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1、2023 年深度行业分析研究报告 XZgVnXgV8VkWrNqMnQbRcM7NnPpPnPpMjMqRnNeRqRnM7NrQqQMYnOwOvPpPsQ 3 目目 录录 一、底层逻辑:突破储能材料的资源供应壁垒一、底层逻辑:突破储能材料的资源供应壁垒.7(一)发展钠电的意义:缓解锂资源稀缺的困境.7 二、钠电应用场景:多重优势带来广阔空间二、钠电应用场景:多重优势带来广阔空间.8(一)钠离子电池在性能上具有多重优势.8 1、高低温环境下均有优异的容量保持率.9 2、具有出众的倍率性能.9 3、极端条件下不易出现热失控,安全性能好.10(二)高性价比贴合多个应用场景,市场空间广阔.12 1
2、、A00 级电动车:可解决当下铁锂价格随原料成本波动较大的痛点.12 2、铅酸大市场:钠电性能全方位超越,铅酸市场替代可期.13 3、储能:高安全性、优秀的高低温性能以及长循环寿命与储能适配性高.16 三、材料体系选择:与锂电体系求同存异三、材料体系选择:与锂电体系求同存异.17(一)钠锂性质相似使得电池原理相似.17(二)物理化学性质的内在差异影响表观性能.17 1、正极:三大主流路线各有特色,层状氧化物为产业化主流.18 2、负极:硬碳脱颖而出,瓶颈在于前驱体.19 3、集流体:正负极均可用铝箔,成本优势明显.21 4、隔膜:可复用锂电隔膜,仍需研制与电池体系匹配的专用隔膜.21 5、电解
3、液:与锂离子电池有相通之处.21(三)总结.22 四、产业链梳理四、产业链梳理.23(一)宁德时代(300750.SZ).23(二)比亚迪(002594.SZ).24(三)传艺科技(002866.SZ).24(四)维科技术(600152.SH).25(五)鹏辉能源(300438.SZ).25(六)多氟多(002407.SZ).26(七)中科海钠.26(八)美联新材(300586.SZ).27(九)容百科技(688005.SH).27(十)贝特瑞(835185.BJ).28(十一)杉杉股份(600884.SH).28(十二)元力股份(002866.SZ).29 4 (十三)圣泉集团(605589
4、.SH).29(十四)德创环保(603177.SH).30 5 图表目录图表目录 图表 1 2021 年全球锂资源分布.7 图表 2 地壳中不同元素丰度.7 图表 3 碳酸锂价格走势.8 图表 4 OPEC 与非 OPEC 产油量(千桶/天).8 图表 5 原油价格走势图.8 图表 6 钠电、锂电与铅酸电池性能对比.9 图表 7 钠电(左)、锂电(中)与铅酸电池(右)不同温度下放电曲线.9 图表 8 钠锂溶剂化离子大小对比.10 图表 9 钠锂在不同溶剂中溶剂化能对比(KJ/mol).10 图表 10 钠电、三元、铁锂以及铅酸电池快充性能对比.10 图表 11 锂离子电池的多重副反应导致热失控
5、.11 图表 12 钠离子电池安全测试结果.11 图表 13 钠离子电池应用场景.12 图表 14 不同车型电池成本占比(2023 年 3 月).13 图表 15 各续航里程 A00 级车产量分布.13 图表 16 磷酸铁锂电池成本随原料成本居高不下.13 图表 17 A00 级车电池能量密度分布.13 图表 18 铅酸电池三大应用领域及其特点.14 图表 19 电动车新国标各项标准.14 图表 20 钠离子电池在-40至 80之间可以正常工作.15 图表 21 汽车启停电池一般位于发动机舱附近.15 图表 22 通信基站结构示意图.15 图表 23 不同截止电压下的过放电循环曲线.15 图表
6、 24 储能四大应用领域及其特点.16 图表 25 钠离子电池与磷酸铁锂电池性能对比.16 图表 26 锂离子电池工作原理.17 图表 27 钠离子电池工作原理.17 图表 28 钠锂原子半径对比.18 图表 29 钠锂离子性质对比.18 图表 30 三大正极材料特色.18 图表 31 三大正极材料优缺点对比.19 图表 32 石墨在锂电、钠电、钾电中的充放电曲线.19 图表 33 无定形碳(左)与石墨(右)结构对比.19 6 图表 34 硬碳与软碳优缺点对比.20 图表 35 锂离子电池(左)与钠离子电池(右)成本结构.20 图表 36 前驱体选择对无定形碳微观结构的影响.20 图表 37
7、钠离子电池正负极集流体均可用铝箔.21 图表 38 锂离子电池隔膜微观结构图.21 图表 39 钠离子电池 PE 隔膜微观结构图.21 图表 40 钠离子电池电解液三大组成部分及其特点.22 图表 41 钠离子电池溶剂与溶质优缺点对比.22 图表 42 宁德时代发展历程.23 图表 43 宁德时代第一代钠电与铁锂性能对比.23 图表 44 钠锂混搭 AB 电池系统解决方案.23 图表 45 比亚迪发展历程.24 图表 46 传艺科技发展历程.24 图表 47 传艺科技钠电一体化布局进展.24 图表 48 维科技术发展历程.25 图表 49 维科技术产业布局.25 图表 50 鹏辉能源发展历程.
