钠离子电池正极材料：新势力一马当先，锂电厂商伺机而动-东方财富证券.pdf

[Table_Title] 电气设备行业专题研究 钠离子 电池 正极材料 新势力 一马当先 ，锂电厂商伺机而动 2022 年 10 月 12 日 [Table_Summary] 【 投资要点 】 ◆ 钠离子 电池 正极材料的三种技术路线层状氧化物、普鲁士蓝（白）和 聚阴离子性能和成本各有优劣。 层状氧化物 晶体结构类似于三元正极 材料，其优点是能同时 兼顾能量密度和循环寿命 ，缺点是稳定性相对 其他正极材料略差。层状氧化物 目前 的比容量通常在 100-145mAh/g之 间，循环次数 2000-3000 次。 普鲁士蓝 白 化合物具有较高的能量密 度潜力和较好的倍率性能，同时合成方法相对简单，成本较低，缺点 在于其晶体中的结晶水会降低了材料实际比容量和循环性能。目前普 鲁士蓝 白 化合物实际的比容量在 70-160mAh/g 之间，循环性能为 1000-2000 次。 聚阴离子 型化合物三维立体结构多样且结构稳定，以 类似于磷酸铁锂的橄榄石型晶体结构居多 ，其 长期循环稳定性好，安 全性高。聚阴离子化合物的循环次数大多在 4000 次以上。聚阴离子 化合物的劣势主要在于其比容量相对较低，在 100mAh/g 上下 。 ◆ 主流钠电企业当前主攻层状氧化物 钠离子电池路线，多数拟在 2023 年投产，对普鲁士蓝或聚阴离子路线则保持 紧密跟踪 。 宁德时代、中 科海钠、维科技术、传艺科技等主流钠电池厂商主攻层状氧化物的同 时，也在积极布局和跟进 聚阴离子或普鲁士蓝 白 。星空钠电、汉行 科技 、 鹏辉能源 、 众钠能源和山东章鼓 等部分企业 则主攻 普鲁士蓝 白 或 聚阴离子路线。 钠离子电池产业化进度方面， 钠电新势力动作 频繁，多数拟在 2023 年实现量产 ， 规划 相对明确的包括中科海钠 山 西阳泉 1GWh 投产，安徽阜阳 1GWh 待投产 、维科技术和传艺科技各 2GWh 层的状氧化物钠离子电池产线 。 传统锂电池厂商关于钠离子电池 相关的量产规划动作不多，部分厂商布局 甚至 相对滞后 ，可能源于其 原有锂电产线可以切换至钠电领域的先发优势 。 综上， 从量产进度看， 以中科海纳 、维科技术和 传艺科技等为代表的层状氧化物路线 钠离子 电池量产计划 相对 明确和 领先， 2023 年实现量产的概率较高，可能是 最先量产的钠离子电池。 ◆ 振华新材、容百科技等锂电池正极供应商钠电正极布局以层状氧化物 为主，目前大多处于小批量送 样检测阶段 ，其中振华新材和容百科技 钠电正极产能规划相对明确 ，其主要目的在于为下游锂电池厂商的钠 电布局进行配套 。 鉴于层状氧化物和三元正极之间结构和工艺的相似 性，锂电正极厂商布局层状氧化物为主，容百科技、格林美和长远锂 科等部分公司对普鲁士蓝 白 化合物亦有技术储备。 产能规划方面， 包括现有、在建和拟建产线在内，振华新材有 13 万吨正极材料产线 可以兼容层状氧化物钠离子正极材料 ；容百科技 2023 年规划层状氧 化物产能 3.6 万吨， 2025 规划产能 10 万吨。 [Table_Rank] 强于大市 （维持） [Table_Author] 东方财富证券研究所 证券分析师周旭辉 证书编号 S1160521050001 证券分析师程文祥 证书编号 S1160522090002 电话 021-23586305 [Table_PicQuote] 相对指数表现 [Table_Report] 相关研究 业绩超预期，钠电布局领先行业 2022.08.31 高镍出货量增长，海外客户占比提升 2022.08.31 锂电材料业务高速增长，三元前驱体高镍 占比进一步提升 2022.08.31 锂电 2025 年趋势展望受限的锂矿，分散 的正极，激进的电池 2022.03.25 2022 年新能源汽车投资策略景气中段， 超跌布局 2022.01.26 -30.78 -20.19 -9.61 0.97 11.56 22.14 10/12 12/12 2/12 4/12 6/12 8/12 10/12 电气设备 沪深 300 [Table_Title1] 行 业 研 究 / 电 气 设 备 / 证 券 研 究 报 告 挖掘价值 投资成长 敬请阅读本报告正文后各项声明 2 [Table_yemei] 电气设备行业专题研究 ◆ 美联新材、七彩化学和百合花等传统化工厂商利用其在普鲁士蓝（白） 材料领域的技术优势，也在积极布局钠电正极，以实现老产品的新应 用。 