钠、钒电池商业化进程如何？

钠、钒电池商业化拐点将至。

1、钠电：材料成本优势明显，商业化进程加速

钠资源丰富具有材料成本优势。在元素周期表中，钠与锂同属第一主族具有相似的物理化学性质，在电池工作中均表现出相似的“摇椅式”电化学充放电行为，工作原理相 同，电池结构相似。近年来，锂矿资源储量匮乏（含量 0.0065%），分布不均匀，价 格暴涨；与之相反，钠矿产资源储量非常丰富（含量占比 2.75%），且分布均衡不受 地域限制，因此钠电关注度高增。除此之外，集流体选择不同，钠离子电池负极侧采 用成本更低的铝箔为集流体，锂电池若采用铝箔则易和金属锂发生合金化反应，导致 容量快速衰减。根据中科海钠测算，当锂价 15 万元/吨时，钠离子电池理论材料成本 仍可以比锂电低 30%-40%，优势明显。

正极材料技术路线多样，百花齐放。目前钠离子电池正极材料体系主要分为层状过渡 金属氧化物、聚阴离子类及普鲁士蓝类三种技术路线。层状过渡金属氧化物正极兼备 低成本、工艺简单、技术相对成熟等特点，率先量产；普鲁士蓝成本低廉，比容量和 能量密度高，倍率性能优异，未来潜力较大。聚阴离子材料体系类似于磷酸铁锂材料， 成本低、无资源限制、循环性和安全性好，适合规模化应用，未来有望规模化应用于 储能市场。多元化的技术路线，与锂电池相互兼容互补，是我国新能源产业长期稳定 发展的重要保障。

钠离子电池商业化进展加速，23 年有望成为量产元年；自 2021 年 7 月宁德时代发 布第一代钠离子电池以来，钠电商业化进程加速，预计 23 年初步形成基本产业链。 2022 年 10 月 27 日，传艺科技钠电中试线顺利投产，一期 4.5GWh 量产线预计 23 年投产，同时配套了 3 万吨/每年正极材料、4 万吨/每年负极材料以及 15 万吨电解 液，构建一体化产业发展模式；2022 年 11 月 29 日,中科海钠(阜阳)全球首条 GWh 级钠离子电池产线生产出产品下线，预计 23 年扩产至 3GWh-5GWh，并有望完成 100MW 级钠离子电池储能系统推行使用；除此之外，中国能建安徽院中标三峡能源 安徽阜阳储能系统 EPC 工程，该项目目前是国内最大的钠离子储能电池项目，含有 270MW/540MWh 磷酸铁锂电池和 30MW/60MWh 钠离子电池，预计 2023 年 6 月 全部投运；供需两旺，钠离子电池商业化进程迎来拐点。

2、钒电：长寿命高安全，储能新秀迎来商业化曙光

钒电池是一种长寿命高安全的液流电池。钒电池全称为全钒氧化还原液流电池，以化 学能的方式存储在不同价态钒离子的硫酸电解液中，通过外接泵把电解液压入电池 堆体内，使其在不同的储液罐和半电池的闭合回路中循环流动，电解质溶液平行流过 电极表面发生电化学反应，通过双电极板收集和传导电流，从而使得储存在溶液中的 化学能转换成电能；全钒液流电池的水基电解质特性可防止其燃烧和爆炸，安全性高。 电池的功率和容量是相互独立的，实现了电芯功率和容量的分离，可通过增加储液罐 的容量来扩大容量，同时兼具长循环寿命，高达 16000 次以上，适合大型储能场景。

用于长时储能，经济效益明显；全钒液流电池的输出功率和储能容量可以相互独立， 储能时长越长，单度电分摊成本将大幅度降低，价格越便宜；特别是储能时长超过 4h 以上，其单 wh 成本降低到 3 元以下；此外，全钒液流电池的电解液可在线或离线再生循环使用，1kWh 电解液约含有 8kg 高纯度的 V2O5，电解液的残值率很高。根据 张华民老师测算，对于储能时长为 4h 的系统，初次投资成本为 3000 元/kWh，电池 系统的残值为 1125 元/kWh，实际成本约为 1875 元/kWh；若储能时长为 10h 的储 能系统，初始投资成本为 2100 元/kWh，电池系统的残值为 1080 元/kWh，实际成本 仅为 1020 元/kWh。因此，从生命周期角度来讲，全钒液流电池度电成本低廉、性价 比高、经济效益好。

初装成本下降超预期。由于产业链的不完善受初装成本过高掣肘，钒电商业化发展较 为缓慢；2022 年 11 月 3 日，中核汇能发布 1GWh 液流电池储能采购中标候选人公 示，五家候选人中标单价区间为 2.2 元/Wh~3.6 元/Wh ；大连融科储能以及液流储 能公司投标均价分别为 2.65 元/Wh 和 2.2 元/Wh，相较于 21 年 8 月国家电投湖北项 目单价 3.8 元/Wh，初装成本价格下降超预期，有利于推动钒电池的规模化应用。

国内企业纷纷布局钒电产业链。电堆和电解液是液流电池的核心部件；电堆主要由离 子交换膜、电极、双极板等构成，代表公司有大连融科、北京普能、四川伟力得等； 离子交换膜可以分隔正负极电解液，选择性地通过符合条件的离子；由于其制备工艺 复杂，长期被杜邦、戈尔、旭硝子等美国和日本少数厂家垄断，国内企业如东岳集团、 江苏科润正在加速进行国产替代。电解液占电池成本的 40%，代表性公司有大连博 融和湖南银峰，电解液中核心成分的原料是五氧化二钒，国内钒资源产能相对集中， 攀钢钒钛、河钢股份等公司在钒钛资源综合使用和钒产品生产方面处于世界领先地 位。