研发突破+需求倒逼，构建钠电发展核心驱动力
　　（1）长期逻辑：对比锂电池发展之路，钠离子电池发展呈现出明显的“20年滞后期”，随着低碳时代的到来和储能电池的行业产能释放，钠离子电池产业化大势所趋。钠离子电池材料端技术突破，钠离子电池技术壁垒打破，生产工艺与锂离子电池趋同，技术可复刻，设备可迁移，钠离子产业化时间有望进一步提前。
　　（2）短期逻辑：自2021年下半年到2022年上半年碳酸锂价格增速达到433%，碳酸钠价格仅为2650元/吨（轻质纯碱，截止22年12月7日），是碳酸锂价格的0.47%。短期内供需矛盾难改，企业端承压；全球锂资源分布不均，中国对于锂电原材料对外依赖程度超60%，存在卡脖子风险，危机能源安全，政府端承压。
　　优势突出+场景布局，夯实钠电发展底层竞争力
　　（1）安全性突出：根据最新研究，已经制备的钠离子电池具有宽工作温度范围：-70-100℃；
　　（2）成本优势突出：钠离子电池当前小试、中试电芯成本在0.8-1元/Wh范围内波动，预计产业链配套初步形成后，电芯成本有望下降到0.5-0.6元/Wh，中长期进一步下探0.4-0.5元/Wh，达到近30%的降本效应。
　　铅酸电池替代有望成为钠离子的先导主战场，率先实现电动自行车、低速电动车、备用电源和起动电池的无铅化；标准化程度提高之后，有望实现A00级电动汽车的有效应用；规模化效应展开之后，降本效应更加突出，储能领域低温性能刚需凸显，锂离子+钠离子方案有望成为最优解。预计2025年钠离子电池需求总量可以达到88GWh，2030年钠离子电池需求可以达到378GWh。
　　产业链全面导入，擘画钠离子电池发展蓝图
　　钠离子电池已规划产能达到48GWh，叠加宁德时代、孚能科技等公司2023年明确的全面产业化规划，钠离子电池有望在2023年实现产能爆发。
　　（1）正极材料：华阳股份和钠创新能源走在量产前列，投产项目累计实现年产能4.2万吨，保守估计规划项目累计年产能82.7万吨。
　　（2）负极材料：投产项目累计实现年产能0.2万吨，整体还未放量，整体规划项目累计年产能15.4万吨，其中圣泉股份投产的大庆50万吨秸秆生物质一体化项目可提供15万吨生物质碳。
　　（3）电解液：传艺科技规划建设一期5万吨/年，二期10万吨钠电解液项目，多氟多、天赐材料、新宙邦及永太科技等公司已经开始规划量产。
　　（4）隔膜：恩捷股份成功开发出“三明治”结构的钠离子电池专用功能隔膜；山东章鼓计划产量10GWH/年。
　　（5）集流体：安徽中基与宁德时代签订购买动力电池铝箔协议，天山铝业布局20万吨动力电池铝箔生产线及2万吨电池铝箔技改项目正在建设中，南山铝业、万顺新材、鼎盛新材已具备供货钠离子电池的技术能力。
　　风险提示
　　钠离子电池电池技术发展不及预期；钠离子成本下降不及预期；钠离子产业化不及预期；储能和新能源汽车需求不及预期；锂离子电池成本超预期下降

研究报告全文：证券研究报告行业深度汽车零部件汽车零部件报告日期2023年01月04日钠离子电池行业深度空间释放未来可期行业深度报告投资要点行业评级看好维持研发突破需求倒逼构建钠电发展核心驱动力分析师施毅长期逻辑对比锂电池发展之路钠离子电池发展呈现出明显的年滞120执业证书号S1230522100002后期随着低碳时代的到来和储能电池的行业产能释放钠离子电池产业化大shiyistockecomcn势所趋钠离子电池材料端技术突破钠离子电池技术壁垒打破生产工艺与锂离子电池趋同技术可复刻设备可迁移钠离子产业化时间有望进一步提前相关报告2短期逻辑自2021年下半年到2022年上半年碳酸锂价格增速达到4331域控制器迈向汽车智能化碳酸钠价格仅为2650元吨轻质纯碱截止22年12月7日是碳酸锂价格的成败关键行业深度报告的短期内供需矛盾难改企业端承压全球锂资源分布不均中国对于04720221214锂电原材料对外依赖程度超60存在卡脖子风险危机能源安全政府端承2固态电池电解质分类对比压行业专题报告20221127优势突出场景布局夯实钠电发展底层竞争力3零部件企业投入产出比浅1安全性突出根据最新研究已经制备的钠离子电池具有宽工作温度范围析20221122-70-1002成本优势突出钠离子电池当前小试中试电芯成本在08-1元Wh范围内波动预计产业链配套初步形成后电芯成本有望下降到05-06元Wh中长期进一步下探04-05元Wh达到近30的降本效应铅酸电池替代有望成为钠离子的先导主战场率先实现电动自行车低速电动车备用电源和起动电池的无铅化标准化程度提高之后有望实现A00级电动汽车的有效应用规模化效应展开之后降本效应更加突出储能领域低温性能刚需凸显锂离子钠离子方案有望成为最优解预计2025年钠离子电池需求总量可以达到88GWh2030年钠离子电池需求可以达到378GWh产业链全面导入擘画钠离子电池发展蓝图钠离子电池已规划产能达到48GWh叠加宁德时代孚能科技等公司2023年明确的全面产业化规划钠离子电池有望在2023年实现产能爆发1正极材料华阳股份和钠创新能源走在量产前列投产项目累计实现年产能42万吨保守估计规划项目累计年产能827万吨2负极材料投产项目累计实现年产能02万吨整体还未放量整体规划项目累计年产能154万吨其中圣泉股份投产的大庆50万吨秸秆生物质一体化项目可提供15万吨生物质碳3电解液传艺科技规划建设一期5万吨年二期10万吨钠电解液项目多氟多天赐材料新宙邦及永太科技等公司已经开始规划量产4隔膜恩捷股份成功开发出三明治结构的钠离子电池专用功能隔膜山东章鼓计划产量10GWH年5集流体安徽中基与宁德时代签订购买动力电池铝箔协议天山铝业布局20万吨动力