钠电池行业数据库-华泰证券-20221117.xlsx

钠电池行业数据库 目录 更新日期 行业整体 基本情况 2022-09-20 电池方案对比 2022-09-20 成本拆分/对比 2022-09-20 市场空间 2022-09-20 研究进展/布局 2022-09-20 原料价格 2022-09-20 产能统计 2022-09-20 环节分类 正极 2022-09-20 负极 2022-09-20 电解液 2022-09-20 导电剂 2022-09-20 公司详情 标的汇总 2022-09-20 美联新材 2022-09-20 维科技术 2022-09-20 传艺科技 2022-09-20 华阳股份 2022-09-20 详细公司数据库欢迎联系华泰电新申建国13488661499/陈爽19514630775 返回目录 更新日期：2022/9/20 工作原理 钠离子电池（SIB）是一种使用钠离子（Na+）作为电荷载体的可充电电池，和锂离子电池同为二次电池，都是由载荷金属离子在电极之间发生可逆的嵌入和脱出，进行化学 能和电能之间的转换。 具体来说，放电时，负极材料失去电子，其中的钠离子嵌脱进入到电解液，正极材料中的可变价过渡金属得到电子发生还原反应，使得电解液中的钠离子向正极运动并且嵌入 到正极晶格中，化学能转化为电能，驱动外电路运行；充电时外加电压使“摇椅反应”逆向进行，正极失去电子发生氧化反应，钠离子从正极晶格中脱嵌进入电解液，负极得到 电子发生还原反应，使得电解液中钠离子向负极移动并插入负极材料中，将电能转化为化学能储存起来。理论上这种充电—放电反应能反复进行，一轮为一个充电周期，或称 循环周期。 优势 产业链 结构构成 部件 材料 正极 钠过渡金属氧化物 聚阴离子类化合物 普鲁士蓝类似物（PBA） 非晶态材料 负极 硬碳或软性无定形碳，合金 类（Sn、Sb 等）、过渡金属氧化物（Na0.66Li0.22Ti0.78O2 等）、钠-过渡金属磷酸盐 （NaTiOPO4）等 电解液 溶质为六氟磷酸钠 隔膜 与锂电池相同 集流体 铝箔 资料来源：《钠离子电池正极材料的研究现状》 钠与锂处在元素周期表碱金属列（深红色）的相邻位置，化学性质十分相近 钠离子电池（SIB）是一种使用钠离子（Na+）作为电荷载体的可充电电池，和锂离子电池同为二次电池，都是由载荷金属离子在电极之间发生可逆的嵌入和脱出，进行化学 能和电能之间的转换。 具体来说，放电时，负极材料失去电子，其中的钠离子嵌脱进入到电解液，正极材料中的可变价过渡金属得到电子发生还原反应，使得电解液中的钠离子向正极运动并且嵌入 到正极晶格中，化学能转化为电能，驱动外电路运行；充电时外加电压使“摇椅反应”逆向进行，正极失去电子发生氧化反应，钠离子从正极晶格中脱嵌进入电解液，负极得到 电子发生还原反应，使得电解液中钠离子向负极移动并插入负极材料中，将电能转化为化学能储存起来。理论上这种充电—放电反应能反复进行，一轮为一个充电周期，或称 循环周期。 说明 可分为层状和隧道状过渡金属氧化物，通常用 NaxMO2(M=Co、Fe、Mn 和 Ni 等)表示。层状金属氧 化物是当前主流的正极材料 聚阴离子类化合物NaxMy[(XOm)n-]z(M为具有可变 价态的金属离子；X 为 P、S 和 V 等元素)主要分 为：橄榄石结构磷酸盐、NASCICON(钠离子快离子 导体)化合物和磷酸盐化合物 普鲁士蓝类化合物 NaxMA[MB(CN)6]·zH2O(MA 和 MB 为过渡金属离子)，晶体结构为面心立方，过渡 金属离子与氰化根形成六配位，碱金属离子处于 三维通道结构和配位孔隙中 也叫无定形或玻璃态材料，是固体中的原子不按 照一定的空间顺序排列的固体，原子排布上表现 为长程无序、短程有序 高能量密度钠离子电池负极材料中，无定型碳材 料（包括软碳、硬碳）是目前最有希望走向商业 化的，其可逆容量和循环性能均已接近应用要求， 但主要瓶颈在于成本较高。