钠离子电池潜在空间广阔宁德时代入局加速产业化

1、表 1：锂元素与钠元素基本性质对1、钠离子电池：潜力巨大的电池路线、 钠资源：更高，更低成本钠资源在电池上的商业化应用落后于锂资源在元素周期表中钠元素与锂元素处于同一主族物理化学性质非常相似在选择电池材料时锂在电势原子量、离子半径等基本性质上相对来说都是比钠更好的材料锂的原子量更低离子半径更小使得其理论质量比容量是钠的3倍理论体积比容量是钠的8倍；且锂的电位更高，比钠高12，这使得在能量密度上，锂材料的电池也更占优势。因此锂离子电池也更早大规模商业化。元素原子量/l)离子径10标准势/V理论质量比容量（/）理论体积比容量（/）价态化地壳度（锂）6.40.-3043861206210.06%a钠

2、）22991.2-2711165113112.4%资料来源基于氧变价的高容量钠离子电池正极材料研究，容晓晖但是随着全球电池需求量的迅速增长锂资源开始面临着资源约束问题一方面是锂资源的总量分布有限地壳丰度仅为.006另一方面是锂资源的空间分布不均匀锂矿主要分布在澳洲南美地区根据美国地质勘探局1年报告我国锂资源储量仅占全球6且开采成本较高现在的电池生产用锂对外依存度过高。锂资源的供需紧张也使得 21 年以来，锂资源大幅涨价。根据wind数据与1年1月1日价格相比21年7月0日碳酸锂价格上涨6，氢氧化锂价格上涨6。图 1：201 年以来，锂资源价格大幅上涨图 2：中国锂资源储量仅占全球 6%0刚果（

3、其他其他玻利维加拿大金）中国澳大利智利澳大利中国刚果（金加拿大其他价格碳酸锂电产日价格氢氧化锂.5%产日资料来源：in；单位：吨，截至20210720资料来源：美国地质勘探局（2021年2月最新报告，整理与锂资源相比钠资源储量非常丰富地壳丰度为 2.64%是锂资源的 440 倍。且钠资源分布广泛提炼简单钠离子电池大规模商用后会具有较大的成本优势。、 钠离子电池：相似，潜力巨大钠离子电池与锂离子电池的工作原理类似为嵌脱式电池充电时Na+从正极脱嵌，进入负极；放电时，Na+从负极回到正极，外电路电子从负极进入正极将Na+还原为Na。图 3：钠离子电池工作原理示意图资料来源：中科海钠官网在电池的核心

4、性能上钠离子电池的理论能量密度上限低于锂离子电池但能密度区间与磷酸铁锂电池有重叠范围。当前的钠离子电池能量密度大约在-200W/kg的区间上，而锂离子电池能量密度大约在0-350W/kg的区间上，其中，磷酸铁锂电池的能量密度偏低，约在5-210W/kg的区间上。图 4：钠离子电池的能量密度区间与磷酸铁锂电池有重叠范围资料来源：国轩高科、中科海钠、宁德时代官网，整理；单位：h/k，截至2021年6月除钠资源储量与价格优势之外钠离子电池在其他一些方面上同样优于锂离子池：集流体材料更便宜：铝与锂在低电位会发生合金化反应，锂离子电池只选择铜做集流体而铝与钠在低电位不会发生合金化反应因此钠离子电池可选择

5、更便宜的铝做集流体。界面离子扩散能力更好：钠离子的溶剂化能比锂离子更低，界面离子扩能力更好。离子电导率更高：钠离子的斯托克斯直径比锂离子的小，相同浓度的电液具有比锂盐电解液更高的离子电导率。高低温性能更优异：根据目前初步的高低温测试结果，钠离子电池高低性能更优异。安全性能更好：钠离子电池的内阻比锂离子电池稍高，在短路情况下瞬发热量少、温升较低。与其他电池路线相比钠离子电池还有一个重要优势钠离子电池与锂离子电的工作原理相似，与锂离子电池的生产设备大多可兼容。图 5：钠离子电池的优势资料来源：储能科学与技术钠离子电池：从基础研究到工程化探索，容晓晖等）、 发展速度快，电的有效补充钠离子电池商业化进

6、展近年来加快。1年5月1日，宁德时代董事长宣布公司将于今年7月份左右发布钠离子电池。而早在2020年6月宁德时代成立 C实验室时就把钠离子电池作为中短期的三个主要研究方向之一我国的科海钠公司也在近年来先后推出钠离子电池电动自行车电动汽车和储能电站示范。图 6：钠离子电池商业化进展近年来加快资料来源：中科海钠官网基于氧变价的高容量钠离子电池正极材料研究（容晓晖，整理钠离子电池的出现是现有锂电池技术的补充目前钠离子电池的能量密度可以做到150W/kg上下与锰酸锂电池接近循环寿命可以做到30006000次与磷酸铁锂相当优于锰酸锂和三元材料热稳定性和安全性与磷酸铁锂基本相当成本方面，以中科海钠数据为例

7、，按照等容量软包电池成本分析，钠离子电池 BOM理论成本比锂离子电池低30但现阶段与铁锂等成熟锂离子电池相比钠离子电池体系由于工艺不成熟、研发设备成本摊销大以及产品一致性等问题，造成生产成本难以控制，BOM 成本优势难以发挥，钠电的性能和价格均处于劣势目前钠离子电池也尚无统一的标准体系及第三方检测认证机构性能参数需要长期且具体地来甄别判断但随着宁德时代等公司的持续研发推进钠离子电池的产业化进程有望持续加速。图 7：中科海钠圆柱钠离子电池参数图 8：中科海钠软包钠离子电池参数资料来源：中科海钠公司官网资料来源：中科海钠公司官网2、电池材料：正负极材料变化较大、 正极：基于钠，成本优势显著钠离子电

8、池与锂离子电池最大的区别在于正极材料前钠离子电池正极材料主要有钠过渡金属氧化物（如NanO2）、钠过渡金属磷酸盐（如Na3V2(O43、钠过渡金属硫酸盐（如 Na2Fe2(SO43)、钠过渡金属普鲁士蓝类化合物（如 Na2FeFe(CN6等几大类。表 2：公司正极材料对比层状金属氧化物是当前比较主流的正极材料中科海钠钠创新能源Farain（英国等公司均选择了层状金属氧化物作为正极材料其中中科海钠的产品量密度达到135W/kg循环寿命大于0次Faradion的产品能量密度达 40W/kg，循环寿命达到0次。公司国家电池系能量度（/k）循环命次）Faadon英国层状属化/碳有电体系1401000钠

9、创能源中国层状属化/碳机解系，包池120大于100中科钠中国层状属化/定碳机液体，包池135大于200资料来源：中科海钠、钠创新能源、Frdion官网，整理正极材料使用钠资源将为钠离子电池提供巨大的成本优势各类基于钠资源正极材料在材料成本上均远远低于锂离子电池的正极材料根据中科海钠披的数据，钠离子电池（NaCFenO/软碳体系）的正极材料成本，仅为锂离子电池（磷酸铁锂/石墨体系）正极材料成本的0左右。图 9：钠离子电池的正极材料成本远低于锂离子电池正极材料其他材料1090807057605040483020431710170aCuFeMnO/软碳体系）/资料来源：中科海钠官网；注：以锂离子电池

10、总成本为100、 负极：无定形料有望商业化锂电池主要负极材料是石墨，只有高功率负极材料会用到软硬碳材料和钛酸锂等钠离子电池负极材料有碳（硬碳、软碳等、合金（SnSb等）过渡金属氧化物（Na0.66Li0.22i0.782等）、钠-过渡金属磷酸盐（NaTiOO4）等。合金材料具有较高的容量，但由于其与钠离子发生合金化的过程中体积膨胀明显严重影响材料的循环稳定性和倍率性能金属氧化物磷酸盐大多容量较低高能量密度钠离子电池负极材料中无定型碳材（包括软碳硬碳是目前有希望走向商业化的其可逆容量和循环性能均已接近应用要求但主要瓶颈于成本较高基于此目前开发的无烟煤基无定型碳材料是性价比最高的钠离电池负极材料。

