摘要：隨著技術(shù)的不斷突破和產(chǎn)業(yè)的逐步成熟，鋰離子電池已經(jīng)成為應(yīng)用范圍最廣的二次電池，商業(yè)化程度非常高，遍布生活的各個角落。但是資源的稀缺性使未來鋰離子電池的成本不斷上升，尋求一種性能相似、成本低廉、原料廣泛的替代品成為亟待解決的問題。鈉的電化學(xué)性質(zhì)和鋰相似，且地球儲量豐富，在儲能方面的應(yīng)用具有更大的優(yōu)勢。未來技術(shù)成熟度和經(jīng)濟可行性進(jìn)一步提升，便宜好用的鈉離子電池將得到快速推廣使用，未來市場前景不可估量。本文基于對鋰離子電池市場發(fā)展的復(fù)盤，梳理各個細(xì)分應(yīng)用市場，展望鈉離子電池市場的發(fā)展空間。
       20世紀(jì)80年代，鈉離子電池和鋰離子電池的研究工作幾乎同一時間開始。鋰離子電池以容量大、電壓高、循環(huán)性能好等優(yōu)越性能在眾電池中脫穎而出，成為關(guān)注最廣、發(fā)展最快的電池技術(shù)，并成功實現(xiàn)商業(yè)化，而鈉離子電池一直發(fā)展緩慢，關(guān)鍵技術(shù)遲遲未實現(xiàn)突破，產(chǎn)業(yè)化推廣更是遙遙無期。隨著大規(guī)模消費電子、新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展對鋰離子電池的依賴加劇，鋰資源短缺成為了鋰離子電池持續(xù)發(fā)展的瓶頸。鈉的儲量豐富、分布廣泛、成本低廉，并且與鋰具有相似的理化性質(zhì)，再一次成為電池研究工作的焦點。
      鋰離子市場發(fā)展復(fù)盤
      從鉛酸蓄電池到鎳氫電池，再到鋰離子電池，任何一種電池技術(shù)的發(fā)展都不是一蹴而就的，特別是在不同應(yīng)用領(lǐng)域的落地更是需要逐步推進(jìn)。因此，復(fù)盤鋰離子電池的市場發(fā)展過程對于鈉離子電池未來的產(chǎn)業(yè)化道路具有十分重要的借鑒意義。
      自1991年全球第一支商業(yè)化鋰離子電池由日本索尼公司推向市場以來，鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展已走到第28個年頭。經(jīng)過將近30年的發(fā)展，鋰離子電池產(chǎn)業(yè)從無到有，已經(jīng)形成較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈，全球鋰離子電池市場取得了長足的發(fā)展。隨著鋰離子電池性能提升和價格下降，其應(yīng)用領(lǐng)域也從最初的小型數(shù)碼電子產(chǎn)品發(fā)展為儲能電站、電動汽車等大規(guī)模供能產(chǎn)品，產(chǎn)業(yè)版圖從消費電池拓展到儲能電池、動力電池，技術(shù)要求越來越高，市場規(guī)模越來越大。得益于近年來智能手機、平板電腦等的普及，以及電動汽車、電動自行車等市場的崛起，2016年我國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到1280億元，首次突破1000億元大關(guān)，同比增長30%；鋰離子電池累計產(chǎn)量達(dá)到了78.4億只，同比增長40%。有限的資源儲量難以支撐龐大的資源需求，對下游行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了一定制約，未來這種制約會越來越嚴(yán)峻，鈉離子電池的推廣將解決這一問題，同時鈉也將取代鋰成為儲能電池市場的主角。

