高，化學式為 Na2MP2O7（M=Fe, Co, Mn, Cu)， 其結晶體結構包括三斜晶型、四方晶型、正交晶型和單斜晶型幾種，多樣性的晶體結 構似的該材料吸引了廣泛的關注，但是該系列材料在比容量及動力學性能上普遍存在 短板，尚未得到商業化應用。硫酸鹽：硫酸鹽類材料大部分來源于礦物，其通式可以寫成 Na2M(SO4)2·2H2O。該材料電壓較高，但 SO4 2-基團熱力學穩定性非較差，在 400℃下分解產生 SO2，此 外，該材料易受環境中水分影響其循環壽命，理論容量也相對較低。
目前聚焦于聚陰離子類正極材料路線的企業相對有限。鵬輝能源采用磷酸釩鈉 類正極材料，鈉創新能源布局磷酸釩鈉及磷酸錳釩鈉體系，眾鈉能源則選擇硫酸鐵鈉 方案，此外，法國 Naiades 采用氟磷酸釩鈉作為正極材料。
普魯士類正極材料降本潛力大。普魯士類正極材料的化學式可表示為 NaxM1[M2(CN)6]（0＜X＜2），M1 為 Fe、Mn 或 Ni 等元素，M2 為 Fe 或 Mn，根據 Na+含量不同，x＜1 稱為普魯士藍，x≥1 稱為普魯士白。該材料有較高的工作電勢 （2.7~3.8 V vs. Na+ /Na)；利用 Mn 3+ / Mn 2+和 Fe3+/Fe2+氧化還原電對，最多可以實 現兩個 Na+的可逆脫出/嵌入，對應理論容量可達 170mAh/g；具有穩定的三維框架結 構及三維離子通道有利于 Na+的快速脫出/嵌入；合成工藝簡單、成本低廉。?
結晶水影響其電化學性能。普魯士藍類正極材料采用共沉淀法制備，制備過程中 晶體結構存在結晶水，結晶水的存在容易占據原本用于儲鈉的活性點位，并且可能堵 塞鈉離子疏運通道，結晶水進入電解液后可能造成電池短路。在其影響下材料存在容 量利用率低、效率低、倍率差和循環不穩定等問題，并且在熱失控情況下會釋放氫氰 酸、氰氣等有毒氣體。
產業化進度方面，寧德時代 2021 年發布第一代鈉離子電池產品，在普魯士藍/硬 碳體系下實現能量密度 160Wh/kg，其規劃第二代鈉離子電池電芯單體能量密度將突 破 200Wh/kg，系統能量密度將達到 160Wh/kg；國內多家企業對于此路線均在攻關 結晶水問題；美國公司 Natron Energy 使用普魯士藍體系實現鈉離子電池能量密度 140Wh/kg。
理想的鈉離子電池負極材料應具有較低的氧化還原電勢（需高于鈉的沉積電勢以 避免析鈉）、平穩的電壓輸出平臺、較高的首周庫侖效率、豐富的儲納位點以保證高 比容量、在鈉離子嵌/脫過程中能維持穩定的結構以確保良好的循環性能、較高的電 子和離子電導率以滿足快充的需求。主要包括碳基負極材料、鈦基負極材料、合金負 極材料、有機類負極材料、其他負極材料。其中碳基負極材料的無定形碳路線技術成 熟度較高，展現出了優秀的電化學性能，產業化進程最快。
目前布局鈉電負極材料的企業主要有傳統鋰電公司及新進入者，主要聚焦于硬碳 負極材料路線，目前大都處于中小試階段。在碳源方面多為生物質、樹脂類路線，材 料來源較為廣泛，木質素、木屑、竹屑、椰子殼或堅果殼等均可作為前驅體來源。
無定形碳是目前最具商業化應用潛力的鈉電負極材料。碳基負極材料可以分為石墨類材料、納米碳材料以及無定型碳材料。石墨材料是目前主流的鋰離子電池負極 材料，但是由于鈉離子與石墨層之間的相互作用較弱于鋰離子，難以形成穩定的插層 化合物，因此不適合作為鈉離子電池的負極材料。納米碳材料以石墨烯及碳納米管為 代表，以表面吸附原理儲鈉，電化學性質欠佳，目前不適合商業化應用。無定形碳在 鈉離子電池中展現了較高的理論容量、循環壽命及較低儲鈉電位，商業化潛力較大。