美联新材具有普鲁士蓝（白）材料上游核心原材料氰化钠的产能、 成本和技术优势，七彩化学则有 相应的 产业化技术，双方 拟 合作 共同 投资钠电正极材料 。 两者 一期拟建设 1 万吨 电池级普鲁士蓝 白 化合 物 ，预计 2023 年底建成投产；二期 和三期分别 拟建 5 万吨 和 12 万 吨 。百合花有成熟的 无机颜料普鲁士蓝 生产技术 ，并在晶型控制技术 方面有技术积累 ，目前已经开始电池级普鲁士蓝（白）材料的实验室 小试。普鲁士蓝（白）结晶水的问题是当前阶段该正极材料需要迫切 解决的难题 ， 根据 个别企业的 研发进展，目前在实验室小试环境下已 经可以把普鲁士蓝（白）的结晶水 控制在合理的水平，普鲁士蓝（白） 化合物结晶水的控制在技术上具备可行性。 ◆ 钠电池市场崛起与否，对于钠电新势力而言是生死之战，对于锂电池 企业则只是一城一池的得失，所以 迫切希望打开钠电池应用场景 的钠 电新势力主要通过自建配套材料产线方式来解决正负极材料和电解 液等上游供应链问题。 华阳股份钠 2000 吨层状氧化物钠离子正极材 料产线已经于 2022H1 投产 ； 多氟多 2022.09 表示其层状氧化物钠离 子正极材料中试线已经建成，目前有小批量下线 ； 钠创新能源计划今 年完成 3000 吨层状氧化物钠离子正极材料产线的投产 ， 未来 3-5 年 拟分期建设 8 万吨正极材料产线 ； 传艺科技表示 2023 年 会完成 2GWh 电池 和配套材料 产线的投产。 ◆ 当前锂盐价格高企，钠电正极材料成本 空间 相对宽泛，层状氧化物路 径成为主流厂商稳妥的选择，但是中长期看 ， 钠电池正极的技术路线 格局远未到定论之时。 当前 锂电正极 材料价格居高不下，电池厂商或 者下游企业对钠电正极材料成本接受区间相对宽泛 ，与 三元材料结构 和工艺趋近的层状氧化物成为了锂电池厂商和钠电新势力 当前 不约 而同的选择。 但是 锂盐价格 一旦回落， 成本问题 很可能会再度 成为钠 离子电池拓展下游应用的核心。普鲁士蓝（白）和聚阴离子正极材料 随着各厂商的研发推进， 结晶水和低能量密度 技术问题 会 逐步得到解 决。中长期看，储能和电动车领域应用场景丰富，钠离子正极材料大 概率和现有锂电池正极材料一样，会是多种路线并存的格局，不同的 技术路线 对应不同的性能和成本的组合，并匹配 不同场景 下 的需求。 【配置建议】 振华新材 钠电正极布局领先， 现有产线可兼容 钠电正极 ， 容百科技层状 氧化物和普鲁士蓝 白）双线布局 ,谨慎看好； 美联新材利用原料优势切 入普鲁士蓝 白）领域， 建议 予以 关注 。 【风险提示】 风险提示 钠离子电池正极材料量产进度不及预期；钠离子电池需求不 及预期；钠离子电池成本居高不下 敬请阅读本报告正文后各项声明 3 [Table_yemei] 电气设备行业专题研究 正文目录 1.钠离子 电池 正极材料技术路线 4 1.1 钠离子 电池 正极材料之层状氧化物兼顾能量密度和循环寿命 . 4 1.2 钠离子 电池 正极材料之普鲁士蓝 白 低成本和高倍率 . 4 1.3 钠离子 电池 正极材料之聚阴离子 高稳定性 . 5 2.电池厂商钠离子 电池 正极材料路线的选择 7 2.1 钠电厂商 的正极选择主攻层状氧化物，紧跟其他路线 7 2.2 钠电厂商量产进度新势力热火朝天，锂电池厂商动作平缓 8 3.钠离子 电池 正极材料产业化进度 9 3.1 锂电池正极供应商 层状氧化物送样测试阶段 9 3.2 传统化工厂商普鲁士蓝（白）老产品的新用途 11 3.3 钠电新势力层状氧化物自给自足，与电池产线同步量产 12 4.重点公司 振华新材，容百科技，美联新材 14 4.1 振华新材技术可迁移，产能可切换 . 14 4.2 容百科技 新产品研发多线布局，产能有序高效扩张 . 15 4.3 美联新材多线布局钠离子 电池 正极材料，湿法隔膜产能有序释放 . 