基于此，目前开发的 无烟煤基无定型碳材料是性价比最高的钠离子电 池负极材料 由于 Na 和 Al 在低电位不会发生合金化反应，钠 离子电池正极和负极的集流体都可使用廉价的铝 箔，同等容量的钠离子电池中 Al 集流体成本是锂 离子电池 Al 和 Cu 集流体的 1/3 — 成本比锂电池中的铜箔成本更低 返回目录 更新日期：2022/9/20 钠电池与锂电、铅酸电池对比 铅酸电池 钠离子电池（铜基氧化物/煤基碳体系） 能量密度（Wh/kg） 30-50 100-150 循环寿命（次） 300-500 2000次以上 工作电压（V） 2 3.2 -20℃容量保持率 小于60% 88%以上 耐过放电 差 可放电至0V 安全性 优 有潜力达到最优 环保性 差 最优 自放电率（每月） 5% 5% 钠电池与液流、铅酸电池对比 钠离子电池 全钒液流电池 工作原理 利用钠离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电的摇椅式二次电池 以钒为活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池 优点 1.能量密度70-200Wh/kg；2.高低温 性能好，-20℃容量保持率88%；3. 钠离子电池相关金属资源丰富 1.设计灵活，功率和容积可以独立 设计构思；2.充、放电性能好，可 深度放电而不损坏电池，循环寿命长 ,适用于长时储能；3.安全性高，活 性物质存在于电解液中，无爆炸、短 路风险 缺点 1.循环次数目前相对较低，远期可能 高；2.目前产业链还不够完整,成本较 高 1.能量密度低，仅为锂电的1/10， 占地面积大；2.成本高仍处在示范 到商业化前期，集装箱方舱形态钒电 池价格在3元/Wh左右；3.能量损耗 较高，能量损失在25%-30%左右；4. 电池系统复杂，有管道、泵、阀、换 热器等辅助部件，核心零部件隔膜和 泵有待突破；5. 要求温和的温度环 境，工作温度5-40℃ 钠离子电池与现有电池体系特性对比 钠电池与锂电池材料对比 钠离子电池 磷酸铁锂电池 正极材料 普鲁士白和层状氧化物 磷酸铁锂电池 负极材料 硬碳、炭黑、碳纤维、石墨烯等材料 石墨 电解液 钠盐电解液 六氟磷酸锂为主盐 产业布局 研发阶段，有示范项目 成熟 制作工艺 设备兼容 设备兼容 锂离子电池 （磷酸铁锂/石墨体系） 120-180 3000次以上 3.2 小于70% 差 优 优 30% 铅酸蓄电池 利用阳极(PbO2)，阴极(Pb)在电解 液(稀硫酸)中的电势差实现充放电 的二次电池 1成本低，价格低廉；2.储存性能 好，电压稳定；3.安全性高；4.铅 回收的产业链完善 1. 能 量 密 度 低 , 只 有 30- 50Wh/kg；2.使用寿命短300-500次 ；3.低温性能差-20℃放电保持率＜ 60%；4.环保差，对环境腐蚀性强 三元电池 NCM和NCA 石墨 六氟磷酸锂为主盐 成熟 设备兼容 返回目录 更新日期：2022/9/20 钠离子电池材料成本拆解 原辅料名称 单位 单价（元） 单耗（Ah）*1000 成本（元/Ah） NaFeMO2 Kg 55 11.36 0.625 PVDF Kg 176.99 0.3 0.0532 SP Kg 88.5 0.42 0.0376 NMP Kg 43.19 10.66 0.0921 铝箔 Kg 24.78 3.88 0.096 硬碳 Kg 44.25 6.06 0.268 CMC Kg 75.22 0.09 0.0067 SBR Kg 44.25 0.32 0.0141 去离子水 Kg 1.77 5.59 0.0099 铜极耳 对 1.37 105.26 0.1444 铝极耳 隔膜 m2 0.84 101.59 0.0854 铝塑膜 m2 20.8 9.32 0.1939 电解液 Kg 103 7.22 0.618 合计 2.244 目前钠离子电池放大后的原材料成本在0.7-0.8元/Wh左右，专家估计量产CuFeMn基钠离子电池材料成本在0.26元/Wh左右，制造成 本0.1元/Wh。