钠离子电池行业深度报告：巨头入场摇旗“钠”喊，技术路线面临分化

钠离子电池为何引发关注，潜在市场空间有多大？钠离子电池的研究较早，由于与同期的锂电池的性能表现相差较大而处于发展停滞状态；2010年之后，由于大规模储能市场的场景逐渐清晰以及产业界对未来锂资源可能面临供给瓶颈的担忧，钠离子电池重新进入人们的视野。之后十年时间，全球顶尖的国家实验室和大学先后大力开展钠离子电池的研发，部分企业也开始跟进。包括国际代表 Faradion 公司、国内代表机构中科海钠和钠创新能源以及锂电池代表企业宁德时代等。近期宁德时代发布旗下第一代钠离子电池，电芯能量密度达到 160Wh/kg，低温和快充性能优异，并计划 2023 年形成基本的产业链。当前钠离子电池在两轮车、低速电动车、储能系统等领域均已实现小规模量产装机。市场规模方面，2020 年全球储能、两轮车和 A00 车型装机量分别为 14/28/4.6GWh，我们预计到 2025年三种场景下的电池装机量分别为 180/39/31GWh，对应 25 年钠离子电池潜在市场空间为 250GWh。

钠离子电池为何引发关注，潜在市场空间有多大？钠离子电池的研究较早，由于与同期的锂电池的性能表现相差较大而处于发展停滞状态；2010年之后，由于大规模储能市场的场景逐渐清晰以及产业界对未来锂资源可能面临供给瓶颈的担忧，钠离子电池重新进入人们的视野。之后十年时间，全球顶尖的国家实验室和大学先后大力开展钠离子电池的研发，部分企业也开始跟进。包括国际代表 Faradion 公司、国内代表机构中科海钠和钠创新能源以及锂电池代表企业宁德时代等。近期宁德时代发布旗下第一代钠离子电池，电芯能量密度达到 160Wh/kg，低温和快充性能优异，并计划 2023 年形成基本的产业链。当前钠离子电池在两轮车、低速电动车、储能系统等领域均已实现小规模量产装机。市场规模方面，2020 年全球储能、两轮车和 A00 车型装机量分别为 14/28/4.6GWh，我们预计到 2025年三种场景下的电池装机量分别为 180/39/31GWh，对应 25 年钠离子电池潜在市场空间为 250GWh。

钠离子电池在产品端有何优劣势？ 1）能量密度弱于锂电，强于铅酸。钠离 子 电 池 的 电 芯 能 量 密 度 为 100-150Wh/kg ，远高于铅酸电池的30-50Wh/kg，与磷酸铁锂电池的 120-200Wh/kg 有重叠的范围，与三元锂200-300Wh/kg 的水平有较大差距。在循环寿命方面，钠电池在 3000 次以上，超出铅酸电池的 300 次左右。仅从能量密度和循环寿命考虑，钠电池有望首先替代铅酸和磷酸铁锂电池主打的启停、低速电动车、储能等市场，但较难应用于电动汽车和消费电子等领域。2）安全性高，高低温性能优异。钠离子电池热失控温度高于锂电池，具备更高的安全性；可以在-40℃到 80℃的温度区间正常工作，-20℃的环境下容量保持率接近 90%，高低温性能优于其他二次电池。3）倍率性能好，快充具备优势。依赖于开放式 3D 结构，钠离子电池具有较好的倍率性能，能够适应响应型储能和规模供电；在快充能力方面，钠离子电池容量 20%-80%的充电时间只需要 10 分钟左右，快于锂电池。

钠离子电池在上游端有何优势？在资源端，首先锂电池面临资源瓶颈，钠资源相对丰富，钠资源的地壳丰度为 2.74%，是锂资源的 440 倍，同时分布广泛，提炼简单；其次锂价大幅波动带来企业成本端的扰动，可能加速企业寻找性价比更高的替代品的进程；最后发展钠离子电池具备战略意义，除了锂资源外，锂电池其他环节如钴和镍也面临进口依赖以及价格大幅波动的难题，钠离子电池已经受到越来越多国家的关注和支持。在材料端，正极原材料碳酸钠价格远低于碳酸锂，并且通常使用铜、铁等大宗金属，负极集流体用廉价的铝箔代替铜箔，电解液锂盐六氟磷酸钠价格也低于六氟磷酸锂，而负极普遍采用的硬碳材料价格高于锂电的石墨。实际应用来看，中科海钠使用 NaCuFeMnO/软碳体系的钠电池的正极材料成本仅为磷酸铁锂/石墨体系的锂电池正极材料成本的 40%，集流体成本仅为后者的20%-30%，材料整体成本下降 40%-50%。当前由于产业链缺乏配套、缺乏规模效应，钠离子电池的实际生产成本在 1 元/以上，若达到当前锂电池的市场体量，成本有望降至 0.2-0.3 元/Wh，与锂电池相比具备优势。