本報告圍繞鈉離子電池展開研究，分析鈉離子電池發(fā)展背景、基本原理及種類，并對適配的正負極材料及電解液的選擇給出判斷，同時根據(jù)鈉離子電池的性能和成本判斷其適用場景，并結合鈉離子電池的商業(yè)化進程分析其發(fā)展方向。

鈉離子電池發(fā)展背景：當前鋰離子電池體系存在諸如上游原材料局限、安全性不足、成本偏高等問題，為解決上述痛點，企業(yè)在不斷探索新材料或新電池體系。在此背景下，鈉離子電池因具有豐富的上游原材料、高性價比等優(yōu)勢受到廣泛關注。

鈉離子電池和鋰離子電池的核心差別在于電荷載體不同：鈉離子電池和鋰離子電池都屬于搖椅電池，充放電原理相同，核心差別在于電荷載體的不同（分別為鈉離子和鋰離子）。為匹配電荷載體的改變，鈉離子電池的核心材料如正負極材料等均需做出相應調(diào)整。

鈉離子電池以有機系為主：根據(jù)電解質(zhì)/液或正極材料的不同，鈉離子電池可分為有機系、水系、鈉鹽電池、鈉硫電池和鈉空氣電池，目前以有機系鈉離子電池為主。未來，不同類別鈉離子電池的發(fā)展前景同時受到其技術可行性、產(chǎn)品經(jīng)濟性及特定場景適用性等因素的影響。

最具發(fā)展前景的鈉離子電池正極材料：由于鈉和過渡金屬離子間有較大的半徑差異，許多功能性的結構都可實現(xiàn)鈉離子的可逆脫嵌，但主要的正極材料有五類，分別為層狀過渡金屬氧化物、聚陰離子化合物、普魯士藍類似物、有機材料及基于轉化反應的材料，其中最具發(fā)展前景的為前三類。

負極材料目前以碳材料為主：負極材料主要可分為四類，分別為碳類（軟\硬碳等）、轉化和合金化負極、過渡金屬氧化物及有機物負極，其中硬碳在商業(yè)化產(chǎn)品中得到普遍應用。另外，轉化和合金化負極因高容量受到關注，有機物負極尚處于起步階段。

有機液態(tài)電解液使用最廣泛：鈉離子電池電解質(zhì)/液主要包括水系、有機液態(tài)、固態(tài)三大類，目前有機液態(tài)使用最廣泛，而水系應用較少，固態(tài)電解質(zhì)(硫化物)則被認為是最具潛力的材料之一。

市場上已有多款鈉離子電池產(chǎn)品：當前，中歐美均有鈉離子電池產(chǎn)品問世，不同產(chǎn)品因電池核心材料選用的不同而在性能上有所差異，但多數(shù)鈉離子電池均能實現(xiàn)約130Wh/kg的能量密度及數(shù)千次的循環(huán)壽命。

鈉離子電池的成本優(yōu)勢將逐漸凸顯：在當前材料體系下，鈉離子電池成本在理論上可相對磷酸鐵鋰下降30%~40%，但因鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)鏈不完善、工藝不成熟等原因，其成本仍然較高。隨著鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈、制程工藝的完善及生產(chǎn)設備的改良，預計鈉離子電池的成本優(yōu)勢將逐步凸顯出來。

鈉離子電池更適用于儲能電站和低速交通工具：相對鉛酸鋰和錳酸鋰，鈉離子電池有絕對優(yōu)勢；相對磷酸鐵鋰，鈉離子電池在成本和低溫性能上有相對優(yōu)勢。因此，鈉離子電池可替代鉛酸電池以及部分場景下替代磷酸鐵鋰電池，應用于5G通信基站和低速電動車等領域。

鈉離子電池尚處于商業(yè)化早期：從性能成熟度、產(chǎn)業(yè)鏈完善度、標準制定情況等角度看，鈉離子電池尚處于商業(yè)化早期。鑒于鈉離子電池和鋰離子電池制造工藝接近、設備可沿用及有頭部企業(yè)推動，預計鈉離子電池在未來3-5年即可實現(xiàn)規(guī)?；墒鞈谩?

鈉離子電池發(fā)展方向：鈉離子電池和鋰離子電池材料上的差別決定鈉離子電池需要做好新材料的研發(fā)和新產(chǎn)業(yè)鏈的培育與打通，電芯生產(chǎn)工藝、成組技術及BMS等的不同決定需要對鈉離子電池進行更有針對性的開發(fā)設計，同時企業(yè)間標準不統(tǒng)一的問題也需重點關注解決。