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(gè)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(chǔ)量豐富，在儲(chǔ)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(jì)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(gè)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(shí)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(shí)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(shí)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(fèi)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(chǔ)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(diǎn)。
      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(gè)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(jià)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(chǔ)能電站、電動(dòng)汽車等大規(guī)模供能產(chǎn)品，產(chǎn)業(yè)版圖從消費(fèi)電池拓展到儲(chǔ)能電池、動(dòng)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(jī)、平板電腦等的普及，以及電動(dòng)汽車、電動(dòng)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(jì)產(chǎn)量達(dá)到了78.4億只，同比增長40%。有限的資源儲(chǔ)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(huì)越來越嚴(yán)峻，鈉離子電池的推廣將解決這一問題，同時(shí)鈉也將取代鋰成為儲(chǔ)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(fèi)電子+低速電動(dòng)車+儲(chǔ)能
      在電池市場，不同的技術(shù)路線在同時(shí)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(shí)間內(nèi)有望攻克的是消費(fèi)電子、低速電動(dòng)車和儲(chǔ)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(fèi)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(shí)間，拉動(dòng)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(fèi)型無人機(jī)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(jī)、電腦、數(shù)碼相機(jī)、充電寶等高端消費(fèi)電子領(lǐng)域，與鋰離子電池形成互補(bǔ)，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(chǔ)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(diǎn)，能夠滿足大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)的要求，被認(rèn)為是最有潛力的適合大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池。目前，鈉離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的可再生能源消納、分布式儲(chǔ)能電站、削峰填谷等領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值受到越來越多的重視，其未來市場值得期待。
      低速電動(dòng)車又被譽(yù)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(diǎn)》中首次將低速電動(dòng)車納入到新能源汽車的范疇，低速電動(dòng)車將迎來市場布局的黃金時(shí)間。目前，我國絕大多數(shù)電動(dòng)自行車、電動(dòng)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(dòng)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(dòng)車、電動(dòng)船、電動(dòng)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(dòng)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(qiáng)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(jì)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(dòng)力電池裝機(jī)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(jī)電量分別占總裝機(jī)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(jì)產(chǎn)銷量超過500萬輛。預(yù)計(jì)2020年動(dòng)力電池需求將接近110GWh，對應(yīng)的動(dòng)力電池裝機(jī)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(jià)值的應(yīng)用版塊，也是實(shí)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(shí)期，雖然還沒有實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，但是鈉離子電池?zé)o疑成為“后鋰電池時(shí)代”的關(guān)注重點(diǎn)。雖然距離量產(chǎn)、商業(yè)化應(yīng)用尚需時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，推動(dòng)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(jī)。