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2021年中國鈉離子電池行業(yè)現(xiàn)狀分析一、鈉離子電池綜述鈉離子電池是依靠鈉離子在正極和負(fù)極之間移動來工作的二次電池。相比鋰電池,鈉離子電池使用的電極材料主要是鈉鹽,其他材料使用也有差異。鈉離子電池中,正極材料:使用鈉離子的活性材料,常見的包括普魯士藍(lán)、銅鐵錳或鎳鐵錳層狀氧化物,需具有良好的電化學(xué)性、化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、安全性,以此保證較高的理論比容量和電池循環(huán)壽命;負(fù)極材料:由于鈉的半徑較大,并不能在石墨層中可逆的脫嵌,因此一般選擇具備嵌入鈉離子的能力強(qiáng)、體積變形小、擴(kuò)散通道好、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)的硬碳材料。電解質(zhì)和隔膜:可以沿用鋰電池體系中的材料,但電解液中的六氟磷酸鋰需要換成六氟磷酸鈉。集流體:由于鋰電池主要以石墨作為負(fù)極,鋁箔作為負(fù)極集流體在低電位下易與鋰形成合金,因此需使用銅集流體,而鈉離子正負(fù)極均可使用價格較低鋁箔作為集流體。鈉離子電池最大的優(yōu)勢在于可實(shí)現(xiàn)5-10分鐘的快速充電能力,且無論是能量密度還是循環(huán)壽命,鈉離子電池都顯著優(yōu)于鉛酸電池。相比于鋰離子電池,鈉離子電池有更好的安全性。目前,鈉離子電池的循環(huán)壽命大約是鋰離子電池的65%左右,能量密度比鋰電池低20%。但是較低的循環(huán)次數(shù)和能量密度決定了鈉離子電池?zé)o法應(yīng)用于電動汽車和手機(jī)電池等領(lǐng)域。鈉離子電池可分為鈉硫電池、水系鈉離子電池、有機(jī)鈉離子電池、固態(tài)鈉離子電池。鈉硫電池主要以金屬鈉作為負(fù)極、非金屬硫作為正極、β-A12O3陶瓷管同時充當(dāng)電解質(zhì)和隔膜,是目前唯一同時具備大容量和高能量密度的儲能電池。鈉離子電池的生產(chǎn)工藝可以參照鋰離子電池,生產(chǎn)線也與鋰離子電池類似。差異之處主要在于鈉離子電池可以采用鋁箔作為負(fù)極集流體,因此正、負(fù)極的極耳可以相同,極耳相關(guān)的生產(chǎn)工序可以更加簡化。從產(chǎn)品封裝形態(tài)上看,鈉離子電池也鋰離子電池類似,同樣可分為圓柱、軟包和方形硬殼三大類。二、鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈也主要包括上游的原材料、中游的電芯及電池以及下游的應(yīng)用。鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈與鋰離子電池類似,其主要差異表現(xiàn)在上游正、負(fù)極材料以及中游電池廠的技術(shù)能力。鈉離子電池下游應(yīng)用主要包括動力和儲能兩大方向。三、鈉離子電池行業(yè)現(xiàn)狀分析1、鈉離子電池專利情況目前我國鈉離子電池行業(yè)仍處于產(chǎn)業(yè)前期,未實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)。從專利情況來看,近年來我國鈉離子電池相關(guān)技術(shù)專利公開及申請數(shù)量持續(xù)增長。據(jù)佰騰網(wǎng)數(shù)據(jù),2021年我國鈉離子電池專利公開量為576項(xiàng),僅次于2020年611項(xiàng)。2021年我國鈉離子電池專利申請數(shù)量達(dá)到歷史最高,為626項(xiàng)。2022年,截止到4月21日,我國鈉離子電池專利公開量為301項(xiàng),專利申請量為20項(xiàng)。注:統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時間截止到2022年4月21日。從專利申請人數(shù)量來看,目前我國鈉離子電池申請主體大多為高校及科研機(jī)構(gòu)。