锂电池VS钠电池储能应用前景分析

锂电池VS钠电池储能应用前景分析

随着新能源产业的快速发展，储能技术成为关键环节。本文对锂电池与钠电池在储能领域的应用前景进行了深入分析，从技术性能、成本结构、度电成本等多个维度进行了对比，并对钠电池行业的发展前景进行了展望。

储能技术类别介绍

储能技术分类中，电化学储能技术因其不受区位限制（相比抽水），且技术成熟度高在储能市场上得到快速发展；氢储因其清洁低碳、存储时间长且可进行长距离运输方案受到市场广泛关注。

锂电及钠电应用前景分析

技术性能对比（2023-2030E）

锂电磷酸铁锂电池在系统寿命及系统效率上存在明显优势；钠电层氧因循环低，系统寿命低导致应用场景受限，技术性能长期不具优势；2028年钠电聚阴循环有望实现万周左右，系统寿命及系统效率提升将对锂电造成冲击。

SMM评述：

• 储能领域对电芯能量密度并非特别敏感，电芯的技术竞争核心在于系统寿命及系统效率。
• 当前储能应用大多以一充一放为主，逐渐转向两充两放，考虑充电时长等问题，预计发电侧一充一放居多；电网、工商业应用场景等将逐渐走向两充两放。
• 锂电-磷酸铁锂系统寿命及系统效率表现均高于钠电-层氧及钠电-聚阴离子；
• 钠电-层氧循环最高达5000次，适用于一充一放3-4年电站寿命设计及两充两放5-8年电站设计，技术性能长期不具优势；
• 钠电-聚阴伴随循环提升至10,000周左右，整体电站寿命提升，叠加系统效率持续提升，或将对铁锂市场造成冲击（如一充一放存在10年向15年转化，聚阴可满足要求）。

成本结构对比（2023-2027E）

因出货规模及技术成熟度的限制，当前市场中的钠电池成本价高于磷酸铁锂电池30%左右，但随市场需求增加、规模效应显现，预计2027年钠电池主流路线成本将接近磷酸铁锂成本。

度电成本对比（2023-2027E）

储能场景下，聚阴离子正极路线的钠电池因其具备高循环寿命的特点，在材料改善成熟后，成本有望下降约70%，初具度电竞争优势；层氧虽成本也可降50%以上，但因其材料特性，更适用于动力市场。

随储能行业发展，国内对产业内应用性及盈利性需求逐渐明确，同时海外保持对高品质产品的强需求，在此背景下，产品的全生命周期成本（度电成本/LCOS）越来越受到业内应用认可。

• 钠电-层状氧化物：因正极材料带来的循环寿命低导致电站建成后总处理电量低，钠电层状氧化物路线在发电侧上缺少度电竞争优势；
• 钠电-聚阴离子：随聚阴离子材料经历多轮改善，循环寿命提升至理论值，预计在2027年成本稳定、竞争优势显现。

钠电池行业市场研究

电芯

1. 宏观环境

• 国家战略层面：锂资源依赖进口，易受资源“卡脖子”；
• 行业双线并行方案：锂钠并行，推动行业多线发展；
• 增强、拓宽行业方案：优质性能助力产品替代升级；
• 企业新赛道：新能源蓝海市场，行业新机遇。

2. 市场进程

• 预期驱动的开发期：2020年-2023年，钠电作为锂电的优质替代品进入企业研发列表；
• 技术迭代的验证期：2024–2026年，优势体系搭配得以确认，产业链搭建基本完备；
• 需求爆发的应用期：2027年起，技术成熟度高、综合成本下降，市场转为需求驱动。

3. 技术发展

• 正极层氧、聚阴双线并行，其他主材选型相对固定。
• 负极：生物质硬碳；
• 电解液：六氟磷酸钠电解液；
• 隔膜：12μm干法隔膜；

4. 经济性测算

• 电芯成本：当前，各路线下的钠电池电芯成本均超0.5元/wh，超磷酸铁锂成本约30%。
• 度电成本：
• 当前钠电储能领域度电成本约为磷酸铁锂的2倍；
• 预计2027年，聚阴路线度电成本在发电侧与磷酸铁锂接近持平，在工商业侧具约33%的竞争优势。

正极材料

负极材料

技术路线：因钠离子半径大于锂离子，石墨层间距不利于离子脱嵌，且硬碳克容优于软碳，故硬碳为钠碳负极首选材料。

• 生物质硬碳原料获取难度低、生产过程简单且成本较为低廉；
• 树脂基及化石燃料目前仍在研发过程中；
• 生命周期：
• 2023年：钠电负极出货量达千吨级别，生物质硬碳市占99%；
• 2024-2025年：钠电负极出货达万吨级，生物质硬碳市占99%；
• 2026年：出货量稳定提升，生物质硬碳市占85%；
• 经济性分析：
• 中期内主流方案仍为生物质硬碳上，该方案的原材料成本及加工成本降幅均有限，远期预计可下降20%左右；
• 其他负极材料目前仍处于研发初期，预计待技术路线成熟后，成本及结构都有明显改变。

电解液

技术路线：

• 因具备高导电率和高抗氧化性优势，六氟磷酸钠为钠电池的主流溶质选择；
• 溶剂与常规添加剂整体复用锂盐体系，其中成膜添加剂方面引入多类新型有机钠盐，能有效改善SEI膜性能、提升电解液效果。

生命周期：

• 2023年：钠电电解液出货量800吨，六氟磷酸钠电解液市占99%；
• 2024-2026年：钠电电解液出货增加，六氟磷酸钠电解液可量产；
• 2027年：出货量稳定提升，六氟磷酸钠电解液规模化供应，NaClO₄达千吨。

经济性分析：
钠电池电解液的溶剂和添加剂成分几乎与锂电电解液相同，但溶质为钠电市场催生出的新材料，所以当前售价较高，预计待钠电市场成熟后，溶质成本下行，整体电解液成本预期降本可达45%。