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文檔簡介

1、投資建議請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容鈉離子電池是鋰電池的有效補充。全球新能源汽車及儲能行業(yè)正在快速持續(xù)增長,而作為核心原材料的鋰資源正因為供需錯配以及經(jīng)濟性問題成為影響行業(yè)發(fā)展的 重要因素。而鈉資源儲量豐富,分布均勻,以其為原材料生產(chǎn)的鈉電池工作原理與生產(chǎn)工藝方面基本一致,且相比鋰電池,其優(yōu)勢在于低溫性能、倍率性能及經(jīng)濟 性更優(yōu),劣勢在于循環(huán)壽命及能量密度,因此鈉電池未來將在儲能、商用車以及部分乘用車領(lǐng)域成為鋰電池的有效補充。相較鋰電池,鈉離子電池正極材料、負(fù)極材料、集流體具有明顯變化。區(qū)別于鋰電池當(dāng)下正極采用三元材料/磷酸鐵鋰材料/鈷酸鋰材料,負(fù)極采用石墨材料的情況, 鈉電池

2、正極材料可以分為層狀氧化物/聚陰離子氧化物/普魯士藍(lán)化合物等體系,負(fù)極主要采用硬碳材料;集流體方面,鈉電池在正負(fù)極方面均采用鋁箔。在電解液 方面,鈉電池將采用六氟磷酸鈉作為溶質(zhì)。鈉電池行業(yè)快速推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化。伴隨中科海鈉先后合作規(guī)劃5GWh全球首條鈉離子電池量產(chǎn)線,1GWh鈉離子電池PACK產(chǎn)能以及年產(chǎn)2000噸正極+2000噸負(fù)極材料項目, 同時寧德推出第一代鈉離子電池后,產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)如鈉創(chuàng)新能源、星空鈉電、湖南立方新能源、多氟多等企業(yè)先后入局鈉電池領(lǐng)域,容百科技、當(dāng)升科技、振華新材、 天賜材料等材料廠商亦紛紛布局,產(chǎn)業(yè)化顯著加速。我們預(yù)計2025年全球鈉電池需求有望達(dá)到23GWh,市場規(guī)模超13

3、8億元。投資建議:我們看好鈉離子電池行業(yè)未來發(fā)展,推薦鈉電池及材料布局前瞻的企業(yè):1)電池企業(yè):寧德時代;2)材料企業(yè):當(dāng)升科技、容百科技、廈鎢新能、璞 泰來、天賜材料。風(fēng)險提示:1.鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展不及預(yù)期;2.下游需求(儲能、商用車、兩輪車)不及預(yù)期;3.產(chǎn)品競爭加劇第一章鈉離子電池原理及產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容鈉離子電池工作原理與鋰電池一致鈉離子電池由來已久,與鋰離子電池原理相同。鈉離子電池最早由ARMAND團隊于20世紀(jì)80年代提出,在90年代經(jīng)過產(chǎn)業(yè)化推廣得到技術(shù)應(yīng)用。鈉離子電池本質(zhì) 是在充放電過程中由鈉離子在正負(fù)極間嵌入脫出實現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移、而鋰離子電池

4、是通過鋰離子在正負(fù)間移動來進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)移,工作原理實質(zhì)上相同的。從材料體系來看,除了隔膜以外,其他各材料組分均有明顯變化,特別是正極和負(fù)極材料變化明顯。圖1:鈉離子電池工作原理圖資料來源:鈉離子電池正極材料研究進(jìn)展,國信證券經(jīng)濟研究所整理表1:鈉離子電池與鋰離子電池材料體系對比請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容材料與設(shè)備鋰離子電池鈉離子電池正極材料磷酸鐵鋰、三元材料等鐵錳銅/鎳三元體系、磷酸體系、硫酸體系、 普魯士藍(lán)類化合物等負(fù)極材料石墨碳類材料、金屬氧化物、磷基材料電解液溶質(zhì)為六氟磷酸鋰溶質(zhì)為六氟磷酸鈉隔膜無變化無變化集流體銅箔鋁箔設(shè)備無變化無變化資料來源: 中科海納官網(wǎng)、鈉離子電池

5、正極材料研究進(jìn)展、國信證券經(jīng)濟研究所整理鈉電池生產(chǎn)工藝與鋰電池相似生產(chǎn)工藝方面:鈉離子電池生產(chǎn)工藝同鋰離子電池類似,主要包括極片制造(正負(fù)極攪拌制漿料-烘干-涂布等)和電池裝配(輥壓-模切-卷繞/疊片-入殼-封 裝-化成-分容分選等),主要區(qū)別在于鈉離子電池可采用鋁箔作為負(fù)極集流體,因此正、負(fù)極片可采用相同的鋁極耳,極耳焊接等相關(guān)工序可以更加簡化。因 此,鋰離子電池現(xiàn)有的電池組裝生產(chǎn)線稍加修改即可用來生產(chǎn)鈉離子電池,發(fā)展鈉離子電池的重置成本很低。圖2:鈉離子電池生產(chǎn)工藝圖資料來源:鈉離子電池科學(xué)與技術(shù),鋰電池制造工藝原理及應(yīng)用,國信證券經(jīng)濟研究所整理導(dǎo)電劑粘結(jié)劑制漿涂布輥壓模切隔膜卷繞/ 疊片

6、化 成分容 分選負(fù)極活性 物質(zhì)粘結(jié)劑請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容正極活性 物質(zhì)導(dǎo)電劑制漿涂布輥壓模切入 殼封 裝鈉離子電池優(yōu)勢:資源豐富鈉資源豐富:鈉元素在地殼中豐度為2.3 ,位居所有元素第六位,顯著高于鋰元素的0.0017 。陳立泉院士表示目前全球探明的可供開采的鋰資源儲量僅能滿足 14.8億輛電動汽車,隨著全球電動化加快,鋰資源短缺壓力進(jìn)一步體現(xiàn)。鈉資源分布更均勻:據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局2019年報告顯示,南美洲國家阿根廷、智利、玻利維亞三國鋰資源儲量在全球中占比達(dá)到52.10 ,中國鋰資源儲量占比僅 為7.26 ,資源分布極度不均勻。中國所需60 以上鋰原料均需要進(jìn)口,對外依

7、存度高。鈉元素以鹽的形式廣泛存于陸地與海洋中,獲取便捷度高。圖3:地殼中部分元素豐度資料來源:鈉離子電池標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性,國信證券經(jīng)濟研究所整理圖4:2019年世界主要鋰資源國家的探明儲量和產(chǎn)量占比資料來源:鈉離子電池標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性,國信證券經(jīng)濟研究所整理請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容鈉離子電池優(yōu)勢:成本低鈉離子電池成本優(yōu)勢主要體現(xiàn)在:1)鈉鹽替換鋰鹽。金屬鈉價格為1.9萬元/噸、碳酸鈉價格為0.3萬元/噸,顯著低于金屬鋰的298萬元/噸、碳酸鋰的48.4萬 元/噸,原材料價格更為低廉。2)鋁箔替換銅箔。假設(shè)銅箔價格為11萬元/噸、鋁箔價格為4萬元/噸,假設(shè)1GWh鋰電池需要6

