钠离子电池元年在即，未来可期！

相对于三元锂电池，磷酸铁锂电池避免了镍、钴等金属元素的制约，却躲不过锂元素的制约。

长期来看，锂矿产并不会短缺，但中短期的巨幅波动对产业链的影响还是很大，特别是对行业龙头宁德时代的影响最大。这种情况下，就需要有应对措施，那就是不需要锂元素的钠离子电池：

元素周期表中，钠元素正好在锂元素的正下方，化学性质相似。最关键的是，储量很足！钠元素占比2.27%，是锂元素占比0.0018%的1000多倍！

听说过锂元素涨价，没听说过食盐(氯化钠)涨价吧？说句夸张的，去楼下超市多买几包盐，就足够一个电池包的钠元素用量了！

从性能来看，钠离子电池的主要弱点在于能量密度，但在成本、低温、快充、热稳定性更好。

钠离子电池正极三种路线，性能上各有优缺点。层状氧化物比容量较高、压实密度高，但空气稳定性一般。普鲁士蓝/白化合物比容量高，价格低廉，但其结晶水的存在会影响电化学性能。聚阴离子化合物稳定性好、循环性能好，工作电压高，但比容量较低、导电性差。

钠电层状氧化物正极与锂电三元正极在制备方法上相似。制备方法主要有固相法和液相法。其中固相法采用金属氧化物与钠源进行球磨，从而混合均匀，再进行高温煅烧。此方法流程简单，但是需要较高的温度，且产品的均一性较差。液相法先通过金属盐与碱溶液进行共沉淀反应，生成前驱体，再混合钠源，进行煅烧，得到层状氧化物。此方法虽然流程上相较固相法更多，但可以通过控制反应条件，制备出均一性更好、振实密度更高的产物。

钠电负极主要采用硬碳和软碳。石墨是商业化的锂离子电池负极材料，但因为钠离子半径大于锂离子，石墨的层间距对于钠电而言过小，钠离子在石墨层间嵌入和脱出较为困难，故钠离子电池负极材料使用结构含有大量的缺陷的无定形碳（包括硬碳和软碳），其储钠容量相比石墨更大。软碳是指在2500℃以上的温度下可以石墨化的碳材料，否则即为硬碳。• 硬碳作为钠电负极，其比容量较高，但由于其原料多为生物质，产率偏低，成本高。软碳相对于硬碳在结构上更为有序，故储钠比容量较低，但采用煤、沥青等原料，其成本低。

钠电池材料成本相较于锂电池大幅下降。根据中科海钠官网，其材料成本降幅在30%-40%，其降本原因主要在于：

1、金属钠地壳丰度高，价格远低于锂。此外，钠电正极还选用资源量丰富的铁、铜、锰等金属，故正极材料价格大幅下降，正极占比从锂电的43%下降至26%。

2、集流体不同。锂电负极集流体必须为铜箔，而钠电池正负极集流体可以均为铝箔。铝价格远低于铜。

钠离子电池在成本、低温性能等方面具备优势。虽然钠离子电池与磷酸铁锂电池在能量密度、循环寿命方面存在差距，但是其原料成本相较于磷酸铁锂电池低30%左右，并且其低温下的容量保持率、耐过放电性能均优于磷酸铁锂电池。钠电池可放电至0V，在储存、运输方面比锂电池更稳定。将钠离子电池与铅酸电池对比，可发现钠离子电池各方面性能均超越铅酸电池，有望在铅酸电池的主流应用场景中实现替代。

主要挑战是什么呢？

钠离子电池的主要挑战，从以下几个方面来看：

1. 规模成本

理论上说钠离子电池可以降低成本，那是指产业成熟、规模化之后。就现在来说，钠离子电池的成本还是高于锂离子电池的。

2. 技术配套

钠离子电池有一些优秀特性，比如可以过放电到0V、热安全性更好。这就意味着可以降低对当前电池管理技术的要求，从而削弱能量密度上的劣势。

3. 产业链

从矿产到动力电池，这是一个很长的产业链。电池企业上游，也涌现了不少上市公司，共同组成了产业链，使得整个流程运转有效率。

钠离子电池对矿产的需求不对、对工艺的要求不同，也需要时间来形成一个新的产业链，才能运转有效率、才能真正达到降低成本的目标。

4. 技术原理改进

钠离子的正极材料、负极材料、电解液都不同，这都需要研发。这部分不属于技术难关了，现在已经可以用了，就是正常的迭代改进，从工程上达到降低成本的目标。