8、25 图表 51 多氟多发展历程.26 图表 52 多氟多主要产品.26 图表 53 中科海钠三款新产品性能指标.27 图表 54 首辆搭载钠电的 A00 级车.27 图表 55 美联新材发展历程.27 图表 56 美联新材色母粒产品.27 图表 57 容百科技发展历程.28 图表 58 容百科技七大核心技术能力.28 图表 59 贝特瑞发展历程.28 图表 60 杉杉股份发展历程.29 图表 61 元力股份发展历程.29 图表 62 物理化学一体化活性炭生产工艺流程图.29 图表 63 圣泉集团发展历程.30 图表 64 生物质精炼技术领先全球.30 图表 65 德创环保发展历程.30 图表
9、 66 合资公司华钠新能源超高能量密度正极产品.30 7 一、一、底层逻辑:底层逻辑:突破突破储能材料的资源储能材料的资源供应壁垒供应壁垒(一)(一)发展钠电的意义:缓解锂资源稀缺的困境发展钠电的意义:缓解锂资源稀缺的困境 全球锂资源储量分布不均,全球锂资源储量分布不均,我国我国资源自供有较大的供给缺口资源自供有较大的供给缺口。南美三国(玻利维亚、阿根廷、智利)的锂资源占比高达 58%,而我国锂资源仅占全球 6%,因此,为支撑我国作为全球重要动力电池生产国和出口国的地位,需大量进口锂资源。同时,我国锂资源保障存在安全隐患,一旦西方国家限制锂资源出口,锂资源的过度紧缺将有可能影响到我国动力电池产
10、业发展。相比之下相比之下钠资源储量钠资源储量高且分布均匀高且分布均匀,无资源稀缺问题。,无资源稀缺问题。钠元素是地壳含量第六高的元素,地壳丰度高达 2.30%,是锂元素的数倍,且全球各地分布均匀,我国可实现自主可控。图表图表 1 2021 年年全球锂资源分布全球锂资源分布 图表图表 2 地壳中不同元素丰度地壳中不同元素丰度 资料来源:USGS,华创证券 资料来源:高功率高安全钠离子电池研究及失效分析周权“南美锂三角”欲效仿“南美锂三角”欲效仿 OPEC 成立“锂佩克”掌握锂定价权成立“锂佩克”掌握锂定价权,智利,智利锂矿国有化战略锂矿国有化战略或或加加速速其落地其落地。玻利维亚、阿根廷和智利的
11、锂资源占全球总量 58%,以盐湖锂矿为主,成本优势明显,若联手掌握定价权,或存在一定的垄断控价可能,则不利于全球新能源产业的发展。如如根据观察者网新闻,当地时间根据观察者网新闻,当地时间 2023 年年 3 月月 23 日,日,玻利维亚总统路易斯 阿尔塞表示,玻利维亚总统路易斯 阿尔塞表示,他计划与阿根廷、智利和秘鲁他计划与阿根廷、智利和秘鲁合作“制定一项政策合作“制定一项政策,以确保四国在主权条件下作为锂供应商的地位”,并保护该地区丰富的锂资源免受美国干涉。又如又如根据界面新闻和每日经济根据界面新闻和每日经济新闻消息,当地时间新闻消息,当地时间 2023 年年 4 月月 20 日,日,智利总
12、统加夫列尔博里奇提出智利政府拟将智利总统加夫列尔博里奇提出智利政府拟将采用国家与私人部门合资的方式促进当地锂产业的发展采用国家与私人部门合资的方式促进当地锂产业的发展,所有想要参与到智利锂行业的本国或外国私营公司,都必须与国家锂业公司合作。国家将在合资企业中持有控股权。以本次智利宣布新的国家锂资源政策为标志,拉美各国内部锂资源国有化进程不排除加速的可能性,对于锂资源需求较大的国家和地区来说,储能最关键原材料“锂”的自主可控迫在眉睫。发展钠离子电池,可发展钠离子电池,可降低降低对锂资源的依赖。对锂资源的依赖。钠离子电池作为与锂离子电池技术原理相通,性能相近的储能电池被提上日程,在如此高的锂价下有
13、较大的发展空间,同时也有利于促使碳酸锂价格回归理性,降低对外部锂资源的依赖。8 图表图表 3 碳酸锂价格走势碳酸锂价格走势 资料来源:Wind,华创证券 同样作为能源的关键原材料,同样作为能源的关键原材料,石油资源为例,石油资源为例,OPEC 对国际石油市场有很强的影响力。对国际石油市场有很强的影响力。组织成员国共控制约全球三分之二的石油贮备,约共占世界石油蕴藏 78%以上的石油储量,占全球产油量的 40%和出口量的 50%。同时中东产油国的原油生产成本仍远远低于其他产油区的石油生产成本,对于锂资源占比低且开采成本高的国家地区来说,原材料的大幅波动对产业发展较为不利,发展钠资源作为低成本替代十
14、分重要。图表图表 4 OPEC 与非与非 OPEC 产油量产油量(千桶(千桶/天)天)图表图表 5 原油价格走势图原油价格走势图(美元(美元/桶)桶)资料来源:Wind,华创证券 资料来源:Wind,华创证券 二、二、钠电应用场景钠电应用场景:多重优势带来广阔空间:多重优势带来广阔空间(一)(一)钠离子电池钠离子电池在性能上在性能上具有多重优势具有多重优势 钠离子电池相对于磷酸铁锂电池和三元锂电池,性能各有优劣钠离子电池相对于磷酸铁锂电池和三元锂电池,性能各有优劣。钠离子电池在量产后具备原料成本优势、高低温环境下更好的容量保持率、优异的倍率性能以及卓越的安全性能,但能量密度较低,循环寿命有待提
15、升,有望在特定场景实现部分替代。钠离子电池钠离子电池性能相对于铅酸电池实现了全方位超越,性能相对于铅酸电池实现了全方位超越,有望在规模化降本后实现替代。9 图表图表 6 钠电、锂电与铅酸电池性能对比钠电、锂电与铅酸电池性能对比 钠离子电池钠离子电池 磷酸铁锂电池磷酸铁锂电池 三元锂电池三元锂电池 铅酸电池铅酸电池 能量密度能量密度 100-150Wh/kg 120-200Wh/kg 200-350Wh/kg 30-50Wh/kg 循环寿命循环寿命 2000 次以上 3000 次以上 3000 次以上 300-500 次 平均工作电压平均工作电压 2.8-3.5V 3-4.5V 3-4.5V 2
16、.0V 高温性能高温性能 优 较差 差 差 低温性能低温性能 优 差 较差 差 快充性能快充性能 优 较优 较优 差 安全性能安全性能 高 较高 较高 高 耐过放电性能耐过放电性能 可放电至 0V 差 差 差 单位原料成本(碳酸单位原料成本(碳酸锂价格锂价格 20 万万/吨时)吨时)0.3 元/Wh(产业成熟后)0.46 元/Wh 0.53 元/Wh 0.40 元/Wh 资料来源:钠离子电池:从基础研究到工程化探索(容晓晖等),DeepTech,华创证券 1、高低温环境下均有优异的容量保持率高低温环境下均有优异的容量保持率 钠离子电池在钠离子电池在-40至至 80之间可正常工作,具备良好的宽温
17、特性之间可正常工作,具备良好的宽温特性,高温放电(55和80)容量超过额定容量 100%,低温-40放电容量超过 70%额定容量,且可实现在低温-20下 0.1C 充电,其充电效率接近 100%。低温性能超磷酸铁锂电池和铅酸电池低温性能超磷酸铁锂电池和铅酸电池,在-20的温度下,钠离子电池的容量保持率高达90%,而磷酸铁锂电池和铅酸电池仅能达到 70%和 48%。图表图表 7 钠电(左)、锂电(中)与铅酸电池(右)不同温度下放电曲线钠电(左)、锂电(中)与铅酸电池(右)不同温度下放电曲线 资料来源:高功率高安全钠离子电池研究及失效分析周权,极地超低温环境下磷酸铁锂电池容量估计殷艳花等,华创证券