8、22噸銅箔、400噸鋁箔,1GWh鈉離 子電池需要800噸鋁箔,那么鋰電池單Wh集流體成本為0.084元、鈉電池單Wh集流體成本為0.032元,成本下降0.052元/Wh。3)石墨負(fù)極有望更換為無煙煤降低 成本。根據(jù)中科海鈉數(shù)據(jù),鈉離子電池材料成本約0.37元/Wh,顯著優(yōu)于磷酸鐵鋰和三元鋰電池體系。圖5:鈉離子電池成本和鋰離子電池原材料成本對比資料來源:中科海鈉官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理圖6:鈉離子電池成本結(jié)構(gòu)資料來源:高功率高安全鈉離子電池研究及失效分析,國信證券經(jīng)濟研究所整理原材料 75.0人工成本 8.0設(shè)備折舊 9.0其他8.0鈉離子電池成本鋰離子電池成本正極材料負(fù)極材料電解液隔膜

9、集流體其他成本下降約30 請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容鈉離子電池優(yōu)勢:安全性高鈉離子電池具有更為優(yōu)異的安全性能:鈉離子電池內(nèi)阻高,在電池短路時電路中電流更低,瞬間發(fā)熱更少。鋰的標(biāo)準(zhǔn)電極電位更負(fù),在水溶液里表現(xiàn)更為比鈉更容易失電子,因而鈉離子電池具有更高的穩(wěn)定性。鈉離子電池經(jīng)歷短路、針刺、擠壓等測試后,無起火、無爆炸。鋰離子電池存在過放電的問題,會造成銅箔等集流體溶解、電池容量不可逆衰減;而鈉離子電 池?zé)o過放電情況,正極可以放電至0V而不影響后續(xù)使用,進(jìn)而使得電池在儲存運輸過程中更具安全性。同時,鈉電池在熱失控時容易鈍化失活,因而安全測試 表現(xiàn)更優(yōu)。表2:鋰與鈉的物理化學(xué)性質(zhì)對比

10、請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容原子序數(shù)原子質(zhì)量(g/mol) 原子半徑()離子半徑()斯托克斯半徑() 標(biāo)準(zhǔn)電極電位電負(fù)性溶劑化能第一電離能鋰36.941.520.764.8-3.040.98208.9520.2鈉1122.991.861.024.6-2.710.93152.8495.8資料來源:鈉離子電池標(biāo)準(zhǔn)制定的必要性,國信證券經(jīng)濟研究所整理鈉離子電池優(yōu)勢:低溫性能佳&倍率性能好倍率性能優(yōu)異:鈉離子溶劑化能低于鋰離子,界面離子擴散能力強,且鈉離子斯托克斯半徑小,相同濃度電解液情況下較鋰鹽電解液離子電導(dǎo)率更高,快充性 能更好。根據(jù)寧德時代數(shù)據(jù),鈉離子電池能夠在15min內(nèi)充電至

11、80 ,中科海鈉則提出其電池能夠在12min內(nèi)充電至90 ,充電速度均明顯優(yōu)于正常狀態(tài)下鋰離子 電池30min充電80 的充電速度。低溫性能優(yōu)異:鈉離子離子電導(dǎo)率高,電解液的濃度要求更低,低溫時電解液粘度比鋰離子電池更低,電池整體性能更為優(yōu)異。鈉離子電池正常工作溫度范圍 在-40-80,部分產(chǎn)品在-20下容量保持率能夠達(dá)到88 ,顯著優(yōu)于磷酸鐵鋰60-70 左右的容量保持率。圖7:鈉離子電池在-40到80之間能夠完全正常工作資料來源:高功率高安全鈉離子電池研究及失效分析,國信證券經(jīng)濟研究所整理圖8:鈉離子電池優(yōu)勢資料來源:鈉離子電池:從基礎(chǔ)研究到工程化探索,國信證券經(jīng)濟研究所整理請務(wù)必閱讀正文

12、之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容鈉離子電池不足:循環(huán)壽命、能量密度尚有改善空間循環(huán)壽命:鈉離子電池現(xiàn)在整體循環(huán)壽命在2000次左右,比磷酸鐵鋰電池表現(xiàn)略差,相較于部分用于儲能領(lǐng)域的循環(huán)壽命超5000次的磷酸鐵鋰電池而言仍有一 定差距。能量密度:鈉創(chuàng)新能源鈉離子電芯能量密度超130Wh/kg,立方新能源產(chǎn)品電芯能量密度為140Wh/kg,中科海鈉產(chǎn)品能量密度為145Wh/kg,仍有進(jìn)一步優(yōu)化的空 間。表3:不同電池體系性能對比鉛酸電池磷酸鐵鋰電池鈉離子電池(銅基氧化物體系)電芯質(zhì)量能量密度(Wh/kg)30-50120-180100-150循環(huán)壽命300-5003000+2000+工作電壓2.0V

13、3.2V3.2V-20容量保持率6088耐過放電差差優(yōu)安全性優(yōu)優(yōu)優(yōu)環(huán)保特性差優(yōu)優(yōu)資料來源:鈉離子電池:從基礎(chǔ)研究到工程化探索,國信證券經(jīng)濟研究所整理請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容鈉離子電池應(yīng)用場景圖9:鈉離子電池應(yīng)用場景資料來源:中科海鈉官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理儲能領(lǐng)域動力領(lǐng)域可再生能源接入工業(yè)儲能基站儲能數(shù)據(jù)中心低速電動車請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容兩輪車電動船舶電動大巴鈉離子電池發(fā)展歷史沿革20世紀(jì)70年代2011201520162017201820192021最早出現(xiàn)關(guān)于鈉 離子電池的研究全球首家專注鈉離子 電池工程化的英國 FARADION公司率先成立

14、鈉離子軟包示范小批量試制鈉離子 軟包/圓柱電池我國首家鈉離子 電池公司中科海 鈉成立鈉離子電動 自行車示范首輛鈉離子電池 電動汽車示范首座100KWh鈉 離子電池儲能 電站示范中科海鈉宣布完成,億元級 A論融資;全球首條鈉離子 電池產(chǎn)線寧德時代發(fā)布第 一代鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化初期快速發(fā)展前期快速發(fā)展中期快速發(fā)展后期成熟期代替部分鉛酸電池代替部分錳酸鋰、磷酸鐵鋰電動兩輪車、基站儲能、 工程機械、商用車、A00級車電力儲能啟停電池,HEV電池圖10:鈉離子電池發(fā)展歷史沿革資料來源:寧德時代官網(wǎng),中科海鈉官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容全球鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀

15、圖11:全球鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀資料來源:寧德時代、中科海鈉、山東章鼓、鵬輝能源等公司官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理星空鈉電普魯士藍(lán)/硬碳軟包電池寧德時代普魯士白、層狀氧化物/ 硬碳方殼電池鈉創(chuàng)新能源層狀氧化物,軟包、圓 柱、方殼電池;在電動 自行車、儲能方面完成 示范中科海鈉層狀氧化物,軟包、圓 柱、鋁殼電池;首個 30KW/100KWh鈉電池 儲能基站山東章鼓磷酸釩鈉/鎳錳酸鋰聚陰 離子鈉電池鵬輝能源磷酸釩鈉 聚陰離子鈉電 池日本岸田化學(xué) 過渡金屬氧化物 及鋰離子材料日本豐田 鈉離子電池正極 材料開發(fā)日本松下 鈉離子電池負(fù)極 材料開發(fā)日本三菱化學(xué) 鈉離子電池負(fù)極 材料開發(fā)美國Natron

