正極路線難定論，鈉電池產業化挑戰仍多

2023年以來，鈉離子電池不斷傳出產業化提速的消息。3月17日，雅迪華宇發布極鈉1號鈉電池，以及全球第一款鈉電池兩輪車極鈉s9；2月23日，中科海鈉宣布產品在江淮思皓EX10花仙子上首次實現了裝車。

事實上，作為一個新興產物，鈉離子電池的技術和工藝仍面臨很多挑戰。其中，正極作為鈉離子電池所有工藝中最重要的一個環節，層狀氧化物、普魯士藍類化合物、聚陰離子化合物三條技術路線相互競爭，尚未有定論。有券商新能源行業分析師表示，大家都還在嘗試，也不能說哪個就一定好，哪個就一定差。

(資料圖)

正極材料技術路線之爭會否影響鈉離子電池產業化進程？目前產業化進度相對領先的層狀氧化物路線能否最終勝出成為大贏家？

正極三條技術路線各有優劣

與鋰電池相比，鈉離子電池變化最大的部分就是正極材料，正極材料也是決定電池能量密度、安全性、循環壽命等能的關鍵因素。

鈉離子電池正極材料主要有三種：層狀氧化物、普魯士藍類化合物、聚陰離子化合物。

層狀氧化物擁有高比容量優勢，但由于鈉離子在脫嵌過程中，層狀金屬氧化物易發生結構變化或相轉變導致電池循環性能衰減，因此需摻雜Mn、Fe、Ni等電化學活性元素，依靠不同陽離子氧化還原電對的特性互補，提升材料的穩定性。

由于層狀氧化物的生產工藝與鋰電三元正極材料兼容性較高，中科海納、振華新材（688707.SH）等較多鈉離子電池企業和鋰電正極企業選擇該技術路線，相對成熟的產品有中科海鈉團隊合成的銅鐵錳酸鈉Na0.9[Cu0.22Fe0.3Mn0.48]O2、浙江鈉創合成的鐵鎳錳酸鈉Na[Ni1/3Fe1/3Mn1/3]O2。

其中，中科海納于2023年2月在新品發布會上推出了NaCR32140-ME12圓柱電芯、NaCP50160118-ME80方形電芯及NaCP73174207-ME240方形電芯，同時在江淮思皓EX10花仙子上首次實現樣車裝車。

振華新材原先的三元正極大單晶技術體系可遷移至層狀氧化物，且能穩定材料晶體結構，改善鈉離子電池的高溫高電壓循環性能。據東方財富證券，在開發層狀氧化物過程中，該公司已掌握多元素協同摻雜等多項核心技術。

普魯士藍類材料常溫即可制作合成簡單方便，理論充放電比容量可達170mAh/g，高于層狀氧化物材料的120-150mAh/g、聚陰離子化合物的約120mAh/g。但由于其結構中的Fe(CN)6空位易和晶格水分子形成化合物，結晶水難以除去，使得普魯士藍在實際應用中容易存在比容量低、效率不高、倍率較差和循環不穩定等問題。

成本方面，普魯士藍最主要的原材料為氰化鈉，無需使用到價格昂貴的金屬，物料成本僅為1.5萬-2萬元/噸，與銅鐵錳酸鈉（1.83萬元/噸）相當，低于鐵鎳錳酸鈉（5.09萬元/噸）。三者均低于約為10萬元/噸的磷酸鐵鋰正極物料成本（若按照碳酸鋰價格35萬元/噸測算）。

“普魯士藍性能好，若能解決結晶水、氰化物等工藝問題，也是一條比較好的路線。”上述券商新能源行業分析師稱。

寧德時代（300750.SZ）第一代鈉離子電池正極材料采用普魯士白，其容量已達160mAh/g，與現有的鋰離子電池正極材料相當。

由于普魯士藍類似物也是一種無機顏料，選擇該技術路線的正極企業多為具有顏料背景的化工企業，如七彩化學（300758.SZ）子公司輝虹擁有3000噸/年普魯士藍生產能力。2022年11月，七彩化學與美聯新材合資成立遼寧美彩新材料有限公司，投資25億元建設年產18萬噸電池級普魯士藍（白）項目。

聚陰離子類化合物根據結構不同可分為橄欖石結構磷酸鹽、NASCICON（Na+快離子導體）化合物和磷酸鹽化合物。常見的聚陰離子化合物比容量偏低，但橄欖石結構的磷酸鐵納（NaFePO4）理論比容量可達154mAh/g，制備方法與磷酸鐵鋰類似，自身電導率較低的問題則需要通過納米化和碳包覆來改善。