电池铝箔生产线及2万吨电池铝箔技改项目正在建设中南山铝业万顺新材鼎盛新材已具备供货钠离子电池的技术能力风险提示钠离子电池电池技术发展不及预期钠离子成本下降不及预期钠离子产业化不及预期储能和新能源汽车需求不及预期锂离子电池成本超预期下降httpwwwstockecomcn126请务必阅读正文之后的免责条款部分行业深度正文目录1研发突破需求倒逼构建钠电发展核心驱动力411万事俱备研发突破底层创新411120年滞后期钠离子电池产业化大势所趋4112路径选择原材料端创新突破612东风已至价增量减需求倒逼7121企业端承压短期内碳酸锂供需矛盾难改7122政府端承压锂电进口依赖危及能源安全92优势突出场景布局夯实钠电发展底层竞争力1121多重优势安全性突出降本优势1122场景布局铅酸电池替代A00电动汽车储能14221铅酸电池有望成为钠离子电池的先导主战场14222A00车场景高价格敏感度带来钠电需求16223储能场景锂离子钠离子方案有望成为最优解1823钠离子电池总体市场规模预测203产业链全面导入擘画钠离子电池发展蓝图2131正极材料产业发展进度2332负极材料产业发展进度2433电解液产业发展进度2434隔膜产业发展进度2535集流体产业发展进度254风险提示25httpwwwstockecomcn226请务必阅读正文之后的免责条款部分行业深度图表目录图1钠离子电池充放电原理4图2从专利布局看钠离子电池行业发展5图3钠离子电池技术工艺与锂离子电池工艺设备兼容6图42022年上半年碳酸锂价格同比增长43倍8图5根据BenchmarkMinerals预测锂行业面临严重供给短缺单位万吨LCE8图6锂价上涨增加动力电池企业成本9图7铜铝等集流体材料将面临持续性收紧9图8中国锂资源储量仅占全球689图9中国锂资源氢氧化锂进口依赖度达649图10钠在地壳中元素丰度位列第六ppm10图11电池对于高低温环境敏感11图12钠离子电池运行温度范围-70-10011图13钠离子电池可放电到0V具备更高的安全性11图14中科海纳公布数据30-40降本空间12图15铝价维稳与铜价价差保持在3000040000元吨上下12图16铅酸蓄电池应用场景占比15图172010-2021年铅酸电池企业数量下降926715图18铅酸电池进出口量呈下降趋势15图19A00汽车市场份额下滑17图20A00级车在产车型电池系统能量密度低于160Whkg17图21A00级车在产车型续航里程集中在250km-400km区间17图22钠离子电池目前仅占储能项目规模的02418图23截至2021年底全球电力储能项目累计装机约200GW温度分布范围为-67854020图24钠离子电池产业链综述23表1钠离子电池材料端的技术突破6表2三种正极材料路线共存以聚阴离子型化合物性能最优7表3政策端迅速推动钠离子储能技术试点示范启动10表4锂离子电池电芯成本估算以磷酸铁锂电池为例058元Wh13表5测算不同时期的钠离子电池电芯成本规模化效应下有望达到近30的降本效应13表6当前主要行业使用要求及驱动因素14表7钠离子电池相对于铅酸电池实现全面优化16表8不同储能应用场景对于储能产品性能要求电力通信户用场景更为适用18表9电化学储能系统参数19表10预计2025年钠离子电池需求总量可以达到88GWh2030年钠离子电池需求可以达到378GWh20表11正极材料产业发展进度23表12负极材料产业化进度24表13电解液产业化进度25httpwwwstockecomcn326请务必阅读正文之后的免责条款部分行业深度1研发突破需求倒逼构建钠电发展核心驱动力钠离子电池与锂离子电池工作原理相同即在充放电过程中锂离子在正负极之间往返嵌入脱嵌和插入脱插也被称为摇椅电池锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作使用嵌入的锂化合物作为正极材料钠离子电池的工作原理是充电时Na从正极脱嵌经过电解质嵌入负极放电时则相反图1钠离子电池充放电原理资料来源中科海纳官网浙商证券研究所11万事俱备研发突破底层创新11120年滞后期钠离子电池产业化大势所趋以锂离子电池发展路径为参考复盘钠离子电池发展之路可以发现钠离子的发展可以分为五个时期萌芽期1970s-1980s停滞期1980s-2000s复苏期2000s-2010s成长期2010s-2020s爆发期2020s-一萌芽期钠离子电池和锂电池的研发均起源于上世纪70年代几乎是同步展开研究并同步提出适用于正极的材料1979年法国Armand提出摇椅电池概念起初锂钠金属作为电池负极TiS2作为正极随着技术的逐步发展嵌入化合物替代金属负极有效解决了锂枝晶的生长问题层状金属氧化物代替TiS2有效提升了开路电压和电化学可逆性大幅改善电池容量和循环性能至此锂钠处于同一起跑线二停滞期1981年石墨储锂机制被发现并以此为负极开发出摇椅式锂离子电池锂离子电池实现核心技术突破然而钠离子相较于锂离子半径更大无法有效嵌入脱出石墨负极材料储钠能力欠缺对钠离子电池的研究陷入停滞这一时间点成为两类电池发展的转折点随着1991年Sony首次实现锂离子电池的商业化两者的发展差异进一步扩大在20世纪80年代到21世纪初钠离子电池的研究投入大幅度降低逐渐淡出人们的视野三复苏期20世纪初适用于钠离子电池的硬碳负极材料终于被开发打破钠离子电池发展瓶颈钠离子电池进入缓慢复苏期但随着2006年ETEnergyTechnology的铺开电动汽车需求高涨具有适合电压高能量密度大等汽车用二次电池性能的锂离子电池发展如火如荼替代需求不足钠离子电池性能也深受诟病关注度低httpwwwstockecomcn426请务必阅读正文之后的免责条款部分行业深度四成长期2011年全球首家钠离子电池公司英国Faradion建立日本Komaba等也首次报道NaNi05Mn05O2硬碳全电池性能钠离子电池开始商业化之路锂离子电池研究和产业链趋于成熟人们对锂资源的担忧日渐突出钠离子开始集中研发在这十年的时间内美国Goodenough等提出普鲁士白正极中科院物理所胡胜勇等首次提出低成本煤基无定型碳负极材料研发开始大跨步向实际应用迈进到了2017年中科海乃承袭中科院物理研究所成果正式成立相继将钠离子电池应用于电动自行车电动汽车和储能电站领域钠离子电池应用蓝海逐步铺开五爆发期锂离子电池成本激增锂资源供需矛盾成为新的发展痛点寻求技术补充或技术替代成为锂电池发展的必经之路与此同时钠离子电池新技术成熟度的提高以及应用场景逐步完善兼之龙头电池企业的头部带动效应钠离子电池进入产业爆发期目前锂电know-how进入瓶颈期从整体性调整进入系统性微调伴随着储能项目的布局展开钠离子电池开始产业化之路有望在5年内迎来产能爆发对比锂离子电池发展之路钠离子电池发展呈现出明显的20年滞后期规律在负极材料这一关键技术突破方面锂电池出现于1981年钠离子电池滞后20年在2001年首次研发成功在商业化方面1991年锂离子电池开启商业化进程2021年全球首家钠离子电池公司成立相较于锂离子电池滞后20年在产业化爆发方面2006年锂离子电池伴随着ET革命乘电动汽车东风而起如今随着低碳时代的到来和储能电池的行业产能释放钠离子电池产业化大势所趋图2从专利布局看钠离子电池行业发展资料来源中国专利信息中心中国科学院物理研究所Murata浙商证券研究所钠离子电池的生产工艺与锂离子电池趋同技术可复刻设备可迁移钠离子产业化时间有望进一步提前钠离子电池生产工序主要包括极片制作搅拌涂布辊压分切电芯制作卷绕叠片焊接封装注液和电化学过程预化化成分容整体生产工艺与锂离子电池类似仅在负极集流体上换用铝箔以及原材料调整锂离子电池经httpwwwstockecomcn526请务必阅读正文之后的免责条款部分行业深度过多年的技术积累在生产方面积累了深厚的技术经验对于现有的锂电企业来说从锂电到钠电的转折不是整体公司生产线的调整而是基于原料的变化所进行的适应性改变产线可迅速切换技术迁移路径短钠离子电池的生产壁垒近乎没有图3钠离子电池技术工艺与锂离子电池工艺设备兼容资料来源nature浙商证券研究所锂离子电池到钠离子电池的技术更迭有望实现互为补充的win-win格局从锂电到钠电后发优势可一定程度规避风险产业化可借鉴锂电体系经验一旦钠电材料端实现实质性的研发突破有望迅速地进入生产环节实现商业化路径112路径选择原材料端创新突破材料端技术突破打破钠离子电池技术壁垒不管是哪一种电池体系材料的进步决定电池的进步钠离子的主要电池组成材料于锂离子类似均包括正极材料负极材料集流体隔膜添加剂电解液等基本单元具体来讲钠离子电池和锂离子电池的电解液隔膜等变化不大正负极材料形成核心壁垒集流体变化带来铝箔的需求增长表1钠离子电池材料端的技术突破材料钠离子电池锂离子电池三种主流路线层状氧化物技术成熟普两种主流路线三元NCM性能更优磷酸铁正极材料鲁士蓝类化合物成本低聚阴离子型化合锂成本低物功率密度高主要分为硬碳和软碳软碳成本较低性能负极材料不足硬碳技术探索初见成效生物质前多采用石墨负极硅基负极有望实现替代驱体位于研发初期集流体正负极集流体均可采用价格较低的铝箔正极集流体采用铜箔负极集流体采用铝箔隔膜保持锂电原有产品不变一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜电解液六氟磷酸钠量产难度低六氟磷酸锂量产难度低资料来源高工锂电浙商证券研究所现在的钠离子电池正极材料基本上是三种类型金属氧化物普鲁士蓝类聚阴离子型化合物目前这三种体系各有所长层状氧化物技术成熟普鲁士蓝类化合物成本低聚阴离子型化合物功率密度高适用于高功率输出设备需求综合来看聚阴离子型材料的整体性能更具优势其中磷酸钒锰钠正极材料技术在材料升级方面潜力大未来发展前景大可引入电负性大的F元素取代提升工作电压和能量密度增大Mn含量或引入httpwwwstockecomcn626请务必阅读正文之后的免责条款部分行业深度CuFe等进一步降低钒含量降低成本相比层状金属氧化物和普鲁士蓝正极材料磷酸钒锰钠正极材料技术料倍率性能更高循环寿命更长电芯制备工艺更简单表2三种正极材料路线共存以聚阴离子型化合物性能最优技术参数层状氧化物普鲁士蓝类材料聚阴离子型化合物可逆容量mAhg100120140120工作电位V3433638能量密度Whkg低中高结构稳定性中低高全寿命周期成本中低高产业化难度中高低循环性能1000次600次2000次倍率性能低中高相关企业单位中科海纳钠创Faradion宁德时代辽宁星空中南大学众钠Naiades资料来源高工锂电浙商证券研究所与锂离子电池一样钠离子电池的负极材料同样是碳材料主要分为硬碳和软碳软碳成本比较低但是它的性能不足现在软碳技术尚在进一步改进提升硬碳技术探索已经初见成效可以说生物质基硬碳最具优势但行业尚处于发展初期个别企业具备技术优势添加剂配方是提升循环寿命的关键钠电高碱度高电压更加考验钝化膜的稳定性Know-How壁垒高于锂电池钠离子电池的电解质与锂电池相似包括水系有机系和固态三类一般情况下液体电解质的离子电导率高于固体电解质因为它们具有较好的流动性有利于钠离子的快速迁移目前常见钠盐有NaPF6六氟磷酸钠电化学稳定性优于六氟磷酸锂在PC基碳酸丙烯酯电解液中导电率最高NaCIO4则拥有离子迁移速度快兼容性好成本低等优势但其