钠离子电池行业深度报告
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目录
一、钠离子电池：产业化元年来临，市场空间广阔 2
1.1.钠离子电池基本原理介绍 2
1.2.钠离子电池技术发展路径 5
1.3.钠离子电池与其它电池的比较 7
二、小型乘用车、电动自行车与储能有望拉动钠离子电池需求 10
2.1小型乘用车与电动两轮车销售情况 10
2.2储能行业是钠离子电池使用的另一个重要场景 12
三、钠离子电池行业竞争格局和重点公司介绍 13
3.1电池端传统企业与新兴企业同台竞技 13
3.2重点公司介绍 15
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一、钠离子电池：产业化元年来临，市场空间广阔
1.1.钠离子电池基本原理介绍
钠离子电池与锂离子电池相同，属于二次电池。钠离子电池使用钠离子(Na+)作为电荷载体，在电极之间发生可逆的嵌入和脱出，从而实现化学能与电能之间的转换。其工作原理具体来说，电池放电时，负极材料失去电子，钠离子脱嵌进入到电解液，正极材料中的可变价过渡金属得到电子发生还原反应，使得电解液中的钠离子向正极运动并且嵌入到正极晶格中，化学能转化为电能；充电时，外加电压使“摇椅反应”逆向进行，正极失去电子发生氧化反应，钠离子从正极晶格中脱嵌进入电解液，负极得到电子发生还原反应，使得电解液中钠离子向负极移动并插入负极材料中，将电能转化为化学能储存起来。
图1:钠离子电池基本原理
图1:钠离子电池基本原理
可充电电池
“摇椅”模型
充电
钠离子隔膜
铝箔正极电解液负极铝箔
Na+:负极一正极(电池内部)
电子：负极一正极(外电路)正极中过渡金属得电子价态!
严科来源；中开的它网，iFinD,周时证求研究房
钠离子电池主要由正极、负极、隔膜、集流体、电解液等构成，按照
铝箔正极电解液负极铝箔
Na+:正极一负极(电池内部)
电子：正极一负极(外电路)
正极中过渡金属失电子价态1
钠离子隔膜
放电
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其组成材料是否直接参与电化学反应，又可以分为活性材料与非活性材料，其中活性材料包括正极材料、负极材料、电解质材料，非活性材料包括隔膜、集流体、导电剂、粘结剂等。
图2:钠离子电池组成结构
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放电
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AI
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负极SEI
电解液SEI正极
充电
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资祥来源：《的感子电池建老故术及经济性分所，iFinD,周对证泰研所
正极是电池中电势较高的一方，放电时发生还原反应，充电时发生氧化反应。正极材料是影响电池功率密度和能量密度的重要因素，在钠离子电池中，由于钠离子半径和原子质量较大，导致其在电极中的嵌脱难度大，速度慢，容易造成正极材料的形态破坏，因此合适的正极材料是钠离子电池产业化的关键因素。目前钠离子正极材料的主要研究路线有三条：层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝类似物、聚阴离子化合物。其中层状过渡金属氧化物路线发展最为成熟，有望率先实现产业化。负极与正极相反，属于电池中电势较低的一方，其放电时发生氧化反应，充电时发生还原反应。负极材料起着负载和释放钠离子的重要作用，其直接影响电池整体的动力学性能，例如倍率性能、功率密度等。由于钠离子的原子半径较大，钠离子无法在石墨负极材料
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处进行高效率的脱嵌，因此寻找合适的储钠负极材料至关重要。钠离子电池负极材料主要有合金类材料、金属氧化物和硫化物材料、有机材料和碳基材料等。其中合金类容量较高但循环性能和倍率性能不佳；过渡金属氧化物容量较低；无定形碳可逆容量和循环性能优良，控制成本后有望实现商业化。电解质是正负极之间物质传输的桥梁，用来传输离子以形成闭合回路，是维持电化学反应的重要保障，不仅直接影响电池的倍率、循环寿命、自放电等性能，还是决定电池稳定性和安全性的核心因素之一。按照物理形态，钠离子电池的电解质可分为液态电解质和固态电解质。其中，液态电解质即钠盐液态电解质，一般由溶剂、溶质和添加剂组成；固态电解质材料主要包括三种类型：无机固态电解质、聚合物固态电解质、复合固态电解质，此类材料目前面临室温电导率较低、界面阻抗很大等难题，其产业化尚需时日。隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜材质是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。集流体是正负极活性材料附着的基底构件，约占电池重量的10-13%,用以汇集电极材料产生的电流，并对外释放传导。钠离子电池集流体正、负极均可以用铝箔，而锂离子电池由于锂离子在负极会和铝离子发生化学反应，因此负极需要用铜箔。
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表格1.钠离子电池与锂离子电池机构对比
结构
钠离子电池
锂离子电池
正极