11、中科海钠通过对碳源前驱体进行调研发现无烟煤的成本低平均0元/吨用无烟煤制备无定形碳负极材料将有利于大幅降低电池成本并通过实验最终研制出了无烟煤基钠离子电池负极材料。图 10：软碳负极材料的扫描电镜照片图 11：硬碳的结构示意图资料来源：中国粉体网资料来源：中国粉体网、 负极集流体：替代铜箔集流体锂电池以石墨为负极铝制集流体在低电位下易与锂发生合金化反应被消耗因此锂电池负极集流体为铜箔钠离子电池正负极集流体均为铝箔原材料成本上看，铜价大于铝价，铝箔成本更低。根据我们测算每KWh的磷酸铁锂电池中铜箔的价值量约为50元占材料成本的5%铝箔的价值量约为8元占材料成本的2每KWh的NCM523电池中铜箔

12、的价值量约为0元占材料成本的10%铝箔的价值量约为7元，占材料成本的 1%。钠离子电池中铝箔替代铜箔后，每 KWh 电池中用于制作集流体的材料成本将会减少40元左右，即材料成本的0左右。图 12：铜箔在 LG 电芯成本中约占 15%图 13：铜箔在 NCM523G 芯成中约占 10%电芯硬件电芯硬件电解液铝导电剂粘剂铜箔导电剂粘剂电解液负极材正极材料资料来源：in，测算，价格时间2021.4资料来源：in，测算，价格时间2021.4、 其他材料与制艺电解质锂离子电池的电解液由钠盐和溶剂组成除钠（NaCO4NaF6等）之外，溶剂与锂离子电池差别不大，一般为碳酸脂。隔膜：钠离子电池的隔膜与锂离子电

13、池相同。外形封装：圆柱、软包、方形，与锂离子电池相同。制备工艺与锂离子电池基本相同钠离子电池商业化比较快的原因主要就是以沿用锂电池现成的设备、工艺。图 14：钠离子电池产业链及核心材料资料来源：croneh，3、应用场景广泛，市场空间百亿级钠离子电池在对能量密度要求不高的场景中将有着广泛的应用前景尤其是当前磷酸铁锂电池占据优势地位的使用场景如电动两轮车低速四轮车储能电站、家用储能产品，大规模商业化之后，钠离子电池都将有一席之地。图 15：钠离子电池应用场景广泛资料来源：中科海钠官网钠离子电池在储能电动两轮车与 00 级别汽车领域均有较好的应用前景2025年这三大领域国内电池需求将达到 123G

14、W。储能方面，20年国内储能装机需求合计17W，预计到25年将达到48W；两轮车方面，020年国内两轮车电池需求约GWh预计到025年将达到1GW00级别汽车方面， 0年国内A00汽车动力电池需求约W，预计到5年将达到3W。若这三类场景均使用磷酸铁锂电池，预计-5年对应的市场空间分别为 408/510/545/532/537亿元。表 3：钠离子电池潜在应用场景电需求测算单位2019A2020A2021E2022E2023E2024E2025E储能（当前主要为磷酸铁锂电池）发电侧储能装机空间h0.671.303.057.1612.6219.7929电网侧储能装机空间h0.800.961.151.

15、381.661.992.39用电侧储能装机空间h1.033.823.978.2610.7513.4216.295G基站备用电源装机空间h2.1011.2014.7017.5015.409.100.00国内储能装机需求空间合计h4.6017.2822.8834.3140.4244.3047.82两轮车（当前有磷酸铁锂和铅蓄电池两种路线）国内电动两轮车销量万辆3609450053756260673059855686单车平均带电量Kh0.720.720.720.720.720.720.72国内电动两轮车电池需求空间合计h25.9832.4038.7045.0748.4643.0940.94A00 级

16、别汽车当前主要为磷酸铁锂电池）国内A00级别销量万辆23.2030.3972.9494.82118.53142.23170.68单车平均带电量Kh309724.0022.0022.0020.0020.0020.00国内A00级别汽车电池需求空间h7.197.2916.0520.8623.7128.4534.14三大场景国内电池需求空间合计Gh37.7756.9777.62100.24112.59115.84122.90磷酸铁锂电池价格元h0.600.550.530.510.480.460.44假设三场景均全部使用磷酸铁锂下的市场空间亿元226.61313.34407.52510.47544.6

