上海电气钠硫电池|还在炒锂电池？你OUT了！钠离子电池已横空出世！

近半个月锂电池板块出现缩量调整，两个交易日内出现不同程度的异动。首先是拥有蓝科锂业的盐湖股份出现停牌，次日拥有查尔汗盐湖的藏格控股高开高走收盘近九个点后第二天也宣布重大事项停牌。阿哥数下手指，剩下还未停牌的盐湖提锂标的也就剩西藏矿业、比亚迪、西藏城投、中信国安，以及曾想全资收购青海锂业未果的西部矿业还在开盘当中了。值得一提的是比亚迪，蓝科锂业母公司青海盐湖比亚迪资源开发有限公司分别由盐湖股份和比亚迪分别持有49.5%和49%的股份，比亚迪近年来一直深耕盐湖提锂技术，目前已在盐湖提锂吸附剂制备技术上取得重大突破，掌握了从盐湖卤水中提锂的锂吸附剂的制备技术， 该科研突破是盐湖商业化提锂的关键。这样一个新能源汽车的优质龙头，还是很值得用长线的眼光去看待的。

市场热钱喜欢追逐热点，近期有个大新闻，具备一定的低位埋伏价值，值得我们认真关注下：2017 年 10 月 9 日，一项具有重大突破意义的研究成果发表在了《自然·能源》期刊上。一支由著名华裔材料科学家鲍哲南和崔屹领衔的材料科学研究团队，成功研发出了一种新型钠离子电池阴极材料。该材料拥有极高的电池容量且循环寿命大幅增加，有望取代因矿产资源储量有限而价格高昂的锂离子电池。

图 | 著名华裔材料科学家斯坦福大学教授鲍哲南（左）、崔屹（中）以及本次论文的第一作者、斯坦福大学博士后 Min ah Lee （右）

这种新型的材料使用了全新的思路，大大提升了钠离子电池的性能——其循环电池容量达到了 484mAh/g，阴极能量密度更是高达 726Wh/kg。

本次论文的第一作者、斯坦福大学博士后 Min ah Lee表示：“ 我们的新型阴极由氧和钠组成，具有与常规锂阴极相当的能量密度，可以作为钠离子电池取代锂离子电池的可靠阴极。”

更加令人瞩目的是，由于地球上钠的储量极为丰富，钠离子电池阴极材料开采、生产成本仅为锂离子电池的 1/100，从而将钠离子电池的整体成本控制到锂离子电池的 80% 左右。这一突破性的技术进展，让人类在大规模能源储存的道路上再一次迈出坚实的一步。

图 | 随着全球对锂电池的需求不断增加，锂矿的开采供不应求，价格也水涨船高。随着储量的消耗，其价格可能进一步攀升

事实上，作为目前移动端最靠谱的电池，锂离子电池以较高的能量密度和较彻底的充放电深度，统治了手机、电脑、电动汽车等绝大多数需要充电电池的应用场景。而且，随着锂电池产能的提高，在规模经济的作用下，其价格已经连续多年保持下降的势头，进一步巩固了其相对于其它电池技术的竞争优势。

然而，“储量耗尽”这个看似天方夜谭一般的情景，却正成为很多业内人士真真切切的担忧。在全球范围内锂电池的产量不断冲向新高、锂电池整体价格大幅下降的背景下，部分用于生产锂电池电极的原材料价格却反而大幅飙升。这是因为地球上可用于生产锂电池所需阴极材料的矿产资源（锂矿、钴矿等）实际上一点都不丰富。

为了解决这个问题，科学家们将目光投向了在元素周期表上紧挨着锂元素、特性也与其十分相近的另一种元素——钠。与锂资源相比上海电气钠硫电池，地球上的钠资源储量简直丰富到“不可能被耗尽”：从浩瀚的大海里，到每家每户的餐桌上，到处都有氯化钠——食盐的身影。与锂离子电池材料每吨高达15,000 美元的价格相比，如果用钠离子作为电极材料，其每吨成本将只有150 美元，便宜足有 100 倍之多。

图 | 与锂相比，地球上的钠资源实在是太丰富了。大海、盐湖、盐矿，钠元素占据了地壳中超过 2.7% 的质量。因此，以钠为材料的电池将远比锂电池便宜。

这一次，斯坦福大学的团队跳出了之前使用过渡元素氧化物或聚阴离子作为阴极材料的思维框架，使用了一种全新的有机材料“肌醇”与钠离子进行结合。

你可能没听说过这个拗口的名字，但这种与葡萄糖结构非常相似的有机物广泛存在于动植物中，是动物、微生物的生长因子吊车公司，也是食物中的一种常见营养成分。作为一种工业界十分熟悉的有机物，肌醇工艺成熟、应用广泛，而这对于控制钠离子电池的成本来说至关重要。

