钠硫电池和钠离子电池区别(钠硫电池储能种类优缺点)
一、钠离子电池综述
钠离子电池是依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作的二次电池。相比锂电池，钠离子电池使用的电极材料主要是钠盐，其他材料使用也有差异。钠离子电池中，正极材料：使用钠离子的活性材料，常见的包括普鲁士蓝、铜铁锰或镍铁锰层状氧化物，需具有良好的电化学性、化学稳定性、热稳定性、安全性，以此保证较高的理论比容量和电池循环寿命；负极材料：由于钠的半径较大，并不能在石墨层中可逆的脱嵌，因此一般选择具备嵌入钠离子的能力强、体积变形小、扩散通道好、化学稳定性好等特点的硬碳材料。电解质和隔膜：可以沿用锂电池体系中的材料，但电解液中的六氟磷酸锂需要换成六氟磷酸钠。集流体：由于锂电池主要以石墨作为负极，铝箔作为负极集流体在低电位下易与锂形成合金，因此需使用铜集流体，而钠离子正负极均可使用价格较低铝箔作为集流体。
钠离子电池最大的优势在于可实现5-10分钟的快速充电能力，且无论是能量密度还是循环寿命，钠离子电池都显著优于铅酸电池。相比于锂离子电池，钠离子电池有更好的安全性。目前，钠离子电池的循环寿命大约是锂离子电池的65%左右，能量密度比锂电池低20%。但是较低的循环次数和能量密度决定了钠离子电池无法应用于电动汽车和手机电池等领域。钠离子电池可分为钠硫电池、水系钠离子电池、有机钠离子电池、固态钠离子电池。钠硫电池主要以金属钠作为负极、非金属硫作为正极、β－A12O3陶瓷管同时充当电解质和隔膜，是目前唯一同时具备大容量和高能量密度的储能电池。
钠离子电池性能对比图
资料来源：公开资料整理
钠离子电池的生产工艺可以参照锂离子电池，生产线也与锂离子电池类似。差异之处主要在于钠离子电池可以采用铝箔作为负极集流体，因此正、负极的极耳可以相同，极耳相关的生产工序可以更加简化。从产品封装形态上看，钠离子电池也锂离子电池类似，同样可分为圆柱、软包和方形硬壳三大类。
钠离子电池生产线示意图
资料来源：公开资料整理
二、钠离子电池产业链
钠离子电池产业链也主要包括上游的原材料、中游的电芯及电池以及下游的应用。钠离子电池产业链与锂离子电池类似，其主要差异表现在上游正、负极材料以及中游电池厂的技术能力。钠离子电池下游应用主要包括动力和储能两大方向。
钠离子电池产业链
资料来源：公开资料整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2021-2026年中国钠离子电池市场全面调研及行业投资潜力预测报告》
三、钠离子电池行业现状分析
1、钠离子电池专利情况
目前我国钠离子电池行业仍处于产业前期，未实现规模生产。从专利情况来看，近年来我国钠离子电池相关技术专利公开及申请数量持续增长。据佰腾网数据，2021年我国钠离子电池专利公开量为576项，仅次于2020年611项。2021年我国钠离子电池专利申请数量达到历史最高，为626项。2022年，截止到4月21日，我国钠离子电池专利公开量为301项，专利申请量为20项。
2011-2022年中国钠离子电池专利公开及申请数量
注：统计数据时间截止到2022年4月21日。
资料来源：佰腾网，华经产业研究院整理
从专利申请人数量来看，目前我国钠离子电池申请主体大多为高校及科研机构。据佰腾网数据，截至2022年4月21日，钠离子电池专利申请人数量前三名分别为：陕西科技大学207项、中南大学187项、广东工业大学58项。申请人数量排行四到十名的有武汉理工大学、华中科技大学、三峡大学、北京理工大学、浙江大学和天津大学，专利申请数量均达到40项以上。
2022年中国钠离子电池专利申请人数量TOP10
注：统计数据时间截止到2022年4月21日。
资料来源：佰腾网，华经产业研究院整理
2、钠离子电池产业链下游市场现状
钠离子电池未来成熟应用市场为电动两轮车市场和电化学储能市场。从两轮电动车行业市场现状来看，据中国自行车协会数据，2020年我国两轮电动车保有量约为3.2亿辆，2020年市场产销量分别为5100万辆和4760万辆，产销比93.3%。2021年1-6月，电动自行车规模以上企业产量1620.2万辆，同比增长33.6%。据艾瑞数据，2021年全年电动两轮车市场销量约为4100万辆。我国电动两轮车市场规模庞大，且钠离子电池成本较锂离子电池成本低，未来电动两轮车市场钠离子电池应用潜力大。
2012-2021年中国两轮电动车产销量情况统计
注：2021年两轮电动车产量数据暂未公布。
资料来源：中国自行车协会，艾瑞，华经产业研究院整理
钠离子电池在储能领域应用类型为电化学储能。从电化学储能装机容量来看，据CNESA数据，2021年我国电化学储能累计装机容量为5.51GW,同比增长68.5%。我国电化学储能增速加快，行业前景广阔。
2014-2021年中国电化学储能累计装机容量及增速
资料来源：CNESA，华经产业研究院整理
四、钠离子电池企业布局情况
从钠离子电池相关企业数量情况来看，据企查查数据，自2010年来，我国钠离子电池相关企业数量增长数量加快，2017年年新增企业数量达到最高，为40家，2018-2021年相关企业年新增数量减少，分别为25/16/26/15家企业。
2010-2021年中国钠离子电池相关企业新增数量
资料来源：企查查，华经产业研究院整理
钠离子电池作为一种新的电池技术路线，众多锂离子电池企业入场布局。具体有：（1）布局钠离子电池技术的公司，如宁德时代、鹏辉能源、*ST猛狮、圣阳股份、中国长城、欣旺达。（2）持股或投资钠离子电池企业的公司，如华阳股份、浙江医药、新筑股份。（3）布局钠离子电池材料技术的公司，如负极材料企业翔丰华；正极材料企业容百科技；铝箔企业鼎胜新材、南山铝业、明泰铝业、万顺新材。（4）钠资源公司，如中盐化工、南风化工、百合花等。
国内企业钠离子电池布局情况
资料来源：公开资料整理
五、钠离子电池未来发展趋势
钠离子电池未来将主要应用于储能和动力两个领域。在储能领域，2021年07月15日，国家发展改革委、国家能源局发布了《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出加快飞轮储能、钠离子电池等技术开展规模化试验示范，以需求为导向，探索开展储氢、储热及其他创新储能技术的研究和示范应用。因此，在政策的推动下，钠离子电池有望加快应用于电网侧、用电侧和发电侧储能。
在动力领域，钠离子电池将在两轮车和电动汽车两个方面得到应用。在两轮车领域，由于钠离子电池有有能量密度相对较低、安全性比较高的特点，因此有望实现在对铅酸电池的逐步替代。其中电动汽车方面，有望通过宁德时代发布的钠离子电池与锂离子电池集成系统的形势得以应用。
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