电池产业观察获悉，9月30日，华阳集团与中科海钠联合打造的全球首批量产1GWh钠离子电池产线在山西阳泉市正式投运，意味着钠离子电池将实现从中试到量产的关键转换。
锂的近邻，钠离子电池优劣势明显
目前，在电化学储能中发展最为成熟的是锂离子电池技术，但随着电动汽车普及和大规模储能应用，锂离子电池或将面临锂资源紧缺的问题。钠离子电池却渐渐成为目前储能技术的研究热点。
钠离子电池的研究起点早于锂离子电池，可追溯到上世纪七十年代。但由于锂离子电池的性能表现更为优异，从技术成熟度上更快，被日本索尼公司与1991年实现商业化。因此，研究者们更多的将研究重心转移到锂电领域，而钠离子电池技术则默默低调成长，近些年来，才再次引起研究人员的重视。
钠离子电池工作原理 图源：中科海钠官网
钠离子电池的工作原理与锂离子电池类似，属于“摇椅”模型可充电电池。利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电。充电时，钠离子从正极脱出经过电解质嵌入负极，同时电子的补偿电荷经外电路供给到负极，保证正负极电荷平衡；放电时则相反，钠离子从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极。在正常的充放电情况下，钠离子在正负极间的嵌入脱出不破坏电极材料的基本化学结构。
钠离子电池相较于锂离子电池的优势在于：
1. 储量高，锂元素的地壳丰度为0.0065%，资源分布75%在美洲。而钠的地壳元素含量排名第6，是锂的400倍以上，并且在全球均匀，资源非常丰富。
2. 价格方面，也正因为钠元素来源广泛，价格低廉，而且其安全稳定性更能满足大规模应用的需要。钠离子电池在成本上具有着相当突出的优势。钠离子电池原材料碳酸钠10年价格保持在1000~4000元/吨，而碳酸锂价格则接近50万元/吨，单价差距悬殊，且锂大部分原材料需依赖进口、更增加了锂电池生产成本。
3. 钠不会与铝发生反应，所以钠离子电池的正负极集流体都可以使用更便宜的铝箔，而锂离子电池的负极集流体只能使用价格更高的铜箔。
4. 钠的热稳定性极高，短路时发热量少，温升较低，热失控过程中易失活，因此使用过程中较锂离子电池安全性更高。
5. 钠离子电池能使用分解电势更低的电解质盐和溶剂，所以在电解质方面比锂离子电池具有更宽的选择范围。
不过，相较于目前已实现产业化、规模化商业应用的锂离子电池，钠离子电池仍有其局限性，主要体现在：
1. 能量密度低，钠元素的原子质量是锂元素的3.3倍，导致钠离子电池的能量密度较低，仅有锂离子电池的50%左右；并且也导致同样规模容量的电池，钠离子电池的空间占用更大，功率密度低。
2. 循环寿命较短，钠离子的离子半径是锂离子的约1.3倍，导致钠离子脱出、嵌入困难，循环次数不足锂离子电池的一半。
3. 产业链不完善，钠离子电池仍处于商业化探索和改进中，工程化设备、供应链配套等暂未形成，产品性能、成本控制及适配应用场景等有待进一步检验。
我国钠离子电池商业化进展
由于具有资源丰富、成本低廉、能量转换效率高、循环寿命长、维护费用低等众多优势，钠离子电池今年以来的产业化进程可谓突飞猛进。据不完全统计，目前国内已有20余家企业参与或投资钠离子电池及其材料的研发生产，包括华为等一些知名企业也参股了钠离子电池领域企业。部分钠离子电池企业进展情况如下（无先后顺序）。
1.中科海钠：
中科海钠是由中科院博士唐堃和中科院物理研究所博士生导师李泓联合创办的专注于新一代储能体系钠离子电池研发与生产的高新技术企业。截止至目前，已有15项钠离子研发专利。
2018年6月，中科海钠在中国科学院物理研究所园区展示首辆钠离子电池低速电动车。
2019年3月，中科海钠团队与中国科学院物理研究所共同完成的世界首座100KWh钠离子电池储能电站，在江苏溧阳投入运营。
2021年6月，中科海钠团队与中国科学院物理研究所联合推出全球首套1MWh钠离子电池光储充智能微网系统，在山西太原投入运营。
2021年8月，中科海钠与华阳股份合作，共建年产能2000吨（~0.8GWh）的钠离子正/负极材料生产线，2022年投产，并与2023年扩产至10GWh。
2022年9月，与三峡能源、三峡资本及安徽省阜阳市人民政府达成合作，将共同建设全球首条钠离子电池规模化量产线，该产线规划产能5GWh，分两期建设，1期1GWh将于2022年正式投产。
