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中信证券:2023年将是钠离子电池产业化元年

时间:2022-12-10 13:14:21 | 浏览:1650

由于我国锂资源供应问题以及锂资源价格高企导致电池成本上升,钠离子电池产业整体发力,产业化进程不断推进,预计2023年钠离子产业链将基本形成。考虑到钠离子电池产业化仍处于初期阶段,各技术路径成熟度有限且依然在快速发展中,建议关注各技术路径的发

由于我国锂资源供应问题以及锂资源价格高企导致电池成本上升,钠离子电池产业整体发力,产业化进程不断推进,预计2023年钠离子产业链将基本形成。考虑到钠离子电池产业化仍处于初期阶段,各技术路径成熟度有限且依然在快速发展中,建议关注各技术路径的发展节奏及落地情况对传统锂电中游企业与钠电新势力带来投资机会。

▍钠离子电池产业化势在必行。

2021年以来,碳酸锂的价格增长近十倍,且全球锂资源分布高度不均匀,我国锂资源储量仅占全球的约6%,因此发展无资源限制的钠离子电池将有助于我国能源战略发展的安全性和独立性。相较锂离子电池,钠离子电池具有低成本和高安全性的特点,因此在储能领域具有较大的发展空间,可以替代铅酸电池等电化学储能单元。此外,钠离子电池具有较宽的工作温度区间,可在低温工况下,拥有极好的电容量保持率,虽然能量密度方面不及锂离子电池,但在两轮车和部分电动车领域有依然广阔的发展空间。

▍2023年将是钠离子电池产业化元年。

2021年宁德时代提出钠离子电池产业预计将于2023年形成基本产业链;2022年中科海钠完成了全球首条的GWh电芯产线搭建并投入运行;2023年将有更多企业完成GWh钠电电芯的布局如传艺科技和中科海纳计划分别完成4.5GWh、3-5GWh钠离子电池的建设。除电芯企业,多氟多、圣泉集团、美联新材等企业也纷纷布局千吨级钠离子相关钠离子电池中游材料产能,钠离子电池产业化进度正处于快速推进中。

▍正极材料三种技术路线齐头并进。

钠离子电池正极材料处于产业化初期阶段,不同于锂离子电池,其正极材料包括三种技术路线,分别为层状氧化物、聚阴离子和普鲁士蓝(白),性能和成本各有优劣。层状氧化物比容量突出,但稳定性较差,该技术主要涉及的金属元素包括Fe、Mn、Cu等,脱离了Ni、Co等贵金属。聚阴离子稳定性好,比容量较低,过渡金属主要涉及Fe等,阴离子主要涉及硫酸根等。普鲁士蓝(白)成本较低,比容量较高,稳定性存短板,主要系合成过程中存在结晶水难题,该技术涉及的过渡金属为Fe、Mn等。

▍层状氧化物和聚阴离子电池路线先行,普鲁士蓝(白)技术路线保持高度关注。

现阶段,中科海纳、维科科技、立方新能源等主要采用层状氧化路线;华阳股份、众钠能源、鹏辉能源、山东章鼓等主要采用聚阴离子路线;传艺科技、钠创新能源在层状氧化物和聚阴离子两条技术路径具有布局;星空钠电、贲安能源等主要采用普鲁士蓝(白)技术,宁德时代在2021年公布的第一代钠离子电池也是采用普鲁士蓝(白)路径。根据中科海钠和传艺科技披露信息显示,基于层状氧化物和聚阴离子的钠离子电池在2022年已经有GWh级别的产业线投产。贲安能源的普鲁士蓝(白)GWh级别的产线仍在推进中,规模产业化进度略慢于其他两种材料。

▍钠电负极硬碳前驱体路线多元化。

钠离子电池由于钠离子半径大小问题,无法插层进入石墨负极。硬材料凭借低成本和稳定的框架,被认为是钠离子电池有前途的阳极材料之一。现阶段,以生物质、人工合成树脂及沥青基为前驱体制备硬碳负极材料居多。生物质类前驱体品种丰富,包括椰壳、淀粉等,具有可持续使用、低成本的特点,但原料差异导致硬碳材料性能不稳定。酚醛树脂利于硬碳结构的构建和调整,但高成本问题制约产业化。沥青基前驱体原料价格适中,但工艺难度较大,且性能较生物基仍存在一定差异性。

▍钠电电解液和隔膜沿用锂电模式。

钠电电解液单位需求多于锂离子电池,由于负极材料的比表面积更大。电解液主要采用六氟磷酸钠;溶剂为有机溶剂碳酸丙烯酯等。但在钠离子电池体系中,由于正、负极材料的与锂离子电池的正、负极材料的物、化性质存在较大差异,为了正、负极材料能形成稳定的SEI膜,钠电采用的添加剂与锂电存在一定区别,钠电中FEC对提升SEI膜稳定性起显著作用。隔膜现阶段则完全采用锂电隔膜体系,但是钠离子电池电解液特点致使隔膜浸润性不及锂离子电池体系,未来仍然有技术改进的空间。

▍钠电新势力与传统锂电中游企业蓄势待发。

钠离子电池产业化程度较低,四大主材仍然有不同程度的技术改进空间,技术格局未定。目前,各材料环节参与公司除原有锂电池对应公司外还有大量钠电新势力。钠电新势力动作频繁,多数企业通过自身业务与钠电材料的关联性切入钠电赛道,且多数拟在2023年实现相关中游材料的规模化量产,如部分染料企业、生物质化工品企业、活性炭企业等。

▍风险因素:

全球储能需求低于预期;其他储能技术进展超预期;锂电池成本下降超预期;钠电池技术进步和产业化低于预期。

▍投资策略:

由于我国锂资源供应问题以及锂资源价格高企导致电池成本上升,钠离子电池产业整体发力,产业化进程不断推进,2023年钠离子产业链将基本形成。考虑到钠离子电池产业化仍处于初期阶段,各技术路径成熟度有限且依然在快速发展中,建议关注各技术路径的发展节奏及落地情况对传统锂电中游企业与钠电新势力带来投资机会。

本文源自金融界

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