钠离子电池初探：从储能走向动力.pdf

行业 报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 1 汽车 证券 研究报告 2021 年 08 月 04 日 投资 评级 行业 评级 强于大市 (维持 评级 ) 上次评级 强于大市 作者 于特 分析师 SAC 执业证书编号： S1110521050003 资料 来源： 贝格数据 相关报告 1 汽车 -行业点评 :特斯拉 Q2 业绩创 新高，产业链持续超预期 2021-08-02 2 汽车 -行业研究周报 :宁德时代正式 发布钠离子电池 汽车行业周报 （ 2021.7.26-2021.8.1） 2021-08-02 3 汽车 -行业投资策略 :一文看透汽车 景气现状 2021-07-27 行业走势图 钠离子电池初探：从储能走向动力 什么是钠离子电池 原理与结构 钠离子电池的产业化应用速度不及锂离子电池，但近年来学术研究和产业应 用的热度持续上升 。 钠离子电池与锂离子电池均属于二次电池，其工作原理 相近 。与锂离子电池相同，钠离子电池的构成同样主要包括正极、负极、隔 膜、电解液和集流体等，但在材料选择上存在较大差异。钠离子电池的工艺 和 产线 均 与锂离子电池类似。从产品封装形态上看，钠离子电池也 与 锂离子 电池类似，同样可分为圆柱、软包和方形硬壳三大类。 为什么选择钠离子电池 特性与优势 钠资源的丰度远高于锂元素，全球分布均匀，价格低廉且稳定，无发展瓶颈。 由于钠易获取 且 价格低廉，钠电池的负极集流体可以使用铝箔而非锂电池需 要使用的铜箔 ， 钠离子电池具有很大的潜在价格优势 。钠离子电池的材料成 本与锂离子电池相比有 30%-40%的下降空间。 随着研究的不断深入，钠离子 电池的潜在优势被不断发掘 ， 尤其是高、低温下性能优异以及较高的安全性， 为钠离子电池在储能和动力领域的应用奠定了良好的基础。 钠离子电池怎么样 现状与前景 全球钠离子电池产业化的进程目前尚处于导入期；从产品参数上看，我国处 于领先地位。 基于钠离子电池和锂离子电池相似的工作原理、结构和生产制 造工艺等，二者的成本结构也基本相同。目前钠离子电池初步应用于储能和 低速动力领域，随着宁德时代第一代钠离子电池以及 AB 电池系统解决方案 的 推出，钠离子电池有望进一步拓展应用场景，从储能走向动力。 与锂离子 电池类似，钠离子电池产业链也主要包括上游的原材料、中游的电芯及电池 以及下游的应用。与锂离子电池产业链的主要差异 则 表现在上游正、负极材 料以及中游电池厂的技术能力。 投资建议 我们认为，随着技术逐步走向成熟，应用场景不断拓展，未来钠离子电池或 从储能逐步走向动力，并以其低成本和高性能对铅酸电池、磷酸铁锂电池实 现替代。此外，钠离子电池的原料不同于锂，资源丰富且分布均匀，发展钠 离子电池技术路线有助于维持动力电池终端价格稳定，且随着钠离子电池的 应用，成本存在进一步下降的空间，下游的整车厂或因此受益。建议关注在 钠离子电池技术上深度布局的公司【 宁德时代、欣旺达 】等，建议关注持股 钠离子电池企业的公司【 华阳股份、浙江医药 】等，建议关注或因为钠离 子电池技术路线发展而受益的整车厂【 长城汽车（ A+H） 、吉利汽车（ H）、 长安汽车、上汽集团、广汽集团、小鹏汽车（ H） 】等。 风险 提示 ： 钠离子电池技术发展不及预期、钠离子电池产业化进程不及预期、 下游产业景气度不及预期 。 -4% 2% 8% 14% 20% 26% 32% 38% 2020-08 2020-12 2021-04 汽车 沪深 300 行业 报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 2 内容目录 1. 什么是钠离子电池 原理与结构 . 4 1.1. 发展历程 . 4 1.2. 工作原理 . 4 1.3. 主要材料 . 5 1.4. 生产工艺 . 6 2. 为什么选择钠离子电池 特性与优势 . 7 2.1. 钠元素的资源丰富且分布广泛 . 7 2.2. 钠离子电池的理论成本更低 . 8 2.3. 钠离子电池在低温及安全性能等方面有优势 . 8 3. 钠离子电池怎么样 现状与前景 . 9 3.1. 产业现状 . 9 3.2. 成本分析 . 10 3.3. 应用前景 . 12 3.4. 产业链分析 . 13 4. 投资建议 . 15 5. 风险提示 . 15 图表目录 图 1：钠离子电池与锂离子电池的发展历程 . 4 图 2：钠离子电池的学术研究快速增加 . 