钠离子电池行业深度：空间释放未来可期-浙商证券.pdf-solarbe文库

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证券研究报告 | 行业深度 | 汽车零部件 http//www.stocke.com.cn 1/26 请务必阅读正文之后的免责条款部分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 ❑ 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行业评级看好维持分析师施毅执业证书号 S1230522100002 shiyistocke.com.cn 相关报告 1 域控制器，迈向汽车智能化的成败关键行业深度报告 2022.12.14 2 固态电池电解质分类对比行业专题报告 2022.11.27 3 零部件企业投入产出比浅析 2022.11.22 行业深度 http//www.stocke.com.cn 2/26 请务必阅读正文之后的免责条款部分正文目录 1 研发突破需求倒逼，构建钠电发展核心驱动力 . 4 1.1 万事俱备研发突破底层创新 . 4 1.1.1 20 年滞后期，钠离子电池产业化大势所趋 4 1.1.2 路径选择原材料端创新突破 6 1.2 东风已至价增量减需求倒逼 . 7 1.2.1 企业端承压短期内碳酸锂供需矛盾难改 7 1.2.2 政府端承压锂电进口依赖危及能源安全 9 2 优势突出场景布局，夯实钠电发展底层竞争力 . 11 2.1 多重优势安全性突出降本优势 . 11 2.2 场景布局铅酸电池替代 A00 电动汽车储能 . 14 2.2.1 铅酸电池有望成为钠离子电池的先导主战场 14 2.2.2 A00 车场景高价格敏感度带来钠电需求 16 2.2.3 储能场景锂离子钠离子方案有望成为最优解 18 2.3 钠离子电池总体市场规模预测 . 20 3 产业链全面导入，擘画钠离子电池发展蓝图 . 21 3.1 正极材料产业发展进度 . 23 3.2 负极材料产业发展进度 . 24 3.3 电解液产业发展进度 . 24 3.4 隔膜产业发展进度 . 25 3.5 集流体产业发展进度 . 25 4 风险提示 . 25 行业深度 http//www.stocke.com.cn 3/26 请务必阅读正文之后的免责条款部分图表目录图 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 4 2022 年上半年碳酸锂价格同比增长 4.3 倍 8 图 5 根据 Benchmark Minerals 预测，锂行业面临严重供给短缺（单位万吨 LCE） 8 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 6.8 9 图 9 中国锂资源（氢氧化锂）进口依赖度达 64 9 图 10 钠在地壳中元素丰度位列第六（ ppm） . 10 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 -70-100℃ . 11 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 17 2010-2021 年铅酸电池企业数量下降 92.67 15 图 18 铅酸电池进出口量呈下降趋势 15 图 19 A00 汽车市场份额下滑 17 图 20 A00 级车在产车型电池系统能量密度低于 160Wh/kg 17 图 21 A00 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 0.24 . 18 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（ -67.8℃54.0℃） . 20 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（ 0.58 元 /Wh） . 13 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 88GWh， 2030 年钠离子电池需求可以达到 378GWh 20 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 25 行业深度 http//www.stocke.com.cn 4/26 请务必阅读正文之后的免责条款部分 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 1.1 万事俱备研发突破底层创新 1.1.1 20 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 ETEnergy Technology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。行业深度 http//www.stocke.com.cn 5/26 请务必阅读正文之后的免责条款部分（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 NaNi0.5Mn0.5O2 || 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。锂离子电池经行业深度 http//www.stocke.com.cn 6/26 请务必阅读正文之后的免责条款部分过多年的技术积累，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。 1.1.2 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正极材料三种主流路线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两种主流路线三元 NCM 性能更优，磷酸铁锂成本低负极材料主要分为硬碳和软碳软碳成本较低性能不足，硬碳技术探索初见成效，生物质前驱体位于研发初期多采用石墨负极，硅基负极有望实现替代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 含量或引入行业深度 http//www.stocke.com.cn 7/26 请务必阅读正文之后的免责条款部分 Cu， Fe 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 mAh/g 100 120140 120 工作电位（ V） 3.4 3 3.63.8 能量密度（ Wh/kg）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。 1.2 东风已至价增量减需求倒逼 1.2.1 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 56.45 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 0.47。行业深度 http//www.stocke.com.cn 8/26 请务必阅读正文之后的免责条款部分图 4 2022 年上半年碳酸锂价格同比增长 4.3 倍资料来源 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 Wood Mackenzie 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 Benchmark Minerals 预测，锂行业面临严重供给短缺（单位万吨 LCE）资料来源 Benchmark Minerals，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 0.11 元 /Wh 上涨到 0.31 元 /Wh，同比上涨 195，带动电芯材料总成本从 0.35 元 /Wh 上涨到 0.55 元 /Wh，同比上涨 60。 2022h1 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 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 2017-06-01 2018-06-01 2019-06-01 2020-06-01 2021-06-01 2022-06-01 价格碳酸锂 99.5电国产（左轴）市场价（中间价）轻质纯碱全国（右轴）行业深度 http//www.stocke.com.cn 9/26 请务必阅读正文之后的免责条款部分看， 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万方， wind，公开资料整理，浙商证券研究所资料来源 Wood Mackenzie, SNE Research, Goldman Sachs Global Investment Research，浙商证券研究所 1.2.2 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 5.7，全球锂资源储量 2200 万吨，中国只有 150 万吨，仅占比 6.8。