深度解讀鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈及投資機會

本文是個人的產(chǎn)業(yè)研究筆記,主要對鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈進行梳理。整體上,鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)鏈和鋰電池差不多,集流體、隔膜、電解液等的龍頭其實就是那幾家鋰電龍頭,主要的不同在電池廠、正負極材料上。
鈉離子電池的工作原理
鈉離子電池的原理和鋰電池一樣。鋰離子電池主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作,使用嵌入的鋰化合物作為正極材料。鈉離子電池的工作原理是:充電時,Na+從正極脫嵌,經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極;放電時則相反。對比鋰離子電池發(fā)展之路,鈉離子電池發(fā)展呈現(xiàn)出明顯的“20 年滯后期”規(guī)律。

鈉離子電池和鋰電池的組成結(jié)構(gòu)類似,其電解液、隔膜等變化不大,所以了解鈉離子電池之前,需先了解鋰電池的相關(guān)邏輯,可看我往期文章:




鈉離子電池材料和鋰電池的區(qū)別

電解液、隔膜、集流體方面都差不多,主要區(qū)別在正負極材料(尤其是正極材料)。
現(xiàn)在的正極材料基本上是三種類型:金屬氧化物、普魯士藍類、聚陰離子型化合物。三種體系各有所長。
其中,金屬氧化物按照結(jié)構(gòu)不同又可劃分為層狀氧化物和三維隧道氧化物,當鈉含量較高時(x>0.5),氧化物一般以層狀結(jié)構(gòu)為主。三維隧道氧化物材料存在首周充電比容量較低的問題,因此目前以層狀氧化物為主。在三類正極材料體系中,層狀氧化物技術(shù)成熟,普魯士藍類化合物成本低,聚陰離子型化合物功率密度高。綜合來看,聚陰離子型材料的整體性能更具優(yōu)勢。

負極材料同樣是碳材料,主要分為硬碳和軟碳。軟碳成本比較低但是性能不足,技術(shù)尚在進一步改進提升;硬碳技術(shù)探索已經(jīng)初見成效,相較于軟碳,硬碳具有較高的儲鈉容量。
添加劑配方是提升循環(huán)壽命的關(guān)鍵,鈉電高堿度+高電壓更加考驗鈍化膜的穩(wěn)定性, Know-How壁壘高于鋰電池。
鈉離子電池為什么受到關(guān)注?
降本是新能源普及的第一性原理,但在需求突然爆發(fā)的情況下,碳酸鋰供給存在剛性,使得成本提高。全球鋰需 求量將在2030年增至200萬噸LCE(碳酸鋰當量)以上,至2035年增至300萬噸LCE。根據(jù)現(xiàn)在的產(chǎn)能規(guī)劃,碳酸鋰將持續(xù)供不應(yīng)求,產(chǎn)能缺口逐漸擴大。

而且鋰資源的供給結(jié)構(gòu)也不平衡,目前全球已探明鋰資源8900萬噸,我國占比5.7%,全球鋰資源儲量2200萬噸,中國占比6.8%。中國鋰資源(氫氧化鋰)進口依賴超60%。相比之下,鈉是地球上第七大最豐富的元素,分布于全球各地。
鈉離子電池的優(yōu)缺點
安全、成本、低溫性能是最大的優(yōu)勢。鈉離子電池的溫度范圍廣,-70℃到100℃之間都能工作,而且不會出現(xiàn)鋰電池那些爆炸、自然問題,成本也低30%-40%,這是鈉離子電池最受關(guān)注的原因。
能量密度是最大的劣勢,磷酸鐵鋰電池的能量密度是200~350Wh/kg,鈉離子電池大約是100~150Wh/kg,國內(nèi)首家鈉離子電池企業(yè)中科海納的產(chǎn)品能量密度是145Wh/kg,寧德時代公布的“下一代”的鈉離子電池,能量密度才“有希望”突破200Wh/kg。此外,壽命較低,鈉電池的循環(huán)壽命大于2000次,而鋰電池的循環(huán)壽命大于3000次。
所以鈉離子電池的主要應(yīng)用場景,主要還是兩輪車、手機平板、A00級電動車等低端場景,當然最主要的,就是對能量密度要求不高的儲能,其整體度電成本能比磷酸鐵鋰少2毛錢。儲能方面,鈉離子電池的滲透率很低,因此未來前景巨大。