目前钠离子电池层状氧化物正极材料对外报价在25万左右，普鲁士蓝类正极材料理论价格可以做到3万元/吨，磷酸钒 钠可以做到5万元/吨，负极材料硬碳价格在10万元/吨以上（远期可以做到2万元/吨），无烟煤在一万元/吨左右。目前钠离子电池的 报价是2.5元/Wh(层状氧化物，中试级别)，到明年能到1.6元/Wh（基于80%良率）。 材料 单位 单耗(Wh） 单价-当下（元） 单价-远期（元） 正极材料 Kg 2.7 200 40 负极材料 Kg 1.5 150 25 电解液 Kg 1.8 72 25 隔膜 m2 30.0 1.46 1.46 集流体（铝箔） Kg 0.7 40 40 其他材料 合计 钠电池与锂电池成本对比 正极材料 负极材料 电解液 隔膜 钠离子电池成本 26% 16% 26% 18% 锂离子电池成本 43% 11% 15% 13% 钠离子电池成本 0.18 0.11 0.18 0.13 锂离子电池成本 0.43 0.11 0.15 0.13 成本（元/Wh） 单耗(Wh) 0.2083 3.7867 0.0177 0.1000 0.0125 0.1400 0.0307 3.5533 0.032 1.2933 0.0893 2.0200 0.0022 0.0300 0.0047 0.1067 0.0033 1.8633 0.0481 35.0867 0 0.0285 33.8633 0.0646 3.1067 0.206 2.4067 0.7481 0 成本- 当下（元/Wh） 成本-远期（ 元/Wh） 0.54 0.11 0.23 0.04 0.13 0.05 0.04 0.04 0.03 0.03 0.1 0.08 1.07 0.34 集流体 其他 4% 10% 1 13% 5% 1 0.03 0.07 0.70 0.13 0.05 1.00 目前钠离子电池放大后的原材料成本在0.7-0.8元/Wh左右，专家估计量产CuFeMn基钠离子电池材料成本在0.26元/Wh左右，制造成 本0.1元/Wh。目前钠离子电池层状氧化物正极材料对外报价在25万左右，普鲁士蓝类正极材料理论价格可以做到3万元/吨，磷酸钒 钠可以做到5万元/吨，负极材料硬碳价格在10万元/吨以上（远期可以做到2万元/吨），无烟煤在一万元/吨左右。目前钠离子电池的 报价是2.5元/Wh(层状氧化物，中试级别)，到明年能到1.6元/Wh（基于80%良率）。 返回目录 更新日期：2022/9/20 钠离子电池市场空间：2027年国内市场将达到582亿元 2021 2022E 2023E 2024E 低能量密度电动乘用车 中国乘用车销量（万辆） 2048.6 2089.6 2214.9 2325.7 新能源车渗透率 14.59% 27.28% 36.00% 45.00% 磷酸铁锂占比 51% 50% 50% 50% 平均单车带电（KWh） 39 41 43 44 总带电量（GWh） 59.5 116.9 171.4 230.2 国内钠电池渗透率 1% 1% 国内钠电池装机量（GWh） 0.9 2.3 海外乘用车销量（万辆） 312.3 387.7 514.7 684.5 新能源车渗透率 5.89% 7.60% 9.97% 12.96% 磷酸铁锂占比 0% 15% 25% 30% 平均单车带电（KWh） 42.9 45.1 47.3 48.4 总带电量（GWh） 0.0 2.0 6.1 12.9 海外钠电池渗透率 海外钠电池装机量（GWh） 全球钠电池装机量（GWh） 0.9 2.3 单价（元/Wh） 0.7 0.6 钠电池对应市场空间（亿元） 6.0 13.8 电动两轮车 国内电动两轮车销量（万辆） 4100 4510 4961 5457.1 平均单车带电（KWh） 0.72 0.72 0.72 0.72 总带电量（GWh） 29.5 32.5 35.7 39.3 钠电池渗透率 1% 3% 5% 钠电池装机量（GWh） 