15 5.风险提示 16 图表目录 图表 1隧道型过渡族金属氧化物晶体结构示意图 4 图表 2普鲁士蓝化合物晶体结构示意图 5 图表 3磷酸钒钠晶 体结构示意图 5 图表 4三种钠离子电池正极材料性能对比 6 图表 5国内外主要钠离子电池厂商正极材料技术路线 7 图表 6国内外主要钠离子电池厂商电池量产规划 9 图表 7国内锂电正极材料厂商钠电正极的布局进展 10 图表 8国内化工颜料厂商电池级普鲁士蓝 白 布局进展 12 图表 9国内钠电新势力厂商正极材料的布局 12 图表 10振华新材钠离子电池正极材料产线规划 14 图表 11行业重点关注公司 截止 2022.9.30 . 16 敬请阅读本报告正文后各项声明 4 [Table_yemei] 电气设备行业专题研究 1.钠离子 电池 正极材料技术路线 1.1 钠离子 电池 正极 材料 之层状氧化物兼顾 能量密度和循环寿命 过渡金属氧化物材料的表达式为 NaxMO2M 为 Fe,Co,Ni,Mn,Cr,Ti 等过渡金属元 素 ，包括层状过渡金属氧化物材料和隧道型过渡金属氧化物材料。 层状氧化物 晶体结构类似于三元正极材料，其优点是能同时 兼顾能量密度和循环寿命 。 另 外，层状氧化物中包含的金属 主要包括铜，锰和铁等元素，都是供应充足，价 格相对低廉的金属。但是， 钠的过渡族金属氧化物材料 NaxMO2 的吸潮性很高， 即使在空气中暴露非常短的时间都会吸收空气中的水分，从而影响电化学性能。 因此，过渡族金属氧化物材料的结构对合成条件以及钠含量等条件极为敏感 ， 其稳定性相对其他正极材料略差 。 目前，层状氧化物的比容量通常在 100-145mAh/g 之间，循环次数 2000-3000 次。 目前 电池厂商公开的 层状金属氧化物 种类 包括 中科海钠的铜铁锰酸钠， 钠创新 能源的铁镍锰酸钠， 立方新能源的 锰铁氰基正极材料 等。 图表 1 层状 过渡族金属氧化物晶体结构 和相变过程 示意图 资料来源 论文普鲁士蓝类 钠离子电池正极材料的制备及性能研究 ，东方财富证券研究所 1.2 钠离子 电池 正极 材料 之 普鲁士蓝 白 低成本和高倍率 普鲁士蓝 白 类化合物 的 表达式 为 NaxM［ M’CN6］ yzH2O,其中 M和 M’代表 Fe， Co， Ni,Mn,Cu,Zn 等过渡金属 。普鲁士蓝 白 化合物正极材料拥有面心立方晶体 结构，过渡金属离子与氰根离子形成六配位，钠离子处于三维通道结构和配位 孔隙中，为可逆嵌脱提供了良好的迁移通道。 普鲁士蓝 白 的 面心立方 晶体结 敬请阅读本报告正文后各项声明 5 [Table_yemei] 电气设备行业专题研究 构和 开放式隧道框架结构， 为 Na 离子提供了更大的传输通道，从而 使得该材料 具有 较高的能量密度潜力和较好的倍率性能 。 以典型的 Na2FeFeCN6 为例，其 理论比容量为 170mAh/g，高于典型的过渡金属氧化物和聚阴离子材料的比容量。 另外，普鲁士蓝 白 系列化合物合成方法相对简单，成本较低 ，如目前颜料领 域广泛使用的普鲁士蓝 白 化合物价格为 3 万元 /吨 左右 。 图表 2 普鲁士蓝化合物晶体结构示意图 资料来源 论文高性能钠离子电池正极材料 ，东方财富证券研究所 但是， 实际上 普鲁士蓝 白 晶体骨架中存在较多空位和大量结晶水， 造成材料 结构的缺陷，降低 了 材料的实际比容量， 并 影响材料的循环性能 。 目前普鲁士 蓝 白 化合物实际的比容量在 70-160mAh/g 之间，循环性能为 1000-2000 次。 所以解决 普鲁士蓝 白 空位缺陷和结晶水的问题是 开发 该正极材料的关键 。 目 前 各企业 主要通过 纳米结构、表面包覆、金属元素参杂、改进合成工艺降低配 位水和空位等 方法 来解决 。 此外，关于 普鲁士 蓝 白 系列化合物的另一层担忧 是其 会 可能会 分解形成有毒的氰化物 ，但是实际上 该化合物只有在 300oC 以上 高温才会释放氰化物 。 1.3 钠离子 电池 正极 材料 之 聚阴离子 高 稳定性 聚阴离子 型化合物三维立体结构多样且结构稳定，以类似于磷酸铁锂的橄榄石 型晶体结构居多。