據(jù)佰騰網(wǎng)數(shù)據(jù),截至2022年4月21日,鈉離子電池專利申請人數(shù)量前三名分別為:陜西科技大學(xué)207項(xiàng)、中南大學(xué)187項(xiàng)、廣東工業(yè)大學(xué)58項(xiàng)。申請人數(shù)量排行四到十名的有武漢理工大學(xué)、華中科技大學(xué)、三峽大學(xué)、北京理工大學(xué)、浙江大學(xué)和天津大學(xué),專利申請數(shù)量均達(dá)到40項(xiàng)以上。注:統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時間截止到2022年4月21日。2、鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈下游市場現(xiàn)狀鈉離子電池未來成熟應(yīng)用市場為電動兩輪車市場和電化學(xué)儲能市場。從兩輪電動車行業(yè)市場現(xiàn)狀來看,據(jù)中國自行車協(xié)會數(shù)據(jù),2020年我國兩輪電動車保有量約為3.2億輛,2020年市場產(chǎn)銷量分別為5100萬輛和4760萬輛,產(chǎn)銷比93.3%。2021年1-6月,電動自行車規(guī)模以上企業(yè)產(chǎn)量1620.2萬輛,同比增長33.6%。據(jù)艾瑞數(shù)據(jù),2021年全年電動兩輪車市場銷量約為4100萬輛。我國電動兩輪車市場規(guī)模龐大,且鈉離子電池成本較鋰離子電池成本低,未來電動兩輪車市場鈉離子電池應(yīng)用潛力大。注:2021年兩輪電動車產(chǎn)量數(shù)據(jù)暫未公布。鈉離子電池在儲能領(lǐng)域應(yīng)用類型為電化學(xué)儲能。從電化學(xué)儲能裝機(jī)容量來看,據(jù)CNESA數(shù)據(jù),2021年我國電化學(xué)儲能累計(jì)裝機(jī)容量為5.51GW,同比增長68.5%。我國電化學(xué)儲能增速加快,行業(yè)前景廣闊。四、鈉離子電池企業(yè)布局情況從鈉離子電池相關(guān)企業(yè)數(shù)量情況來看,據(jù)企查查數(shù)據(jù),自2010年來,我國鈉離子電池相關(guān)企業(yè)數(shù)量增長數(shù)量加快,2017年年新增企業(yè)數(shù)量達(dá)到最高,為40家,2018-2021年相關(guān)企業(yè)年新增數(shù)量減少,分別為25/16/26/15家企業(yè)。鈉離子電池作為一種新的電池技術(shù)路線,眾多鋰離子電池企業(yè)入場布局。具體有:(1)布局鈉離子電池技術(shù)的公司,如寧德時代、鵬輝能源、*ST猛獅、圣陽股份、中國長城、欣旺達(dá)。(2)持股或投資鈉離子電池企業(yè)的公司,如華陽股份、浙江醫(yī)藥、新筑股份。(3)布局鈉離子電池材料技術(shù)的公司,如負(fù)極材料企業(yè)翔豐華;正極材料企業(yè)容百科技;鋁箔企業(yè)鼎勝新材、南山鋁業(yè)、明泰鋁業(yè)、萬順新材。(4)鈉資源公司,如中鹽化工、南風(fēng)化工、百合花等。五、鈉離子電池未來發(fā)展趨勢鈉離子電池未來將主要應(yīng)用于儲能和動力兩個領(lǐng)域。在儲能領(lǐng)域,2021年07月15日,國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布了《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出加快飛輪儲能、鈉離子電池等技術(shù)開展規(guī)?;囼?yàn)示范,以需求為導(dǎo)向,探索開展儲氫、儲熱及其他創(chuàng)新儲能技術(shù)的研究和示范應(yīng)用。因此,在政策的推動下,鈉離子電池有望加快應(yīng)用于電網(wǎng)側(cè)、用電側(cè)和發(fā)電側(cè)儲能。在動力領(lǐng)域,鈉離子電
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