16、 Energy 高倍率普魯士藍(lán)對稱水系 電池,2C,循環(huán)10000次英國Faradion 鎳基層狀氧化物/硬碳軟 包電池,140wh/kg,預(yù) 計循環(huán)壽命1000次以上瑞典altris專注普魯士白正極材料研 發(fā)制備與銷售法國tiamat氟磷酸釩鈉/硬碳18650 電池,快充性能好,高 能量密度,安全。歐 美請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容中 國日 本國內(nèi)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈原材料四大材料二氧化錳/電解錳紅星發(fā)展 湘潭電化釩礦重慶紫光化工 鴻生化工河北誠信 安徽曙光化工氰基化合物攀鋼釩鈦 河鋼集團鞍鋼集團 建龍集團南山鋁業(yè)鼎勝新材 云南鋁業(yè)股份鋁箔正極容百科技 鈉創(chuàng)新能源 廈鎢新能 格林

17、美負(fù)極中科海鈉 當(dāng)升科技 振華新材 廣東邦普貝特瑞 杉杉股份中科星城翔豐華中科海鈉 璞泰來電解液隔膜恩捷股份 星源材質(zhì)中材科技天賜材料 多氟多 石大勝華 新宙邦層狀金屬體系電池中科海鈉 鈉創(chuàng)新能源 寧德時代聚陰離子體系電池鵬輝能源 眾創(chuàng)能源 山東章鼓普魯士藍(lán)體系電池寧德時代 賁安能源 星空鈉電電池圖12:國內(nèi)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容資料來源:寧德時代、容百科技、中科海鈉、當(dāng)升科技、天賜材料等公司公告,國信證券經(jīng)濟研究所整理全球鈉離子電池政策演進(jìn)表4:全球鈉離子電池政策演進(jìn)地區(qū)時間政策名稱具體政策內(nèi)容請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容國內(nèi)2022年6

18、月1日國家發(fā)改委等九部門“十 加強前瞻性研究,加快可再生能源前沿性、顛覆性開發(fā)利用技術(shù)攻關(guān)。研發(fā)儲備鈉離子電池、液態(tài)金屬電池、固態(tài)鋰離子電池、 四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃 金屬空氣電池、鋰硫電池等高能量密度儲能技術(shù)。加快大容量、高密度、高安全、低成本新型儲能裝置研制。2022年4月3日國家能源局、科學(xué)技術(shù)部創(chuàng)新規(guī)劃在儲能技術(shù)方面,針對電網(wǎng)削峰填谷、集中式可再生能源并網(wǎng)等儲能應(yīng)用場景,開展大容量長時儲能器件與系統(tǒng)集成研究;研“十四五”能源領(lǐng)域科技 發(fā)長壽命、低成本、高安全的鋰離子電池,突破鉛碳電池專用模塊均衡和能量管理技術(shù),開展高功率液流電池關(guān)鍵材料、電堆設(shè)計以及系統(tǒng)模塊的集成設(shè)計等研究,研發(fā)鈉離

19、子電池、液態(tài)金屬電池、鈉硫電池、固態(tài)鋰離子電池、儲能型鋰硫電池、水系 電池等新一代高性能儲能技術(shù),開發(fā)儲熱蓄冷、儲氫、機械儲能等儲能技術(shù)。2022年1月29日2021年8月25日2021年7月23日發(fā)展的指導(dǎo)意見國家發(fā)展改革委 國家能源 推動多元化技術(shù)開發(fā)。開展鈉離子電池、新型鋰離子電池、鉛炭電池、液流電池、壓縮空氣、氫(氨)儲能、熱(冷)儲能等 局“十四五”新型儲能發(fā) 關(guān)鍵核心技術(shù)、裝備和集成優(yōu)化設(shè)計研究,集中攻關(guān)超導(dǎo)、超級電容等儲能技術(shù),研發(fā)儲備液態(tài)金屬電池、固態(tài)鋰離子電池、 展實施方案金屬空氣電池等新一代高能量密度儲能技術(shù)工信部關(guān)于政協(xié)第十三屆全國委員會第四次會議第4815 工信部將組織

20、有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究機構(gòu)適時開展鈉離子電池標(biāo)準(zhǔn)制定,并在標(biāo)準(zhǔn)立項、標(biāo)準(zhǔn)報批等環(huán)節(jié)予以支持。同時,根據(jù)國家政 號(工交郵電類523號)提 策和產(chǎn)業(yè)動態(tài),結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究有關(guān)鈉離子電池行業(yè)規(guī)范政策,引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。案答復(fù)函國家發(fā)展改革委,國家能源 推動儲能理論和關(guān)鍵材料、單元、模塊、系統(tǒng)中短板技術(shù)攻關(guān),加快實現(xiàn)核心技術(shù)自主化,強化電化學(xué)儲能安全技術(shù)研究。堅局關(guān)于加快推動新型儲能 持儲能技術(shù)多元化,推動鋰離子電池等相對成熟新型儲能技術(shù)成本持續(xù)下降和商業(yè)化規(guī)模應(yīng)用,實現(xiàn)壓縮空氣、液流電池等長時儲能技術(shù)進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展初期,加快飛輪儲能、鈉離子電池等技術(shù)開展規(guī)模化試驗示范,以需求為導(dǎo)向,探索開展儲氫、儲 熱

21、及其他創(chuàng)新儲能技術(shù)的研究和示范應(yīng)用歐盟2021年1月2030電池創(chuàng)新路線圖路線圖認(rèn)為傳統(tǒng)的鉛、新貴的鋰、鎳系和鈉基電池,不同種類的電池都有適合于特定應(yīng)用的優(yōu)點,沒有一種電池或技術(shù)能滿足 全部應(yīng)用要求,路線圖將重點放在各種關(guān)鍵應(yīng)用,確定需要改進(jìn)的關(guān)鍵電池性能,以滿足未來應(yīng)用的需求,強調(diào)歐洲不能逐步 淘汰一種電池技術(shù),轉(zhuǎn)而采用另一種電池技術(shù),認(rèn)為所有電池技術(shù)都有助于實現(xiàn)歐盟的脫碳目標(biāo),同時報告也強調(diào)了鋰離子電 池在電力儲能領(lǐng)域的優(yōu)勢。美國2020年12月21日線圖報告中重點探討了儲能領(lǐng)域三個不同的技術(shù)方向,包括:雙向電力儲能技術(shù),化學(xué)儲能和熱儲能技術(shù),靈活性電源和可控負(fù)荷, 美國能源部儲能大挑戰(zhàn)路

22、 其中在雙向電力儲能技術(shù)中重點探討分析了鋰離子電池、鈉系(含鈉離子、鈉基金屬電池)二次電池、鉛酸電池、鋅體系二次電池、還包括其他金屬(鎂、鋁)體系電池、液流電池、可充電燃料電池、電化學(xué)電容器在內(nèi)的電化學(xué)儲能技術(shù)以及抽水蓄能、 壓縮空氣、液態(tài)空氣、重力儲能等機械儲能技術(shù);資料來源:國務(wù)院、國家發(fā)改委、國家能源局官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理全球鈉離子電池市場空間測算表5:全球鈉離子電池需求及市場空間測算20212022E2023E2024E2025E全球儲能電池需求(GWh)66108165255342儲能市場全球儲能領(lǐng)域鈉電池滲透率( )5全球儲能領(lǐng)域鈉電池需求量(GWh)17全球電動二輪車電池