聚阴离子化合物在钠离子的嵌入和脱出过程中体积变化小且 相变少，因此长期循环稳定性好，安全性高。聚阴离子化合物的循环次数大多 在 4000 次以上。聚阴离子化合物的劣势主要在于其比容量相对较低，目前在 100mAh/g上下 。 聚阴离子 型化合物种类比较多，目前研究较多的包括硫酸铁钠、 氟磷酸钒钠和磷酸钒钠等。 图表 3 磷酸钒钠晶体结构示意图 敬请阅读本报告正文后各项声明 6 [Table_yemei] 电气设备行业专题研究 资料来源 论文高性能钠离子电池正极材料 ，东方财富证券研究所 总体而言，层状氧化物、普鲁士蓝（白）和聚阴离子化合物三条正极技术路线 的性能水平各有优劣 ，都有对应的厂商在布局 。层状氧化物能兼顾能量密度和 循环性能，并且和三元正极材料体系结构相近，是目前钠电池厂商或者正极配 套厂商布局最多的品种，当前来看最先落地的适用场景可能是 A00 级别电动车， 和两轮车等。普鲁士蓝（白）化合物如果能解决结晶水的问题，其能量密度和 循环性能提升的潜力很大，加上其成本低，未来在电动车和储能领域都有应用 的可能性。聚阴离子能量密度虽然不高，但是优异的循环性能和稳定性会在特 定的储能场景可能有很好的匹配度。 类似于锂电池多种正极路线并存格局，未来钠离子正极材料各技术路线在电动 车、两轮车和储能等不同层次的细分市场都可能匹配到合适的应用场景。 图表 4 三种钠离子电池正极材料性能对比 代码 层状氧化物 普鲁士（白）化合物 聚阴离子 优势 能量密度高； 压实密度高 成本低； 倍率性能高； 循环寿命突出； 电压高； 结构稳定 劣势 循环寿命中等； 稳定性略差 实际能量密度低； 循环寿命差 能量密度低； 倍率性能差 晶体结构 层状，类似于三元正极材料 立方体结构 橄榄石结构，类似于磷酸铁锂 比容量（ mAh/g） 100-145 70-160 100-110 循环寿命 2000-3000 次 1000-2000 次 4000 次以上 工作电压 2.8-3.3V 3.1-3.4V 3.1-3.7V 压实密度 （ g/cm3） 3.0-3.4 1.3-1.6 1.8-2.4 热稳定性 一般 好 好 资料来源 Choice， 振华新材公告 ， 东方财富证券研究所 敬请阅读本报告正文后各项声明 7 [Table_yemei] 电气设备行业专题研究 2.电池厂商钠离子 电池 正极材料 路线的选择 2.1 钠 电厂商 的 正极选择 主攻层状氧化物，紧跟 其他路线 主流钠电企业当前阶段主攻层状氧化物，但是也在 积极 布局聚阴离子或者普鲁 士蓝（白）等技术路线。 宁德时代 于 2021 年 7 月发布 的 第一代钠离子电池 是普 鲁士白作为正极材料，电芯单体能力密度达到 160Wh/Kg。宁德时代也在持续的 跟进和研发层状氧化物为正极的钠离子电池 ，甚至不排除也有聚阴离子化合物 方向的技术储备 。 传艺科技 当前的研发和量产重点是层状氧化物，根据公司的披露，目前公司层 状氧化物路线的钠离子电池电芯能量密度为 145 Wh/kg，循环次数 为 4000 次， 一期 2GWh 钠离子电池产线 也将 以层状氧化物为主 。 而实际上传艺科技也有聚阴 离子技术路线的储备，并表示对应的电池的循环次数能达到 10000 次，所以公 司在 二期阶段会针对大型储能市场规划聚阴离子正极材料产线。 维科技术 合作方 为 钠创新能源 和 中科海钠目前 也 以层状氧化物作为主攻路线 。 实验室环境下， 维科技术 合作方钠创新能源 和中科海钠 三家公司制备的钠离 子电池能量密度在 145-150Wh/Kg,循环次数 3000-5000 次 之间 。 维科技术目前 也开始对聚阴离子正极材料进行测试，而中科海钠 早在 2019 年的一项 专利上 面 就 对聚阴离子 有过深度研究。 立方 新能源 第一代钠离子电池采用自主合成层状氧化物正极和硬碳负极 ， 软包 单体电芯重量能量密度可到 140Wh/Kg， 同时具有 240Wh/L 的体积能量密度 。 实 际上，立方新能源在 2016 年 就成功 制备了 Ah 级软包钠离子电池（普鲁士蓝 /硬 碳体系），单体能量密度达到 120Wh/kg，所以立方新能源其实也有普鲁士蓝技 术的储备。 