無定形碳由彎曲的石墨層狀結構隨機平移、旋轉、堆垛而成，在微觀結構上具有 較高的混亂度。在 2800℃以上可以石墨化消除無序結構的稱為軟碳，軟碳晶體結構 類似于石墨，但有序程度較低，晶體結構中存在短程有序的石墨微晶，可以插層的方 式儲鈉，在 2800℃以上難以完全石墨化的稱為硬碳，硬碳的微觀結構高度無序，在 鈉離子電池領域展現出較為優秀的電化學性能，預計會成為主流路線。
硬碳材料的獨特結構使得其具有較高的儲鈉位點，具有較高的可逆比容量及較 低電位。在硬碳的微觀結構中，石墨片層的層間距大且存在較多空洞及缺陷位點，鈉 離子可以通過石墨片層插層、填孔、在與電解液基礎的表面形成電容型吸附、在內部 的缺陷位點形成贗電容型吸附等多種方式嵌入，因此具有較高的可逆比容量。
軟碳因具有缺陷少、結晶度高、電導率高的特點。軟碳又稱易石墨化碳，微觀結 構與石墨類似，存在短程有序的石墨化微晶結構，相較于硬碳具有更加規整的碳層排 布，因為其電導率較高故擁有較好的倍率性能，但是儲鈉量低于硬碳。硬碳前驅體的來源較為廣泛，主要包括生物質類、樹脂類、化工原料類等，生物 質前驅體具有廣泛的來源和較高的性價比，在鈉離子電池領域具有很好的應用場景。軟碳前驅體主要來源于石油化工原料，如無煙煤、瀝青、石油焦等。
鈦基材料具有穩定層狀結構，是一種典型的嵌入型負極材料。四價鈦元素在空氣 中可以穩定存在，在不同晶體結構中表現出不同的儲鈉電位。然而這種材料普遍存在 電子電導率差，需大劑量的導電劑配合，過多的導電劑降低了電池的首周庫倫效率及 循環穩定，降低了電池的能量密度及循環穩定性。
與鋰電池中的硅負極材料相似，鈉也可以與多種金屬如錫、銻、銦(Sn、Sb、In） 形成合金，合金類材料以具有較高的儲鈉比容量及相對較低的反應電勢，但是也存在 著硅基材料在鋰電池中應用的困境，即反應動力學較差及脫嵌鈉前后巨大的體積變化， 循環過程中材料粉化嚴重，循環壽命較差，實際應用較為困難。
有機類負極材料在自然界中含量豐富，具有較低的制備成本，結構設計較為靈活， 可實現多電子反應，但大部分有機負極材料的本征電子電導率低，對于導電劑添加量 有較高需求，影響電池的首次庫倫效率及循環穩定性，因此目前暫未有商業化應用，處于實驗室理論研究階段。
電解液：電解液是連接正負極離子傳導的媒介，起到在正負極間傳輸離子的作用， 是電池的重要組成部分，電解液影響電池的倍率、循環壽命、安全性和自放電。電解 液主要由溶劑、電解質（溶質）和添加劑構成，三者共同決定了電解液的性質。目前 滿足需求的鈉離子電池電解質主要是六氟磷酸鈉 (NaPF6)，但是存在化學穩定性較 差、易水解、遇痕量水生成 HF 會導致正極材料金屬溶出從而導致正極材料性能衰減 的問題。
溶劑與鋰電池類似，多采用酯類有機溶劑。隔膜：鈉離子電池中應用的隔膜與鋰離子電池隔膜體系相似，廣泛應用于鋰離子 電池領域的 PE/PP 隔膜基本都可以移植在鈉離子電池中使用。集流體：在鋰離子電池中正極集流體通常選用鋁箔，負極側通常選用銅箔，因為 在低電勢下鋰會和鋁發生合金化反應，腐蝕集流體。
但是在低電勢下鈉與鋁不發生合 金化反應，所以在鈉離子電池中其正負極兩側都可以選用成本鋁箔作為集流體，使得 鈉離子電池在成本方面更具優勢。導電劑：目前鈉離子電池中常用的導電劑材料主要是碳素材料，與鋰離子電池 類似。主要包括乙炔黑、Super P、導電石墨、科琴黑、碳納米管 (CNT)、碳纖維 和石墨烯等。
核心原材料尚未大規模量產，電池物料成本偏高。當前，鈉離子電池所需的正極、 負極和電解液均未實現大規模量產，成本較高且產品性能、價格差異較大。我們通過 參考百川盈孚數據、各公司公告、以及《鈉離子電池科學與技術》中對于各類材料理 論用量的指引搭建了鈉離子電池成本模型，按照層狀氧化物正極 8 萬元/噸，硬碳負 極 8.5 萬元/噸，電解液 15 萬元/噸的價格估算，當前鈉離子電池 BOM 成本約為 0.67 元/Wh，并不較磷酸鐵鋰電池具備優勢。