含水量高易爆炸和高毒性等不足影响其实际应用目前电解质NaPF6是钠离子电池电解液的核心合成方法与锂离子电池电解液相似天赐材料和多氟多均掌握了钠盐的核心工艺集流体方面钠在常温下不与铝发生合金反映因此钠离子电池的正负极均可采用铝箔作为集流体可以进一步降低钠离子电池的成本12东风已至价增量减需求倒逼121企业端承压短期内碳酸锂供需矛盾难改全球锂资源处于供需紧平衡的状态电池级碳酸锂价格已高达5645万元吨截止22年12月7日自2021年下半年到2022年上半年增速达到433相比之下碳酸钠提钠简单供给充足价格稳定低廉价格仅为2650元吨轻质纯碱截止22年12月7日是碳酸锂价格的047httpwwwstockecomcn726请务必阅读正文之后的免责条款部分行业深度图42022年上半年碳酸锂价格同比增长43倍价格碳酸锂995电国产左轴市场价中间价轻质纯碱全国右轴6000004000350050000030004000002500300000200015002000001000100000500002017-06-012018-06-012019-06-012020-06-012021-06-012022-06-01资料来源wind浙商证券研究所备注电池级碳酸锂主要用于制备钴酸锂锰酸锂三元材料以及磷酸铁锂等锂离子电池正极材料锂资源紧平衡预计长期维持电动车产业发展带来的锂需求激增或将导致锂供应焦虑长期存在根据WoodMackenzie的预测数据受益于电动车行业的高速发展全球锂需求量将在2030年增至200万吨LCE碳酸锂当量以上至2035年增至300万吨LCE受益于价格上行锂的供应量同样呈现快速增长的趋势但若基于全球已投产和已见规划的锂项目进行预测长期来看锂行业会面临严重的供给短缺在汽车电动化的浪潮中锂原料的供应将成为产业链面临的挑战之一在电动车电池发展路径不发生变化的情形下锂资源焦虑可能长期存在图5根据BenchmarkMinerals预测锂行业面临严重供给短缺单位万吨LCE资料来源BenchmarkMinerals浙商证券研究所锂价上涨增加动力电池企业成本电池企业承压对比2021h1与2022h1磷酸铁锂电池电芯成本价格正极材料磷酸铁锂价格从011元Wh上涨到031元Wh同比上涨195带动电芯材料总成本从035元Wh上涨到055元Wh同比上涨602022h1磷酸铁锂价格占比达到56较2021年h1同比上涨26pct同时从电池价值链的利用率来httpwwwstockecomcn826请务必阅读正文之后的免责条款部分行业深度看2025年负极材料和集流体利用率将持续收紧材料端的压力不减从材料端来进行技术改进和创新将成为锂电池降本的核心路径图6锂价上涨增加动力电池企业成本图7铜铝等集流体材料将面临持续性收紧资料来源WoodMackenzieSNEResearchGoldmanSachsGlobal资料来源万方wind公开资料整理浙商证券研究所InvestmentResearch浙商证券研究所122政府端承压锂电进口依赖危及能源安全全球锂资源分布不均中国对于锂电原材料对外依赖程度超60存在卡脖子风险锂精矿产能集中于智利和西澳由于矿业体系成熟资源禀赋优越至中国运输便利目前仍为全球锂辉石矿供应主力根据USGS统计目前全球已探明锂资源8900万吨我国已探明锂资源量510万吨仅占比57全球锂资源储量2200万吨中国只有150万吨仅占比68我国锂资源品质和外部开发条件较差导致开发难度大成本高供应能力较弱从进口情况来看截止到2022上半年中国锂资源氢氧化锂进口依赖超60图8中国锂资源储量仅占全球68图9中国锂资源氢氧化锂进口依赖度达64俄罗斯联邦46中国348美国454智利121日本英国0130资料来源USGS浙商证券研究所资料来源海关统计数据浙商证券研究所相比而言钠储量丰富原料价格低地壳丰度高供应链更加安全这也是钠离子电池可以广泛使用的最大优势钠与锂处于同一主族具有相似物理化学性质地壳中含有227的钠使其成为地球上第七大最丰富的元素和第五大最丰富的金属仅次于铝铁钙和镁领先于钾钠分布于全球各地完全不受资源和地域的限制所以钠离子电池相比锂离子电池有非常大的资源优势httpwwwstockecomcn926请务必阅读正文之后的免责条款部分行业深度图10钠在地壳中元素丰度位列第六ppm700006300060000500004000030000230002000015000100006000171901401100309068790LiNaKTiVCrMnFeCoNiCuZn资料来源中科海纳官网浙商证券研究所钠离子电池相关政策陆续出台行业标准制定在即进一步促进钠离子电池产业化受益于全球范围内汽车电动化浪潮锂作为关键原料战略价值不断凸显十四五规划明确提出研发储备钠离子电池高能量密度储能技术发改委进一步明确相关目标到2025年实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变装机规模达3000万千瓦以上加快飞轮储能钠离子电池等技术开展规模化试验示范政府逐步开始重视钠离子技术并将其作为储能领域的重要研究示范将推动钠离子电池全面商业化2022年7月我国首批钠离子行业标准制定在即工信部联合宁德时代等将进一步推动钠离子产业的规范化表3政策端迅速推动钠离子储能技术试点示范启动时间政策文件政策内容发改委提出到2025年实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变装机规模达3000万千瓦以上加快飞轮储能钠离子电池等技术开展规2021年7月关于加快推动新型储能发展的指导意见模