某些观点认为普鲁士蓝（白）路线已被主流钠电厂商抛弃，甚至认为层状氧化 物才是唯一的选择 ，这其实是比较片面的观点 。 在当前行业早期阶段，主流钠 电厂商资金实力相对雄厚，肯定不会孤注一掷的去做一个 单选 题， 对钠电正极 的技术路线 保持 一个开放型的态度 显然 是更为明智的选择 。 图表 5国内外主要钠离子电池厂商正极材料技术路线 简 称 正极技术路线 电芯能量密度 循环次数 宁德时代 层状氧化物 普鲁士蓝 白 160Wh/Kg / 立方新能源 140Wh/Kg / 传艺科技 层状氧化物 145Wh/Kg 4000 次 维科技术 /钠创新能源 150Wh/Kg 3000 次 中科海钠 /华阳股份 150Wh/Kg 4500 次 英国 Faradion 140-155Wh/Kg / Natron Energy 普鲁士蓝 白 50Wh/Kg 50000 次 敬请阅读本报告正文后各项声明 8 [Table_yemei] 电气设备行业专题研究 星空钠电 / / 上海汉行科技 150Wh/Kg 4000 次 众钠能源 聚阴离子 / / 鹏辉能源 / / 山东章鼓 / / 法国 TIAMAT / / 法国 NAIADES / / 资料来源 Choice， 公司官网 ，公司 官微，投资者关系 互动 平台 ， 东方财富证券研究所 星空钠电、汉行科技等 部分钠电厂商专攻普鲁士蓝 白 或者聚阴离子技术路线。 星空钠电和上海汉行科技 以及美国的 Natron Energy 等 是为数不多的以普鲁士 蓝化合物作为正极材料技术路线的钠离子电池厂商 。 根据 维科网信息 ，上海汉 行科技 电芯单体能量密度 为 150Wh/Kg， 循环寿命可达 5000 次 。 美国的 Natron Energy 开发的 则 是水系电解液钠离子电池，正负极均采用普鲁士蓝化合物， 能 量密度为 50Wh/Kg,循环次数 50000 次。 鹏辉能源，众钠能源 ， 山东章鼓 以及法国的 TIAMAT 和 NAIADES 等 几家钠离子厂 商的正极 材料 技术路线以聚阴离子化合物为主。 其中，众钠能源对外公开表示 其电芯能量密度 覆盖区间为 120-160Wh/Kg,循环性能 覆盖区间为 2000-10000次， 并 可在 -20OC 正常工作。 2.2 钠电厂商量产进度 新势力热火朝天 ， 锂电池厂商动作平缓 钠电新势力动作频繁，积极 规划和投建钠离子规模化生产线 ， 多数 拟在 2023 年 实现量产 。 中科海钠于今年 7 月份 在安徽阜阳举行 了 1GWh 钠离子电池生产线落 成仪式 ， 今年 9 月则举行了 山西阳泉 1GWh 钠离子电池 项目 的出品 仪式 。 维科技 术 初期拟建 2GWh 钠 离子电池 生产线，主要面向低速车和储能市场 ，项目 拟在今 年开工， 2023 年 6 月实现全面量产 。传艺科技拟在 2022 年先投产中试线， 2023 年实现 2GWh 生产线的量产。 立 方新能源 预计 2022 年 6 月份公司将开始小批量 生产钠离子软包电池，并在 2023 年开始大批量生产。 上海汉行科技有限公司 一 期规划拟建设年产 10 万吨普鲁士蓝类正极材料和 10 条电芯制造生产线 ，该项 目于今年 8 月正式 落地山东济宁市 ，投产时间推测 或 在 2023 或 2024 年 。 众钠 能源钠离子电池今年处在中试线验证当中，拟 2023 年进入量产阶段。 海外方面，英国的 Faradion 公司，以及美国 Natron Energy 和 柯锐世 合作的钠 离子电池 工厂 也 将于 2023 年开始量产 。值得一提的是，与国内钠电新势力新建 钠离子产线不同，美国 Natron Energy 是 基于 Clarios 公司在密歇根州现有的 锂离子电池 Meadowbrook 工厂的生产设施 进行改造来建成钠离子产线，这为国 内钠电新势力企业 的量产布局 提供了另一种策略。 传统锂电池厂商 关于 钠离子电池相关的量产规划动作 不多 ，部分厂商布局相对 滞后 。 宁 德 时代表示一直在致力于 2023 年实现钠离子电池的产业化，但是目前 并没有公司投建大规模的钠离子电池生产线的公开信息。 