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 6.8 图 9 中国锂资源（氢氧化锂）进口依赖度达 64 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 2.27 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。俄罗斯联邦 , 4.6 美国 , 45.4 日本 , 3.0英国 , 0.1 智利 , 12.1 中国 , 34.8 行业深度 http//www.stocke.com.cn 10/26 请务必阅读正文之后的免责条款部分图 10 钠在地壳中元素丰度位列第六（ ppm）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 2021 年 7 月关于加快推动新型储能发展的指导意见发改委提出到 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。 2021 年 8 月关于政协第十三届全国委员会第四次会议第 4815 号（工交邮电 523 号）提案答复函科技部将在“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。 2021 年 11 月 “十四五”能源领域科技创新规划储能技术方面，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 2022 年 3 月 “十四五”新型储能发展实施方案钠离子电池列为“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。 2022 年 6 月 “十四五”可再生能源发展规划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、锂硫电池等高能量密度储能技术。 2022 年 7 月工业和信息化部办公厅关于印发 2022 年第二批行业标准制修订和外文版项目计划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 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Li Na K Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn 17 23000 15000 6000 190 140 1100 63000 30 90 68 79 行业深度 http//www.stocke.com.cn 11/26 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 优势突出场景布局，夯实钠电发展底层竞争力 2.1 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 70.19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 The re-emergence of sodium-ion batteries testing, processing, and manufacturability，浙商证券研究所资料来源 Sodium-Ion Battery with a Wide Operation-Temperature Range from −70 to 100 °C 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 Reviewing the Safe Shipping of Lithium-Ion and Sodium-Ion Cells A Materials Chemistry Perspective，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 0 V，而不会出现 Al 溶解等任何问题，当放电至 0 V，对于全电池，阳极电位约为 2.7 V（ vs. Na/Na），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；在循行业深度 http//www.stocke.com.cn 12/26 请务必阅读正文之后的免责条款部分环稳定性方面，图 b和 c显示钠离子电池在 4.3 和 0 V 之间的长期稳定循环，即使深度放电至 0 V，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。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 17.4 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 2.5 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 /吨上下资料来源 wind，浙商证券研究所 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 2016-01 2016-08 2017-04 2017-11 2018-07 2019-03 2019-10 2020-06 2021-01 2021-09 2022-05 期货结算价活跃合约阴极铜期货收盘价活跃合约铝图 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，浙商证券研究所行业深度 http//www.stocke.com.cn 13/26 请务必阅读正文之后的免责条款部分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 10.60 ，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 0.8-1 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 0.5-0.6 元 /Wh，中长期进一步下探 0.4-0.5 元 /Wh。表 4 锂离子电池电芯成本估算以磷酸铁锂电池为例（ 0.58 元 /Wh）品名规格单位总用量市场价万元 /吨单价元 /Wh 成本百分比（）磷酸铁锂 t 2000 17.2 0.34 59 炭黑（正极） Super P t 90 16.5 0.01 3 水系黏结剂（正极） LA132 t 90 2.5 0.00 0 铝箔 0.02mmx500mm t 400 1.6 0.01 1 石墨 - t 1000 5.3 0.05 9 炭黑（负极） Super P t 40 16.5 0.01 1 水系黏结剂（负极） LA132 t 40 2.5 0.00 0 铜箔 0.0lmmx500mm t 600 6.7 0.04 7 隔膜 - 万 m2 1400 2.5 0.04 6 电解液六氟磷酸锂 t 1400 5.5 0.08 13 合计 0.58 100 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（ 2022/12/27）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品名单位/GWh 用量市场价万元 /吨单价元 /Wh 成本百分比（）市场价万元 /吨单价元 /Wh 成本百分比（）市场价万元 /吨单价元 /Wh 成本百分比（） Na-Cu-Fe-Mn-O 层状正极 t 2778 12 0.32 35 8 0.22 43 5.5 0.15 38 导电剂（正极） t 119 17 0.02 2 17 0.02 4 17 0.02 5 油系黏结剂（正极） t 119 50 0.06 7 50 0.06 12 50 0.06 15 铝箔 t 300 2 0.00 1 2 0.00 1 2 0.00 1 无定形碳 t 1222 20 0.24 27 8 0.09 18 4 0.05 12 导电剂（负极） t 53 17 0.01 1 17 0.01 2 17 0.01 2 水系黏结剂（负极） t 53 3 0.00 0 3 0.00 0 3 0.00 0 铝箔（负极） t 300 2 0.00 1 2 0.00 1 2 0.00 1 隔膜万 m2 1167 3 0.03 3 3 0.03 6 3 0.03 7 电解液 t 1389 16 0.22 24 5.5 0.08 15 5.5 0.08 19 总成本 0.91 0.52 0.41 资料来源浙商证券研究所行业深度 http//www.stocke.com.cn 14/26 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2.2 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 2