化试验示范以需求为导向探索开展储氢储热及其他创新储能技术的研究和示范应用科技部将在十四五期间实施储能与智能电网技术重点专项并将关于政协第十三届全国委员会第四次会议钠离子电池技术列为子任务以进一步推动钠离子电池的规模化低成本2021年8月第4815号工交邮电523号提案答复函化提升综合性能促进性能优异符合条件的钠离子电池在新能源电站交通工具通信基站等领域加快应用推动钠离子电池全面商业化储能技术方面就能量型容量型储能技术装备及系统集成技术研发钠2021年11月十四五能源领域科技创新规划离子电池液态金属电池钠硫电池固态锂离子电池储能型锂硫电池水系电池等新一代高性能储能技术钠离子电池列为十四五新型储能核心技术装备攻关重点方向研究开2022年3月十四五新型储能发展实施方案展钠离子电池固态锂离子电池等新一代高能量密度储能技术试点示范研发储备钠离子电池液态金属电池固态锂离子电池金属空气电池2022年6月十四五可再生能源发展规划锂硫电池等高能量密度储能技术我国首批钠离子电池行业标准钠离子电池术语和词汇钠离子电池符工业和信息化部办公厅关于印发2022年第号和命名计划正式下达参与公司中国电子技术标准化研究院中国2022年7月二批行业标准制修订和外文版项目计划科学院物理研究所宁德时代新能源科技股份有限公司深圳市比亚迪锂电池有限公司资料来源政府官网浙商证券研究所httpwwwstockecomcn1026请务必阅读正文之后的免责条款部分行业深度2优势突出场景布局夯实钠电发展底层竞争力21多重优势安全性突出降本优势钠离子电池的电极材料具有优异的热稳定性和更优的低温性能对于极端气候拥有更好的适应性安全性高于锂电池根据最新研究已经制备的钠离子电池具有宽工作温度范围-70-100在-70的情况下该电池仍可提供7019的室温容量在100的情况下仍能正常工作锂离子电池在寒冷的环境下容易活性降低比容量大幅度下降钠离子电池中的所有关键部件包括电解质阴极和阳极都设计成适应宽温度窗口即处理高固有离子扩散系数以补偿损失低温并具有出色的热稳定性以防止高温下的放热反应图11电池对于高低温环境敏感图12钠离子电池运行温度范围-70-100资料来源There-emergenceofsodium-ionbatteriestestingprocessing资料来源Sodium-IonBatterywithaWideOperation-TemperatureRangeandmanufacturability浙商证券研究所from70to100C浙商证券研究所钠离子电池稳定性更高更不易出现热失控等情况钠离子电池在过充过放短路针刺等测试中不起火不爆炸钠离子电池热失控温度更高在高温环境下容易因为钝化氧化而不自燃钠盐电解质的电化学窗口较大电解质在参与反应的过程中分解的可能性更低电池系统稳定性更高钠离子电池化学允许在阳极使用金属Al作为集流体能有效避免石墨基锂离子电池的过放电问题且钠离子电池的内阻比锂电池高所以其在短路的情况下瞬时发热量少温升较低热失控温度高于锂电池具备更高的安全性图13钠离子电池可放电到0V具备更高的安全性资料来源ReviewingtheSafeShippingofLithium-IonandSodium-IonCellsAMaterialsChemistryPerspective浙商证券研究所备注如图a所示硬碳阳极钠离子电池可放电至0V而不会出现Al溶解等任何问题当放电至0V对于全电池阳极电位约为27VvsNaNa考虑到碳酸酯溶剂的电化学稳定性这是一个非常安全的值在循httpwwwstockecomcn1126请务必阅读正文之后的免责条款部分行业深度环稳定性方面图b和c显示钠离子电池在43和0V之间的长期稳定循环即使深度放电至0V钠离子电池的循环稳定性并也未受到明显损害并具有优异的温度特性根据中科海纳估计Cu-Fn-Mn基钠离子电池原材料成本相对磷酸铁锂石墨体系将降低30-40在当前高锂电背景下随着产业化的展开电解液硬碳普鲁士蓝等原材料供应一致性和稳定性有望获得提高成本效应将逐步凸显图14中科海纳公布数据30-40降本空间资料来源中科海纳官网浙商证券研究所从成本组成来看钠离子电池的降本效应主要体现在正极材料和负极集流体方面针对目前高涨的锂价和铜价对症下药一在正极材料方面以磷酸铁锂和Na-Cu-Fe-Mn-O层状正极为例截至2022年底磷酸铁锂约174万元吨而层状小批量拿货售价11-12万吨大批量7-9万吨上规模后有望到5-6万吨同时普鲁士蓝路线理论性能天花版较高美联七彩百合花送样-验证过程仍在持续进行中对标颜料级25万吨售价降本潜力大钠离子正极材料不需要用钴镍等元素进一步扩大了成本方面的优势二在负极集流体方面锂电池采用铜箔作为集流体钠离子电池可使用价格更低的铝箔作为负极集流体长周期看近五年铜价和铝价二者价差基本稳定在30000-40000元吨以上图15铝价维稳与铜价价差保持在3000040000元吨上下期货结算价活跃合约阴极铜期货收盘价活跃合约铝90000800007000060000500004000030000200001000002016-012016-082017-042017-112018-072019-032019-102020-062021-012021-092022-05资料来源wind浙商证券研究所httpwwwstockecomcn1226请务必阅读正文之后的免责条款部分行业深度根据现有的公开数据对钠离子电池成本进行测算对标2022年底磷酸铁锂电池成本发现初步量产之后有望实现降本1060规模化效应下有望达到近30的降本效应由于正极负极等原材料尚未形成市场规模多数企业选