2022 年 6 月 ，鹏辉能 敬请阅读本报告正文后各项声明 9 [Table_yemei] 电气设备行业专题研究 源与三峡电能就钠电池联合研发和储能示范项目达成初步合作意向。 同时 ，鹏 辉能源已完成小批量的钠电池试产，并送样给下游客户试用。 孚能科技计划于 2023 年推出第一代钠离子电池产品。 传统厂商钠电布局动作较为平缓，与钠电新势力 热火朝天 的势头形成较大反差， 可能原因是钠离子电池生产线和锂电池产线大部分设备可以共用，传统锂电池 厂商通过原有锂电池产线可以切换至钠离子电池领域，从而实现快速的量产 。 具备锂电池的量产经验，有 现成的可以切换至钠电的锂电产线，以及相对充足 的资金实力 ，这些 是传统锂电池厂商的优势 。 所以，对于传统锂电池厂商而言， 对 掌握 钠 离子 电池技术路径 ，并同步策动上游正负极和电解液等供应商进行配 套研发是重点 。 如果 根据 正极材料的技术路线来划分，从量产进度看， 以中科海纳和传艺科技 等为代表的层状氧化物路线布局相对领先， 2023 年实现量产的概率较高， 可能 是最先量产的钠离子电池路线。 普鲁士蓝路线的几家钠离子电池厂商，包括美 国的 Natron Energy 在内， 也有量产计划，但是由于均为非上市公司，具体量 产时间线和节奏相对模糊。 聚阴离子化合物路线方面，传艺科技 和中科海钠其 实都有相关技术储备，但是目前并未作为量产的重点， 目前仅有众钠能源表示 2023 年可能实现量产。 图表 6 国内外 主要钠离子电池厂商 电池量产规划 简 称 量产规划 宁德时代 拟 2023 年实现量产 立方新能源 今年小批量出货， 2023 年量产 传艺科技 2022 年中试线投产， 2023 年 2GWh 产线量产 维科技术 2GWh 产线拟 2023.06 产品下线 中科海钠 阜阳海钠科技 1GWh 产 线于 2022.07 落成；山西阳泉 1GWh 产线于 2022.09 实现出货 Natron Energy 2023 年开始量产 上海汉行科技 2022 年 8 月在山东落地 10 条电芯产线 众钠能源 2023 年开始量产 资料来源 Choice， 公司公告， 公司官网，公司调研纪要， 东方财富证券研究所 3.钠离子 电池 正极材料 产业化进度 3.1 锂电池正极供应商 层状氧化物送样 测试 阶段 布局钠离子正极材料的厂商基本分为 三 类，第一类是振华新材、容百科技等动 力锂电池正极材料供应商 ，其主要目标也是在于为锂电池企业的钠电池 产品开 发和产业化提供配套；第二类是 传统化工 领域具有普鲁士蓝 白 材料生产技术 优势的企业，其目标在于通过为 下游 电池企业配套正极材料，将化工领域的技 术和产品优势拓展至新能源材料领域，实现老产品的新应用 ，典型企业如美联 新材、七彩化学和百合花 ；第 三 类是传艺科技、华阳股份等钠电新势力 ，其正 敬请阅读本报告正文后各项声明 10 [Table_yemei] 电气设备行业专题研究 极材料主要用于为自身的钠离子电池产线 提供 配套 。 振华新材、容百科技 等锂电池正极供应商 钠电正极布局以层状氧化物为主，目 前大多处于小批量送 样检测阶段 ，容百科技、格林美和长远锂科对普鲁士蓝 白 化合物亦有研究和储备 。 截至 2022 年 7 月末， 振华新材 钠离子电池正极材料 （层状氧化物） 累计已送样 0.65 吨、销售 4.13 吨，实现吨级产出并销售。公 司钠离子电池正极材料预计在 2022 年四季度完成主要客户初步评估，进入小批 量试用阶段。 定增的 10 万吨正极材料产能 建设期为 36 个月，即预计 2025 年将 开始形成有效产能，对应贡献收入也将于 2025 年正式开始体现。 振华新材钠离子正极材料布局领先 其他传统正极材料企业 ，主要原因包括 1 三元正极材料领域大单晶技术体系 同样可以应用于 钠离子电池正极材料研发 中， 有利于稳定材料的晶体结构，改善钠离子电池的高温高电压循环性能，特别是 高温稳定性 ； 2） 公司已掌握多元素协同掺杂、晶体结构调控、低 pH 值及低游 离钠控制、形貌尺寸及颗粒粒径调控等多项核心技术， 是 钠离子电池正极材料 业务的 另一 核心竞争力 。 