23、需求(GWh)17.527.235.544.250.3電動二輪車市場全球電動二輪車領(lǐng)域鈉電池滲透率( )10全球電動二輪車領(lǐng)域鈉電池需求量(GWh)5全球電踏車銷量(萬輛)8751094131315751811單車帶電量(kWh)0.50.50.50.50.5電踏車市場鈉電池滲透率( )、10全球電踏車鈉電池需求(GWh)0.91全球鈉電池需求(GWh)23.03合計鈉電池單位價格(元/Wh)0.6鈉電池市場空間(億元)138.15資料來源:高工鋰電,中國自行車協(xié)會,EV Tank,國信證券經(jīng)濟研究所整理與測算我們預(yù)計2025年全球儲能電池需求為342GWh,假設(shè)2025年全球儲能領(lǐng)域鈉電池滲

24、透率5 ,儲能領(lǐng)域鈉電池需求量為17GWh;我們預(yù)計全球電動二輪車領(lǐng)域鈉電池需求量5GWh,電踏車市場鈉電池需求量為0.91GWh;合計全球鈉電池2025年需求為23GWh,假設(shè)單位價格0.6元/Wh,2025年鈉電池市場空間為138億元。請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容第二章鈉離子電池材料屬性請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容鈉離子電池正極材料路線百花齊放鈉離子電池正極體系按照晶體結(jié)構(gòu),可區(qū)分為氧化物類(層狀結(jié)構(gòu)和隧道結(jié)構(gòu))、普魯士藍(lán)類、氟化磷酸鹽類、磷酸鹽類、硫酸鹽類等,其中層狀氧化物、聚 陰離子類以及普魯士藍(lán)類是主流三種正極路線。目前主流三種方案各有優(yōu)劣,預(yù)計短期內(nèi)

25、技術(shù)路線仍呈多樣化發(fā)展態(tài)勢。層狀氧化物(錳酸鐵鈉、鈦酸鐵納等)結(jié)構(gòu)與鋰電池三元材料構(gòu)型相似,具有優(yōu)異的能量密度優(yōu)勢,但循環(huán)壽命略差;普魯士藍(lán)類化合物優(yōu)勢在于成本低,不 足在于導(dǎo)電性差、循環(huán)壽命差;聚陰離子型構(gòu)型循環(huán)壽命突出、電壓高,但是比容量低、且部分構(gòu)型里添加了釩元素成本高。圖13:常見正極材料的工作電壓、比容量和能量密度資料來源:高功率高安全鈉離子電池研究及失效分析,國信證券經(jīng)濟研究所整理元素鎳鈷錳鐵等)請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容素)為磷硫硅等)比容量(mAh/g)100-220100-20090-140工作電壓(V)約3.13.0-3.53.0-4.0循環(huán)壽命(次)約3

26、000約20005000表6:主要正極體系性能對比化學(xué)表達(dá)式層狀氧化物普魯士藍(lán)類化合物聚陰離子型NaxMO2(M為過渡金屬NaxMaMb(CN)6(Ma、NaxMy(XOm)n-z(MMb主要為過渡金屬元 為可變價金屬離子,X優(yōu)勢比容量高 能量密度高比容量高 能量密度高 成本低倍率性能好電壓高循環(huán)壽命好 空氣穩(wěn)定性好劣勢導(dǎo)電性差潮濕空氣中穩(wěn)定性差 差氰化物有毒比容量低循環(huán)壽命略差;結(jié)晶水使得循環(huán)壽命 導(dǎo)電性差能量密度偏低資料來源:中科院大連化學(xué)物理研究所,鈉離子電池儲能技術(shù)及經(jīng)濟性分析,國信證券經(jīng)濟 研究所整理正極材料:層狀氧化物請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容構(gòu)型材料表達(dá)式電壓窗

27、口(V)比容量(mAh/g)能量密度(Wh/kg)容量保持率NaNi0.68Mn0.22Co0.10O22.0-4.219680%(1C,1000周)NaNi0.5Mn0.5O22.0-4.0133405.380%(3.75C,500周)NaFe0.55Mn0.45O2O3NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O22.0-4.02.0-4.0102.2136286.2428.410.3%(0.1C,200周)80%(1C,100周)Na0.9Ca0.05Ni1/3Fe1/3Mn1/3O22.0-4.0126.940091.8%(1C,200周)NaLi1/3Mn2/3O21.5-4.519099%

28、(0.125C,40周)Na2/3Ni1/3Ti1/3O22.5-4.158883.9%(1C,500周)Na0.8Co0.4Ti0.6O21.1-4.010025080%(0.1C,100周)Na2/3Fe0.22Mn0.78O2P2Na0.67Cu0.28Mn0.72O21.5-4.32.0-4.518710950534391%(0.1C,100周)98%(1C,50周)Na0.67Fe0.20Ni0.15Mn0.65O22.0-3.814540055%(1C,900周)Na0.67Ni0.233Mn0.67Mg0.10O22.0-4.5131.945081.7%(0.1C,100周)層狀

29、氧化物成熟度相對較高,且綜合性能優(yōu)異。層狀氧化物與鋰離子電池三元材料均為一種嵌入或插層型化合物,二者生產(chǎn)工藝類型且產(chǎn)線可以共產(chǎn),工藝成熟 度相對較高。同時,層狀氧化物具有比容量高、壓實密度高的優(yōu)勢,但由于鈉離子半徑大在嵌入或脫嵌過程中會造成結(jié)構(gòu)不可逆變動進(jìn)而降低材料循環(huán)壽命。此 外,由于二維結(jié)構(gòu)鈉離子的靈活性,因而層狀氧化物極易與空氣中的水和二氧化碳等物質(zhì)反應(yīng),在晶體結(jié)構(gòu)表面形成副產(chǎn)物。層狀氧化物化學(xué)通式為NaxMO2(M為過渡金屬元素鎳鈷錳鐵等)。根據(jù)鈉離子的配位環(huán)境和氧的堆積方式不同,可分為O3、P3、P2、O2 等,其中O3和P2是主流方 案。O3構(gòu)型(如NaNiO2、NaFeO2、Na

30、CrO2等)具有更高的鈉含量,能量密度更高,但由于鈉離子遷移時要經(jīng)歷狹小的四面體位置,擴散能壘高,循環(huán)壽命差。P2 構(gòu)型(如Na2/3Ni1/3Mn2/3O2、Na2/3Fe1/2Mn1/2O2等)循環(huán)壽命較好、空氣穩(wěn)定性較高,但比容量略差。針對層狀氧化物脫嵌過程中的相變問題,常采用引入錳鐵銅 等元素?fù)诫s來獲取穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)。表7:層狀氧化物0.1C下電化學(xué)性能資料來源:鈉離子電池層狀過渡金屬氧化物正極材料的研究進(jìn)展,國信證券經(jīng)濟研究所整理正極材料:層狀氧化物層狀氧化物產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展:國內(nèi)電池企業(yè)中,寧德時代使用層狀氧化物和普魯士白共同推進(jìn)的方案,中科海鈉選用銅鐵錳氧化物(P2-Na0.9Cu0.