目前，中科海钠已成功开发出NaCP08/80/138等不同规格型号的钠离子软包电池，以及钠离子圆柱NaCR26650、NaCR32138电池，综合性能处于国际领先水平。
2022年9月30日，华阳集团与中科海钠联合打造的全球首批量产1GWh钠离子电池产线在山西阳泉市正式投运。
2.宁德时代：
宁德时代是国内率先进入国际顶尖车企供应链的锂离子动力电池制造厂商，动力电池市场占有率连续五年排名全球第一，2021年入局钠离子电池。
2021年5月，宁德时代董事长曾毓群在公司股东大会上透露，将于今年7月前后发布钠离子电池。
2021年7月，宁德时代第一代钠离子电池发布，同时亮相创新的锂钠混搭电池包。该电池将于2023年形成产业链，并称第二代钠离子电池的能量密度将达到200Wh/kg，系统能量密度能做到160Wh/kg。
3.鹏辉能源：
鹏辉能源是国内最早生产和研发锂电池的企业之一。主营业务涵盖数码消费类电池、新能源汽车动力电池、储能电池以及轻型动力电池等众多领域，全面实现新能源产业的覆盖，并率先实现规模化生产。
2021年10月，鹏辉能源宣布积极布局钠离子电池材料硬碳负极材料产业链，向成都佰思格投资人民币1000万元，
2021年12月，鹏辉能源表示公司2021年进行了钠离子电池小批量生产，采用磷酸盐类钠正极与硬碳体系负极。
4.传艺科技：
传艺科技是全球四大顶级键盘制造商柔性线路板核心部件的主要供应商，全球市场占有率20.56%，国内市场占有率40%。
2022年6月，传艺科技公告称，全资子公司智纬电子拟与宁波海盈汇鑫等合资设立传艺钠电科技有限公司。合资公司主要从事钠离子及锂离子电池、正负极材料和电解液等研发、生产及销售等。注册资本为3000万元。
2022年8月，传艺科技发布公告称，根据公司战略发展和业务规划，董事会同意公司拟使用自有资金3000万元设立研究院《江苏传艺钠离子电池研究院有限公司》。
2022年8月，传艺钠电宣布，钠电池生产设备及装置安装调试进展顺利，已具备中试生产条件并即将投产运行。
2022年9月，传艺科技发布《关于对外投资设立控股孙公司的公告》，拟投建15万吨钠离子电池电解液生产线。
5.同兴环保：
同兴环保是我国较早进入非电行业烟气低温脱硝领域的企业，具备较成熟的烟气治理能力，目前在非电行业烟气治理市场占据领先地位。
2022年9月，同兴环保科技股份有限公司与中国科学技术大学在合肥举行合作协议签约仪式，共建“中国科大-同兴环保储能电池材料及器件联合实验室”，标志同兴环保跨界进军钠离子电池产业。
6.七彩化学：
七彩化学是国内高性能有机颜料龙头企业，拥有高性能有机颜料领域多项核心技术。
2022年9月，鞍山七彩化学股份有限公司与广东美联新材料股份有限公司就双方暂定共同投资25亿元建设“年产18万吨电池级普鲁士蓝(白)项目”事项签署《战略合作协议》，致力于钠离子电池正极材料普鲁士蓝(白)系列产品的研究开发及产业化，助推钠离子电池产业发展。
7.维科技术：
维科技术是我国一家以新能源锂电池为主业，以3C数码电池和动力电池为核心业务的A股上市公司。
2022年9月，与浙江钠创新能源有限公司在浙江绍兴签订《深度合作战略框架协议》，在江西维科产业园建设钠电产业化基地，项目初期拟建2GWh钠电池生产线，主要面向低速车和储能市场。
8.多氟多：
多氟多是我国一家致力于高性能无机氟化物、电子化学品、锂离子电池及相关材料研发生产的高新技术企业。
2022年9月，多氟多表示，钠离子电池的正极材料中试线已经建成，小批量产品陆续下线， 小试的钠离子电池测试进行了3个月，目前指标良好；钠离子电池一期将形成约1GWH的产能。
9.珈钠能源：
珈钠能源是我国致力于聚阴离子型钠离子电池正极材料和生物质硬碳负极材料及相关企业研发生产的技术企业。创始人武汉大学化学与分子科学学院教授曹余良。
2022年8月，珈钠能源完成近数千万元天使轮融资，由顺为资本独家投资，筹划百吨级的中试线，预计明年4月实现中试线产品稳定输出。基于公司产品组装的大容量钠离子电池的能量密度应可达到100Wh/kg和120Wh/kg。
10.立中集团：
立中集团主要从事新能源汽车零部件生产制造等，为新能源汽车提供铝材料生产的铝铸件。其业务正在向储能材料端扩展，
2022年6月，立中集团表示，钠离子电池将成为储能电池、动力电池新的发展方向，其建设的氟化钠（NaF）产能将作为钠离子电池材料端的技术储配，实现公司多元化的产业布局。