4 图 3：钠离子电池的 “ 摇椅式 ” 工作原理 . 5 图 4：各金属离子电荷载体的化学特性 . 5 图 5：宁德时代通过电荷重排设计的钠离子电池正极材料 . 6 图 6：宁德时代钠离子电池负极使用的改性后的硬碳材料 . 6 图 7：钠离子电池 生产线原理示意图 . 6 图 8：全球锂资源分布图 . 7 图 9： 2020 年以来国内电池级碳酸锂单价（单位：元 /吨） . 7 图 10：钠离子电池和锂离子电池对比 . 8 图 11：宁德时代第一代钠离子电池与磷酸铁锂电池性能对比 . 9 图 12：全球 钠离子电池产业化布局 . 10 图 13： 2020 年钠离子电芯成本分解 . 10 图 14： 2020 年钠离子电芯原材料成本分解 . 10 图 15：中科海钠的钠离子电池应用领域 . 12 图 16：宁德时代的 AB 电池解决方案 . 13 图 17：钠离子电池产业链 . 13 表 1：钠离子电池和锂离子电池主要材料比较 . 6 表 2：钠资源与锂资源对比 . 8 行业 报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 3 表 3：钠离子电池的性能优势 . 8 表 4：全球钠离子电池公司及产品情况 . 9 表 5：基于铜铁锰层状氧化物正极材料的 NaCP10/64/105 软包钠离子电池 BOM 成本 . 11 表 6：基于普鲁士白类正极材料的 NaCP10/64/105 软包钠离子电池 BOM 成本 . 11 表 7：基于镍铁锰层状氧化物正极材料的 NaCP10/64/105 软包钠离子电池 BOM 成本 . 12 表 8：钠离子电池产业链相关公司 . 14 行业 报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 4 1. 什么是钠离子电池 原理与结构 1.1. 发展历程 钠离子电池的研发起步较早，产业化应用的速度不及锂离子电池，但近年来学术研究和产 业应用的热度持续上升。 1979 年法国的 Armand 提出了“摇椅式电池”的概念，开启了锂离子和钠离子电池的研究。 到 20 世纪 80 年代后期，锂离子电池得到了快速地发展和应用，其标志为 1991 年 SONY 公司成功进行了商业化应用。 2010 年以后，中美日韩各国开始引领锂离子电池在动力领域 的发展。近年来，锂离子电池在消费、动力和储能三大类领域得到了广泛的应用。 而从 20 世纪 80 年代开始，钠离子电池的研究一直进展缓慢和停滞。直到 2000 年，硬碳 负极材料的发现才使得钠离子电池迎来了转折。到 2010 年前后，钠离子电池的相关学术 研究快速增加。到 2020 年，全球已有二十多家企业致力于钠离子电池的研发，意味着钠 离子电池正在逐步走向产业化应用。 图 1： 钠离子 电池 与锂离子电池的 发展历程 资料来源： 胡勇胜等 钠离子电池科学与技术、 刘焱等 锂离子动力电池现状及发展趋势、凤凰网、天风证券研究所 图 2： 钠离子电池的学术研究快速增加 资料来源： 中科海钠官网、天风证券研究所 1.2. 工作原理 钠离子电池与锂离子电池均属于二次电池，其工作原理都是“摇椅式”。 钠离子电池在充电时， Na+从正极脱出，经电解液横穿隔膜嵌入负极，使正极处于高电势 的贫钠态，负极处于低电势的富钠态；放电过程则与之相反， Na+从负极脱出，经电解液 穿过隔膜嵌入正极材料中，使正极恢复到富钠态。理想的充放电情况下， Na+在正负极材 料间的嵌入和脱出不会破坏材料的晶体结构，充放电过程发生的电化学反应是高度可逆的。 行业 报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 5 图 3： 钠离子电池的“摇椅式”工作原理 资料来源： 中科海钠官网、天风证券研究所 以锂离子 4.5V 的电压窗口为基准，钠离子的电压窗口可达 4.2V，相对较宽，可实现达到 相对较高的能量密度，适合作为电荷载体。但钠离子的质荷比和离子半径都比锂离子大， 因而钠离子电池的质量能量密度和体积能量密度理论上均不及锂离子电池。且钠离子半径 较大，这意味着在电池的运行过程中，钠离子在材料中的嵌入和脱出，对材料的结构稳定 性和动力学提出了更高的要求。 图 4： 各金属离子电荷载体的化学特性 资料来源： 胡勇胜等 钠离子电池科学与技术、天风证券研究所 1.3. 主要 材料 与锂离子电池相同，钠离子电池的构成同样主要包括正极、负极、隔膜、电解液和集流体 等，但在材料选择上二者存在较大差异。 