作者 I 孙小树

编辑 I Chris

「实在不行就不用锂，钠电池也是可选项」。曾毓群在 5 月 21 日宁德时代股东大会上的表态一经流出，着实带起了一波钠电池的小热度，我们不禁好奇：

• 钠电池到底是怎样的电池技术？
• Ta 能替代锂电池，改变动力电池的格局么？
• 宁德时代 7 月份左右发布的钠电池值得我们期待么？

钠电池，何方神圣？

其实，钠电池并不是一项新技术。在上世纪 70 年代，锂电池和钠电池技术几乎是齐头并进，两者的原理非常相似。

电池工作的本质是氧化还原反应，但不同于其他电池，钠离子电池与锂离子电池都属于「摇椅电池」。

以锂离子电池为例， 电池的两个电极间填充了电解液，只有锂离子可以通过，电子只能通过外部线路在电极间移动。内部电化学反应被分为两部分：

• 正极：还原反应，锂离子得到电子，嵌入正极；
• 负极：氧化反应，锂离子失去电子，脱离负极。

锂离子电池的充放电过程，就是内部的锂离子和外部的电子嵌入 / 脱离正、负极的过程。因锂离子在正、负极之间往返嵌入 / 脱离，锂离子电池就被形象地称为「摇椅电池」。

上世纪 80 年代后期，锂离子电池的电极材料率先取得突破，以钴酸锂为代表的正极材料，和由石墨构成的负极材料组合，让锂离子电池获得了极佳的性能，并在之后由索尼进行商业化推广，从而取代了之前的镍氢充电电池。

也正是电极和电解质材料的研究迷途，造成了钠电池与锂电池发展差距。

虽然都是「摇椅电池」，但现今锂离子电池通用的石墨负极材料无法应用在钠离子电池上，因为钠离子的体积要远大于锂离子，会破坏石墨的层状结构。

锂离子的半径只有 0.076 nm，钠离子则达到 0.102 nm，如果仍用石墨作为负极，在多次的钠离子脱嵌后，石墨的层状结构会坍塌，无法再进行钠离子的脱嵌，这就意味着电池无法继续充放电。

至于钠离子电池的负极备选材料，硬碳、合金、钛化合物和第五族元素等，虽然可以应对较大半径钠离子的脱嵌，但均有各自短板。以硬碳为例，「嵌入 - 吸附」VS「吸附 - 嵌入」的储钠机理之争一直未有定论，更不要提引入新的负极材料需要新的相应粘结剂。

钠离子电池的正极材料也充满不确定性，除了常规的各种钠金属氧化物，二氧化锰、普鲁士蓝甚至也是正极材料的技术路线之一，电解质材料的选择也是问题。

伴随着这些问题的，是钠电池的低循环寿命。曾经，钠电池的循环寿命只有商用锂电池的 1/10。同时，钠的能量密度又低于锂。这些因素都制约着钠电池的商业推广，进而制约着学术和产业的关注。

钠电池，何以卷土重来？

钠电池在主流学术圈重拾声量，是在最近十年，而大家之所以对钠电池念念不忘，是因为钠元素在地球中的丰富含量。

钠元素在地球上的储量比较丰富，地壳当中含量达到 2.4%，同时在海水内的含量也比较丰富，可以说是取之不尽。

相比之下，锂的全球储量就少得可怜，地球上的锂大概只有不到 7000 万吨，地壳当中占比仅约为 0.0065% 。科学家曾推算，地球上的内燃动力都切换成电池动力，地球上的锂元素是不够的。

此外，锂资源分布也高度不均匀，约 70% 的锂资源在南美洲，受地缘格局变动的影响较大。而我国严重依赖锂的进口，比例高达 80% 。

储量丰富、分布均匀，相对金属锂，钠资源就具备成本优势。同时，钠离子电池因为与锂离子电池的工作原理相似，可以最大限度地兼容锂离子电池的生产设备，降低切换成本。

而且，由于铝和钠在低电位不会发生合金化反应，钠离子电池的负极集流体金属箔材料可由铜改为廉价的铝，成本有望进一步降低。

材料研究的突破也是钠电池重回主流视野的重要原因。

钠电池在铜铁锰体系、镍体系等正极材料方面都有进展，碳系负极的研究也日渐成熟。

至于电解液，因为锂离子电池的相似性，钠离子电池可采用同类溶剂，由六氟磷酸钠代替六氟磷酸锂即可。

中科院物理研究所就表示，他们已找到了一款可商业化的低成本钠离子电池，包括了正极材料、负极材料和电解液组成的完整的电池体系，并将在之后开始商业化路线探索。

伴随着技术层面的成熟的，是钠电池在性能层面的提升，首先就是低循环寿命问题的解决。

锂电池板块掀涨停潮 中报高增长概念股名单出炉

在今天的盘面上，锂电产业链爆炸，板块再掀涨停潮，容百科技、天际股份、多氟多、天原股份等多股涨停。本轮锂电池板块行情从4月中旬启动，已累计上涨一个月有余，期间有11只个股累计涨幅超过50%。那么，接下来他们还能涨多久？从估值看还值得上车吗？

中科海钠 CEO 唐堃表示，2018 年时，他们团队的钠离子电池循环寿命就可达 2000 次。循环寿命的短板补齐后，钠离子电池的高低温性能优异和安全性好的优势就得以凸显。

