学堂| 钠离子电池专家交流纪要
目前钠电池的生命周期无法和锂电池、铅酸电池抗衡，全球有一半的电池还是铅酸电池。钠电池能量密度和循环使用已经经过验证，可以往产业化方向发展，现在的钠电池和2014年的锂电池处于同一技术水平。若2023年钠电池量产并成本低于磷酸铁锂，则可以替代绝大部分的磷酸铁锂电池。
相较于磷酸铁锂电池，钠离子电池最突出的是成本优势，并且在原材料丰度、高低温性能、快充等方面表现优异。
电池成本降低约 20%：钠离子电池成本优势主要体现在用铝箔替换铜箔、钠盐替换锂盐。金属钠价格在 2 万元 /吨、碳酸钠价格在 0.2 万元/吨，明显低于金属锂的 62.5 万元/吨、碳酸锂的 8.8 万元/吨，上游原材料价格低廉； 铝箔价格为 2-3 万元/吨，显著低于铜箔的 10-12 万元/吨。据中科海钠数据，公司铜基钠离子电池原材料成本 在 0.25-0.30 元/Wh，较磷酸铁锂的 0.4-0.45 元/Wh，成本降低 20%-30%左右。
原材料丰度高，一定程度缓解资源短缺：钠元素在地壳中丰度为 2.75%，显著高于锂元素的 0.0065%；目前全 球探明的可供开采的锂资源储量仅能满足 14.8 亿辆电动汽车，随着全球电动化加快，锂资源短缺压力进一步体 现。
钠资源分布平均，避免资源卡脖子问题：根据 USGS 数据，20 年中国锂资源储量占全球总储量的 7.12%，近 三分之二的储量居中于南美。国内新能源车锂电池材料高度依赖进口，对外依存度过高。而钠资源量多且分布请务必阅读正文之后的免责条款部分 全球视野 本土智慧 Page 4 相对平均，利于钠离子电池发展。 快充性能好：磷酸铁锂约 20-30min 充电至 80%，钠离子电池有望将时间缩短 40%左右。
基础化学性能出色：钠离子溶剂化能低于锂离子，界面离子扩散能力强；钠离子斯托克斯半径小，相同浓度电 解液情况下较锂盐电解液离子电导率更高。 高低温性能优异：工作温度范围在-40℃-80℃。高低温环境下电池仍有良好的容量保持率，中科海钠产品在 55℃ 下容量保持率仍在 99%以上、在-20℃下能够保持在 88%以上。
设备兼容性好：钠离子电池与锂离子电池生产工艺相近，设备兼容性高、企业产线转变较为便捷。二者在电极 生产过程、电池装配过程完全相同；对于锂离子电池生产企业而言，在进行部分基础性的产线调整后，即可实 现钠离子电池的生产
Q：锂电池和钠电池的混用场景是否必要？
A：从汽车和储能BMS角度看都不希望混用，混用的前提是可以降成本，混用场景会首先出现在储能领域，因为储能定时充放电且充放电倍率固定。
Q：未来多长时间出现混用？
A：未来2-3年做产业化投入。等到2025年钠离子电池成本降到足够低，开始混用，目前钠离子电池的“泵+生产成本”高于磷酸铁锂电池，2025年可以做到相近（考虑到磷酸铁锂成本一起降低）。
Q：生产钠离子和锂离子电池的设备能否混用？
A：可以，设备不变，仅调整工艺参数，但怎么调需要摸索。
Q：磷酸铁锂电池的循环寿命？
A：目前磷酸铁锂电池的循环寿命2000-8000次不等，因为在储能场景下配备液冷、水冷、空冷温度控制设备，温度可以控制在正负三度，这种温度控制下磷酸铁锂和三元电池的循环次数可以极大提高。但是汽车电池只要求1500次以上循环，容量保持在80%左右，系因汽车无法控制温度。
Q：量产钠离子电池的循环寿命？
A：单体电芯3000-6000次，上海交大旗下企业能做到4400次，业内普遍认为未来上8000次没问题。
Q：宁德没有披露钠离子电池的循环寿命，原因？
A：没有可比性，钠离子电池是在实验条件下测试，磷酸铁锂电池是在完整系统下测试。钠离子电池也可以用在对加速和续航要求不高的汽车和电动二轮车。
Q：钠离子会先替代磷酸铁锂还是铅酸电池？
A：先替代储能，因为储能对成本、安全性更敏感。
Q：钠离子电池的体积能量密度？
A：目前，在相同体积下，钠离子电池的体积能量密度平均比磷酸铁锂电池低20%，如果未来钠离子电池的单体能量密度达到200就可以和磷酸铁锂媲美。
Q：如何做到单体能量密度200？
A：参考锂离子电池发展路径，基本上是正极 + 负极 + 电解液搭配，钠离子也是同样。目前探索了4-5种正极材料，能产业化应用的只有2-3种，负极只有硬碳一种，未来改良正负极材料。
Q：能否通过封装把钠离子的体积能量密度降下来？
A：可以，技术体系与锂离子电池相似。
Q：钠离子电池的层状氧化物是什么？
A：NaxTMO2 （TMO2是指过渡元素的金属氧化物）、普鲁士蓝（亚铁氰化铁）、普鲁士白（亚铁氰化亚铁）。
Q：它的正极材料生产工艺与其他电池相同吗？
A：要调工艺参数，有些正负极材料供应商已经做了布局，可查一下它们的公告，要经过下游验证需1-2年。
Q：锂离子和钠离子电池的单体能量密度天花板在哪里？
A：锂离子目前研发的固态电池在500以上，钠离子有同样的潜力，现在有固态电池的瓶颈没有解决。
Q：钠离子和锂离子专利的保护期？
A：磷酸铁锂电池限制只能国内使用，国外不行。暂无限制钠离子电池发展的消息。
Q：交大系、科大系、宁德系、海外系专利？
A：它们的专利各自发展，没有触碰到彼此边界。
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