钠电池行业专题研究:性能和应用有望与锂电互补,2023年将迎量产元年

钠电池的材料成本低、低温性好、与锂电工艺相通、能量密度尚可

❑ 钠电池的材料成本低、低温性好、与锂电工艺相通、能量密度尚可

与锂电池相比,钠电池具有资源丰富和低成本,良好的低温性、倍率性和安全性,生产环节可与锂电池相通等优势,实用化的痛点在于能量密度偏低,一般在 80-170Wh/kg 之间,且循环性能较差。我们测算钠电目前材料成本约为 0.427 元/Wh,其中正极、负极和电解液的成本占比分别为 30%、21%和 23%,我们估算钠电产业化后的材料成本将比届时的磷酸铁锂电芯低 35%。

❑ 电极材料:变化点主要在于正极、负极和电解液,铝箔耗量提升

(1)正极材料:包括三大路线,层状氧化物材料的能量密度高,但循环性能较差;聚阴离子材料具有优越的热稳定性、循环寿命和安全性,但导电性较差、能量密度较低;普鲁士蓝材料的成本低且能量密度较高,但制备过程中难以控制配位水,合成条件苛刻,导电性和循环寿命较低,且氰化物具有潜在毒性。(2)负极材料:首选硬碳材料,具备储钠比容量较高、循环性能较好等诸多性能优势,以及碳源丰富、低成本、无毒环保等其他优势。(3)电解液:主流材料是六氟磷酸钠,直至300℃几乎没有质量损失,PC 基(碳酸丙烯酯)电解液中导电率最高,制造工艺和设备可与锂电产线兼容。(4)铝箔:钠电池正负极材料集流体均采用铝箔。

❑ 需求端:钠电与锂电应用互补,预计 2025 年全球需求量 98GWh

得益于材料成本较低和性能特点,钠电池有望与锂电池形成应用领域的互补。目前为止,钠电池的产业化进度较为理想,目前已有 MWh 级别的储能电站投入运营,预计钠电池将在电动两轮车、偏小型储能和低速四轮车领域先行应用。我们预计 2025 年钠电池全球需求有望达到 98GWh,对应正极、负极、电解液、隔膜、铝箔的全球需求量为 22.5 万吨、13.0 万吨、13.9 万吨、19.1 亿平方米及 7.4 万吨。

❑ 供给端:产品性能良好,企业已规划 GWh 产能,2023 年将迎量产元年

(1)电池端:中科海纳已实现钠电池及正负极材料覆盖,按照公司规划,2022 年安徽阜阳产线已投产 1GWh 钠电池和各 2000 吨正负极材料,2023 年将扩产 3-5GWh钠电池和 2 万吨正极/1 万吨负极。宁德时代第一代钠电池电芯单体能量密度160Wh/kg,第二代单体能量密度有望突破 200Wh/kg;此外公司开发了 AB 电池解决方案,实现钠离子电池和锂离子电池的集成混合共用,预计于 2023 年形成钠电池基本产业链。传艺科技的中试线已投产,单体能量密度 150-160Wh/kg,循环次数不低于 4000 次,2022 年 10 月拟将钠电池一期规划 2GWh 产能提升至 4.5GWh,并规划建设一期 5 万吨/年、二期 10 万吨钠电池电解液项目。(2)材料端:正极材料布局相对领先的企业包括振华新材、容百科技等,采用层状氧化物路线,产品大都处于送样验证阶段;负极材料企业主要包括佰思格、贝特瑞和杉杉股份,佰思格产品性能处于第一梯队,产品性价比较高,贝特瑞和杉杉股份兼顾硬碳和软碳,官网披露的产品性能较为优良;电解液企业中多氟多具备年产千吨六氟磷酸钠的生产能力,已具备 1GWh 钠电池产能,并规划 5GWh 产能。

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