18、 2、具有出众的倍率性能具有出众的倍率性能 相较锂离子,钠离子的斯托克斯直径更小且在极性溶剂中溶剂化能更低,使得钠离子电相较锂离子,钠离子的斯托克斯直径更小且在极性溶剂中溶剂化能更低,使得钠离子电池电解液具有更高电导率。池电解液具有更高电导率。斯托克斯直径是指在同一流体中与颗粒的密度和沉降速度相等的圆球的直径,直径越小,离子移动速度越快,其所在电解液导电率越高。溶剂化能是离子在电极表面脱离溶剂分子的能垒,较低的溶剂化能使得钠离子在电极表面更容易脱去溶剂分子,界面离子扩散能力更佳,离子在电解液中具有更快的动力学性质,从而使得电解液具有更高电导率。10 图表图表 8 钠锂溶剂化离子大小对比钠锂溶剂
19、化离子大小对比 图表图表 9 钠锂在不同溶剂中溶剂化能对比(钠锂在不同溶剂中溶剂化能对比(KJ/mol)资料来源:高功率高安全钠离子电池研究及失效分析周权 资料来源:高功率高安全钠离子电池研究及失效分析周权,华创证券 优秀的优秀的电解液电导率使得钠离子电池具有出众的倍率性能。电解液电导率使得钠离子电池具有出众的倍率性能。宁德时代的第一代钠离子电池在常温下充电 15 分钟即可达到 80%的电量,中科海钠制造的钠离子电池能够在12min 充电至 90%,充电速度高于锂离子电池和铅酸电池。图表图表 10 钠电、三元、铁锂以及铅酸钠电、三元、铁锂以及铅酸电池快充性能对比电池快充性能对比 充电至充电至
20、80%容量所需时间容量所需时间 钠离子电池钠离子电池 15min 三元锂电池三元锂电池 30min 磷酸铁锂电池磷酸铁锂电池 45min 铅酸电池铅酸电池 300min 资料来源:宁德时代官网,分析测试百科网,车主指南,华创证券 3、极端条件下不易出现热失控,安全性能好极端条件下不易出现热失控,安全性能好 锂离子电池在多种滥用条件的触发下极易出现大量副锂离子电池在多种滥用条件的触发下极易出现大量副反应,导致热失控。反应,导致热失控。锂离子电池的安全事故主要由三大类滥用条件引起:机械滥用(挤压、穿刺等),电滥用(短路、过充电、过放电等)和热滥用(过热等)。在各种滥用条件的触发下,如果电池内部温度
21、达到了起始分解温度,各种副反应便会不断出现,产生大量的热,对电池的热失控起到促进作用。208.9152.805001ECLiNa215.8158.205001PCLiNa 11 图表图表 11 锂离子电锂离子电池的多重池的多重副反应副反应导致热失控导致热失控 资料来源:车用锂离子电池热安全问题研究综述纪常伟等 钠离子电池钠离子电池在所有安全项目测试中,均未发现起火爆炸等锂电常出现的热失控现象,在所有安全项目测试中,均未发现起火爆炸等锂电常出现的热失控现象,安安全性更好。全性更好。目前较为有效的安全评估项目主要包括过充/放电、外部短路、高温老化等安全测
22、试和挤压、针刺、火烧等滥用测试,周权在高功率高安全钠离子电池研究及失效分析中对高功率 NaCR26650P 电池进行了安全和滥用测试,没有观察到锂电常见的起火和爆炸现象,表现了良好的安全稳定性。图表图表 12 钠离子电池安全测试结果钠离子电池安全测试结果 资料来源:高功率高安全钠离子电池研究及失效分析周权,华创证券 12 (二)(二)高性价比贴合多个应用场景,市场空间广阔高性价比贴合多个应用场景,市场空间广阔 钠离子电池钠离子电池在几个方面在几个方面多重优势多重优势使其获得使其获得了较高的性价比,在多个场景都有较理想的应了较高的性价比,在多个场景都有较理想的应用。用。其综合性能优于铅酸电池,有
23、望首先替代铅酸市场(二轮小动力、汽车启停以及通铅酸市场(二轮小动力、汽车启停以及通信基站)信基站)。同时,随着循环性能进一步的提升以及规模化降本,钠电后续有望实现对磷酸磷酸铁锂市场的铁锂市场的 A00 级纯电动车级纯电动车场景场景以及储能以及储能场景场景的部分替代。图表图表 13 钠离子电池钠离子电池应用场景应用场景 资料来源:华创证券整理 1、A00 级电动车:可解决当下铁锂级电动车:可解决当下铁锂价格价格随随原料成本原料成本波动较大波动较大的痛点的痛点 A00 级电动车又叫微型车,高性价比是其核心卖点。级电动车又叫微型车,高性价比是其核心卖点。车轴距在 2m-2.3m 之间,车身长度在 3
24、.65m 之内,体积比较小,可解决道路拥堵和车位缺乏等难题,且价格仅在 3-8 万元,经济实惠,性价比极高。宏光 MINI EV、奇瑞 QQ 冰淇淋、长安奔奔等都是当前市面主流的 A00 级纯电动车。A00 级电动车对电池成本比较敏感。级电动车对电池成本比较敏感。目前市场上的 A00 级车价格区间一般在 3-8 万元之间,主打低端市场,客户对价格较为敏感。电池占据了成本的很大比例,电池成本的稳定性对 A00 级车的销量有着重要的影响。A00 级车定位日常代步车,对电池能量密度要求较低。级车定位日常代步车,对电池能量密度要求较低。绝大部分 A00 级车续航里程在250km 以下,仅有 4%的续航
25、里程位于 250-400km 之间,没有超过 400km 续航里程的 A00级车。由此看来,A00 级车标称续航里程很短,并不要求电池具有很高的能量密度。13 图表图表 14 不同车型电池成本占比不同车型电池成本占比(2023 年年 3 月)月)图表图表 15 各各续航里程续航里程 A00 级车产量级车产量分布分布 资料来源:太平洋汽车,华创证券 资料来源:高工锂电,华创证券 钠钠电电的原材料价格的原材料价格相较磷酸铁锂电池更加稳定相较磷酸铁锂电池更加稳定。2022 年碳酸锂价格突破 50 万元/吨,磷酸铁锂电池成本因此大幅增长,导致 A00 级车涨价,而钠离子电池所用原料主要为碳酸钠,供应充
26、足,价格波动风险较小。钠电的能量密度完全可以满足钠电的能量密度完全可以满足 A00 级车的续航里程要求。级车的续航里程要求。由中汽数据统计,约 86%A00级新能源车动力电池的能量密度位于 100-160Wh/kg 的区间,钠电池性能满足需求,成本更有竞争力。图表图表 16 磷酸铁锂电池成本随原料成本居高不下磷酸铁锂电池成本随原料成本居高不下 图表图表 17 A00 级车电池能量密度分布级车电池能量密度分布 资料来源:Wind,华创证券 资料来源:中汽数据,华创证券 2、铅酸大铅酸大市场:市场:钠电性能全方位超越钠电性能全方位超越,铅酸,铅酸市场替代可期市场替代可期 铅酸蓄电池铅酸蓄电池三大主