0.3 1.1 2.0 单价（元/Wh） 0.8 0.7 0.6 钠电池对应市场空间（亿元） 2.6 7.5 11.8 储能电池 国内储能电池需求（GWh） 24.0 23.6 29.3 39.8 海外储能电池需求（GWh） 42.3 76.4 150.7 230.2 全球储能电池需求（GWh） 66.3 100 180 270 钠电池渗透率 1% 3% 5% 钠电池装机量（GWh） 1.0 5.4 13.5 单价（元/Wh） 0.8 0.7 0.6 钠电池对应市场空间（亿元） 8.0 37.8 81.0 电动工具 电动工具装机量（GWh） 16.3 17.9 19.7 21.7 钠电池渗透率 1% 3% 钠电池装机量（GWh） 0.2 0.7 单价（元/Wh） 0.7 0.6 钠电池对应市场空间（亿元） 1.4 3.9 总计市场空间（亿元） 52.7 110.5 yoy 110% 2025E 2026E 2027E 2442.0 2564.1 2692.3 55.00% 58.00% 60.00% 50% 50% 50% 45 46 47 302.2 342.0 379.6 2% 4% 7% 6.0 13.7 26.6 904.6 1176.0 1528.9 16.74% 20.00% 23.00% 35% 35% 35% 49.5 50.6 51.7 26.2 41.7 63.6 1% 3% 5% 0.3 1.2 3.2 6.3 14.9 29.8 0.5 0.5 0.5 31.5 74.7 148.8 6002.8 6603.1 7263.4 0.72 0.72 0.72 43.2 47.5 52.3 15% 30% 50% 6.5 14.3 26.1 0.5 0.5 0.5 32.4 71.3 130.7 57.8 86.8 130.2 347.2 468.7 632.7 405 555.4 762.8 15% 30% 45% 60.8 166.6 343.3 0.5 0.5 0.5 303.8 833.1 1716.4 23.9 26.3 28.9 5% 15% 30% 1.2 3.9 8.7 0.5 0.5 0.5 6.0 19.7 43.3 373.7 998.8 2039.2 238% 167% 104% 返回目录 更新日期：2022/9/20 钠离子电池发展历程 海外钠离子电池研究进展 国家 公司/机构 钠电池产品 美国 Natron Energy公司对称水系电池,高倍率普鲁士蓝正极 英国 Faradion公司 软包钠电池； Ni基层状氧化物正极；硬碳负极 法国 NAIADES计划团体元组钠电池；氟磷钒酸钠正极；硬碳负极 瑞典 ALTRIS公司 普鲁士白正极 日本 丰田 正极材料岸田化学 过渡金属氧化物正极；电解质 澳大利亚 卧龙岗大学 普鲁士蓝正极；硬碳负极 国内钠电领域企业布局 公司/机构 国家 电池体系 能量密度 宁德时代 中国 普鲁士蓝和（或）层状金属氧化物/硬碳体系 160Wh/kg 中科海钠 中国 Cu层状氧化物/软碳，有机电解液 150Wh/kg 星空钠电 中国 钠创新能源 中国 Ni层状氧化物/硬碳软包电池 120Wh/kg 鹏辉能源 中国 磷酸钒钠+普鲁士蓝/硬碳体系 传艺科技 中国 层状氧化物和硫酸盐体系/硬碳 140Wh/kg 维科技术 中国 层状氧化物/硬碳软包电池 欣旺达 中国 众钠科技 中国 聚阴离子）/硬碳体系 山东章鼓 中国 磷酸钒钠/镍锰酸锂聚阴离子钠电池 普钠新能源 中国 聚阴离子类 恩耐吉 中国 聚阴离子类 珈钠能源 中国 聚阴离子类/生物质硬碳 华钠新材 中国 普鲁士蓝/硬碳体系 浙江超钠 中国 普鲁士蓝体系 上海瀚奇 中国 普鲁士蓝体系 贲安能源 中国 水系电池；普鲁士蓝/钛酸盐 钠方新能源 中国 层状氧化物/硬碳软包电池 苏州星恒 中国 层状氧化物 振华新材 中国 层状氧化物 120-130Wh/kg 多氟多 中国 循环寿命 最近进展 2021年7月29日发布钠离子电池，各性能指标接近磷酸铁锂，定位 与锂电池互补，与磷酸铁锂一同整合进动力电池系统。