11.欣旺达：
欣旺达是以锂离子电池模组的研发、设计、生产及销售为主营业务的高新技术企业，是国内领先的锂离子电池模组解决方案及产品提供商。
2022年8月，欣旺达称公司拥有钠离子电池补钠的方法、钠离子电池及其制备方法等多项专利，且在钠离子电池领域公司积极探索产学研合作，并与南开大学合作设立院士工作站，共同研究新型锂硫、钠离子、固态电池等关键材料及技术。
12.华阳集团：
华阳集团是由世界500强企业阳煤集团整体更名而来的高科技新材料产业集团，是全国最大的无烟煤生产基地。
2021年6月，由华阳集团联合中科海钠公司共同打造的全球首套1MWh钠离子储能系统，在山西太原正式投运。
2022年1月，华阳集团钠离子电芯项目在阳泉市宣布开工。
2022年3月，华阳集团旗下子公司山西新阳清洁能源全国最大钠离子电池规划项目成功送电，该项目第一条钠离子电池生产线进入设备调试的最后阶段，即将于3月底试生产。
2022年9月30日，华阳集团与中科海钠联合打造的全球首批量产1GWh钠离子电池产线在山西阳泉市正式投运。
13.立方新能源：
立方新能源为湖南株洲首家钠离子电池企业，并基于当前钠离子电池所具有的产业化特点，注册成立子公司——湖南钠方新能源科技有限责任公司。
2022年4月19日，湖南立方新能源科技有限责任公司发布第一代钠离子电池，该产品软包单体电芯重量能量密度可到140Wh/Kg和270wh/L的体积能量密度；支持快速充电15分钟，SOC（荷电状态）大于80%；3C放电90%DOD；零下20℃低温环境下，依然可以放出约90%的容量，且支持该环境温度下充电。据悉，立方新能源公司已收到多个客户的样品及量产订单，用于中低速电动车、电动大巴及家用储能等领域；并与中车株洲电力机车研究所有限公司、钠方新能源、贵州振华新材料股份有限公司等分别签订合作协议加快钠电材料端布局
14.远信储能：
远信储能是一家专门从事电池储能产品研发、集成设计、生产的企业。
2022年3月，远信储能签订《姚安县新能源产业规划与投资合作框架协议》，将逐步引入锂离子电池、钠离子电池、双向变流器、储能集装箱、电力电缆、金属机具加工、硅碳负极材料、正极材料等新型储能上游企业落户姚安。
15.兴储世纪：
兴储世纪科技股份2022年3月改组成都研究院为钠离子电池研究院，赋能钠离子电池及关键材料研发。
预计2023年6月前将完成钠离子电池，方形铝壳电芯的中试小批量生产。2023年到2024年将孵化推进1GWh钠离子电池的生产。
16.三峡集团：
三峡集团是全球最大的水电开发运营企业和中国最大的清洁能源集团。
2021年底，三峡集团与中科海钠、阜阳市人民政府达成合作，共同建设全球首条钠离子电池规模化量产产线，产能规划为5GWh。
17.中石油：
中石油是全球石油石化产品重要的生产和销售商之一，世界最大的石油公司之一，也是中国销售收入最大的公司之一，中国500强第2位。
2022年4月，中石油发布《钠离子电池及储能装置开发与应用》招标。对钠离子电池技术进行研究开发，一是在满足循环5000次以上、-20℃~60℃耐温宽的正负极电极材料研发，二是在电芯产品研发、实现钠电电芯批量制备，第三要开发电池管理系统与能量管理系统、电池模组集成技术等，最终要开发出安全稳定运行的低成本百千瓦级钠电储能装备，实现50kW/100kWh的钠离子集装箱式储能装备在油田场景下的应用示范。
18.钠创新能源：
钠创新能源是我国钠离子电池技术创新创业的先锋。开发出全球首套千吨级层状结构氧化物正极材料湿法合成工艺路线，并设计制造出相应的功能电解液，为钠离子电池产业生态链的建设起到引领作用。
2021年5月，钠创新能源发布全球首套钠离子电池-甲醇重整制氢-燃料电池综合能源系统产品。
2021年7月，钠创新能源与爱玛科技联合发布全球首批钠离子电池驱动双轮电动车。
2022年6月，钠创新能源8万吨钠离子电池正极材料项目由滨海新区管委会立项报批，于绍兴市越城区、滨海新区集中签约。
2022年9月，钠创新能源与维科技术在浙江绍兴签订《深度合作战略框架协议》，将利用募集资本进行钠电材料产业化产能建设，并对维科技术钠电池生产优先保证材料供应等方面的支持。同时，钠创新能源将提供技术支持并出资参与维科技术在江西维科产业园建设钠电产业化基地，项目初期拟建2GWh钠电池生产线，主要面向低速车和储能市场。