27、要用途三大主要用途二轮小动力电池、汽车启停电池以及通信基站备用电池。二轮小动力电池、汽车启停电池以及通信基站备用电池。经测算 2022 年市场总需求约为 560GWh,其中用于汽车启停占比最大,约为 57%(320GWh),二轮小动力与基站备用电池占比分别约为 24%(128GWh)和 6%(35GWh)。二轮小动力电池:二轮小动力电池:主要指电动二轮车、电动三轮车以及海外油改电摩托的动力电池,其具有较高的成本敏感性,同时轻量化的趋势使其对电池能量密度有一定的追求。汽车启停电池:汽车启停电池:汽车启停电源需要具有快速充放电能力、良好的高低温性能等特点,汽车每次重新打火时,都要电池带动发电机,对
28、电池充放电倍率性能要求很高。同时,由于启停电池面临发动机舱的高温和北方冬季低温的环境,需要其具有良好的高低温性能 14 防止经常出现启停失灵的状况。通信基站备用电池:通信基站备用电池:通信基站需要有极高可靠性,基站的供电通过市电引入,然后通过蓄电池 UPS 的逆变系统转换为 48V 的直流电源,为通信设备供电。当市电中断时,电池组对基站不间断供电,保证基站正常运行;市电恢复时,UPS 电池停止供电,恢复逆变功能,要求开关电源系统配置具有高可靠性、高安全性的电池保证其正常运行,同时对备用电源的放电深度有要求,经常停电会导致蓄电池长时间欠充,影响循环寿命。图表图表 18 铅酸电池三大应用领域及其特
29、点铅酸电池三大应用领域及其特点 资料来源:专汽家园,双登集团,iconfront,华创证券整理 钠离子电池全生命周期成本更低,在成本敏感性高的二轮小动力电池领域凸显优势。钠离子电池全生命周期成本更低,在成本敏感性高的二轮小动力电池领域凸显优势。当前钠离子电池成本约为 0.70 元/Wh,远高于铅酸电池成本(0.3 元/Wh)。但钠离子电池循环寿命是铅酸电池循环寿命的四倍以上,使得更换电池频率大幅降低,大大降低了全生命周期成本,成本方面力压铅酸电池。钠离子电池能量密度更高,具备更长续航和轻量化的优势。钠离子电池能量密度更高,具备更长续航和轻量化的优势。钠离子电池能量密度为100-150Wh/kg
30、,远超铅酸电池,是其能量密度的 3 倍左右,在新国标电动自行车轻量化的要求和续航焦虑的背景下具有明显优势。图表图表 19 电动车新国标各项标准电动车新国标各项标准 资料来源:中国政府网,华创证券 钠离子电池具有优异的高低温性能,与启停电池应用极端环境温度相契合。钠离子电池具有优异的高低温性能,与启停电池应用极端环境温度相契合。钠离子电池正常工作温度范围远比宽铅酸电池宽,为-40到 80,即使面临发动机舱的高温和北方冬季低温的环境,也能最大程度保证汽车启停的正常运行。15 钠离子电池具有更长的循环寿命。钠离子电池具有更长的循环寿命。钠离子电池循环寿命是铅酸电池四倍以上,更换电池频率大幅降低,减少
31、了车主对其是否正常运行的担忧以及额外的支出,在一定程度上也提高了性价比。图表图表 20 钠离子电池在钠离子电池在-40至至 80之间可以正常工作之间可以正常工作 图表图表 21 汽车启停电池一般位于发动机舱附近汽车启停电池一般位于发动机舱附近 资料来源:高功率高安全钠离子电池研究及失效分析周权 资料来源:中华网汽车 钠离子电池具有高安全稳定性,可有效钠离子电池具有高安全稳定性,可有效应对室外恶劣环境的挑战。应对室外恶劣环境的挑战。室内基站存在机房租用难的问题,因此目前很多基站采用室外一体化基站管理模式,将 BBU、RRU 以及供电单元全部打包塞在室外的一个柜子里。室外一体化基站容易受到各种外界
32、因素的影响,如温度、湿度和大风天气等。在这种恶劣的环境下,小型空调钠离子电池可以有效的保证高低温下的充放电性能。即使没有空调作为保障,钠离子电池也能正常运行,非常适合作为对可靠性、安全性有很高要求通信基站的备用电池,用来保障通信基站的正常运行。钠离子电池过放性能优秀,可应对通信基站经常停电的情况。钠离子电池过放性能优秀,可应对通信基站经常停电的情况。通信基站停电导致电池长时间欠充,会影响到铅酸电池的循环寿命,周权在高功率高安全钠离子电池研究及失效分析中测试了 3 个不同截止电压下的钠离子电池过放性能,发现钠离子电池可过放至 0V 后容量还可以恢复正常,可以进行过放电循环,容量并无明显衰减问题,
33、可有效应对通信基站可能出现的停电问题。图表图表 22 通信通信基站结构示意图基站结构示意图 图表图表 23 不同截止电压下的过放电循环曲线不同截止电压下的过放电循环曲线 资料来源:滤波器公众号 资料来源:高功率高安全钠离子电池研究及失效分析周权 16 3、储能:储能:高安全性、优秀的高低温性能以及长循环寿命与储能适配性高高安全性、优秀的高低温性能以及长循环寿命与储能适配性高 高安全性、优秀的高低温性能以及长循环寿命是多变的应用场景对储能电池的性能要求,高安全性、优秀的高低温性能以及长循环寿命是多变的应用场景对储能电池的性能要求,低低成本是核心竞争力成本是核心竞争力。当前储能电池的应用领域主要有
34、电力储能、通信储能、户用家储以及便携式储能四大类。对安全性的追求主要体现在户用家储。对安全性的追求主要体现在户用家储。近年来家储锂电池多发的事故引起广泛的担忧,因此电池的绝对安全稳定是家储长远发展的重要保障。对高低温性能的追求主要体现在电力储能和通信储能。对高低温性能的追求主要体现在电力储能和通信储能。北方许多地区温差较大,需要电池有优秀的高低温性能来抵抗寿命的衰减。对长循环寿命的追求对长循环寿命的追求主要体现在电力储能。主要体现在电力储能。若频繁更替、拆解电池需要投入大量人力和费用成本,由此导致电站投入成本太高,运行实际收益低,全生命周期内投资回报率不足,不利于推广,因此,长寿命电池对大型储
35、能电站的推广十分重要。图表图表 24 储能四大应用领域及其特点储能四大应用领域及其特点 资料来源:迈世机房监控,湖南民生网,第一财经,国际能源网,GGII,华创证券整理 钠离子电池的性能特点与储能领域适配性高。钠离子电池的性能特点与储能领域适配性高。钠离子电池的安全性能和循环寿命与磷酸铁锂电池相当,但其高低温性能优于磷酸铁锂电池,在北方冬季寒冷地区的电力储能和通信储能领域有较大优势,能量密度虽略低,但储能应用场景大多对其没有很高的要求。同时钠离子电池拥有广阔的降本空间,在成本敏感的储能领域优势凸显,故钠离子电池有望部分取代磷酸铁锂在储能领域的市场。图表图表 25 钠离子电池与磷酸铁锂电池性能对
36、比钠离子电池与磷酸铁锂电池性能对比 资料来源:宁德时代官网 17 三、三、材料体系材料体系选择选择:与锂电体系求同存异与锂电体系求同存异(一)(一)钠锂性质相似使得电池钠锂性质相似使得电池原理相似原理相似 钠锂性质相似,使得钠离子电池与锂离子电池充放电原理相似,均是“摇椅式”二次电钠锂性质相似,使得钠离子电池与锂离子电池充放电原理相似,均是“摇椅式”二次电池。池。钠和锂在元素周期表中属于同一主族,因此他们具有相似的物化性质,使得钠离子电池和锂离子电池基本工作过程相似。充电时,Na+从正极脱出,经电解液穿过隔膜嵌入负极,使正极处于高电势的贫钠态,负极处于低电势的富钠态。放电过程与之相反,Na+从