31、22Fe0.3Mn0.48O2), 鈉創(chuàng)新能源選用鐵酸鈉基氧化物(O3-NaFe0.33Ni0.33Mn0.33O2)以及磷酸釩鈉作為正極方案;國內(nèi)材料企業(yè)中,振華新材具有層狀氧化物生產(chǎn)能力,并且布局10萬 噸三元材料與鈉離子正極材料共產(chǎn)線。海外企業(yè)中Faradian采用鎳基層狀氧化物方案。根據(jù)鈉創(chuàng)新能源、廣東邦普等公司專利數(shù)據(jù),層狀氧化物中過渡金屬元素可使用過渡金屬硫酸鹽、過渡金屬草酸鹽、過渡金屬氧化物等作為原材料。表8:采用層狀氧化物方案的電池企業(yè)及其產(chǎn)品性能請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容企業(yè)名稱電池體系電芯能量密度(Wh/kg)循環(huán)壽命(次)中科海鈉銅鐵錳氧化物/無定形碳,

32、軟包電池1454500+鈉創(chuàng)新能源鐵基氧化物/硬碳,軟包電池130-1604000+立方新能源層狀氧化物/硬碳,軟包電池1402000+英國Faradion層狀氧化物/硬碳,軟包電池1401000+資料來源:中科海鈉官網(wǎng),立方新能源發(fā)布會,國信證券經(jīng)濟研究所整理正極材料:聚陰離子材料聚陰離子材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、循環(huán)壽命長,但是成本高、能量密度表現(xiàn)較差。聚陰離子材料化學(xué)通式為NaxMy(XOm)n-z(M為可變價金屬離子,X為磷硫硅等),金 屬離子的氧多面體具有穩(wěn)定的框架結(jié)構(gòu),進(jìn)而使得該類材料具有良好的循環(huán)壽命和安全性。由于大質(zhì)量的陰離子基團較多,材料的導(dǎo)電性和比容量表現(xiàn)較差。針 對其導(dǎo)電性差造成的倍

33、率性能和能量密度表現(xiàn)不優(yōu),可通過碳包覆或添加導(dǎo)電劑的方式來實現(xiàn)改性。常見的聚陰離子材料有硫酸鐵鈉、磷酸鐵鈉、磷酸釩鈉、氟磷酸釩鈉、焦磷酸鹽復(fù)合聚陰離子化合物等。硫酸根比磷酸根電負(fù)性強、電壓高,且硫酸鹽系材料具 有低成本的優(yōu)勢,但其易吸潮分解使得循環(huán)壽命比較差,理論容量相對較低。釩基聚陰離子材料具有較高的工作電壓(3.4-3.8V)和較高的理論比容量,但由于 釩成本較高且具有毒性,削弱了其作為鈉離子電池材料的性價比優(yōu)勢。資料來源:鈉離子電池釩基聚陰離子型正極材料的發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用挑戰(zhàn),國信證券經(jīng) 濟研究所整理(mAh/g)(Wh/kg)Na3V2(PO4)33.4118401NaVOPO43.61

34、45522正磷酸鹽Na3V(PO4)23.590315Na2Fe(SO4)23.891341NaFePO42.7154416Na2FePO4F3.0124372氟磷酸鹽NaVPO4FNa3V2(PO4)2F33.43.9143128485499Na3V2(PO4)2O2F3.8130494焦硫酸鹽NaVP2O7Na7V3(P2O7)43.84.19380355329混合型聚陰離子Na7V4(P2O7)4(PO4)3.993357請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容圖14: Na3V2(PO4)3的晶體結(jié)構(gòu)表9:聚陰離子化合物主要特征參數(shù)材料體系材料名稱工作電壓(V)理論比容量理論能量密

35、度資料來源:鈉離子電池正極材料氟磷酸釩鈉研究進(jìn)展,國信證券經(jīng)濟研究所整理正極材料:聚陰離子材料聚陰離子材料產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展:國內(nèi)企業(yè)中,眾鈉能源采用低成本的硫酸鐵鈉作為解決方案,鈉創(chuàng)新能源在積極研發(fā)磷酸釩鈉、磷酸錳釩鈉等材料體系。海外企業(yè)中, 法國Naiades和Tiamat均采用了氟磷酸釩鈉作為正極材料。從產(chǎn)品性能看,聚陰離子鈉離子電池的循環(huán)壽命表現(xiàn)突出。釩基聚陰離子材料的釩源常為五氧化二釩、釩酸銨、偏釩酸鈉等,制備工藝可采用高溫固相法、水熱法、溶膠凝膠法等。中國是全球釩儲量最多的國家,占全球 總儲量的43 ,2020年年產(chǎn)量占全球的62 。國內(nèi)主要的釩生產(chǎn)企業(yè)包括攀鋼集團、河鋼集團承鋼公司、北京

36、建龍重工等。表11:采用聚陰離子材料方案的電池企業(yè)及其產(chǎn)品性能企業(yè)名稱電池體系電芯能量密度(Wh/kg)循環(huán)壽命(次)法國Naiades氟磷酸釩鈉/硬碳, 18650圓柱電池904000法國Tiamat氟磷酸釩鈉/硬碳, 18650圓柱電池120-1355000-8000鈉創(chuàng)新能源磷酸釩鈉20000眾鈉能源硫酸鐵鈉資料來源:眾鈉能源官網(wǎng),Tiamat官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理表10:全球主要釩生產(chǎn)企業(yè)及其2020年產(chǎn)能情況請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容公司萬噸)產(chǎn)能(折V2O5 產(chǎn)品原料攀鋼集團攀鋼公司4.0FeV、VN、氧化釩、釩鋁合金釩渣俄羅斯Evarz控股公司3.0FeV

37、、氧化釩、釩鋁合金、催化劑釩渣、燃油灰渣、廢 催化劑河鋼集團承鋼公司2.5FeV、VN、氧化釩、釩鋁合金釩渣北京建龍重工集團有限公司1.5VN、氧化釩釩渣奧地利特雷巴赫化學(xué)工業(yè)公 司1.3三氧化二釩、五氧化二釩、FeV釩渣瑞士嘉能可1.2FeV、氧化釩釩鈦磁鐵礦四川川威集團成渝釩鈦科技 有限公司1.2五氧化二釩釩渣四川德勝集團釩鈦有限公司1.2釩渣釩渣資料來源:華經(jīng)情報網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理正極材料:普魯士藍(lán)類材料資料來源:普魯士藍(lán)類化合物作為鈉離子電池正極材料的研究進(jìn)展,國信證券經(jīng)濟研 究所整理普魯士藍(lán)類材料主要優(yōu)勢在于成本低、能量密度表現(xiàn)良好,不足之處在于導(dǎo)電性差、循環(huán)壽命差,且氰化物

38、具有潛在毒性。普魯士藍(lán)類化合物具有類鈣鈦礦結(jié)構(gòu), 呈面心立方結(jié)構(gòu),化學(xué)通式為NaxMaMb(CN)6(Ma、Mb主要為過渡金屬元素)。普魯士藍(lán)材料具有開放型三維通道(框架結(jié)構(gòu)),使得 鈉離子在隧道中可以快 速遷移,因此具有較好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和突出的倍率性能。普魯士藍(lán)通常是在水溶液中合成的,所以會存在微量的晶格水,這些晶格水在循環(huán)過程中可能會脫出, 存在短路或與電解液反應(yīng)腐蝕材料的風(fēng)險。2015年Goodenough研發(fā)出了普魯士白鈉離子電池正極材料,相較于普魯士藍(lán)鈉含量更高,因而能量密度表現(xiàn)更為優(yōu)異。目前普魯士藍(lán)化合物主要的制備方法是共 沉淀法、水熱法等,而針對其結(jié)晶水、導(dǎo)電性差等問題,常采用包