市場規(guī)模
浙商證券:主要三大應(yīng)用場景是A00電動車、儲能、替代鉛酸電池,預(yù)計2025年鈉離子電池需求總量可以達到88GWh,2030年鈉離子電池需求可以達到378GWh。
中郵證券:預(yù)計2025年中國鈉離子電池總需求量為61GWh,2030年292GWh,2022-2030年年復(fù)合增長率為82.5%。中郵證券測算整體上低于浙商證券。
太平洋證券:2025年,中性/樂觀情況下,全球鈉電池總需求量有望超過30/70GWh。太平洋證券的樂觀測算介于浙商證券、中郵證券之間。
財通證券:預(yù)計2025年鈉離子電池市場規(guī)模為398億元(73.50GWh),2022-2025年復(fù)合增速超300%,其中,電動二輪車領(lǐng)域需求規(guī)模10.63GWh,儲能領(lǐng)域48.74GWh,純電A00領(lǐng)域14.13GWh。
華泰證券:預(yù)計2027年鈉離子電池對應(yīng)市場規(guī)模將達到582.7億元。和上文財通證券2025年398億元相比,比較接近。
東吳證券:預(yù)計2025/2030年需求超100/550GWh。東吳證券的測算是以上幾個最樂觀的。
附帶一提,中信證券測算2025年需求190GWh,中信是業(yè)內(nèi)有名的超級樂天派,因為高喊“茅臺3000元”而成為業(yè)內(nèi)茶余飯后的笑談,所以打個折,實際上2025年的需求是190/2=95GWh。
總而言之,各大券商目前對市場規(guī)模的預(yù)期,2025年大約是70GWh的數(shù)量級,2030年太久遠,大約是350GWh左右的數(shù)量級。
產(chǎn)業(yè)鏈梳理
從滲透率來看,目前產(chǎn)業(yè)處于導(dǎo)入期,尚未進入成長期,目前產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展還不夠成熟。
截止2023年1月,全國鈉離子電池已規(guī)劃產(chǎn)能達到48GWh,對比2025年的需求88GWh,依然供不應(yīng)求。正極材料累計規(guī)劃年產(chǎn)能82.7萬噸,負極材料累計規(guī)劃年產(chǎn)能15.4萬噸,負極材料產(chǎn)能尚未放量。


電池方面:目前已具備GWh鈉電池量產(chǎn)能力的企業(yè)包括中科海鈉、華陽股份、多氟多,產(chǎn)能分別是1GWh。寧德時代、傳藝科技產(chǎn)能正在建設(shè)中。
正極材料方面:目前已實現(xiàn)鈉電池正極材料銷售的企業(yè)包括容百科技、振華新材。
層狀氧化物產(chǎn)業(yè)化進程較快,主要公司有中科海納、立方新能源、鈉創(chuàng)新能源等。普魯士藍(白)化合物由寧德時代主推。聚陰離子化合物主要公司有鵬輝能源、眾鈉能源等。三條路線各有優(yōu)劣,多數(shù)電池廠商正大力布局層狀氧化物路線且均在2023年進入投產(chǎn)階段。目前,華陽股份和鈉創(chuàng)新能源走在量產(chǎn)前列。
負極材料方面:硬碳比容量高,但亟需解決前驅(qū)體供應(yīng)穩(wěn)定性、成本問題。當前國產(chǎn)7-8萬/噸,進口20萬/噸。負極材料是鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化的核心難點,目前量產(chǎn)進度較慢,出貨速度較緩。傳藝科技、華陽股份、多氟多產(chǎn)能規(guī)劃速度較快,此外在布局的還有貝特瑞、杉杉股份、翔豐華、百合花。
電解液:傳藝科技、多氟多、天賜材料、新宙邦、永太科技產(chǎn)業(yè)化速度最快。
隔膜:多直接采用鋰離子電池隔膜,但存在保液能力差,傳輸速度慢等缺陷。目前參與者有恩捷股份、山東章鼓參股的喀什安德。
集流體:鈉離子不與鋁發(fā)生反應(yīng),因此可以使用鋁作為集流體材料,主要是南山鋁業(yè)、天山鋁業(yè)、萬順新材、鼎盛新材、安徽中基。