钠离子电池作为一种二次电池（充电电池），与锂离子电池在工作原理上颇为相似，这两者的离子都依靠正极和负极之间的移动来工作。并且钠离子电池整体工艺流程也与锂离子电池类似，总体分为原材料准备、电极制备、电池装配、成品检测等步骤，其中电极制备为钠离子电池生产工艺流程的重点，涉及生产工艺中的多个核心环节。
钠离子电池的生产过程大致可以分为以下几个阶段：
1. 原材料准备：包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜和电池外壳等。正极材料通常采用层状氧化物、聚阴离子化合物等，而负极材料则可能采用碳材料、合金材料等。
2. 正负极制备：正极的制备通常采用层状氧化物、聚阴离子化合物等材料，通过控制合成条件和掺杂改性等手段来提高其电化学性能。负极的制备通常采用碳材料、合金材料等，通过控制孔和比表面积等来提高其电化学性能。
3. 电极制备：将正负极材料涂布在金属箔上，然后进行干燥和碾压的过程。在这个过程中，需要控制涂布的厚度和均匀度，以确保电极的一致性和稳定性。
4. 装配电池：在装配电池之前，需要将电解液注入电池壳中。然后，将正负极分别放置在电解液的两侧，通过焊接等方式将它们与电池外壳连接起来。最后，进行密封和注液操作，完成电池的装配。
5. 电池测试：完成装配后，需要对电池进行测试，以确保其性能符合设计要求。测试项目包括电压测试、充放电测试、循环寿命测试等。
6. 化成分选：包括预封装、化成、二次封装、分容筛选等步骤。
行业技术投入现状
在2018年至2023年期间，中国钠离子电池行业的厂商投资规模展现出逐年攀升的态势，并且维持了较高的增长速度。与此同时，该行业的研发投入强度也呈现出波动性增长的特点，至2023年，其研发投入规模已经增长至557.19亿元。在研发人员方面，到2023年，中国钠离子电池行业中的上市企业平均每家拥有的研发团队人数已达到1055人，这一数据有力地证明了该行业研发团队的规模正在不断壮大。
图：2018-2024年中国钠离子电池行业研发投入现状（图源：前瞻产业研究院）
根据incoPat的数据，从2011年到2024年，中国钠离子电池的专利申请和公开数量呈现出波动上升的趋势。在2023年，中国的钠离子电池专利申请数量达到了3446项，标志着该领域的专利申请进入了爆发阶段。至2024年10月，中南大学已成为钠离子电池领域专利申请数量最多的机构，累计记录了410项相关专利申请。
不同领域需求场景
在动力领域，钠离子电池因其成本较低、安全性强等特点，非常适合用于低速电车，如电动自行车、电动三轮车等。根据市场调查，2018-2023年期间，我国纯电动汽车销量呈逐年增长势态，2023年达到了668.5万台。此外，两轮纯电动车销量也呈稳步上升的趋势，根据前瞻产业研究院的预测，到2029年，中国动力领域钠离子电池需求前景将达到38GWh，市场规模约为152亿元。
图：2024-2029年中国动力领域钠离子电池需求前景（GWh，亿元）
在储能领域，储能领域为我国钠离子电池商业化应用的重点领域，2021年储能领域行业进入了快速发展阶段，钠离子电池在储能电站中的应用也在逐步增加，尤其是在可再生能源接入，家庭和工业储能、5G通信基站和数据中心等领域。由于储能领域对能量密度要求相对较低，对成本更为敏感，钠离子电池的低成本优势使其在这一领域具有广阔的应用前景。根据前瞻产业研究院，中短期内钠离子电池储能规模有望快速增长，初步统计到2029年，中国钠离子电池领域应用规模将接近2500MWh。
相关阅读：