預計當前生產成本顯著高于鋰電。參考《鈉離子電池科學與技術》中對于鈉離子電池生產初期的人工、設備折舊、能源消耗等成本的指引，我們假設當前良品率為 90%，測算得鈉離子電池成本合計 0.93 元/Wh，其中原材料以外成本大約較鋰電池 高 0.11 元/Wh；上述成本在 15%/20/%25%的毛利率下分別對應售價為 1.09/1.16 /1.23 元/Wh，與當前磷酸鐵鋰電池價格基本持平。
材料體系的不確定構成了此前量產的瓶頸。鈉電正極材料體系眾多，互有優劣， 即使在層狀氧化物路線內部又可進一步劃分為銅鐵錳、鎳鐵錳、鎳錳鈦等多種體系；負極材料同樣存在碳基、鈦基、合金材料等多種路線選擇，碳基負極體系內部又可細 分為生物質、無煙煤、瀝青、石墨等多種路線。材料體系的不確定，產品性能無法定 型，構成了此前量產的瓶頸。
傳統正極材料廠商鈉電布局提速。目前行業內基本確定了正極材料產業化初期的 銅系和鎳系層狀金屬氧化物的路線，電芯能量密度可達 140Wh/kg 以上，同時層狀氧 化物正極材料的生產與鋰電三元正極材料的生產相似，調整后的產線可兼容兩種材料 的生產。當前以容百科技、振華新材為代表的傳統正極材料廠商的鈉電正極進展較快， 隨著 23-24 年的初期產能建成，有望通過規模化生產以及傳統廠商對于良品率更強 的控制能力，顯著降低當前鈉電正極材料的價格。
負極材料制約因素有望逐漸打破。此前負極材料對于鈉電產業化也形成了制約， 主要原因在于生產工藝適配性差、原材料批次一致性差、依賴日本進口成本高企等。工藝適配性差的原因主要是此前原材料體系尚未確定，而目前各廠商初步確定了以生 物質類硬碳為主流的初期量產路線，生產工藝標準化程度有望提高。
不過生物質材料 的一致性較差，不同年份、產地、部位均會影響硬碳質量；目前以樹脂和無煙煤混合 硬碳為代表的產品加速研發，有望在產品性能、一致性、性價比和供應穩定等多方面 獲得提升。另外隨著國內企業的技術研發推進，同時國內企業更加貼近終端客戶需求，國產 硬碳性能與進口產品的差距逐漸縮小，而成本優勢較進口產品十分明顯。多因素共振 有望逐漸打破負極材料對鈉離子電池量產的制約。
鈉電電解液產能規劃規模較大，價格有望快速下降。當前鋰電電解液產能相對過 剩，產品價格跌幅明顯，各大廠商對于鈉電電解液的布局比較積極。目前鈉電電解液 缺少大規模產能，而根據我們不完全統計，若各廠商規劃產能全部建成，2023 年底 有望形成 3.5 萬噸鈉離子電池電解液和 1.6 萬噸六氟磷酸鈉產能，可供約 20GWh 鈉 離子電池生產；并且考慮到鈉離子電池電解液的理論原料成本應低于鋰電，我們預計 鈉電電解液價格至 2025 年會出現快速下降的趨勢。
預計 23 年和 25 年鈉離子電池成本有望分別降至 0.85/0.62 元/Wh。我們預計隨 著正極、負極和電解液的規模化生產，成本有望明顯下降；而大量廠商的涌入預計也 將顯著提升供給，材料價格較當前市場不成熟的階段有較大的下行空間。并且隨著生 產良品率的提升，人工、折舊等原料以外成本向鋰電生產靠近，我們預計 2023 年鈉 離子電池成本有望降至 0.73 元/Wh，在 15%的毛利率下對應售價為 0.85 元/Wh；預 計 2025 年鈉離子電池成本有望降至 0.53 元/Wh，在 15%的毛利率下對應售價為 0.62 元/Wh。