表1 鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域

圖1 2010-2016年我國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模及增長率

      近期市場:消費電子+低速電動車+儲能
      在電池市場，不同的技術(shù)路線在同時發(fā)展，不同技術(shù)路線的電池都有屬于自己特定的細(xì)分市場，和鋰離子電池的發(fā)展路徑相似，目前技術(shù)成熟度還比較低的鈉離子電池，短時間內(nèi)有望攻克的是消費電子、低速電動車和儲能市場。國內(nèi)外多家企業(yè)已經(jīng)開始布局鈉離子電池在這些領(lǐng)域的研發(fā)應(yīng)用。
      3C消費電子是鋰電池最大的需求終端,層出不窮的品類和不斷縮短的更新?lián)Q代時間，拉動了電池業(yè)務(wù)的激增。鈉離子電池可以從玩具、可穿戴設(shè)備、消費型無人機等對電池體積能量密度、續(xù)航能力、充放電次數(shù)要求較低的產(chǎn)品切入，逐步完善性能、質(zhì)量和成本后再進(jìn)入手機、電腦、數(shù)碼相機、充電寶等高端消費電子領(lǐng)域，與鋰離子電池形成互補，為進(jìn)一步市場化應(yīng)用提供可能。
      當(dāng)前，能源領(lǐng)域正處于一場巨大的變革中，尤其隨著我國電力體制改革不斷深化，能源互聯(lián)網(wǎng)興起以及電力供需矛盾增加、棄風(fēng)棄光問題凸顯等，儲能產(chǎn)業(yè)作為能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的支撐產(chǎn)業(yè)和關(guān)鍵推手，在傳統(tǒng)發(fā)電、輸配電、電力需求側(cè)、輔助服務(wù)、新能源接入等不同領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。鈉離子電池具有高安全、無污染、低成本和長壽命等特點，能夠滿足大規(guī)模儲能系統(tǒng)的要求，被認(rèn)為是最有潛力的適合大規(guī)模儲能系統(tǒng)的電池。目前，鈉離子電池在儲能領(lǐng)域的可再生能源消納、分布式儲能電站、削峰填谷等領(lǐng)域的應(yīng)用價值受到越來越多的重視，其未來市場值得期待。
      低速電動車又被譽為“國民車”，在我國三四線城市、農(nóng)村及發(fā)展中國家有著廣闊的市場需求。2018年3月，國務(wù)院工信部發(fā)布的《2018年新能源汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作要點》中首次將低速電動車納入到新能源汽車的范疇，低速電動車將迎來市場布局的黃金時間。目前，我國絕大多數(shù)電動自行車、電動三輪車甚至老年代步車使用鉛酸蓄電池，鉛酸電池的回收渠道、制度等不完善，環(huán)境污染較為嚴(yán)重。低速電動車要想得到長期發(fā)展，非常有必要開發(fā)綜合性能更優(yōu)且環(huán)保的電池技術(shù)。目前盡管鋰電池可以替代鉛酸蓄電池，但鈉離子電池的成本更低，低成本鈉離子電池的開發(fā)成功有望逐步取代鉛酸蓄電池，在各類低速電動車、電動船、電動公交中獲得廣泛應(yīng)用。2018年6月，依托中科院物理所成立的中科海鈉推出了首輛鈉離子電池低速電動車，能量密度已達(dá)到120Wh/kg，是鉛酸電池的3倍左右，表現(xiàn)出強大的應(yīng)用潛力。
      遠(yuǎn)期市場:新能源汽車
      根據(jù)中汽協(xié)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2018年一季度新能源汽車行業(yè)繼續(xù)保持旺盛的增長態(tài)勢。一季度生產(chǎn)新能源汽車15萬輛，同比增長156.9%；銷售新能源汽車14.3萬輛，同比增長154.3%。受益于新能源汽車行業(yè)的高景氣，鋰電池產(chǎn)業(yè)需求快速攀升。2018年第一季度，動力電池裝機4.41GWh，較去年同期增長235%。其中，乘用車、客車、專用車的電池裝機電量分別占總裝機量的69%、25%和6%。國務(wù)院《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中要求，2020年我國新能源汽車生產(chǎn)能力達(dá)200萬輛，累計產(chǎn)銷量超過500萬輛。預(yù)計2020年動力電池需求將接近110GWh，對應(yīng)的動力電池裝機量復(fù)合增長率將達(dá)到45%。
      無論是現(xiàn)在的規(guī)模還是未來的前景，新能源汽車市場都是誘人的一塊大蛋糕。新能源汽車產(chǎn)業(yè)是鈉離子電池最難攻克和最有價值的應(yīng)用版塊，也是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的最終目標(biāo)。根據(jù)目前的研發(fā)進(jìn)度，5-10年內(nèi)鈉離子電池技術(shù)可能取得重大突破，有望進(jìn)入新能源汽車行業(yè)成為主流電池之一。
      結(jié)語
      近幾年鈉離子電池的研究發(fā)展進(jìn)入密集化時期，雖然還沒有實現(xiàn)商業(yè)化，但是鈉離子電池?zé)o疑成為“后鋰電池時代”的關(guān)注重點。雖然距離量產(chǎn)、商業(yè)化應(yīng)用尚需時日，但隨著鈉離子電池在能量密度、穩(wěn)定性、安全性、制備工藝等方面的技術(shù)實現(xiàn)突破，鈉離子電池成本低、壽命長、充放電快的優(yōu)勢將得到充分發(fā)揮，產(chǎn)業(yè)化推廣的實現(xiàn)將非常迅速。關(guān)注鈉離子電池領(lǐng)域的企業(yè)目前應(yīng)加大正負(fù)極材料、隔膜、粘合劑等基礎(chǔ)研發(fā)工作的資金投入，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，推動鈉離子電池快速走向成熟，提前布局產(chǎn)業(yè)鏈，搶占市場發(fā)展先機。