图表 7国内 锂电正极材料厂商钠电正极的 布局进展 简 称 技术路线 电芯能量密度 产能规划 振华新材 层状氧化物 客户吨级送样阶段； 预计今年小批量试用 沙文一期现有 1.6 万吨三元产线 兼容 钠离子正极材 料； 沙文 二期在建 1.4 万吨产线兼容钠离子电池； 2022.06 定增 45 亿，拟投资 10 万吨正极 材料 ，可 兼容钠离子正极材料 容百科技 层状氧化物 普鲁士蓝 白 每月几十吨出货； 预计 2023 年批量供货 2023 年规划层状氧化物产能 3.6 万吨； 2025 年规划层状氧化物产能 10 万吨 当升科技 层状氧化物 送样测试阶段； 预计 2023-2024 量产 2022.07 公司亮相了采用特殊微晶结构前驱体的钠电正极材料，目前无公开产能规划信息 格林美 层状氧化物 普鲁士蓝 白 送样测试阶段 目前无公开产能规划相关信息 厦钨新能 层状氧化物 百公斤试产完成； 国外客户送样中 截止 2022H1 公司完成了前驱体和正极材料百公斤试生产工作；截止 2022.07，与国外客户展开了合作 长远锂科 层状氧化物 普鲁士蓝 白 客户送样中 截止 2022H1，公司在普鲁士蓝和层状氧化物均与客户进行了联合布局开发 资料来源 Choice， 公司 公告 ，投资者关系互动平台， 东方财富证券研究所 容百科技 2022 年 8 月份披露，公司目前每月几十吨层状氧化物正极出货送样 中，预计在 2023 年批量出货。产能规划方面，容百科技 2023 年规划层状氧化 物产能 3.6 万吨， 2025 规划产能 10 万吨。当升科技于 2022.07 亮相了采用特 殊微晶结构前驱体的层状氧化物钠电正极材料，目前处于产品送样测试阶段。 格林美、厦钨新能和长远锂科等其他正极材料企业基本都处于客户送样检测阶 段，研发重点均以层状氧化物为主，这些公司目前没有产能规划相关的公开信 息。另外，除了层状氧化物路线，容百科技、格林美和长远锂科同时也都在研 发和布局普鲁士蓝 白 化合物。 敬请阅读本报告正文后各项声明 11 [Table_yemei] 电气设备行业专题研究 层状氧化物和三元正极材料具有相似的晶体结构，二者在工艺路径和设备端也 会有相同之处，所以三元正极材料厂商进行层状氧化物的开发具有天然的优 势，这也是多数锂电正极供应商选择层状氧化物作为钠电正极材料突 破口的主 要原因之一。 3.2 传统化工 厂商 普鲁士蓝（白）老产品的新用途 与三元正极企业布局层状氧化物的优势一样，美联新材、七彩化学和百合花等 厂商在普鲁士蓝（白）路线上也具有明显 的 先发优势。 美联新材 9 月 18 日公 告， 公司拟与七彩化学共同 出资成立子公司 （各持股 50） ， 暂定投资 25 亿元人 民币，建设年产 18 万吨电池级普鲁士蓝（白）产业化项目。 该项目一期拟建设 1 万吨，预计 2023 年底建成投产；二期拟建 5 万吨；三期拟建 12 万吨。 同时 美联新材在投资者关系活动中披露，公司目前现有的 普鲁士蓝正极材料 50 吨中 试生产线已投产，并已通过部分电池厂商的检测 。 美联新材具有普鲁士蓝（白）材料上游核心原材料氰化钠的产能、成本和技术 优势，七彩化学则有普鲁士蓝（白）产业化技术和成本优势，双方的合作系上 下游产业链之间的协同。 与美联新材和七彩化学背景相似，百合花作为化工颜料企业亦拟研发和布局电 池级普鲁士蓝（白）材料。 百合花 本身拥有成熟的 无机颜料普鲁士蓝 生产技术， 公司目前已经开始进行电池级普鲁士蓝（白）材料的 实验室 小试。 百合花 在无 机颜料领域深耕多年，同时在光刻胶用色胶材料领域有晶型控制的技术积累， 所以公司 在普鲁士蓝材料的结晶水 问题解决，晶型控制等方面有 丰富的 技术优 势。 综合而言， 以上化工企业 主要是 利用 普鲁士蓝（白）颜料 老产品的技术优势， 布局钠电池材料这个广阔的新能源赛道 。如果普鲁士蓝（白）产品能在钠离子 电池材料中占有一席之地，这些化工企业的成长性会 迎来 质变和跃迁 ，这也正 是这些企业积极布局钠电正极材料的动力所在 。 目前普鲁士蓝（白）路线因为两个方面的问题而备受质疑，第一个方面是 担忧 普鲁士蓝（白）材料分解后产生氰化物而引致安全问题，另一方面是该材料的 晶体结构中有大量的结晶水，严重影响其实际能量密度和循环性能。 