碳酸鋰價格高位震蕩。2022 年 3 月電池級碳酸鋰價格突破 50 萬元/噸以來，至 今維持高位，帶動鋰電池價格持續攀升；目前電池級碳酸鋰報價 50-55 萬元/噸左右， 磷酸鐵鋰電芯價格約 0.96 元/Wh，磷酸鐵鋰 PACK 價格約 1.15 元/Wh。
即使鋰價下行，鈉離子電池仍具備較大的價格空間。根據我們的測算，假設每 GWh 磷酸鐵鋰電池的生產需要 650 噸碳酸鋰，且其他成本維持穩定，預計碳酸鋰價 格分別降至 40/30/20/10 萬元/噸時，對應的磷酸鐵鋰電池 Pack 價格分別為 1.1/0.91/0.81/0.72 元/Wh。假設將鈉離子電池價格較磷酸鐵鋰電池低 20%視為具備 價格優勢，則結合我們此前的測算，若 2023 年碳酸鋰價格維持 45 萬元/噸以上，則 年底首批量產的鈉離子電池可較鋰電池具備明顯價格優勢；即使碳酸鋰價格低至 25 萬元/噸，鈉電價格仍有望低于鋰電。而 2025 年碳酸鋰價格在 15 萬元/噸以上，鈉電 價格即有望具備明顯優勢。
兩輪電動車、儲能、A 級以下乘用車為鈉離子電池主要潛在市場。兩輪電動車領 域對于輕量化、長續航的需求催生了近年來鋰電池對鉛酸電池的替代，不過隨著鋰價 的大幅上漲，需要通過換裝鈉離子電池實現降本并加速對鉛酸電池的替代。鈉離子電 池的廉價、耐低溫、安全等特點帶來儲能領域的較大空間；同時由于儲能領域對于能 量密度的要求相對較低，而對循環壽命的要求較高，與聚陰離子型鈉電池的特性比較 契合。A 級以下乘用車由于對于續航里程的需求較低，而對成本的敏感性較強，同樣 適合應用鈉離子電池；而鈉電和鋰電的混用技術有望進一步覆蓋續航 500 公里以下 的車型需求。
兩輪電動車領域有望成為鈉離子電池最先落地的應用場景。小牛電動此前宣布 計劃于 2023 年推出首款鈉離子電池產品；星恒電源發布了用于兩輪電動車領域的鈉 離子電池，計劃產品于 23 年 3 月上市；傳藝科技公告顯示，23 年以來陸續給兩輪車 和儲能領域的客戶送樣鈉離子電池。
新國標頒布以來鋰電滲透率快速提升。2021 年我國兩輪電動車中鋰電產品銷量 占比 23.4%，鉛酸電池產品占比 76.6%。2019 年電動自行車新國標以來，由于要求整 車質量小于 55kg，而傳統鉛酸電池組相對笨重，可占整車限重的 60%以上，因此能量 密度更高的鋰電池滲透率快速提升。不過當前鋰價的高企抑制了兩輪電動車領域的鋰 電化進展。
鈉離子電池在兩輪車領域有望對鉛酸電池和鋰電池快速替代。鈉離子電池在循 環壽命和能量密度等方面的性能顯著優于鉛酸電池，當前各廠商產品的性能參數已足 以應對電動兩輪車領域的需求，并且我們預計 23-24 年量產產品的價格有望明顯低 于鋰電池，因此對于鉛酸電池和鋰電池均有較大的替代空間。
鈉離子電池在儲能領域開始示范性應用。22 年 10 月，中國能建中標三峽能源安 徽阜陽市 300MW/600MWh 儲能項目，其中包括 30MW/60MWh 鈉離子電池儲能單元，是當 前國內最大規模的鈉離子電池儲能項目，相較此前投運的中科海鈉 1MWh 鈉離子電池 儲能示范項目而言規模大幅提升。廣西、深圳、山西、河南等地的能源領域規劃性文 件中提及開展鈉離子電池在儲能領域的應用示范。
低能量密度可能導致早期鈉離子電池儲能系統的初始投資高于鋰電。我們通過 建立儲能電站的盈利模型分析鈉離子電池在儲能領域的經濟性。假設鈉離子電池和磷 酸鐵鋰電池的成本分別為 0.85 元/Wh 和 0.95 元/Wh；由于能量密度的劣勢，同等規 模的鈉電系統需要更多預制艙，預計電池以外的設備成本會高于鋰電；假設鈉電和鋰 電的循環壽命分別為 3500 次和 5000 次，而鈉電在放電深度上可具備優勢；假設儲 能電站每年運行 350 天，每天一充一放，主要通過現貨市場套利、容量補償和共享儲能租金獲得收入。