择自供供应链还不成熟价格短暂处于高位结合2022年11月29日召开的钠电池产业链与标准发展论坛公布数据通过我们测算钠电当前小试中试成本在08-1元Wh范围内波动预计产业链配套初步形成后成本有望下降到05-06元Wh中长期进一步下探04-05元Wh表4锂离子电池电芯成本估算以磷酸铁锂电池为例058元Wh品名规格单位总用量市场价单价成本百分比万元吨元Wh磷酸铁锂t200017203459炭黑正极SuperPt901650013水系黏结剂正极LA132t90250000铝箔002mmx500mmt400160011石墨-t1000530059炭黑负极SuperPt401650011水系黏结剂负极LA132t40250000铜箔00lmmx500mmt600670047隔膜-万m21400250046电解液六氟磷酸锂t14005500813合计058100资料来源公开资料整理浙商证券研究所备注市场价数据更新至最新数据20221227表5测算不同时期的钠离子电池电芯成本规模化效应下有望达到近30的降本效应钠离子电池原材料BOM成本产业化初期初步量产规模化效应单位市场价单价成本百分市场价单价成本百分市场价单价成本百分品名用量GWh万元吨元Wh比万元吨元Wh比万元吨元Wh比Na-Cu-Fe-Mn-Ot277812032358022435501538层状正极导电剂正极t119170022170024170025油系黏结剂t11950006750006125000615正极铝箔t300200012000120001无定形碳t12222002427800918400512导电剂负极t53170011170012170012水系黏结剂t53300003000030000负极铝箔负极t300200012000120001隔膜万m21167300333003630037电解液t1389160222455008155500819总成本091052041资料来源浙商证券研究所httpwwwstockecomcn1326请务必阅读正文之后的免责条款部分行业深度22场景布局铅酸电池替代A00电动汽车储能钠离子的主要劣势体现在能量密度方面相较于磷酸铁锂电池200350Whkg的能量密度钠离子电池能量密度偏低目前宁德时代公布的钠离子电池下一代钠离子电池能量密度将突破200Whkg已接近磷酸铁锂电池随着储钠技术的进一步发展差距有望减少对照钠离子的使用性能与当前各行业的要求可以发现在储能和铅酸电池领域适配对比来看汽车和个人电子产品对于能量密度的要求较高同时个人电子产品迭代偏快相对而言对于电池的循环寿命要求没有那么严格在储能和铅酸电池替代领域对于能量密度的要求偏低成本敏感性较强与钠离子电池的特性相对适配表6当前主要行业使用要求及驱动因素汽车个人电子产品储能铅酸电池2025年能量密度WhL550550300110充放电倍率220505C052-循环寿命8-10年1-2年10年5年主要特性高能量密度功率高能量密度低成本长寿命功率成本资料来源There-emergenceofsodium-ionbatteriestestingprocessingandmanufacturability浙商证券研究所根据不同场景对于性价比的敏感程度钠离子电池预计未来首先取代铅酸电池率先实现电动自行车低速电动车备用电源和起动电池的无铅化标准化程度提高之后有望实现A00级电动汽车的有效应用规模化效应展开之后各级市场成熟降本效应更加突出在储能市场有望进一步提高渗透率221铅酸电池有望成为钠离子电池的先导主战场铅酸电池替代环节有望成为钠离子电池规模化生产的孵化场最先实现钠离子电池的产业赋能铅酸电池由于其安全稳定性价比高等优点在电池领域占据较高的市场份额按照应用领域划分我国的铅酸蓄电池主要可分为备用电源电池储能电池起动电池和动力电池四大类备用电源电池是主要用于通讯备用电源不间断电源UPS应急照明电源及其他备用电源的蓄电池占比8储能电池指适用于供太阳能发电设备和风力发电机以及其他可再生能源的储能用蓄电池占比6起动电池是主要应用于汽车摩托车燃油发动机起动点火和照明的蓄电池占比最高达到45动力电池主要应用于电动自行车电动特种车电动游览车高尔夫车巡警车叉车等低速电动乘用车混合电动车等电动车辆作为动力占比28httpwwwstockecomcn1426请务必阅读正文之后的免责条款部分行业深度图16铅酸蓄电池应用场景占比资料来源中国有色金属工业协会浙商证券研究所然而从铅酸蓄电池企业数量和进出口情况来看铅酸蓄电池已经释放出替代信号随着近几年对铅酸蓄电池环保核查的逐步加大加上其市场空间逐步被锂离子电池等新型电池技术取代铅酸蓄电池企业数量保持逐年下降的趋势中国铅酸蓄电池生产企业已经由2010年的1500家左右下降到2021年的110家左右且大量企业处于停产或整顿状态同时铅酸蓄电池的进出口量总体呈下降趋势根据中国海关数据显示近年来我国铅酸蓄电池进口量整体呈下降趋势2018年中国铅酸蓄电池进口数量为1094万个为近年来最大值2021相较于2018年铅酸电池进口数量下降近50图172010-2021年铅酸电池企业数量下降9267图18铅酸电池进出口量呈下降趋势16001500铅酸蓄电池进口数量万个铅酸蓄电池出口数量万个140025000120020000100080015000600100004005000200110002010202120152016201720182019202020212022资料来源EVTank浙商证券研究所资料来源iFind浙商证券研究所备注2022年数据截止到10月31日从三种电池的性能对比来看钠离子电池相较于