钠与肌醇可以结合为 Na2C6O6，这种化合物是一种非常理想的阴极材料，理论上可以一次携带 4 个钠离子，因此电池可以有着极高的容量——501mAH/g。

事实上，在鲍哲南团队之前，也曾有人尝试过使用 Na2C6O6 作为电极材料生产钠离子电池。然而，理论上最高 4 个钠离子的运送量在实际中其实很难达到，使得 Na2C6O6 电池的能量密度远低于预期。

此外，只要经过一次充放电循环，第二次循环的能量密度会进一步急剧下降，根本无法满足实际使用的需求。在实际使用场景中，电池应该在经过数百甚至上千次充放电循环后，依然保持较为充足的电量。

图 | 鲍哲南团队使用的新型钠离子电池阴极材料，右图中黄色为钠离子，"镶嵌"在红色和灰色标识的肌醇中。一个 Na2C6O6 一次最多可以携带 4 个钠离子，拥有极高的能量密度

此次研究中，斯坦福团队对 Na2C6O6 电池的机理进行了非常深入的探索。他们通过对原子层面的作用力进行细致的分析，成功揭示了这种材料实际电量低于理想电量的奥秘：原来，在钠离子与电极结合和脱嵌的过程中，只有当材料经历可逆的相变化时上海电气钠硫电池，才有可能让 4 个钠离子都参与反应。而在之前的研究中，材料未经特殊处理，只会经历不可逆的相变化，导致参与反应的钠离子数量达不到 4 个，因此低于理想能量密度。

在搞清楚原理之后，他们通过减小活性粒子的体积、选择合适的电解液，成功地将不可逆的过程转化为可逆过程，从而让 Na2C6O6电池的可循环电池容量提高到了接近于理论上限的 484mAH/g。而且，最大电池容量的下降速度也较原先显著降低，阴极能量转换效率更是达到了87%。

这是目前为止，钠离子电池阴极材料研究领域取得的最佳成绩，具有着重大的突破性意义。他们让钠离子电池第一次在实现了高能量密度的同时，基本实现了循环稳定性的目标。又由于使用了廉价的钠和肌醇，且能量密度显著高于锂电池，研究人员宣称，这一电池的成本有望控制在同等电量锂电池的 80% 不到，可谓是巨大的进步。

图 | 充电前（左）的 Na2C6O6 纳米颗粒，在充分充电后可以结合大量的钠离子（右）

总之，这是一个已经取得了重大突破、但离工业应用还比较遥远的技术。不过，任何技术在最早期的时候都是十分稚嫩的。同样是材料科学领域的创新，现在已经十分普及的硬盘，在最早取得技术突破、实现MB级别数据储存的时候，其总重约1吨。

但正是这个与便携沾不上一点边的“巨兽”，奠定了如今容量动辄数个 TB（1TB=1024GB）、却只有口袋大小的移动硬盘的基础。很有可能，现在看上去依然初级的 Na2C6O6 材料，正是未来大规模电网级别电力储存技术具有奠基意义的先声。

尽管研究成果尚不能用来进行大规模地进行钠离子电池量产，但未来感十足，那么A股里都有哪些标的可以适当进行关注呢？阿哥整理了以下三只：

兰太实业 600328 （停牌中）

兰太实业是A股上市公司中唯一具有金属钠生产能力的公司。目前公司金属钠的产能已经达到4.8万吨，位居全球第一，而且是国内电耗最小，成本最低，质量最好的生产企业，金属钠产品国内市场占有率高达42％。公司金属钠生产工艺采用美国杜邦先进技术，较国内其他制钠企业生产工艺成熟可靠。

南风化工 000737

南风化工开发的运城盐湖是世界第三大硫酸钠型内陆湖泊，其硫酸钠储量达8000多万吨，产销量世界最大吊车出租，溶融硫酸钠可以获得金属钠，公司去年底还与清华大学合作发明碳纳米管手机电池。

上海电气 601727

由中国科学院上海硅酸盐研究所、上海电气（集团）总公司、上海市电力公司叁方共同出资成立的上海电气钠硫储能技术有限公司主要产品为钠硫电池，钠硫电池使单体电池性能提升，电池内阻降低了3倍，额定功率特性达到120W@6.5h，提升了4倍。