39、覆、摻雜、高溫干燥處理等方式來改善其性能。圖15: 普魯士藍(lán)立方結(jié)構(gòu)示意圖表12:普魯士藍(lán)正極鈉離子電池性能材料首圈庫倫效率工作電壓(V)首圈容量(mAh/g)Na2Zn3Fe(CN)62 xH2O86.83.5056Na1.72MnFe(CN) 693.73.27-3.57134Na1.92FeFe(CN) 694.13.00-3.11160Na1.03Fe0.91Fe(CN)685.02.95-3.75153Na2CoFe(CN)698.03.20-3.80158請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容資料來源:普魯士藍(lán)類材料在鈉離子電池中的研究進(jìn)展,國信證券經(jīng)濟研究所整理正極材料:普

40、魯士藍(lán)類材料普魯士藍(lán)類材料產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展:國內(nèi)電池企業(yè)中寧德時代推出普魯士白材料用于鈉離子電池中,星空鈉電也提出鐵基普魯士藍(lán)材料用做電池正極;海外企業(yè)中美國 Natron Energy、瑞典的Altris均在進(jìn)行積極布局。根據(jù)廣東邦普、鵬輝能源等公司專利數(shù)據(jù),普魯士藍(lán)類材料多采用亞鐵氰化鈉作為重要原材料。氰化物具有危害人身健康的屬性,國家對其實行嚴(yán)格的管理制度。 目前國內(nèi)主要生產(chǎn)氰化物的企業(yè)有安徽曙光化工、重慶紫光化工、河北誠信集團、晉城鴻生化工等。表13:采用普魯士藍(lán)類材料方案的電池企業(yè)及其產(chǎn)品性能請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容企業(yè)名稱電池體系電芯能量密度(Wh/kg)循環(huán)壽命(次

41、)美國Natron Energy普魯士藍(lán)/普魯士藍(lán)14025000瑞典Altris普魯士白140寧德時代普魯士白/硬碳160星空鈉電普魯士藍(lán)資料來源:立方新能源發(fā)布會,國信證券經(jīng)濟研究所整理鈉離子電池負(fù)極材料:以硬碳材料為主鈉電池負(fù)極材料主要采用硬碳為主,與鋰電池石墨材料相區(qū)別,這是因為鈉離子摩爾質(zhì)量是鋰離子的3倍、直徑是鋰離子的1.3倍,進(jìn)而導(dǎo)致鈉離子無法在有效的 電位窗口內(nèi)在石墨層間進(jìn)行可逆的嵌入、脫出,同時鈉離子-石墨嵌入的化合物在熱力學(xué)上也并不穩(wěn)定,容易形成NaC64。目前可選用的材料主要有四類:碳基材料(軟碳/硬碳等)、過度金屬化合物、合金類負(fù)極和有機化合物,其中金屬化合物主要通過轉(zhuǎn)

42、化反應(yīng)和合金化反應(yīng)實現(xiàn) 儲鈉,但在循環(huán)過程中會伴隨著較大的體積膨脹,造成電極材料的粉碎和坍塌,存在一定安全隱患;過度金屬化合物比容量偏低,而有機材料也存在庫倫效率低 等問題。相比于石墨等軟碳材料而言,硬碳材料無法石墨化且碳層排列規(guī)整度低于軟碳,層間形成了較多的微孔進(jìn)而方便鈉離子的嵌入和脫出,且具備儲鈉比容量高、 較低儲鈉電壓、循環(huán)穩(wěn)定等優(yōu)勢,是當(dāng)前首選的負(fù)極材料表14:鈉離子電池負(fù)極材料性能對比負(fù)極材料優(yōu)勢劣勢代表性材料比容量(mAh/g)電壓(V)電壓窗口(V)請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容碳基材料穩(wěn)定儲鈉比容量高、較低儲鈉電壓、循環(huán) 首次庫倫效率低,倍率性能略差硬碳4000.

43、30.01-2.0鈦基材料空氣中穩(wěn)定性好,循環(huán)性能好比容量低,導(dǎo)電性低Na2Ti2O71200.50.01-2.0Na0.6(Cr0.6Ti0.4)021050.80.5-1.5金屬化合物比容量較高應(yīng)不可逆問題、體積易膨脹自身導(dǎo)電性較差、有團聚和轉(zhuǎn)化反 MoS23701.30.01-2.5合金類理論比容量較高、儲鈉電位較低、導(dǎo) 體積變化大(粉化)、容量衰減快 Si0.07Sb0.93 電性好、無晶枝(循環(huán)穩(wěn)定性差)4200.80.1-1.5180-0.1-1.8有機化合物原材料來源廣泛、可調(diào)電壓窗口電子導(dǎo)電率較低、易溶于電解液Na4C6H2O6資料來源:Fundamentals,status

44、and promise of sodium-based batteries,國信證券經(jīng)濟研究所整理鈉離子電池電解液:與鋰電池類似鈉電池的組成成分與鋰電池相似,均為溶劑、溶質(zhì)、添加劑,其中溶質(zhì)方面成分有所差異,目前鈉離子電池常用鈉鹽有:NaPF6(六氟磷酸鈉):電化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)于六氟磷酸鋰,在PC基(碳酸丙烯酯)電解液中導(dǎo)電率最高;但較高的價格和輕微的毒性影響其實際應(yīng)用。NaClO4(高氯酸鈉):擁有離子遷移速度快、兼容性好、成本低等優(yōu)勢,但其含水量高、易爆炸和高毒性等不足影響其實際應(yīng)用。表15:主要鈉鹽材料及理化性質(zhì)磷酸鈉)鈉鹽相對分子質(zhì)量(g/mol)分解溫度(鈉鹽)分解溫度(鋰鹽)質(zhì)量損失(

45、 )電導(dǎo)率(鈉鹽)電導(dǎo)率(鋰鹽)NaPF4(六氟167.9300200400(8.14 )7.985.8NaClO4(高氯 酸鈉)122.4472236500(0.09 )6.45.6NaTFSI雙(三 氟甲基磺酰) 亞胺鈉303.1263234400(3.21 )6.25.1NaFSI(雙氟 磺酰亞胺鈉)203.3122130300(16.15 )請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容-資料來源:鈉離子電池先進(jìn)技術(shù)及應(yīng)用,國信證券經(jīng)濟研究所整理集流體:以鋁箔為主幾何尺寸厚差3 ;寬差0.5mm厚差5 ;寬差1.0mm表面斷面質(zhì)量鋁粉、毛刺有量化要求表面質(zhì)量要求嚴(yán)格,針孔數(shù)量及孔只有定性