37、负极脱出,经由电解液穿过隔膜嵌入正极材料中,使正极恢复到富钠态。为保持电荷的平衡,充放电过程中有相同数量的电子经外电路传递,与 Na+一起在正负极间迁移,使正负极分别发生氧化和还原反应。图表图表 26 锂离子电池工作原理锂离子电池工作原理 图表图表 27 钠离子电池工作原理钠离子电池工作原理 资料来源:锂离子电池的工作原理与关键材料韩啸 资料来源:钠离子电池产业化进展王瑞琦等(二)(二)物理化学性质的物理化学性质的内在差异影响表观性能内在差异影响表观性能 钠离子与锂离子的核心差异在于离子半径,钠离子半径大于锂离子半径,使得电池的组钠离子与锂离子的核心差异在于离子半径,钠离子半径大于锂离子半径,
38、使得电池的组成和性能存在较大的区别。成和性能存在较大的区别。钠离子半径更大,使得其很难从常规锂电的正负极脱嵌,需要开发新的适合钠离子的正负极材料。钠离子较大的半径导致单位体积所含离子量少,充放电可转移电子数少,使得钠离子电池能量密度低于锂离子电池 钠离子的溶剂化能比锂离子更低钠离子的溶剂化能比锂离子更低,即具有更好的界面离子扩散能力,且钠离子的斯托克钠离子的斯托克斯半径比锂离子的小,斯半径比锂离子的小,相同浓度的电解液具有比锂盐电解液更高的离子电导率,可以使用低浓度电解液达到同样离子电导率,降低成本的同时减少了黏度带来的影响。锂与铝在低电位会发生化合,锂离子电池不能用铝箔作为负极集流体,而钠不
39、会与铝发钠不会与铝发生合金化反应生合金化反应,因此钠离子电池正负极均可使用铝箔作为集流体。18 图表图表 28 钠锂原子半径对比钠锂原子半径对比 图表图表 29 钠锂离子性质对比钠锂离子性质对比 资料来源:喔优化学叮咚响 资料来源:钠离子电池标准制定的必要性周权等、华创证券 1、正极:三大主流路线各有特色正极:三大主流路线各有特色,层状氧化物为产业化主流,层状氧化物为产业化主流 目前钠离子电池正极材料分为层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝(白)化合物以及聚阴离层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝(白)化合物以及聚阴离子型化合物三大主要路线子型化合物三大主要路线,分别以能量密度高、成本低以及循环寿命长能量密度
40、高、成本低以及循环寿命长为特色。图表图表 30 三大正极材料特色三大正极材料特色 资料来源:华创证券整理 层状过渡金属氧化物是当前产业化的主流,综合性能最佳,能量密度最高,层状过渡金属氧化物是当前产业化的主流,综合性能最佳,能量密度最高,同时具有优异的倍率性能,稳定性稍差,但无明显短板,适合要求较高的动力电池领域。且工艺与锂电三元相似,可沿用其生产设备,技术简单,有望率先规模投产。普鲁士蓝(白)化合物成本优势明显,理论性能优异,具有普鲁士蓝(白)化合物成本优势明显,理论性能优异,具有发展潜力发展潜力。其能量密度高,倍率性能优秀、结构稳定且成本低廉,但其能量密度较低,。但合成过程中结晶水和空位缺
41、陷问题使得材料实际电化学性能变差、结构退化,成为该路线的瓶颈。聚阴离子型化合物具有突出的循环性能。聚阴离子型化合物具有突出的循环性能。其稳定的结构赋予其高安全性和长循环寿命,且成本较低,不足之处在于能量密度较低。19 图表图表 31 三大正极材料优三大正极材料优缺点对比缺点对比 层状过渡金属氧化物层状过渡金属氧化物 普鲁士蓝(白普鲁士蓝(白)化合物)化合物 聚阴离子型化合物聚阴离子型化合物 结构结构 优点优点 能量密度高可逆比容量高倍率性能好 能量密度高倍率性能好成本低可逆比容量高 循环性能好稳定性好工作电压高 缺点缺点 稳定性较差 导电性差库伦效率低结晶水难除掉 能量密度低可逆比容量低部分含
42、有有毒元素 资料来源:储能前沿,游济远等 钠离子电池正极材料研究进展,菅夏琰等钠离子电池层状氧化物正极材料研究进展,潘雯丽等聚阴离子型钠离子电池正极材料的研究进展,华创证券整理 2、负极:硬碳脱颖而出,瓶颈在于前驱体负极:硬碳脱颖而出,瓶颈在于前驱体 目前商业化锂电负极广目前商业化锂电负极广泛使用的传统石墨无法用作钠离子电池的负极。泛使用的传统石墨无法用作钠离子电池的负极。石墨层间距过小,较大半径的钠离子嵌入石墨层间需要更大的能量,无法在有效的电位窗口进行可逆脱嵌,放电容量并不客观。无定形碳在众多钠离子负极材料中脱颖而出,成为产业化主流路线。无定形碳在众多钠离子负极材料中脱颖而出,成为产业化主
43、流路线。当前有代表性的负极材料主要有碳基材料、金属化合物和合金类材料。碳基材料、金属化合物和合金类材料。金属化合物和合金类材料理论比容量很高,但在储钠过程中体积变化较大,导电性差,材料粉化严重,需要制作复合材料来改善性能。而碳基材料中的无定形碳,主要是硬碳和软碳,因其不具备石墨化的结构特征,石墨微晶自由取向,结构内部含有大量缺陷且层间距更大,相比石墨有更好的储钠性能,相比金属化合物和合金类材料有更好的循环性能,是目前最可能实现产业化的钠电负极材料。图表图表 32 石墨在锂电、钠电、钾电中的充放电曲线石墨在锂电、钠电、钾电中的充放电曲线 图表图表 33 无定形碳(左)与石墨(右)结构对比无定形碳
44、(左)与石墨(右)结构对比 资料来源:钠离子电池负极材料的构筑与电解液研究任伟成 资料来源:钠离子电池无定形碳负极材料研究孟庆施 无定形碳以高温下是否石墨化可分为软碳和硬碳无定形碳以高温下是否石墨化可分为软碳和硬碳(2500难以石墨化难以石墨化),硬碳因其硬碳因其优异优异的性能成为当前钠电产业化的主流路线。的性能成为当前钠电产业化的主流路线。硬碳因其高的机械硬度而得名,其扭曲的碳层结构增加了石墨化碳层之间的排斥力,从而使其具有更大的层间距(0.38nm),且呈现出 20 更多纳米孔,为钠离子在硬碳中嵌入提供了更多的空间,有利于结构的稳定,从而使得其具有较高的储钠可逆比容量和优异的循环稳定性,但
45、其工艺复杂,成本相对较高。软碳又称易石墨化碳,其碳层排列规整度高于硬碳,具有更高的导电性和更好的倍率性能,且工艺相对简单,原料成本低,但其较高的排列规整度和较低的表面缺陷成都也使得储钠能力弱于硬碳。图表图表 34 硬碳与软碳优缺点对比硬碳与软碳优缺点对比 硬碳硬碳 软碳软碳 结构结构 优点优点 可逆比容量高 成本较低,与电解液相容性较好 缺点缺点 成本较高,电压滞后,空气敏感 可逆比容量低,输出电压较低,无明显的充放电平台电位 资料来源:粉体网,粉体圈公众号,华创证券 负极成为钠离子电池实现产业化的瓶颈。负极成为钠离子电池实现产业化的瓶颈。钠离子电池能否规模化量产取决于其能否成功降本,目前主流
