钠离子电池成本构成及性能对比.docx

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1、钠离子电池成本构成及性能对比锂钠同族，物化性质有类似之处。近期以宁德时代和中科海钠为 代表的企业开始布局钠离子电池，有望推动钠离子电池的商业化进程。 锂、钠、钾同属于元素周期表IA族碱金属元素，在物理和化学性质 方面有相似之处，理论上都可以作为二次电池的金属离子载体。锂的离子半径更小、标准电势更高、比容量远远高于钠和钾，因 此在二次电池方面得到了更早以及更广泛的应用。但锂资源的全球储 量有限，随着新能源汽车的发展对电池的需求大幅上升，资源端的 瓶颈逐渐显现，由此带来的锂盐供需的周期性波动对电池企业和主 机厂的经营造成负面影响，因此行业内部加快了对资源储备更加丰富、 成本更低的电池体系的研究和量

2、产进程，钠作为锂的替代品的角色 出现，在电池领域得到越来越广泛的关注。1元，于径(Pm)度(gcm3)叙化汪Jl4*( V)比例I (EAhZg)体职比春 (mAhZmL)纳克丰度6.94760.534-3.0386120620.0065%1020.9681166122.74%39.11380.862-2.96855912.47%碱金属元素基本性质对比钠离子电池是什么？在原材料方面，钠离子电池比锂电池更具有成本优势。在制造工 艺方面，钠离子电池的制造工艺与锂电池接近，因此可沿用锂电产线。钠离子电池即一种浓差电池，正负极由两种不同的钠离子嵌入化 合物组成充电时，钠离子从正极脱嵌经过电解质嵌入负极

3、，此时负极 处于富钠状态，正极处于贫钠状态，这时电子的补偿电荷经外电路供 给到正极，以平衡正负极电荷。放电时，钠离子从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富 钠状态，负极处于贫钠状态，这时电子的补偿电荷经外电路供给到负 极，以保证正负极电荷平衡。在原材料方面，钠离子电池比锂电池更具有成本优势。在制造工 艺方面，钠离子电池的制造工艺与锂电池接近，因此可沿用锂电产线。钠离子电池的主要构成在原材料方面，对比锂电池，钠离子电池具有显著的成本优势。 钠离子电池的主要组成部分包含正极材料、负极材料、电解液等：1）正极材料：由于钠离子电池的正极材料采用的是普鲁士白和层 状氧化物等，可减少对锂等材料的依赖；

4、2）负极材料：钠离子的负极材料主要以碳基材料为主，活性炭储 存钠离子的能力超过锂电池负极材料且价格低；3）电解液，钠离子电池的电解质选择范围更广泛。在制造工艺方 面，钠离子电池的制造工艺与锂电池接近，因此可沿用锂电产线。锂离子电池VS钠离子电池VS铅酸电池在性能方面，钠离子电池主要优势为快充性能好、高低温性能优 异、安全性能好、设备兼容性好，但能量密度以及循环寿命低是限制其发展的主要问题对比锂离子，钠离子主要有以下性能优势：1）充电快：磷酸铁锂需2030分钟可充电至80%,钠离子电池有 望将时间缩短40%左右；2）高低温性能优异：工作温度范围在-40C-80。高低温环境下电 池仍有良好的容量保

5、持率；3）安全性能好：在过充、过放、短路、针刺、挤压等测试中不起 火、不爆炸；4）设备兼容性好：钠离子电池与锂离子电池生产工艺相近，如两 者在电极生产过程、电池装配过程完全相同，因此设备兼容性高，企 业产线转换成本较低；5）钠离子溶剂化能低：钠离子比锂离子更易脱溶剂化，界面反应 动力学更好。对比锂离子，钠离子具有以下缺点：1）能量密度低：对比锂离子，钠离子最大的缺陷是能量密度较低, 在相同续航情况下，单车重量增加约10%20%;2）循环寿命低：对比锂离子，钠离子由于半径比锂离子大，反应 过程中嵌入脱出难度大且容易造成结构变化，从而造成其循环寿命较 低。成本构成对比：钠电池VS.锂电池从可持续角

6、度来看，钠元素资源丰富且分布较广，可避免资源卡 脖子问题。从成本端来看，纳离子对比锂离子的电池成本降低了约20% o从可持续角度来看，钠元素资源丰富且分布较广，可避免资源卡 脖子问题：1）钠资源：钠资源的地壳丰度达275%,在地壳中的丰度位居第6 位，且钠资源分布于全球各地。钠的价格低廉且易获取；2）锂离子：锂离子的地壳丰度达0.0065%,且资源分布不均，75% 的锂分布在南美洲地区。相对于钠离子而言，锂离子的价格更高。从成本端来看，纳离子对比锂离子的电池成本降低了约20%：1）正极材料：钠离子电池的正极材料如铜铁镒层状氧化物约为 2.9万元/吨、普鲁士白类为2.6万元/吨、锲铁镒层状氧化物

7、为4.2万 元/吨，而锂离子电池的正极材料碳酸锂的价格约为8.6万元/吨。2）集流体：钠离子电池负极集流体均为铝箔，锂离子电池负极集 流体只能使用钢箔。电池级铝箱成本在2.43万元/吨，电池级铜箔成 本在8-9万元/吨。3）电解液：由于同浓度电解液下钠盐电导率高于锂电解液，因此 可降低成本，或钠离子电池可用低盐浓度电解液来降低成本。钠离子电池将促进电池铝箔需求增长电池集流体是将电池活性物质产生的电流汇集起来，以产生更大 的输出电流的电池部件，此外它还 充当电池活性材料的载体，对电 池的性能有较大影响。目前锂电池的正负极的集流体分别是铝箔和 铜箔。由于钠离子不会与铝形成合金，因此钠离子电池的正负极的集 流体均可以使用成本更低的铝 箔。根据中科海钠，相比锂离子电池， 由于正负极集流体采用铝箔，钠离子电池中集流体成本占比仅为4%,远低于锂离子电池的13%0我们判断，钠离子电池集流体铝箔与锂电池基本相同，性能要求 基本接近。相比普通的铝箔，作为电池集流体铝箔要求较高，其中 厚度要求控制在10-50微米，部分电池厂甚至使用8微米的铝箔。 同时电池集流体还要求具有较低的粗糙度、更好的导电性、拉伸强度、 伸长率，此外对产品的一致性和稳定性也有较高的要求。因此，电 池铝箔对设备和工艺的要求较高，具有一定的进入壁垒。