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钠电行业市场分析!

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 导语:随着全球锂电市场规模的持续增长,钠电凭借资源储量丰富、相较于锂电低温性能、倍率性能、成本优势明显,逐步显现出特定场景的应用潜力,若未来自身规模产业链更加完善、循环寿命及能量密度方面的技术也能进一步改善,有望在铅酸电池替换、两轮车、低速车及储能市场加大渗透比率。

一、钠电概述    

    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。

图表1 钠离子电池(左)与锂离子电池(右)的工作原理  

资料来源:华金证券

    钠离子的主要电池组成材料与锂离子类似,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;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。

    钠电正极三种路线,层状氧化物比容量较高、压实密度高,但空气稳定性一般;普鲁士蓝/白化合物比容量高,价格低廉,但其结晶水的存在会影响电化学性能。聚阴离子化合物稳定性好、循环性能好,工作电压高,但比容量较低、导电性差。钠电层状氧化物正极与锂电三元正极的生产设备兼容,适合大规模生产,布局层状氧化物的公司较多,有望成为商业化发展最快的钠电正极路线。普鲁士蓝类和聚阴离子正极由于技术工艺成本较高导致产业化进程相对较慢。

    钠电负极材料使用结构含有大量的缺陷的无定形碳(包括硬碳和软碳(2500℃以上石墨化)),其储钠容量比石墨更大。硬碳作为钠电负极,其比容量较高,原料多样,其中生物质基为主流选择(原料为椰壳、秸秆、毛竹等),还有树脂基、沥青基、煤基。目前主流厂商在钠电负极上的布局,以硬碳为主,软碳为辅。

    性能方面,虽然钠电与磷酸铁锂电池在能量密度、循环寿命方面存在差距,但是其低温下的容量保持率、耐过放电性能、电池系统热稳定性均优于磷酸铁锂电池,并在各方面性能均超越铅酸电池。

    成本方面,钠电由于正极材料是交割较低的碳酸钠、负极集流体也不用价格较高的铜箔,具有比较好的成本优势。根据中科海钠公开的数据显示,采用铜铁锰体系和软碳的钠离子电池材料成本较传统磷酸铁锂电池下降30%-40%,具有明显的成本优势。根据浙商证券的测算,钠电小试、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。

二、产业链分析    

    钠电产业链上游主要为正极材料、负极材料、电解液、隔膜与集流体,中游为电池制造,下游铅酸电池替代、A0级电动汽车、储能领域等。现阶段钠离子电池产业链还处于导入阶段,电池材料和电解液工艺处于发展初期,钠离子电池产业的商业化落地还需要一定的时间。

图表2 钠离子电池产业链综述  

资料来源:浙商证券

    钠电上游主材,多数厂商如当升科技、容百科技等正大力布局层状氧化物路线且均在2023年进入投产阶段,整体保守估计规划项目累计年产能82.7万吨。负极材料是钠离子电池产业化的核心难点,硬碳比容量高,但亟需解决前驱体供应稳定性、成本问题,目前量产进度较慢,出货速度较缓,目前钠电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。

    钠电中游制造,与锂离子电池生产工艺基本相同,锂离子电池产线能够快速换型为钠离子电池产线,实现规模化生产。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制浆方面的调整。

    钠电下游应用,铅酸蓄电池的替代趋势相对明确,初期市场(启停电池、两轮车、低速车、备用电源等)将主要由磷酸铁锂电池和钠电瓜分,随着钠电的成本效应进一步铺开,钠电有望成为铅酸电池的主要替代品。在能量密度和续航里程方面,钠电已经能够满足目前A00级电动车的性能需求(系统能量密度160Wh/kg以内、续航里程250km以内),例如思皓EX10花仙子的续航里程达252km,电池容量为25KWh,快充充电时间缩短至15分钟至20分钟。

图表 3首台钠离子电池两轮车-雅迪极钠S9

资料来源:雅迪科技

图表 4首台钠离子电池A00级车-思皓EX10花仙子

资料来源:江汽集团

    随着钠电循环性能的提升,钠电的低温性能、倍率性能和安全性能将满足电力储能、通信储能、户用家储的场景和新要求,进一步拓展市场规模。根据华金证券的预测,全球钠离子电池的需求量有望从2023年3.6GWh增长至2025年65.8GWh。

图表5 2023-2025年全球钠离子电池需求量测算

资料来源:华金证券

三、投资启示    

    1、钠电在成本、低温性能方面具有优势,2023年或成为量产元年,作为锂离子电池的有益补充形式,在能量密度低且成本敏感的两轮车、低速车、储能等领域有望进一步发展。

    2、关注钠电产业上游中技术弹性最大的环节,聚焦钠电正极材料与负极材料项目的不同路线和体系的技术差异与量产进展;关注钠电下游市场的测试反馈,预判市场渗透率拐点。

    3、具备优异性价比的化学体系产品拥有核心竞争力,具备多年关键原材料自研技术的企业拥有持续竞争优势。

    4、风险提示:1)钠电行业竞争加剧;2)钠电技术迭代进展不及预期;3)锂电价格大幅下降减缓钠电渗透。

©文章来源于拓金资本

   

来源:锂电那些事
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首次发布时间:2023-06-28
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