46、负极是硬碳,相对于锂电正极成本(43%)占据主导的情况,钠电正极成本占比(26%)大大缩减,且负极成本占比提升(16%),使其在成本结构上重要性有所提升。当前国内硬碳产业尚不成熟导致对日本公司进口产品的依赖,从而使得成本居高不下。解决解决硬碳量产的瓶颈硬碳量产的瓶颈之一之一在于找到价格低廉、性能优异、一致性高且供应稳定的前驱体在于找到价格低廉、性能优异、一致性高且供应稳定的前驱体原料。原料。硬碳通常是通过热解具有强交联结构的前驱体获得的,在很高程度上保留了前驱体的结构特性,因此,只有前驱体具有高度一致性,才有可能保障硬碳材料的一致性。同时,也需要平衡性能、成本以及供应等多方面的问题,以选出适合
47、大规模生产的硬碳前驱体。硬碳主流的工艺路线分别为生物质基、树脂基和化石燃料基。硬碳主流的工艺路线分别为生物质基、树脂基和化石燃料基。生物质基为主流路线,综合性价比最高;树脂基路线性能最佳但成本较高;化石燃料基成本最低但产品性能差。图表图表 35 锂离子电池锂离子电池(左左)与钠离子电池与钠离子电池(右右)成本结构成本结构 图表图表 36 前驱体选择对无定形碳微观结构的影响前驱体选择对无定形碳微观结构的影响 资料来源:中科海钠官网,华创证券 资料来源:钠离子电池无定形碳负极材料研究孟庆施 21 3、集流体:集流体:正负极均可用铝箔,成本优势明显正负极均可用铝箔,成本优势明显 钠离子电池正负极集流
48、体均可用铝箔,与锂离子电池相比具有成本优势。钠离子电池正负极集流体均可用铝箔,与锂离子电池相比具有成本优势。因为锂与铝在低电位下会发生合金化反应,所以锂电负极集流体只能选用铜箔,而钠在低电位下不会与铝产生合金化反应,因此钠离子电池正负极均可以采用价格更低铝箔作为集流体。图表图表 37 钠离子电池正负极集流体均可用铝箔钠离子电池正负极集流体均可用铝箔 资料来源:中科海钠官网 4、隔膜:隔膜:可复用锂电隔膜,仍需研制与电池体系匹配的专用隔膜可复用锂电隔膜,仍需研制与电池体系匹配的专用隔膜 隔膜是钠离子电池中的重要组成部分,主要起到绝缘层和半透层的功能。隔膜是钠离子电池中的重要组成部分,主要起到绝缘
49、层和半透层的功能。隔膜具有电子绝缘性,将钠离子电池的正极和负极隔开,防止电池短路。隔膜又要具有离子导电性,保证钠离子在充电和放电期间,能正常通过隔膜的微孔。钠离子电池可复用当前锂离子电池隔膜。钠离子电池可复用当前锂离子电池隔膜。目前已商业化的电池隔膜主要有聚乙烯(PP)和聚丙烯(PE)隔膜,虽然拥有优异的机械性能、化学稳定性以及低廉的价格,但对钠对钠离子电池适配性能一般。离子电池适配性能一般。因此,仍需寻找新的可以与钠离子电池体系匹配的隔膜。图表图表 38 锂离子电池隔膜微观结构图锂离子电池隔膜微观结构图 图表图表 39 钠离子电池钠离子电池 PE 隔膜微观结构图隔膜微观结构图 资料来源:不同
50、锂离子电池隔膜性能研究胡利芬 资料来源:新型钠离子电池隔膜的制备及性能研究张路鹏 5、电解液:电解液:与锂离子电池有相通与锂离子电池有相通之处之处 钠离子电池与锂离子电池电解液的组成有相通之处,均由溶质、溶剂、添加剂三部分组钠离子电池与锂离子电池电解液的组成有相通之处,均由溶质、溶剂、添加剂三部分组成。成。电解液是电池中必不可少的组成部分,它在平衡和转移电荷方面起到了关键作用。22 溶质:目前常用的电解质钠盐有溶质:目前常用的电解质钠盐有 NaClO4、NaPF6、NaBF4 等,等,NaPF6 综合性能最好,综合性能最好,为当前产业化主流。为当前产业化主流。与 Na+的离子电导率和界面迁移速
51、率比 Li+好太多,使得电解液导电性更好,可用相对浓度更低的电解液实现降本。且 NaPF6 生产工艺与 LiPF6 类似,现有 LiPF6 产线可兼容生产 NaPF6,降低了量产的难度。溶剂:锂电常用的有机电解液是当前钠离溶剂:锂电常用的有机电解液是当前钠离子实际应用中最有前景的选择,主流的酯类溶子实际应用中最有前景的选择,主流的酯类溶剂和醚类溶剂各有优劣,经常混合使用来达到性能需求。剂和醚类溶剂各有优劣,经常混合使用来达到性能需求。酯类电解液是锂电和钠电都常用的电解液,具有粘度低、挥发性好、电化学稳定性好、介电常数较高等优点,醚类电解液倍率性能较好,相比酯类电解液能够生成更薄的 SEI 膜,
52、可减小电池的不可逆比容量,但过薄的 SEI 膜也导致电池循环性能较差。因此,需要混合多种不同特性的溶剂来达到对性能的需求。添加剂:与锂离子电池电解液添加剂兼容性比较好,添加剂:与锂离子电池电解液添加剂兼容性比较好,包括成膜添加剂、过充电保护添加剂、阻燃添加剂等。图表图表 40 钠离子电池电解液三大组成部分及其特点钠离子电池电解液三大组成部分及其特点 图表图表 41 钠离子电池溶剂与溶质优缺点对比钠离子电池溶剂与溶质优缺点对比 资料来源:华创证券整理 资料来源:钠离子电池负极材料的构筑与电解液研究任伟成,华创证券(三)(三)总结总结 钠锂性质存在一定的相似性,使得钠电与锂电原理相同,而离子半径等
53、差异又使得二者钠锂性质存在一定的相似性,使得钠电与锂电原理相同,而离子半径等差异又使得二者材料体系存在较大差异。材料体系存在较大差异。正极:正极:层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝(白)化合物以及聚阴离子型化合物三大主要路层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝(白)化合物以及聚阴离子型化合物三大主要路线各有特色。线各有特色。层状过渡金属氧化物是当前产业化的主流,综合性能最佳,能量密度最高。普鲁士蓝(白)化合物成本优势明显,理论性能优异,具有极大潜力,聚阴离子型化合物具有突出的循环性能。负极:负极:无定形碳更加适配钠离子电池,在众多负极材料中脱颖而出。硬碳凭借其优秀的硬碳凭借其优秀的性能力压软碳,成为当前产业化
54、的主流,性能力压软碳,成为当前产业化的主流,而解决硬碳量产的瓶颈在于找到价格低廉、性能优异、一致性高且供应稳定的前驱体原料。隔膜:隔膜:可复用锂电隔膜,但仍需研制与电池体系匹配的专用隔膜。可复用锂电隔膜,但仍需研制与电池体系匹配的专用隔膜。电解液:电解液:与锂离子电池电解液的组成有相通之处,与锂离子电池电解液的组成有相通之处,均由溶质、溶剂、添加剂三部分组成。电解质钠盐 NaPF6 综合性能最好,为当前产业化主流。锂电常用的有机电解液是当前钠离子实际应用中最有前景的选择,主流的酯类溶剂和醚类溶剂各有优劣,经常混合使用优点缺点酯类溶剂稳定性好,导电性好倍率性能较差醚类溶剂倍率性能较好循环性能较差