46、要求,除錕眼外,無其他量化徑有定量要求,表面凹凸點、異物指標(biāo)要求抗拉強度低強度160-220MPa;中強度220- 250MPa;高強度250-320MPa170-190MPa延伸率31.5表面潤濕張力31達(dá)因值;部分要求33達(dá)因值資料來源:上海有色網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理集流體在電池中主要發(fā)揮著承載活性物質(zhì)、傳導(dǎo)電流的重要作用。在鋰離子電池中,負(fù)極電勢較低,鋁箔更容易與鋰發(fā)生合金化反應(yīng),因而不能采用鋁箔作為負(fù) 極集流體,只能使用銅箔。鈉離子電池中鈉與鋁不易發(fā)生合金化反應(yīng),因而多選用鋁箔作為負(fù)極集流體。與傳統(tǒng)鋁箔相比,電池級鋁箔對潔凈度、板形均勻一致性、機械性能、表面潤濕能力等方面均有較高要

47、求。而鈉離子電池用鋁箔與鋰離子電池用鋁箔并無顯著差 異。表16:電池鋁箔與傳統(tǒng)鋁箔性能要求對比圖16:鈉電池鋁集流體示意圖電池鋁箔傳統(tǒng)鋁箔資料來源:能源學(xué)人,國信證券經(jīng)濟研究所整理鋁集流體請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容第三章鈉離子電池主要企業(yè)及進(jìn)展請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容鈉離子電池環(huán)節(jié)主要電池企業(yè)國內(nèi)企業(yè)里,中科海鈉、立方新能源等企業(yè)均已實現(xiàn)量產(chǎn),寧德時代等企業(yè)也在積極推進(jìn)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化,蜂巢能源、億緯鋰能、國軒高科、欣旺達(dá)、派能科 技等傳統(tǒng)鋰離子電池企業(yè)也已具備相關(guān)技術(shù)布局。國外企業(yè)中,英國Faradion起步早、積淀深,美國Natron Energy、瑞

48、典Altris等也在加速推進(jìn)量產(chǎn)進(jìn)程。表17:國內(nèi)電池企業(yè)在鈉離子電池領(lǐng)域布局情況企業(yè)名稱鈉離子電池產(chǎn)業(yè)布局材料方案度(Wh/kg)電芯能量密 倍率性能低溫性能循環(huán)壽命 主營業(yè)務(wù)是否上市寧德時代2021年7月發(fā)布首款鈉離子電池,目前已啟動鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化布局,預(yù)計2023年可以建成 普魯士白/層 160 基本產(chǎn)業(yè)鏈。2022年1月與容百科技簽訂協(xié)議,積極開發(fā)鈉離子電池配套材料。狀材料+硬碳15min充電80 以上-20下容量 保持率超903000鋰離子電池是中科海鈉公司成立于2017年,由中科院物理所技術(shù)孵化而來。公司與三峽能源合作規(guī)劃5GWh全球首 條鈉離子電池量產(chǎn)線,其中一期1GWh預(yù)計2

49、022年投產(chǎn)。公司與華陽股份旗下新陽清潔能源持股55 )規(guī)劃年產(chǎn)2000噸正極+2000噸負(fù)極材料項目,已于2022年3月開始試生產(chǎn),該項目 計劃在2023年左右擴張至滿足10GWh電池材料需求的體量。請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容銅鐵錳氧化合作1GWh鈉離子電池PACK產(chǎn)能預(yù)計于2022年9月投產(chǎn)。公司與華陽股份合資公司(中科海鈉 物+無定形碳 145最高能夠達(dá) 工作溫度在-到5C倍率40-804500鈉離子電池2022年4月完成A+ 輪融資, 華為哈勃 參與。公司成立于2018年,由上海電化學(xué)能源器件工程研究中心、浙江醫(yī)藥、上海紫劍化工科技 發(fā)起,技術(shù)帶頭人為上海交通大學(xué)教授

50、。公司2019年建成全球首條噸級鐵酸鈉基正極材料建年產(chǎn)8萬噸鈉離子電池正極材料項目,預(yù)計在3-5年內(nèi)建成投產(chǎn),其中2022年計劃建成硬碳 3000噸產(chǎn)能。2021年12月公司與浙江醫(yī)藥、中欣氟材、浙江宏達(dá)化學(xué)進(jìn)行戰(zhàn)略合作建設(shè)鈉離子電池電解液,2022年預(yù)計建成5000噸產(chǎn)能,產(chǎn)能規(guī)劃與正極產(chǎn)能相配套。鈉創(chuàng)新能源 生產(chǎn)線。2021年6月完成百噸級前驅(qū)體和正極材料合作生產(chǎn)基地建設(shè)。2021年11月公司擬新 鐵基氧化物+ 130-160工作溫度在- 40-554000鈉離子電池正極2021年11 及前驅(qū)體、電解月完成億液;鈉離子電池元Pre-A輪融資星空鈉電公司成立于2018年,以鈉離子儲能及智能微

51、電網(wǎng)技術(shù)為核心推動力,組建了由5位國內(nèi)外材料領(lǐng)域頂尖院士、9位杰出博導(dǎo)、50位博士精英團隊構(gòu)成的電力儲能研究院。2019年1月, 普魯士藍(lán)+普 公司宣布其世界首條鈉離子電池生產(chǎn)線投入運行。2019年獲得國網(wǎng)遼寧綜合能源有限公司 魯士藍(lán)的百億訂單鈉離子電池2021年底 引入戰(zhàn)投 淮海控股眾鈉能源公司成立于2021年,依托來自蘇州大學(xué)、南京大學(xué)及中科院納米所等國內(nèi)6所雙一流高校的聯(lián)席科學(xué)家團隊的技術(shù)。2021年發(fā)布硫酸鐵鈉鈉離子電池。2022年公司產(chǎn)品進(jìn)入中試階段,計劃發(fā)布新產(chǎn)品,并進(jìn)入客戶的驗證體系;2023年進(jìn)入量產(chǎn)階段。公司2022年3月百噸級材 硫酸鐵鈉 料項目投產(chǎn),2023年電芯產(chǎn)能規(guī)劃

52、達(dá)GWh以上。鈉離子電池2022年3月完成B 輪融資, 碧桂園創(chuàng) 投獨家領(lǐng) 投資料來源:寧德時代官網(wǎng),中科海鈉官網(wǎng),鈉創(chuàng)新能源官網(wǎng),眾鈉能源官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理鈉離子電池環(huán)節(jié)主要電池企業(yè)表17:國內(nèi)電池企業(yè)在鈉離子電池領(lǐng)域布局情況企業(yè)名稱 鈉離子電池產(chǎn)業(yè)布局材料方案度(Wh/kg)電芯能量密 倍率性能低溫性能循環(huán)壽命 主營業(yè)務(wù)是否上市立方新能 源公司成立于2013年,主要從事鋰離子電池產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計制造。公司于2016年開始研發(fā)鈉離 子電池體系,當(dāng)年完成普魯士藍(lán)類電池制備;2018年完成普魯士藍(lán)制備并獲得相關(guān)專利; 2018年開發(fā)成功了磷酸釩鈉體系鈉電池;2021年完成了層狀氧化物研發(fā),

53、2022年形成噸級 量產(chǎn);2022年4月發(fā)布層狀氧化物鈉電池并進(jìn)入量產(chǎn)階段;2022年4月與振華新材達(dá)成戰(zhàn)略 合作。層狀氧化物+硬碳14015min充電 -20下容量80 以上保持率超882000鋰離子電池已完成B輪 融資賁安能源公司成立于2017年,主要從事水系鈉離子電池的研發(fā)和生產(chǎn)。2018年公司建成了年產(chǎn)量 20MWh的流水線,2019年實現(xiàn)歐洲戶用儲能市場MWh銷售。 2021年,公司中標(biāo)6MWh水系鈉鹽 電池儲能系統(tǒng)-內(nèi)蒙烏蘭察布風(fēng)光儲一體化基地示范項目;2022年,中標(biāo)海外20MWh水系鈉普魯士藍(lán)+鹽電池供貨合同以及泰國電力皇室工廠60KW/150KWh光儲一體化示范項目。公司20