将于2023年 基本建成产业链 2C倍率下4500循环 ，容量保持率83% 推出首量钠离子电池（72V 80Ah)驱动的低速电动车；2019年建立 了首座30kW/100kWh钠离子电池储能站；2021年6月28日，全球首 套1MWh钠离子电池光储充智能微网系统投入运行 循环1000次后，容 量保持率94.6% 建成首个钠离子电池生产线，已经量产 与现有锂离子电池生产工艺兼容；成本优势不明显，有机体系存在 安全隐患。 已有钠电池样品，6月份进行中试，预计年底前批量生产 预计年底中试线投产，明年4月一期2GWh投产，后续二期规划 8GWh 与钠创合作，明年投产1GW，远期规划10GW 公司提出拥有储备钠离子电池补钠的方法及钠离子电池发明专利技 术 专注低成本硫酸铁钠基，已有15Ah软包样品，工作电压3.7V 1000+ 焦磷酸铁钠产品，目前正处于中试阶段 预计今年年底批量生产，年产量700吨，可满足260兆瓦时 正处于小中试阶段，具备初期产业化、十公斤级的产品制备实力 拥有普鲁士蓝与LFP混合专利，美联新材战略投资，即将进行500吨 级别中试 小试 中试，未来三年规划达1GWh,5年达10万吨级，满足40GWh需求 与振华签订合作协议，已收到多个客户样品及量产订单 深度绑定海钠，产能初期规划1GWh，预计明年或今年年底投产 2-3k 规划了2000吨级六氟磷酸钠，拥有1GWh动力钠电生产线，今年年 底投产千吨级六氟磷酸钠 返回目录 更新日期：2022/9/20 碳酸锂、碳酸钠价格对比 元/吨 元/吨 Wind 您已达到允许的最大指标提取数，请稍后再使用！ 指标名称 价格:碳酸锂 99.5%电:国产: 季:平均值 和邦生物:平均 价格:碳酸钠:累 计值 2016-03 0.00 1,167.76 2016-06 0.00 1,159.40 2016-09 0.00 1,121.99 2016-12 0.00 1,173.14 2017-03 0.00 1,705.43 2017-06 137,918.60 1,488.67 2017-09 150,430.77 1,498.56 2017-12 166,516.67 1,604.25 2018-03 155,542.37 1,509.29 2018-06 136,941.67 1,561.41 2018-09 96,984.38 1,541.03 2018-12 78,966.67 1,575.65 2019-03 78,525.86 1,590.78 2019-06 76,475.00 1,603.36 2019-09 65,840.00 1,566.06 2019-12 55,663.93 1,551.91 2020-03 48,791.38 1,340.77 2020-06 44,033.90 1,271.10 2020-09 40,015.15 1,255.17 2020-12 44,116.67 1,296.94 2021-03 74,758.62 1,351.42 2021-06 88,900.00 1,510.49 2021-09 110,140.63 1,711.30 2021-12 210,057.38 1,904.62 2022-03 422,034.48 2,245.52 2022-06 471,152.54 2,377.64 2022-09 482,246.15 2,430.89 2022-12 548,321.43 0.00 返回目录 更新日期：2022/9/20 名义产能（GWh） 20222023E 有效产能（GWh） 20222023E 宁德时代 10 宁德时代 5 中科海钠 1 4 中科海钠 0.4 3 传艺科技 4.5 传艺科技 3 维科技术 2 维科技术 1 华阳股份 1 华阳股份 1 合计 1 21.5 0.4 13 （可能有2GWh外协产能增量）