17、8532.40536.59资料来源：中国自行车协会乘联会，测算当前由于产业链不成熟、制造成本高等因素，钠离子电池实际生产成本在 1 元/Wh以上若钠离子电池行业产业化顺利推进当产能达到 GWh级别时钠离子电池的设备折旧费用摊薄材料成本低的优势将显现出（由于正极材料和负极集流体材料上的价格优势，钠离子电池的材料成本比磷酸铁锂电池低 30%左右有望在储能电动两轮车00 级别汽车等领域对磷酸铁锂电池实现替代4、钠离子电池产业链相关公司、 标的汇总钠离电作一新电池术线产括上资企游的电池料电企，体有：布局离电技的司，宁时、辉源、T狮圣阳股、国城欣达。持股投钠子池业的司如阳份浙江药新股份。布局离电材技的公

18、负材企翔丰极料企业百铝企鼎胜材南铝业明铝业万新。钠资公，中化、南化、合等。代码简称市值20 营收20代码简称市值20 营收20 归净利PE钠离电布局（亿）（亿）润（元）（TM)30050SZ宁德代 129450.25581812021年5月21德代事曾毓在东会透，将于201年7份右布钠池30038SZ鹏辉源 1163640.5130公司经出离电样（磷酸类正与碳系负）6月进中，计底前量产00284SZST猛狮 2510918.1)-200公与户作已成付小量1850圆钠离子电芯00066SZ中国城 44514.59.3旗下于216年始行离电池业局目已经42突破钠子池极料成理技离电制造工艺术关技，得

19、明授权4项。00280SZ圣阳份 461760.3134公司术队续踪离电术的发产化市场化发态势30007SZ欣旺达 55429.98.052拥有离电补的法钠电池其备法多项专利60048H华阳份 22331.815114间接有科钠166的权投资14元中海纳合作建离电正极料400吨60016H浙江药 1727337.221持有江创能有司4股份00280SZ新筑份 332340.6-投资上奥科开有公直在钠子容的研发作30090SZ翔丰华 614.20.596针对离电公开了性硬碳极，前在相关户试中68805H容百技 5943792.1191正在发有成及异化能的离电体及正极料60376H鼎胜材 1441

20、2.30.1)-200电箔售409的500动电电极用铝能220年报示经工7.7%60019H南山业 55322.020524投资设 .1 吨性铝生线，00年显，项目建进达5%60177H明泰业 16916.310713200生铝箔1.8吨售4.2吨公有产新能源池包箔电箔药箔等30057SZ万顺材455070.8474吨子（含3万电箔项目于221年12月31前部产60028H中盐工1769755.522拥有富盐资国甚球领的属生厂家00037SZ南风工511130.9540硫酸储达800万，销世界大溶硫钠可以获金钠资料来源：上市公司公告、整理；股价、EM时间为2021-07-20、 中科海钠（未）

21、：技术处于地位在钠电体系的研发应用层面国内代表企业中科海钠处于领先地位中科海钠立于7年依托于中国科学院物理研究所的技术目前在技术开发和产品生产上都已初具规模0年2月央视报道公司研发的钠离子电池的能量密度已接近50W/kg是铅酸电池的3倍左右并于018年发布了全球首辆使用钠离子电池驱动的低速电动汽车，于2019年建立了首座钠离子电池储能电站。中科海钠曾于2021年3月宣布完成亿元级A轮融资投资方为梧桐树资本融资将用于搭建年产能2000吨的钠离子电池正负极材料生产线公司目前部钠离子电池体的产品处于产业化前期但产品性能成本控制以及适配应用场有待进一步检验。风险提示：技术进步不及预期风险。成本控制不及

22、预期风险。图 16：全球首辆钠离子电池低速电动车图 17：中科海钠产业化路径及节奏资料来源：中科海钠公司官网资料来源：百灵研究、 钠创新能（未市钠电两轮商用正在推进钠创新能源为国内领先的钠离子电池企业公司拥有30余项发明专利涵盖钠离子电池正极材料电解液电池的设计制造以及系统集成与管理等公司核产品有铁基三元材料前驱体、正极材料、钠电电解液、钠离子电池。钠电两轮车商用正在推进。1年7月7日，钠创新能源与爱玛科技联合发布了用于电动两轮车的钠离子电池动力系统搭载钠离子电池的电动两轮车项目正在推进中电动两轮车是钠离子电池重要的应用场景国内-5年平均每年动两轮车电池需求量约40GWh。公司与电动两轮车龙头