磷酸铁锂和三元锂电池各有优劣相对于铅酸电池来说实现全方位性能优化主要性能方面钠离子电池相对于铅酸电池实现3倍能量密度提升铅酸电池的循环寿命远不及钠离子电池铅酸电池的低温性能安全性环保性快充性能偏差且二者原料成本相当具有性价比优势httpwwwstockecomcn1526请务必阅读正文之后的免责条款部分行业深度1从消费端来说消费者对于循坏寿命和性价比优势敏感按照三天充一次电来看500-1000次对应的循环寿命在45年2000次的循环寿命可以达到15年左右同时使用寿命的延长也会减少电池更换成本而且相较于铅酸电池而言钠离子电池常温充电15min电量80以上有望在低速电动汽车和电动自行车等方面迅速得到认可2从生产端来看铅酸蓄电池含大量的重金属铅以及酸性物质在生产或回收环节渗入环境的铅及其化合物一旦进入人体后可能对神经造血消化肾脏心血管和内分泌等多个系统造成危害甚至引起严重的铅中毒在电池的生产过程中废烟废尘废水等污染形式贯穿于生产流程始终特别是铅粉制造板栅铸造极板制造极板化成环节受制于现有工艺必然产生大量酸性含铅污水铅尘铅渣铅烟酸雾极板化成还是耗电量最大的工序分片与刷片废品率高工序重复率高造成的污染大随着低碳时代的到来钠离子电池将成为铅酸电池的最佳替代品表7钠离子电池相对于铅酸电池实现全面优化钠离子电池铜基氧铅酸电池磷酸铁锂电池三元锂电池化物煤基碳体系质量能量密度3050Whkg150220Whkg200300Whkg100150Whkg体积能量密度6080WhL200350WhL500700WhL180280WhL单位能量原料成本0305元Wh0507元Wh0710元Wh0305元Wh循环寿命5001000次30006000次15003000次2000次以上平均工作电压20V32V32V32V-20容量保持率70小于707088以上耐过放电差差差可放电至0V安全性高中高低高环保特性差优优优常温充电15min电量80快充性能差差差以上记忆性有无无无资料来源ofweek浙商证券研究所铅酸蓄电池的替代趋势相对明确实际上在钠离子电池提出之前磷酸锂电池已经对铅酸电池进行了一定程度的替代初期市场将主要由磷酸铁锂电池和钠离子电池瓜分随着钠电的成本效应进一步铺开钠离子电池有望成为铅酸电池的主要替代品222A00车场景高价格敏感度带来钠电需求在2021年中国A00级电动车的销量为8902万辆在新能源车的渗透率为27042022年1-11月的A00级电动车销量为125万辆渗透率下降至2177A00级车型的用户是成本敏感性锂电池成本的上涨影响了销量动力电池方面用A00级别车型跑量是过去多年中国新能源汽车发展的基础环节由于电池及各种零部件成本大涨原材料包含金属和石油衍生工业品价格上涨挤压了A00级电动车型的生存空间在供给端意愿受影响的情况下调整的手段主要是通过对整车售价进行大幅调整这将直接导致需求减弱从成本端进行调控成为车企的主要需求httpwwwstockecomcn1626请务必阅读正文之后的免责条款部分行业深度图19A00汽车市场份额下滑35000006000544030000005000250000040003688200000027043000150000022412189200010000005000001000000020172018201920202021批发销量新能源乘用车纯电动A00累计值批发销量新能源乘用车累计值渗透率资料来源wind浙商证券研究所在能量密度和续航里程方面钠电池已经能够满足目前A00级电动车用户从生产车型电池系统能量密度来看A00级新能源乘用车在产车型电池系统能量密度主要集中在140含-160Whkg125含-140Whkg占比416160Whkg及以上占比为01从生产车型续航里程来看A00级新能源乘用车在产车型续航里程主要集中在250km以下250km-400km区间占比4400km以上占比为零目前的钠离子电池已经能完全满足A00级电动车的搭载要求图20A00级车在产车型电池系统能量密度低于160Whkg图21A00级车在产车型续航里程集中在250km-400km区间A00乘用车产量电池系统能量密度分布A00级乘用车产量续航里程分布160Whkg250RR4000及以上04004125含-140Whkg42140含-250以下160Whkg9658资料来源高工锂电浙商证券研究所资料来源高工锂电浙商证券研究所A00电动车的生产企业对于成本的敏感性较高钠电池的应用具备一定优势对于价格比较敏感的商品价格下降所带来的波动对于销量会形成较大的弹性而钠离子电池远期来看成本相对于锂电池一定更为便宜产业化进展顺利的话在2025年就会形成2030的价格优势对于下游客户来说会形成非常大的吸引力更远一些来说对于部分装载钠离子电池的A0级汽车车型会形成一定的降本空间缩小与原搭载锂电池的A00级汽车的价差对于搭载锂电池的A0级汽车会形成替代效应httpwwwstockecomcn1726请务必阅读正文之后的免责条款部分行业深度223储能场景锂离子钠离子方案有望成为最优解储能市场前景广阔发展迅速储能技术正在成为许多国家实现碳中和目标的关键技术之一2021年全球新增运营电力储能项目装机容量总计183GW同比增长185其中新增储能占比最大为102GW首次超过10GW是2020年的22倍同比增长1172022年全球储能市场延续2021年的高速增长态势欧美中国等主要市场多点开花钠离子电池目前占储能项目的024根据CNESA全球储能数据库的统计截至2021年底全球运营电力储能项目总计2094GW同比增长9抽水蓄能占比首次低于90同比下降41个百分点其次是新能源存储为254