55、、稳定性差、导电性较差NaPF4具有最高的电导率、较低的黏度,优异的电化学性能价格较高,限制了其未来的大规模应用NaClO4兼具性能和价格的优势,性价比最高高温下的安全性差,受潮后难以干燥溶质溶剂 23 来达到性能需求。添加剂与锂离子电池电解液添加剂兼容性比较好 集流体:集流体:钠电正负极均可用铝箔,成本优势明显钠电正负极均可用铝箔,成本优势明显。四、四、产业链梳理产业链梳理(一)(一)宁德时代宁德时代(300750.SZ)全球动力电池与储能电池龙头,发展迅猛。全球动力电池与储能电池龙头,发展迅猛。宁德时代成立于 2011 年,目前已建立了动力和储能电池领域完整的研发、制造能力,拥有材料、电芯
56、、电池系统、电池回收的全产业链核心技术,迅速成长为动力电池与储能电池行业领先企业。图表图表 42 宁德时代发展历程宁德时代发展历程 资料来源:宁德时代官网、华创证券 钠电相关技术领先。钠电相关技术领先。宁德时代于 2021 年推出了第一代钠离子电池产品,电芯单体能量密度已经达到了 160Wh/kg,在常温下充电 15 分钟,电量可达 80%,而在零下 20C 低温的环境下,仍然有 90%以上的放电保持率,同时在系统集成效率方面,也可以达到 80%以上,与磷酸铁锂电池相比,拥有更加优秀的倍率性能和低温性能,能量密度略逊一筹。同时,宁德时代开发的 AB 电池系统解决方案,将钠离子与锂离子混搭,既弥
57、补了钠离子电池现阶段能量密度短板,也发挥出它高功率、低温性能好的优势,拓展更多应用场景。公司正致力于在 2023 年形成钠离子电池的基本产业链,采用层状过渡金属氧化物正极或锰基普鲁士白正极+硬碳负极的路线。图表图表 43 宁德时代第一代宁德时代第一代钠电与钠电与铁锂性能铁锂性能对比对比 图表图表 44 钠锂混搭钠锂混搭 AB 电池系统解决方案电池系统解决方案 资料来源:宁德时代官网 资料来源:宁德时代官网 24 (二)(二)比亚迪(比亚迪(002594.SZ)比亚迪是一家致力于“用技术创新,满足人们对美好生活的向往”的高新技术企业。比亚迪成立于 1995 年 2 月,经过 20 多年的高速发展
58、,已在全球设立 30 多个工业园,实现全球六大洲的战略布局。比亚迪业务布局涵盖电子、汽车、新能源和轨道交通等领域,并在这些领域发挥着举足轻重的作用,从能源的获取、存储,再到应用,全方位构建零排放的新能源整体解决方案。钠电产能布局进展顺利钠电产能布局进展顺利。比亚迪已具备 150Ah 刀片钠电芯的生产能力,20MWh钠电魔方柜储能系统在南宁青秀工业园已投入试运行。图表图表 45 比亚迪发展历程比亚迪发展历程 资料来源:比亚迪官网、华创证券(三)(三)传艺科技(传艺科技(002866.SZ)消费电子领消费电子领域站稳脚跟。域站稳脚跟。江苏传艺科技股份有限公司,是一家在深交所 A 股发行上市的国家级
59、高新技术企业,2007 年 11 月创建,主要从事笔记本电脑输入设备的研发、制造和销售。跨界入局钠电池。跨界入局钠电池。为了摆脱过去几年的经营困境,2018 年就开始与具有钠离子电池方面丰富科研经验的相关技术人员开始共同开展钠离子电池及相关上游材料的研发。生产的钠离子电池产品相关技术参数为:正极采用层状过渡金属氧化物或聚阴离子型化合物,负极采用硬碳,单体能量密度 150Wh/kg-160Wh/kg,循环次数不低于 4000次。图表图表 46 传艺科技发展历程传艺科技发展历程 图表图表 47 传艺科技钠电一体化布局进展传艺科技钠电一体化布局进展 资料来源:传艺科技官网、华创证券 资料来源:传艺科
60、技公告,华创证券 25 (四)(四)维科技术(维科技术(600152.SH)维科技术股份有限公司是以新能源锂电池为主业,以 3C 数码电池和动力电池为核心业务的 A 股上市公司。公司锂电池业务以 3C 数码电池为核心、积极拓展动力和储能电池市场。钠电量产计划相对明确和领先,原材料供应有保障。钠电量产计划相对明确和领先,原材料供应有保障。公司于 2019 年开始研究钠电池,初步掌握了材料配方体系、生产工艺条件相关的技术关键。在南昌投资年产 2GWh钠离子电池项目,目前进行至送样阶段,且于 2022 年 9 月于钠创新能源签订了战略框架协议及增资协议,使得公司未来在生产钠电池的原材料供应方面得到有
61、效保障。图表图表 48 维科技术发展历程维科技术发展历程 图表图表 49 维科技术产业布局维科技术产业布局 资料来源:维科技术官网、华创证券 资料来源:维科技术官网(五)(五)鹏辉能源(鹏辉能源(300438.SZ)鹏辉能源成立于 2001 年,是一家 20 余年来专注于锂电池生产制造与研发的高新技术企业,现正全力聚焦储能领域。产品广泛应用于数码 3C 领域、新能源汽车领域、电动自行车、电动工具等轻型动力领域、通信基站后备电源、风光储能及家庭储能等领域。鹏辉能源为客户提供一系列完整的电池解决方案,并实现规模化生产。领先布局钠电。领先布局钠电。公司 2021 年十月参股四川佰思格,布局硬碳,以实
62、现小批量出货。公司 2022 年 9 月成立河南鹏钠,主要研发层状过渡金属氧化物和聚阴离子化合物路线的钠电正极。图表图表 50 鹏辉能源发展历程鹏辉能源发展历程 资料来源:鹏辉能源官网,华创证券 26 (六)(六)多氟多(多氟多(002407.SZ)多氟多成立于 1999 年 12 月,2010 年 5 月 18 日在深圳证券交易所成功挂牌交易,产品涉及高性能无机氟化物、电子化学品、锂离子电池及相关材料生产研发等领域,荣获“国家科技进步二等奖”“全国先进基层党组织”等荣誉称号。钠电已装车测试。钠电已装车测试。公司 2022 年已拥有层状氧化物钠电第一代产品,2023 年将推出层状氧化物钠电第二
63、代产品以及聚阴离子钠电第一代产品。产能规划方面,到 2023 年底,多氟多河南基地年产能有望达到 1GWh,到 2025 年底广西基地年产能有望达到 5GWh。公司钠离子电池在乘用车领域已经完成两家车企的冬标测试,2023 年底电池包 SOP;小储能领域系统装样测试,预计 2023 年底 SOP。图表图表 51 多氟多发展历程多氟多发展历程 图表图表 52 多氟多主要产品多氟多主要产品 资料来源:多氟多官网、华创证券 资料来源:多氟多官网,华创证券(七)(七)中科海钠中科海钠 专攻钠离子电池,核心技术优势显著。专攻钠离子电池,核心技术优势显著。中科海钠科技有限责任公司是一家专注于新一代储能体系
64、-钠离子电池研发与生产的高新技术型企业。公司聚集国际领先的技术开发团队,现拥有以中国科学院物理研究所陈立泉院士,胡勇胜研究员为技术带头人的研究开发团队。企业拥有多项钠离子电池核心专利,是国际领先的拥有钠离子电池核心专利与技术的电池企业。行业内的领跑者,行业内的领跑者,首次实现钠电装车首次实现钠电装车。2023 年 2 月 23 日,发布了三款极具竞争力的钠离子电池电芯(采用铜基层状和煤基无定形碳技术),进一步拉近了与磷酸铁锂电池的性能差距。与汽车企业江淮集团合作,在江淮的主力车型思皓 EX10 花仙子上首次实现了钠离子电池在样车上的装车,实现了钠离子电池从 0 到 1 的里程碑式的正式装车。2