钠离子电池的能量密度也有提升，可达 120 Wh/kg，甚至有些可达到 150 Wh/kg，同时也具备一定的快充能力。但相较锂离子电池，能量密度仍是其硬伤，毕竟，特斯拉 1865 电芯的能量密度已达 250 Wh/kg。

钠电池和锂电池的能量密度差距，是材料属性决定的，很难通过技术层面的手段抹平。只此一点，钠电池就不适合做动力电池，起码在可展望的未来，不存在全面代替锂电池的可能。

那么，宁德时代执着推出钠电池的驱动力是什么呢？

宁德时代为何押注钠电池？

其实，曾毓群宣布推出钠电池的 Timing 很值得玩味。

5 月 21 日的股东大会流出的主要信息包括：

• 下游客户催货紧，市场景气度没问题；
• 上游原材料涨价压力大，考虑向下游转嫁；
• 短期内不看好固态电池的商业化进程。

我们可以看出，下游需求旺盛和上游原材料成本的双重挤压下，作为全球电池供应的龙头企业，宁德时代难言轻松。

2021 年 1 - 4 月，中国三元锂累计装车 19.0 GWh，占总装车量 60.0%，同比累计上升 173.4%；磷酸铁锂累计装车 12.6 GWh，占总装车量 39.8%，同比累计上升 455.9%。

即使剔除去年同期的疫情影响，锂电池装车量涨势依然不可忽视。考虑到此前国务院发布的《新能源汽车产业发展规划（2021 - 2035）》提出，2025 年前国内新能源汽车新车销量要达到总销量的 20%，以及全球普遍明朗的新能源大趋势，宁德时代未来下游的旺盛需求与产能的持续压力，不言而喻。

和需求相对应的，是上游原材料价格的增长。其中，三元锂正极的主要半成品原材料三元前驱体的价格已经由 2020 年 7 月的 7.2 万元/吨，上涨到 2021 年 3 月份的 12 万元/吨左右。磷酸锂正极材料价格也在 2 月大幅走高，涨幅近 30%。

巨大的产能和成本压力下，也难怪曾毓群会表态，「如果谁在我们这儿拼命乱涨价，我们会把他们排除在外」。

那么，在 7 月份左右发布钠电池是宁德时代病急乱投医么？毕竟，现有技术条件下，钠电池是不足以替代锂电池的。

其实宁德时代布局钠电池技术已久，2020 年投资 33 亿的 21C 创新实验室在福建宁德正式奠基时，也披露出会专注于金属锂电池、全固态电池和钠离子电池等下一代电池的研发。曾毓群所说的钠电池也极有可能出自这一实验室。

宁德时代瞄准的，可能是另一片广阔天地。

专家普遍认为钠离子电池难有大的突破，基本不可能突破现在的动力体系，但却可以在低速车领域或者储能等其他特殊应用场景使用。宁德时代看好的，可能就是储能这一蓝海市场。

中国科学院物理研究所陈立泉院士曾对我国储能行业的现状做过详细分析，指出随着 5G 基站建设进程加快，我国至少需要新建或改造 1438 万个基站，存在 155 GWh 电池的容纳空间，对储能电池的需求必将大幅提升。

面对巨大的市场前景，钠离子电池有望以低成本、长寿命和高安全的诸多优势成为储能市场的主宰。抢下储能市场，意味着宁德时代可以找到一片新的利润池。

另一方面，钠电池在储能市场的应用，也可有效缓解锂电池的供应压力。

2021 年，碳酸锂在储能领域的需求约为 4 万吨，全行业约为 40 吨。放眼长期，2025 年碳酸锂在储能领域的需求预计为 18 万吨，全行业则为 105 万吨。

也就是说，如果储能领域全部使用钠离子电池，碳酸锂的需求预期将减少 17%，极大缓解动力电池领域的原材料供应和价格压力。

电池巨头「压」先知

宁德时代发布钠电池，可以说是一箭双雕的策略，既能在钠电池技术日趋成熟和储能市场逐渐增长的双重时机下，开拓新的市场，也可曲线救国，缓解锂电池的产能和成本压力。

事实上，不单宁德时代一家巨头在优化锂资源的配置策略，特斯拉的调整也在有条不紊地进行着。其实早在去年，特斯拉就已经开始在中国验证磷酸铁锂电池的规模化装车。

当然，这其中有电池补贴政策调整和中国成熟的磷酸铁锂电池产业等多因素刺激下，铁锂相对三元锂的成本优势变化，但背后原因，还应有缓解三元锂的装车压力。

特斯拉是事实上继宁德时代和 LG 化学的世界第三大锂电池生产制造商，同样面临着巨大的产能压力。

自 2018 年起，特斯拉内华达的超级工厂的电池年产能维持在 32 GWh 已经数年未变，等到 Cybertruck 投产后，动力的压力可想而知。

为了应对原材料的供应和成本压力，2021 年 Q1，特斯拉的储能产品 Megapack 已由三元锂改用磷酸铁锂电池。类星频道从相关消息处获悉，特斯拉的磷酸铁锂装车也会在欧洲和北美先后展开。特斯拉锂电池配置策略的调整在提速。

宁德时代带起这波钠电池热度，不像是心血来潮下的应急之举，更像是未雨绸缪下的相应而发，其深层次的动机是通过钠电池在储能领域的发力，开辟新的业务增长点的同时，曲线救国，缓解锂电池原材料的压力。

「我们的技术也在发展，我们的钠电池已经成熟了，氯化钠炒不起来，（因为）盐很多」，像是几分为自己打气，顺带几分敲打上游。