23、企业联合发布钠离子电池动力系统，意味着钠离子电池产业化进程进一步加速。风险提示：产业化进程不及预期风险。、 宁德时代：动池龙头，钠离池即将发布公司为动力电池领域绝对龙头0年公司实现营收3亿元归母净利润 6亿元。国内范围看，021年-6月，公司动力电池装机量26GW，国内市占率排名第一，占比为4%。全球范围看，根据SNEResearch的数据，2021年-5月，公司动力电池装机量市占率排名全球第一，占比为1.2。2C 实验室专注于下一代电池研发，三大技术路线中包括钠离子电池。0年6月宁德时代宣布成立21C创新实验室项目总投资为3亿元该实验室短期三个主要研究方向为金属锂电池、固态锂电池和钠离子电池

24、。公司钠离子电池即将发布。5月1日，公司董事长曾毓群在股东大会上透露，将于1年7月份左右发布钠电池公司作为行业中的龙头企业财务实力和研发能力雄厚，其加入有望迅速推动钠离子电池的产业化进程。风险提示：动力电池装机量不及预期风险；技术发展不及预期风险。、 华阳股份：无巨头，与中科深度合作公司为无烟煤龙头企业。司位于陕西省阳泉市，控股股东前身为阳泉矿务局，主营煤炭生产洗选加工销售电力生产销售热力生产销售主要用户有河北电力山东电力华能电力鞍钢首钢唐钢以及中小化工化肥企业等 0年实现营收2亿元，归母净利润5亿元，其中%的营收由煤炭业务贡献。与钠离子领先企业中科海钠深度合作。1年3月，中科海钠宣布完成亿元

25、级 A轮融资投资方为梧桐树资本投资完成后梧桐树资本持有中科海钠33的股份，华阳股份占梧桐树资本股份的48，故华阳股份间接持有中科海钠 16%的股权1年4月全资子公司新阳能源与中科海钠合作拟建设吨钠离子电池正极材料项目，预计项目总投资不超过8000万元；拟建设吨钠离子电池负极材料项目预计项目总投资不超过6000万元021年6月，华阳集团与中科海钠合作的全球首套1Wh钠离子电池储能系统正式投运。风险提示：煤价下跌风险；钠离子电池技术产业化不及预期风险。、 鼎胜新材：电子领域龙头公司主营业务为铝板带箔的研发、生产和销售，主营产品包括空调箔、单零箔双零箔铝板带和新能源电池箔公司电池箔客户涵盖了国内主要

26、的储能和动力电池生产厂商，包括比亚迪、CTL、TL、LG新能源、国轩高科、银隆新能源等。电池箔收入占比低但盈利能力强公司0年铝材产量约73.27万吨铝材销售8万吨，其中电池箔产量为24244.75吨，销售2409.19吨，同比均增长%公司电池箔收入6.48亿元同比增长31.21%毛利率26.8%毛利率大幅高于公司综合毛利率8.38。电池箔市场空间大公司新增 5 万吨产能将逐步投放铝箔因充放电过程中形钝化层作为锂电池的正极使用而钠离子电池正负极集流体均为铝箔铝箔市空间或进一步扩大公司业绩有望受益于电池箔产能释放而稳定增长公司投的0吨动力电池电极用铝箔产能于8年1月动工，2020年年报显示已经完工71.17，有望逐步投产。风险提示：铝箔项目投建不及预期，铝价大幅波动风险。、 南山铝业：全链铝加工龙头公司形成从热电-氧化铝-电解铝-熔铸-(铝型材/热轧-冷轧-箔轧/锻压)的完整铝产业链生产线公司主要产品包括上游产品电力蒸汽氧化铝铝合金锭下产品铝板带箔、挤压型材、压延材及大型机械深加工结构件。南山铝业旗下子公司拟投资建设高性能高端铝箔生产线项目，项目总投资亿元建成后年产高端铝箔1万吨其中高性能动力电池箔和数码消费类电箔0吨。2020年年报显示，项目建设进度已达50。风险提示铝箔项目投建不及预期印尼氧化铝项目建设不及预