采用這一技術路線的企業中，眾鈉能源已于2022年推出硫酸鐵納電池。該產品實驗室能量密度、工程電芯能量密度分別達160wh/kg、120wh/kg，2C充放電條件下，循環壽命大于6000次。該公司于2022年12月完成超億元Pre-A輪融資，擬啟動硫酸鐵納電池全鏈示范量產的一期工程。

由于聚陰離子型材料工作電壓高，循環穩定好，部分材料成本可以做到較低水平，與儲能場景較為契合，因此，深耕儲能領域的鵬輝能源（300438.SZ）選擇重點攻堅聚陰離子方向，公司研發的無負極磷酸釩鈉體系能力密度超160wh/kg，并推出循環壽命在6000次以上的量產產品。

層狀氧化物路線產業化進度領先

對于鈉離子電池正極材料三條技術路線的發展前景，行業人士看法各異。

”目前關注度較高的正極路線有兩條，一條是中科海納采用的層狀氧化物工藝，另一條是寧德時代采用的普魯士白（普魯士藍類化合物的一種）工藝路線。“滬上某基金公司主動權益投資部總監稱。此前，寧德時代在第一代鈉離子電池發布會上也表示，普魯士白和層狀氧化物兩類材料最具潛在商業化價值。

一位在南方某錳礦企業負責鈉離子電池生產的人士則對第一財經稱，目前關注度較高的是層狀氧化物、聚陰離子路線，"普魯士藍也有，但要解決的問題挺大，因為要用到有毒的原材料，不是一般企業能做得了。"

但當下層狀氧化物路線的產業化速度領先是業內共識。

“現階段產業化相對比較成熟的正極材料肯定是層狀氧化物，因為它的性價比相對來說會高一些。”上述錳企人士表示，性價比主要體現在原材料成本、制備成本以及與現有正極材料產線的適配性更好。

上海交大博士生導師、浙江鈉創技術顧問李林森教授此前在接受采訪時表示，層狀氧化物可能是最容易率先實現萬噸級制造的正極技術路線，現在的鋰電三元材料廠都已經做好了準備，從鎳鐵錳氫氧化物前驅體轉換成鎳鐵錳酸鈉這個方向是最快的，2023年就有大規模制造的產品出現。

對于中長期的技術發展趨勢，上述錳企人士認為，中長期來看三條路線都會有，但各自迭代的方向會有不同，新興產物需要通過市場的長期檢驗，才能最終看出哪個性價比高，哪個在某些特定應用場景有自己的優勢，只有把市場培育起來，發展路徑才會更清晰。上述基金公司主動權益投資部總監則表示，最終還是要看誰能先突破能量密度和循環壽命瓶頸。

從市場空間來看，中金公司認為層狀氧化物和聚陰離子化合物路線或更勝一籌。

該機構稱，層狀氧化物和聚陰離子型分別適配動力、儲能場景，到2025年，層狀正極、聚陰離子正極需求量分別有望達到8.4萬、8.7萬噸；普魯士藍類材料則要在解決制備過程的結晶水問題后，才能進一步得到應用。

影響鈉電池產業化的因素遠不止技術

在鈉離子電池產業化進程的推進中，尚未最終確定的正極技術路線是否會“拖后腿”？

“大的影響不至于，只不過是新能源行業近期低迷，產業化進展可能會稍微放慢。”上述基金公司主動權益投資部總監認為。

事實上，技術是影響產業化的重要因素，但并不是唯一因素，除了技術上的分化與競爭，資金投入和客戶需求也不容忽視。

資金方面，如今鈉離子電池電芯合格率低，產能無法正常發揮，加上負極硬碳成本高，且無更優技術代替，產業發展仍需大量資金投入。

客戶方面，李林森教授表示，鈉離子電池在動力電池和儲能領域的大規模應用，還是要看下游訂單情況，目前市場情況還不是特別明朗。

上述錳企人士則認為，影響鈉電池產業化的因素主要有三個：一是看國家政策對鈉離子電池的定位，正常情況下，鈉電會先去蠶食鉛酸電池市場，對于儲能市場等方面的應用還是要特別關注國家政策；二是看碳酸鋰價格，如果碳酸鋰價格跌到20萬元/噸以內，鈉離子電池現階段性價比將沒那么明顯，驅動力也就沒那么強，但是從國家戰略來看是有必要的；三是看鈉離子電池產業鏈深度、技術成熟度、產業成熟度，發揮性價比優勢。

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