65、7 图表图表 53 中科海钠三款新产品性能指标中科海钠三款新产品性能指标 图表图表 54 首辆搭载钠电的首辆搭载钠电的 A00 级车级车 资料来源:中科海钠,科创板日报,华创证券 资料来源:科创板日报(八)(八)美联新材(美联新材(300586.SZ)美联新材成立于 2000 年 6 月,主营产品包括色母粒、三聚氯氰、电池湿法隔膜(基膜和涂覆膜)和熔喷无纺布。公司是国内色母粒行业领先企业,是国内数量不多的能同时批量化生产白色、黑色、彩色母粒和功能母粒的企业里面的一份子,现有色母粒年产能约 9 万吨,拥有国际先进的高智能全自动塑料色母粒生产线。产品达到全球先进水平;子公司营创三征是现阶段国内乃至
66、全世界三聚氯氰支柱行业。氰化物优势切入钠电,持续推进普鲁士蓝类路线。氰化物优势切入钠电,持续推进普鲁士蓝类路线。美联新材拥有普鲁士蓝原料氰化钠壁垒,普鲁士蓝正极材料 50 吨中试生产线已投产,公司与七彩化学合作投资 25 亿建设 18 万吨普鲁士蓝产线。近期与七彩化学官宣拟增资星空钠电,形成了普鲁士蓝路线的产业闭环,大大推进了普鲁士蓝类路线的产业化进程。图表图表 55 美联新材发展历程美联新材发展历程 图表图表 56 美联新材色母粒产品美联新材色母粒产品 资料来源:美联新材官网、华创证券 资料来源:美联新材招股书(九)(九)容百科技(容百科技(688005.SH)宁波容百新能源科技股份有限公司
67、是一家高科技新能源材料行业的跨国型集团公司,专业从事锂电池正极材料的研发、生产和销售。公司已同宁德时代、比亚迪、LG 化 28 学、天津力神、孚能科技等客户建立了长期合作关系,为该等国内外主流动力电池厂商的前沿高能量密度产品,配套提供产品性能稳定、制备技术成熟的三元正极材料,产品技术处于国际领先水平。钠电正极技术沉淀多年,技术领先。钠电正极技术沉淀多年,技术领先。公司在层状氧化物技术路线上有领先优势,其它两种技术路线也有比较深的研究水平。容百科技在去年完成产品研发,今年上半年累计实现近百吨级出货。今年上半年公司成功开发高电压、高压实层状氧化物钠电正极产品,目前已在终端有示范应用。公司钠电正极进
68、度符合预期,已完成部分客户审核。图表图表 57 容百科技发展历程容百科技发展历程 图表图表 58 容百科技七大核心技术能力容百科技七大核心技术能力 资料来源:容百科技官网、华创证券 资料来源:容百科技官网(十)(十)贝特瑞(贝特瑞(835185.BJ)贝特瑞新材料集团股份有限公司成立于 2000 年 8 月,2015 年贝特瑞在新三板挂牌交易,2021 年 11 月于北交所上市,贝特瑞是一家以技术创新为引领,以技术领先、产品及产业链布局完善、国际与国内主流客户并重为特色,以锂离子电池负极材料、正极材料及石墨烯材料为核心产品,行业地位突出的新能源材料研发与制造商。负极龙头技术布局早。负极龙头技术
69、布局早。公司于 2009 年开始布局硬碳,研发团队中绝大部分为海内外名校的博士,具有十几年研究和产业化经验,为钠离子电池提供一体化负极解决方案。图表图表 59 贝贝特瑞发展历程特瑞发展历程 资料来源:贝特瑞官网,华创证券(十一)(十一)杉杉股份(杉杉股份(600884.SH)宁波杉杉股份有限公司成立于 1992 年,公司自 1996 年 A 股上市以来由国内第一家上市的服装企业转型为新能源产业领军企业,现有业务覆盖锂离子电池材料、电池系统集成(包括锂离子电容、动力电池 PACK)、能源管理服务和充电桩建设及新能源 29 汽车运营等新能源业务,以及服装、创投和融资租赁等业务,其中锂离子电池负极和
70、偏光片业务已经成为公司主要的业绩来源及未来发展重点。硬碳研发较早,硬碳研发较早,具有领先的技术优势具有领先的技术优势。杉杉硬碳研发始于 2016 年,以树脂类、生物质类材料路线为主,目前自主开发的硬碳材料已实现自有化和产业化。图表图表 60 杉杉股份发展历程杉杉股份发展历程 资料来源:杉杉股份官网,华创证券(十二)(十二)元力股份(元力股份(002866.SZ)福建元力活性炭有限公司是一家横跨活性炭、水玻璃、白炭黑等业务领域的企业集团。活性炭是公司的核心业务。它在全国有六个基地。凭借技术、品牌、市场三大核心竞争力,成为全球最大的木质活性炭生产企业。水玻璃和白炭黑是公司的优势业务。活性炭与硬碳工
71、艺重合度高,毛竹路线一致性突出。活性炭与硬碳工艺重合度高,毛竹路线一致性突出。元力股份在活性炭产品方面有40 年的技术沉淀,且硬碳和活性炭的工艺路线比较接近,技术优势显著。同时,公司硬碳采用毛竹路线,相比椰壳路线的产品有更好的一致性和成本优势,有望更快打破钠电负极瓶颈。图表图表 61 元力股份发展历程元力股份发展历程 图表图表 62 物理化学一体化活性炭生产工艺流程图物理化学一体化活性炭生产工艺流程图 资料来源:元力股份官网、华创证券 资料来源:元力股份年报(十三)(十三)圣泉圣泉集团(集团(605589.SH)济南圣泉集团股份有限公司始建于 1979 年,总部坐落于“一代儒商”孟洛川的故里章
72、丘刁镇,占地面积 3000 余亩,现有员工 4000 余名,总资产 130 余亿元。产业覆盖生物质精炼、高性能树脂及复合材料、铸造材料、健康医药、新能源等领域。30 打破技术瓶颈,秸秆路线硬碳投产在即。打破技术瓶颈,秸秆路线硬碳投产在即。SQ 生物溶剂法获得圆满成功,解决了生物秸秆高值化利用的难题以及生物基硬碳负极材料发展中的瓶颈:商业化、大批量、高稳定性的问题,用先进的工艺和技术,排列组合获得了超出想象的产品压实密度,并且在压实密度维度上将有很好的发展空间。图表图表 63 圣泉集团发展历程圣泉集团发展历程 图表图表 64 生物质精炼技术领先全球生物质精炼技术领先全球 资料来源:圣泉集团官网、
73、华创证券 资料来源:圣泉集团官网(十四)(十四)德创环保德创环保(603177.SH)浙江德创环保科技股份有限公司成立于 2005 年,深耕于环保产业的技术开发和工程化应用。经过十余年的稳步发展,公司已成为一家集烟气治理、废水处理、固废处理等多个业务板块的大型节能环保综合性企业,是国内一流的环保产业链整体解决方案供应商,产品技术全面达到国际先进水平。跨界新能源,布局钠电正极。跨界新能源,布局钠电正极。2023 年 1 月 12 日,公司与非关联方华钠新能源以及公司两位高管四方拟共同出资成立浙江德创钠电新材料有限公司,建设第一期年产 5000吨钠电池层状氧化物正极材料生产线。通过本次投资,合资公司将拥有华钠新能源储备的钠电池相关技术和具丰富研发经验的高水平研发团队,通过整合多方人才、技术、资源,有利于公司抓住钠电池行业快速发展机遇,实施新能源产业战略布局,推动公司业务转型升级,提升公司综合竞争力。图表图表 65 德创环保德创环保发展历程发展历程 图表图表 66 合资公司华钠新能源合资公司华钠新能源超高能量密度正超高能量密度正极产品极产品 资料来源:德创环保、华创证券 资料来源:华钠新能源