5000 次以上的循環壽命和較鋰電低 15%的價格，是鈉離子電池儲能項目具備經 濟性的關鍵。鈉離子電池在大型儲能項目，在上述假設條件下，我們測算得鈉離子電 池儲能系統的 IRR 為 3.63%，而鋰電池儲能 IRR 為 7.15%。我們對鈉離子電池價格、 循環壽命和能量密度進行了敏感性分析，認為影響儲能項目收益率的最主要因素在于 循環壽命；當循環壽命為 4000 次，能量密度為 130Wh/kg 時，預計鈉離子電池價格 降至 0.55 元/Wh 可獲得高于鋰電的儲能項目收益率；當循環壽命提升至 5000 次， 能量密度保持不變，0.8 元/Wh 的電池價格即有望獲得優于鋰電的收益率。
鈉電在用戶側儲能、數據中心和基站儲能等中小型儲能領域有望率先滲透。大型電 力儲能項目對于項目收益率的要求較高，且隨著電網波動性較大、調頻需求的提升，對于 電池循環壽命的要求預計會提升。不過在戶用儲能、工商業儲能、數據中心和通信儲能等 調用次數較低、項目規模較小的領域，鈉離子電池循環壽命和能量密度低的缺點或被縮 小，而更高的安全性、耐低溫等優勢或被放大，率先得到應用。
鈉離子電池有望滲透 A 級以下電動車市場。A0 和 A00 級電動車對于續航里程 要求較低，對于電池能量密度的要求可放低，且對電池價格的敏感性更高，提供了鈉 離子電池的市場機會。2022 年 1-10月，A 級以下電動車占據了我國電動車銷量40.6% 的市場份額，市場空間較大。
寧德時代提出 AB 電池解決方案，可以實現鈉離子電池與鋰離子電池的集成混 合共用。將兩種電池集成到同一個電池包中，按照特定的比例和排列進行混搭，串聯、 并聯、集成，通過 BMS 的精準算法，進行不同電池的均衡控制，實現二者電池性能 的取長補短。既彌補了鈉離子電池在現階段的能量密度短板，也發揮了它高功率、低 溫性能的優勢。這樣的鈉鋰電池系統，就能夠應用于更多復雜場景。
鈉鋰混搭有望滿足續航 500 公里的車型需求，覆蓋 65%的純電乘用車市場。2022 年 11 月，寧德時代研究院副院長黃起森在鈉離子電池產業鏈與標準發展論壇上表示， 此前市場觀點認為鈉離子電池普遍只能滿足續航 400 公里以下的車型需求；不過通 過鈉鋰混搭的 AB 電池結構，鈉離子電池可以滿足續航 500 公里的車型需求，有望覆 蓋純電動乘用車 65%左右的市場。
預計鈉離子電池在兩輪車、儲能和 A 級以下乘用車領域率先放量。我們認為國 內廠商對于尋求鋰電替代品的需求迫切性高于海外，故在鈉離子電池產業化初期的 2023-2027 年 5 年時間內，主要市場或將集中在國內。我們假設鈉電在電動兩輪車領 域的滲透率在 2025 年快速提升至與當前鋰電滲透率相當的 25%左右；假設在戶用及 工商業儲能、5G 基站、數據中心領域 2025 年滲透率達到 15%；大型儲能領域的應用從 2025 年開始放量；假設 A00 級電動車 2025 年滲透率達到 10%，A0 級電動車 通過鋰鈉各占 50%混搭的形式應用，假設 2025 年滲透率為 10%。
預計 25 年市場空間有望達到 200 億元，27 年有望超過 800 億元。根據上述假 設條件，我們測算得 2025 年國內市場鈉離子電池需求量有望達到 32.9GWh，對應 市場空間約 203.7 億元；預計 2027 年國內市場鈉離子電池需求量有望達到 137.3GWh，對應市場空間約 824 億元；市場空間有望快速擴大。
原文始發于微信公眾號（鋰電產業通）：鈉離子電池研究報告：引領電池體系新革命
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