2024年中国钠离子电池报告-前瞻产业研究院

提质降本，探索钠领新未来前瞻产业研究院出品2024.10Na+01钠离子电池发展背景02钠离子电池产业发展现状03产业化发展挑战与策略04钠离子电池产业发展趋势05附录：中国钠离子电池产业七项“十大”榜单CONTENTS1.1 “碳中和”目标推动新能源产业发展1.2 全球范围内锂资源短缺趋势明确1.3 钠电具有对锂电的替代潜力从工业时代开始，因人类活动而造成的温室气体排放量持续增加对气候产生了影响，气候变化所带来的极端天气等因素对人类的生存产生了极大的威胁。在此背景下，为抑制全球变暖，全球范围内“碳中和”概念被提出，我国进而提出“3060”碳中和目标，使得新能源汽车、电化学储能等新能源重点产业得到了大力发展，锂电池亦在该过程中得到了成熟应用。1.1 研究背景与目的：“碳中和”目标推动新能源产业发展资料来源： UNEP；NASA；NOAA；IMA；Met Office；Stockholm Environment Institute 前瞻产业研究院整理-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.811.21.418801885189018951900190519101915192019251930193519401945195019551960196519701975198019851990199520002005201020152020NOAA National Climatic Data CenterNASA Goddard Institute for Space StudiesJapanese Meteorological AgencyMet Office Hadley Centre/Climatic ResearchUnit1880-2023年全球表面气温变化情况排放吸收“碳中和”示意图我国提出“3060”碳中和目标大力发展新能源汽车、电化学储能等新能源领域的应用成为我国产业发展的重要举措，目前已实现了锂离子电池的成熟应用。在全球新能源汽车高速发展和储能需求持续扩增的背景下，锂离子电池的生产制造规模显著增长。当前，根据美国地质调查局（USGS）发布的数据，2023年全球锂资源量约为1.05亿吨,锂储量为2800万吨，全球锂矿（按锂金属量计）约为18万吨，结合LESC的预测数据，未来锂资源的供应量将远远落后于新能源交通工具及电力基础设施对锂资源产生的需求，锂资源短缺的现状将在中长期时间段内对未来全球碳中和目前的推进带来不利影响。1.2 研究背景与目的：全球范围内锂资源短缺趋势明确资料来源：LESC USG S 前瞻产业研究院整理锂矿资源供需趋势预测全球锂矿资源分布情况在锂资源短缺的背景下，由于钠资源在全球范围内储量丰富，因此钠离子电池对锂离子电池的替代逐渐成为了新能源行业研究关注的重点内容，由于钠电池在低温性能、耐过放电、安全性和环保性等方面展现了其优秀的性能提升潜力，因此被认为是锂离子电池的潜在替代产品之一，具有广阔的应用前景。1.3 研究背景与目的：钠电具有对锂电的替代潜力资料来源：中科院物理研究所 前瞻产业研究院整理主要电池产品性能对比指标钠离子电池（铜基氧化物/煤基碳体系）锂离子电池（磷酸铁锂/石墨体系）铅酸电池质量能量密度100-150WH/kg120-180WH/kg30-50WH/kg循环寿命2000次以上3000次以上300-500次平均工作电压3.2V3.2V2.0V-20℃容量保持率88%以上小于70%小于60%耐过放电可放电至0V差差安全性有潜力达到最优优优环保性最优优差2.1 钠离子电池产业画像2.2 全球钠离子电池市场现状2.3 中国钠离子电池市场现状2.4 钠离子电池产业技术进展2.5 钠离子电池细分市场应用情况2.6 钠离子电池企业布局现状钠离子电池是一种以钠离子为电荷载体的充电电池，其工作原理及结构与锂离子电池相似，差别只在利用在元素周期表同组、化学特性相近的钠取代锂。实际工作场景中，充电时，钠离子（Na+）从正极材料脱出，正极发生氧化反应，经过电解液和隔膜扩散到负极。在放电时，Na+从负极材料中脱出，外电路中电子也随之移动来保持电荷平衡，经过电解液和隔膜嵌入到正极材料中。2.1.1 钠离子电池概述：工作原理与分类资料来源：《钠离子电池层状氧化物正极材料的结构设计与储钠研究》 前瞻产业研究院整理钠离子电池工作原理钠离子电池分类分类材料体系钠硫电池金属钠作为负极；非金属硫作为正极；β-Al203陶壳管同时充当电解质和隔膜钠盐电池钠盐电池是钠/金属氯化物电池，其正极为金属钠，负极为金属氯化物，电解质为β-Al2O3陶瓷和NaAlCl4熔融盐复合电解质钠-空气电池钠-空气电池以金属钠作为负极材料，空气中的氧气作为正极活性物质钠离子电池从理论提出起至今曲折发展，经历了理论建构期、产业复苏期以及产业爆发期三大阶段。2.1.2 钠离子电池概述：发展历程1976197920002011理论初步发展商业化初探理论建构期产业复苏期Armand提出"摇椅式”电池模型硬碳负极材料被发现，这种材料具有优秀的钠离子嵌脱性能，钠离子电池领域的研究迎来转折Whittingham研究发现了TiS2的可逆嵌锂机制，并制作了Li||TiS2电池，同时钠离子TiS2中可逆脱嵌机制被发现1980sDelmas和Goodenough相继发现了层状氧化物材料NaMeO2可作为钠离子电池正极材料，钠离子电池正极材料研究开启。1988Fouletier研究了软碳和石墨的储钠性能，钠离子电池碳类负极材料研究开启。受客观研究条件限制及锂离子电池产业商业化发展迅猛的影响，钠离子电池产业发展进入停滞期。全球首家专注钠离子电池工程化的企业Faradion率先成立2015法国RS2E机构主导开发了世界上首颗18650四柱型钠离子电池，该电芯能量密度达到90Wh/kg，循环寿命超过2000次，性能优于传统铅酸蓄电池。20172018商业应用提速产业爆发期中科海钠成立，铜铁锰基正极材料和无烟煤基负极材料开始商业化生产中科海纳实现钠离于电池在全球首量低速电动汽车和全球首座 100 kWh储能电站上的示范应用。2024Natron Energy将在美国北卡罗来纳州建造首个钠离子电池超级工厂,工厂满负荷情况下可年产24GWh电池。2023全球首款钠离子电池量产车江淮钇正式下线资料来源：前瞻产业研究院整理钠离子电池的制造和锂离子电池的制造有所兼容，可以沿用锂离子电池设备，钠电池产业链相较于锂电池主要变化在中游和正极材料。钠电池的产业链结构与锂电池类似，负极、电解液、隔膜基本保持目前的竞争格局，集流体不再需要铜箔。主要技术路线的电池企业不同，所需要的正极材料或其关键材料也不同。由于产业体系在商业化初期，竞争格局还需继续跟踪，相关龙头企业仍然具有先发优势。2.1.3 产业结构：钠离子电池产业链体系与锂电有所相似上游电池组中游下游原材料及设备钠离子电池制造应用领域储能电池电池系统集成动力电池消费电子电池能量管理系统电池管理系统变流器其他软硬件系统正极材料负极材料电解液隔膜生产设备钠离子电池产业链结构资料来源：前瞻产业研究院整理本报告来源于三个皮匠报告站（www.sgpjbg.com）,由用户Id:529794下载,文档