54、21年無錫 鈦酸鹽 基地建成,產(chǎn)能新增至100MWh。2022年公司貴州基地一期年產(chǎn)2GWh電池儲能材料預(yù)計于Q3投產(chǎn)。3500鈉離子電池2017年軟 銀中國參 與A輪融資山東章鼓公司參股子公司喀什安德(持股20 )主要生產(chǎn)的產(chǎn)品為46120半固態(tài)高壓鎳錳酸鋰電池和磷酸釩鈉+ 80160水系半固態(tài)鋅離子兩種類型的電池。同時公司還在鈉離子電池積極推進(jìn)量產(chǎn)進(jìn)程。硬碳工作溫度在- 30-55鼓風(fēng)機、通氣機、工業(yè)泵、電氣設(shè)備 是 等鵬輝能源鋰離子電池是欣旺達(dá)公司鈉離子電池已完成小批量試產(chǎn),計劃應(yīng)用場景為儲能、快充模式電動車、中等續(xù)航電磷酸鹽系+ 動車、電單車等。硬碳公司在鈉離子電池補鈉的方法、鈉離子電

55、池及其制備方法等方面擁有多項專利。鋰離子電池是傳藝科技傳藝鈉電核心技術(shù)團隊在電池行業(yè)具有10年以上工作經(jīng)驗,團隊目前有核心科研人員6名, 其中研發(fā)科研帶頭人1名、副高教授2名、博士4名,碩士儲備20多名。公司目前已完成小試 階段的鈉離子電池產(chǎn)品各項技術(shù)參數(shù)與行業(yè)內(nèi)主要頭部企業(yè)已知的鈉離子電池參數(shù)及性能 處于同一梯隊。2023年計劃建成2GWh電芯生產(chǎn)線,后續(xù)還有8GWh產(chǎn)能規(guī)劃。145-20下容量 保持率超884000請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容輸入類設(shè)備和印制 電路板(PCB)是派能科技公司已于2021年開發(fā)出了第一代鈉離子電池產(chǎn)品并完成小試。儲能系統(tǒng)是璞鈉能源公司成立于20

56、22年,由超威集團出資設(shè)立。公司擬投資1.6億元在上海建設(shè)鈉離子電池正極 材料中試及電芯實驗線項目,計劃于2022年7月投產(chǎn)。同時公司規(guī)劃2024年開始量產(chǎn)鈉離子 電池。否鉛酸電池、鋰離子 電池是圣陽股份 公司與院士工作站等合作單位聯(lián)合開發(fā)的鈉離子電池已通過實驗階段,進(jìn)入樣品測試階段。資料來源:中國專利信息中心,容百科技公告,振華新材公告,國信證券經(jīng)濟研究所整理鈉離子電池環(huán)節(jié)主要電池企業(yè)及進(jìn)展表18:國外電池企業(yè)在鈉離子電池領(lǐng)域布局情況請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容企業(yè)名稱鈉離子電池產(chǎn)業(yè)布局材料方案電芯能量密度(Wh/kg)低溫性能循環(huán)壽命公司成立于2012年,旨在提供高安全性、

57、高功率的電池。2020年公司BlueTray 4000鈉 離子電池首次上市。2021年與Extreme Power Conversion公司合作引入了業(yè)界首款鈉美國Natron Energy 離子電池不間斷電源系統(tǒng)(UPS)。2022年公司與電池生產(chǎn)商Clarios International公司建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,以利用Clarios在密歇根州的鋰離子電池工廠來改產(chǎn)鈉離 子電池,該項目設(shè)計產(chǎn)能為600MWh,預(yù)計2023年量產(chǎn)。2022年公司宣布首款獲得UL認(rèn) 證的鈉離子電池上市,并聲稱該電池可用于數(shù)據(jù)中心,電信和關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用。普魯士藍(lán)+普魯士藍(lán)140工作溫度-20-4025000英國Fa

58、radion公司成立于2011年,旨在推廣鈉離子電池技術(shù)。2020年公司與印度IPLTech建立新型合作伙伴關(guān)系,為印度商用車市場生產(chǎn)高能量鈉離子電池;2021年公司開始為澳大利亞 層狀氧化物+硬碳 提供儲能用鈉離子電池。140工作溫度-20-601000瑞典Altris2022年公司開始建設(shè)年產(chǎn)2000噸鈉離子電池正極材料項目,預(yù)計2023年初投產(chǎn)。公司 計劃2023年開始量產(chǎn)鈉離子電池,現(xiàn)規(guī)劃年產(chǎn)能為1GWh。普魯士藍(lán)140法國Naiades氟磷酸釩鈉+硬碳904000法國Tiamat公司成立于2017年,由法國國家科學(xué)研究中心和多所高校聯(lián)合成立。2020年公司獲得 法國汽車支持計劃資金,

59、用于輕度混合動力48V電池組開發(fā)。氟磷酸釩鈉+硬碳120-1355000-8000資料來源:Natron Energy官網(wǎng),F(xiàn)aradion官網(wǎng),國信證券經(jīng)濟研究所整理鈉離子電池環(huán)節(jié)主要正極企業(yè)及進(jìn)展川恒股份公司工程技術(shù)研究院組建了磷酸鐵鈉電池研究團隊。磷化工產(chǎn)品湖北萬潤公司現(xiàn)有專利布局涵蓋鐵基復(fù)合磷酸鹽制備研究。鋰電池磷酸鐵鋰正極帕瓦股份公司已完成鈉離子電池層狀正極前驅(qū)體材料研發(fā)工作。鋰電池三元正極前驅(qū)體資料來源:中國專利信息中心,容百科技公告,振華新材公告,國信證券經(jīng)濟研究所整理請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)聲明及其項下所有內(nèi)容容百科技鈉離子電池正極材料布局方面,容百科技已具備初步量產(chǎn)能力,振華

60、新材已開始進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)能建設(shè),當(dāng)升科技、格林美、廣東邦普等均具有相關(guān)專利布局,并且 積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。表19:正極材料企業(yè)在鈉離子電池正極領(lǐng)域布局情況企業(yè)名稱鈉離子電池產(chǎn)業(yè)布局鈉離子電池技術(shù)或?qū)@季种鳡I業(yè)務(wù) 公司2022年7月發(fā)布四款正極材料,三款為層狀氧化物、一款為普魯士成,2023年二季度達(dá)到3.6萬噸產(chǎn)能,全年實現(xiàn)萬噸級出貨,2025年鈉 利布局涵蓋普魯士類正極材料制備和極片制備研究。 離子正極材料規(guī)劃產(chǎn)能達(dá)到60萬噸,預(yù)計出貨10萬噸。白。公司普魯士白正極年產(chǎn)能6000噸,層狀氧化物規(guī)劃2022年底開發(fā)完 公司在層狀氧化物、普魯士白或其他體系領(lǐng)域具有深厚布局?,F(xiàn)有專 鋰電池三元正極材

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