普鲁士蓝（白）材料中的主成分 是 亚铁氰化钠 （ 又叫 黄血盐钠 ） ，该材料在油漆、 涂料和油墨等领域有非常广泛的应用，甚至也用于医药口服试剂中，从未有报 道因为该材料产生氰化物安全性的问题。 另外，黄血盐钠在 435℃的高温下才 会 分解 ，而无论是储能还是动力锂电池中，电池的工作温度区间都远远低于该 值，所以关于普鲁士蓝（白）氰化物安 全性问题的担忧实属多虑。 普鲁士蓝（白） 结晶水的问题确实是当前阶段该正极材料需要迫切解决的难题。 根据百合花的 研发进展，目前在实验室小试环境下已经可以把普鲁士蓝（白）的结晶水控制 在合理的水平。 换而言之，普鲁士蓝（白）化合物结晶水的控制在技术上完全 具备可行性，目前单纯因为结晶水的问题而否定该技术路线会过于武断。 敬请阅读本报告正文后各项声明 12 [Table_yemei] 电气设备行业专题研究 图表 8国内 化工颜料厂商电池级普鲁士蓝 白 布局进展 简 称 技术路线 电芯能量密度 产能规划 美联新材 七彩化学 普鲁士蓝 白 通过部分厂商检测 2022.09， 现有 50 吨中试生产线；拟合资投建 18 万 吨电池级普鲁士蓝（白），一期 1 万吨预计 2023 年 建成投产，二期 5 万吨，三期 12 万吨 百合花 普鲁士蓝 白 实验室小试阶段 公司一直生产无机颜料普鲁士蓝， 2022H1 半年报中 披露在进行钠离子电池正极材料的研发，目前无公 开产能规划相关信息 资料来源 Choice， 公司公告， 方财富证券研究所 3.3 钠 电新势力 层状氧化物自给自足，与电池产线同步量产 钠电池市场 崛起与否 ，对于钠电新势力而言是生死之战，对于锂电池企业则只 是一城一池的得失。而钠电新势力作为锂电行业的新玩家，并没有传统锂电池 厂商布局钠电的诸多优势。 所以， 钠电新势力推广和应用钠电池产品的动力更 为迫切，这就导致了钠电新势力主要通过自建配套材料产线方式来解决正负极 材料和电解液等上游供应链问题 。 图表 9国内 钠电新势力厂商正极材料的 布局 简 称 技术路线 电芯能量密度 产能规划 华阳股份 中科海钠 层状氧化物 铜铁锰酸钠 千吨级产线投产 2021 年，中科海钠和华阳股份共同成立了 2000 吨 钠离子正极材料产线， 已经 于 2022H1 投产 传艺科技 层状氧化物 实验室小试阶段 0.2GWh 中试线级配套材料产线 2022 年底前投产； 2GWh 电池产线和配套材料产线 2023 年投产 多氟多 层状氧化物 中试线小批量下线 公司表示钠离子正极材料中试线已经建成，并小批量下线（ 2022.09 公告） 钠创新能源 层状氧化物 实验室小试阶段 2022.06，钠创新能源计划 2022 年投产 3000 吨正极材料，未来 3-5 年分期建设 8 万吨正极材料 众钠能源 聚阴离子化合物 实验室小试阶段 / 资料来源 Choice， 公司公告，公司官网 ， 东方财富证券研究所 华阳股份等个别企业层状氧化物千吨级产线已经实现投产 ，多数企业正极材料 处于实验室小试阶段 。 在钠电新势力中，华阳股份钠离子正极材料 层状氧化物 技术路线 布局进展居前，其 2000 吨层状氧化物钠离子正极材料产线已经于 2022H1 投产。多氟多 2022.09 表示其层状氧化物钠离子正极材料中试线已经建 成，目前有小批量下线。钠创新能源亦计划今年完成 3000 吨层状氧化物钠离子 正极材料产线的投产。传艺科技和众钠新能源目前的钠离子正极材料产线处于 实验室小试阶段，下一步为中试线的建成和投产，其中传艺科技表示今年年底 前会完成 0.2GWh 电池产线和配套材料的产线的投产。中长期产能规划方面，传 艺科技 2GWh 层状氧化物钠离子电池产线和配套材料产线拟在 2023 年投产。钠 创新能源未来 3-5 年拟分期建设 8 万吨正极材料产线。 与前文中所述钠离子电池产线布局进展相呼应，无论是传统的锂电池 正极材料 厂商的钠电正极材料布局，还是钠电新势力的正极材料配套产线， 层状氧化物 敬请阅读本报告正文后各项声明 13 [Table_yemei] 电气设备行业专题研究 路线的整体产业化进度明显领先于普鲁士蓝 白 和聚阴离子路线 。 层状氧化物