GW同比增长677其中锂离子电池在新能源存储中占比最大市场份额超过90钠离子电池目前处于较小份额仅占比20可拓展空间大图22钠离子电池目前仅占储能项目规模的024资料来源CNESA浙商证券研究所高低温性能长循环高安全和低成本是下一代产品储能产品重要方向2022年储能锂电池的下游应用痛点集中在以下几点1电池和系统成本仍旧偏高项目财务收益性受打压2循环次数虚标相当部分大储电池在实际循环6000次后即无法正常使用与标榜的8000次甚至10000次差距明显导致全生命周期度电成本是抽水蓄能的2-3倍3起火爆炸事件难杜绝无法实现本质安全在此背景下高低温性能长循环高安全和低成本已成为下一代产品技术创新的重要方向从不同的储能场景来看钠离子电池满足电力储能通信储能户用家储的场景和新要求表8不同储能应用场景对于储能产品性能要求电力通信户用场景更为适用应用领域工况应用要求技术类型核心要求削峰填谷再生能源并网等容量型超长循环超高安全高低温性能电力储能调频调压短时间大功率充放电功率型高倍率循环寿命成本敏感性价比要求高模块化通信储能容量型循环寿命高低温低成本标准化程度高绝对安全稳定免维护一体化智户用家储容量型高安全高低温性能长循环寿命能化质保期8-10年轻便小巧便携型好续航时间长便携式储能容量型高能量密度长循环寿命低成本带电量高价格便宜质保期长资料来源高工锂电浙商证券研究所httpwwwstockecomcn1826请务必阅读正文之后的免责条款部分行业深度从成本端来看对比几种新能源电池的储能效应可以发现磷酸铁锂电池与钠离子电池的成本效益最高边际效应不高具体来看铅蓄电池储能容量过小虽然具有一定投资成本优势但是相较而言后期维护成本偏高循环次数低度电成本在0913元之间磷酸铁锂电池与三元锂电池在前期投资成本较高磷酸铁锂相对三元锂电池成本较低是目前储能电池的主流选择磷酸铁锂度电成本约在0709元之间钠离子电池初始容量投资成本相较磷酸铁锂电池更低价差在300400元kWh之间其他成本参数比较接近整体度电成本相较于磷酸铁锂电池约减少02元表9电化学储能系统参数参数铅蓄电池磷酸铁锂三元锂电池钠离子电池标称储能容量EnkWh1000100001000010000初始容量投资成本Ce元kWh5008001000130012001600700900初始功率投资成本Cp元kWh300500320420400500400500单位容量维护成本OM4637537循环次数次37004200400060002500300040005000折现率r8888储能循环效率7580869088908490放电深度7090100100年循环平均衰退率a36153615年运行次数nt次365365365365充电电价Pc元kWh0261026102610261计及电力损耗时的度电成本元09501234073908731070129005120590资料来源钠离子电池储能技术及经济性分析浙商证券研究所高低温性能方面从全球储能项目的布局来看目前已有储能项目对于温度范围的要求范围是-678540钠离子电池的出现有望低温环境刚需以钠离子电池和磷酸铁锂电池性能进行对照可以发现磷酸铁锂电池可覆盖正常工作温度为-2065当电池在低于-40C的温度下工作时其容量将损失大部分而且在低温下几乎不可能实现充放电循环但是钠离子电池的正常工作温度范围为-70100在零下20的情况下仍能拥有90以上放电保持率的低温效能低温性能显著从储能格局分布来看根据不完全统计截止到2021年全球电力储能项目累计装机约200GW多数已有储能布局的国家最低温度会达到-50在这种条件下单纯以锂电池作为储能电池不再适用在温差较大的国家如美国加拿大俄罗斯等钠离子电池的出现成为储能市场的福音httpwwwstockecomcn1926请务必阅读正文之后的免责条款部分行业深度图23截至2021年底全球电力储能项目累计装机约200GW温度分布范围为-678540资料来源DOEGlobalEnergyStorageDatabasewikipedia浙商证券研究所总体来说锂离子电池钠离子电池的电池集成方案有望成为储能最优解一方面可以进行区域适配基于刚性需求在工作温度范围较宽的国家和地区可以采用钠离子电池作为首选另一方面在电池系统集成方面可以通过AB电池解决方案与锂离子电池的集成混合共用可以将钠离子电池与锂离子电池同时集成到同一个电池系统里将两种电池按一定的比例和排列进行混搭串联并联集成根据宁德时代数据可以实现80以上的系统集成效率方面目前华阳集团和中科海纳共同打造的全球首套1MWh的钠离子电池储能系统在山西太原正式投入运营23钠离子电池总体市场规模预测根据铅酸电池替代A00级车以及新能源储能市场进行钠离子电池总体市场规模预测预计2025年钠离子电池需求总量可以达到88GWh2030年钠离子电池需求可以达到378GWh表10预计2025年钠离子电池需求总量可以达到88GWh2030年钠离子电池需求可以达到378GWh2021A2022E2023E2024E2025E2030E核心假设铅酸电池替代GWh049276630110017517751电动自行车销量万辆4739521257346307693811173增速10单车带电量072KWh电动自行车铅酸电池市场规模GWh34384145508048V15Ah渗透率1510152040电动自行车钠离子电池需求量GWh0341884136819993218备用电源铅酸电池市场规模GWh1118117412131417增速5渗透率1510152040httpwwwstockecomcn2026请务必阅读正文之后的免责条款部分