2022年钠离子行业深度研究报告.docx
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1、2022年钠离子行业深度研究报告钠电池成本优势显著,主打两轮车/A00级/储能市场锂/钠电体系对比:锂价维持高位下钠电池有望快速渗透相较于锂电池,钠电池成本优势显著,锂价高位时有望实现加速渗透。钠资源丰富且分布均匀,钠电池原料 具备成本优势,供给充足,因此未来供应链更加安全。钠电池工作原理与锂电池相同,可充分补充铁锂短板,但痛点在于循环性能和能量密度。钠离子行业标准制定在即,落地后有利于打通上下游供应链,钠电池预计 未来首先取代铅酸电池,并逐步实现低速电动车、后备电压和启停电池的无铅化,并逐渐切入A00级电动车 和储能领域,我们预计25年需求超100GWh。锂比钠更适合做为电池材料,因此商业化
2、进度更早锂比钠更适合做为电池材料,因此商业化进度更早。锂元素和钠元素同属于碱金属元素,二者化学性质相近,但锂元素从相对原子质量(低16.05)、离子半径(小0.26A)、电势(低0.05V)比钠元素更适合作为电池 材料,但钠离子地壳丰度远高于锂离子(2.75% vs. 0.0065%),且斯托克斯半径大于锂离子,溶液中导电性 更好,因此锂离子电池相对电压高,能量密度高,虽价格偏高,导电率略低,因此更早大规模商业化。我国锂资源对外依存度高,钠资源丰富具备成本优势我国锂资源对外依存度高,钠资源丰富且分布均匀。全球已探明的锂资源量约8900万金属吨,折碳酸锂超1 亿吨,其中58%的锂资源集中在南美洲
3、,我国锂资源量仅为世界的5.9%,对外依存度较高,但国外地域政治 风险长存,预计未来锂精矿仍维持供应紧张状态。而钠资源的地壳丰度远高于锂离子(2.75% vs. 0.0065%),且广泛分布于全球各地,海水中即含有丰富的氯化钠,符合我国战略发展定位。锂资源供需紧平衡,锂价高增超预期,钠资源提炼简单价格低廉,因此供应链更加安全。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51.41万元/吨(截止22年9月19日),且紧平衡预计维持至23年。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2739元/吨(重质纯碱,纯度99.2%,截止 22年9月19日),因此供应链更加安全,
4、经我们计算,碳酸锂价格在10万元/吨以上,钠离子电池相比磷酸铁 锂电池具备经济性优势。钠离子电池主打成本优势,性能优异补足磷酸铁锂短板钠离子电池与锂离子电池工作原理相同,其产品优势在于成本低,倍率性能优异及低温容量保持率高。钠离 子在放电时从负极脱出,经过电解液和隔膜,嵌入正极,而充电时则发生相反过程,因此充放电行为和锂离 子电池基本一致,均属于摇椅式二次电池。钠离子电池同样采用正极、负极、隔膜、电解液作为电池主材, 但具体结构变化在于负极集流体使用铝箔,同时正极材料选择性更广,负材料使用孔隙大的硬软碳而非石墨。在产品性能方面,钠离子主要对标磷酸铁锂电池,其具备成本优势(比LFP低20%以上)
5、,同时倍率性能优异 (Na+溶剂化程度低),低温容量保持率高(-20比三元高10%,比铁锂高20%+),安全性高(热失控温 度高,可过放不带电运输),充分补充磷酸铁锂的短板,但其能量密度偏低(140Wh/kg,比LFP低 30Wh/kg,比NCM811低70Wh/kg),循环性能偏低(4000次,比LFP低2000次+)。成本:材料端优势显著,远期电池成本预计0.5元/Wh钠离子电池的材料端成本优势显著,主要体现在正负极、电解液和集流体。钠离子电池正极钠源使用碳酸钠(3千元/吨),相 比碳酸锂(50万元/吨)价格优势显著,如果使用铜锰铁元素层状氧化物体系,正极价格比LFP正极便宜一半以上;负极
6、材料使 用硬/软碳,目前价格预计8/5(万元/吨),未来成本可降至4/2(万元/吨)以下,其中软碳相比石墨具备成本优势;电解液使 用NaPF6,其离子电导率更高,因此用量比锂电更低,同时原材料量产后成本优势显著;集流体方面正负极均使用铝箔,无需 使用价格较高的铜箔,因此进一步降低成本(降低60%以上)。政策:钠电标准制定在即,助力打通上下游供应链钠离子电池行业标准制定在即,打通上下游供应链,促进产品的市场推广和成本降低。与成熟并具有完善的 配套政策的锂离子电池不同,由于钠离子电池配套的产业政策目前并不多,更多的是一种指导和鼓励方向的 政策,暂无钠离子电池的标准和规范发布,影响钠离子制造工艺的规
7、划化及产品的一致性,不利于产品的市 场推广和成本的降低。2022年7月14日,工业和信息化部办公厅颁布有关文件明确提出对钠离子电池的行业 标准进行规定,将由电子标准院、中科院物理所、中科海钠、宁德时代、比亚迪等公司联合起草,在技术创 新、实验验证、产业化推进等方面进行推进,加快钠离子电池的发展速度。正极以层状氧化物为主,负极以硬碳材料为主正极:层状氧化物为主流,普鲁士蓝/聚阴离子为辅助钠离子电池的正极和锂离子电池不同,主要有三种路线。分为层状氧化物、普鲁士蓝/白化合物,聚阴离子化 合物。其中层状氧化物为主流方向,优点为能量密度高、循环性能优异、倍率性能好,缺点为空气中稳定性 差、浆料容易果冻、
8、克容量发挥不稳定,代表公司为中科海钠、立方新能源、钠创新能源;普鲁士蓝/白优点 为成本低、合成简单、可设计性强、理论克容量和倍率性能高,缺点为除水困难、循环寿命低、实际倍率性 能差、体积能量密度低、电压极化大、有热失控风险,代表公司为宁德时代、Natron Energy;聚阴离子化 合物优点为循环寿命高、理论工作电压高、热稳定性好,缺点为能量密度低、原材料成本高,代表公司为 Tiamat、鹏辉能源。层状氧化物能量密度高,综合性能优,为钠电主流方向层状氧化物能量密度高、电压平台高,综合性能优异,为目前钠离子电池主流方向。过渡金属氧化物化学式为 NaxMO2(M为过渡金属原子,0x1)。按照形态划
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- 2022 钠离子 行业 深度 研究 报告
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