正极材料 ： 由于离子特性的差异，直接将锂离子电池电极材料中的锂换成钠并不合适， 因此寻找适合钠离子电池的电极材料是锂离子电池走向实用化的关键。目前具有潜在 商业化价值的有普鲁士白和层状氧化物两类材料，克容量可达 160mAh/g，与现有的 锂离子电池正极材料相当。 负极材料： 不同于锂离子，在碳酸酯 电解质中不易实现石墨储钠，因此钠离子电池的 产业化也需要寻求新的负极材料。宁德时代开发了能够让大量的钠离子存储和快速通 行业 报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 6 行、具有独特孔隙结构的硬碳材料，克容量可达 350mAh/g 以上，具备优异的循环性 能，整体性能指标与锂电池的石墨相当。 电解质： 由于钠离子电池和锂离子电池的工作机理以及电解液体系相近，因此钠电池 电解液的开发可以遵循锂离子电池的经验和思路；但同样需要针对钠离子的自身特点 开展研究和开发。 隔膜： 可以借鉴锂离子电池相对成熟的体系。 集流体： 因为低温下锂和铝会发生合金化反应，因此锂离子电池通常正极集流体 选择 铝箔，负极集流体则选择铜箔；而钠离子电池正负极均可以选择成本较低的铝箔。 表 1： 钠离子电池和锂离子电池主要材料比较 锂离子电池 钠离子电池 正极材料 磷酸铁锂 镍钴锰锂 层状氧化物类 普鲁士白类 负极材料 石墨 无定形碳 电解质 六氟磷酸锂 钠盐阴离子（六氟磷酸锂钠等） 隔膜 PP/PE PP/PE 集流体 正极铝箔 负极铜箔 铝箔 资料来源： OFweek、宁德时代钠离子电池发布会、 胡勇胜等 钠离子电池科学与技术、天风证券研究所 图 5： 宁德时代通过电荷重排设计 的 钠离子电池正极材料 图 6： 宁德时代钠离子电池负极使用的改性后的硬碳材料 资料来源： 宁德时代钠离子电池发布会、天风证券研究所 资料来源： 宁德时代钠离子电池发布会、天风证券研究所 1.4. 生产工艺 钠离子电池的生产工艺可以参照锂 离子电池，生产线也与锂离子电池类似。 图 7： 钠离子电池生产线原理示意图 资料来源： 胡勇胜等 钠离子电池科学与技术、天风证券研究所 行业 报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 7 差异之处主要在于钠离子电池可以采用铝箔作为负极集流体，因此正、负极的极耳可以相 同，极耳相关的生产工序可以更加简化。 从产品封装形态上看，钠离子电池也锂离子电池类似，同样可分为圆柱、软包和方形硬壳 三大类。 2. 为什么选择钠离子电池 特性与优势 2.1. 钠元素的资源丰富且分布广泛 钠资源的丰度远高于锂 元素，全球分布均匀，价格低廉且稳定，无发展瓶颈。 锂元素地壳中的含量只有 0.0065%，且资源分布不均匀， 70%的锂分布在南美洲地区。如果 按照锂电池现在的发展速度，暂不考虑回收，锂电池的应用将很快受到锂资源的严重限制。 图 8： 全球锂资源分布图 资料来源： 中科海钠官网、天风证券研究所 随着锂 离子电池在消费、动力和储能三大领域快速应用，锂离子电池的生产制造达到了空 前规模，并且各大锂电池生产商都在不断的扩大其产能，这导致 2021 年以来锂资源需求 紧张，价格大幅上涨。 图 9： 2020 年以来国内电池级碳酸锂单价（单位：元 /吨） 资料来源： wind、天风证券研究所 行业 报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 8 而钠资源非常丰富，其在地壳中的丰度位于第 6 位，且是钠分布于全球各地，完全不受资 源和地域的限制，所以钠离子电池相比锂离子电池有非常大的资源优势。此外，由于钠易 获取 且 价格低廉，所以钠离子电池也具有很大的潜在价格优势。 表 2： 钠资源与锂资源对比 地壳丰度 分布 价格（元 /kg） 钠 2.75% 全球 2 锂 0.0065% 75%在美洲 150 资料来源： 中科海钠官网、天风证券研究所 2.2. 钠离子电池的理论成本更低 钠离子电池的材料成本与锂离子电池相比有 30%-40%的下降空间。 由于钠资源价格远低于锂资源，大大降低了钠离子电池正极材料的价格。此外，钠电池的 负极集流体可以使用铝箔而非锂电池需要使用的铜箔，进一步降低了钠离子电池的成本。 据中科海钠测算，钠离子电池（ NaCuFeMnO/软碳体系）的材料成本与锂离子电池（磷酸 铁锂 /石墨体系）相比有 30%-40%的下降空间。 图 10： 钠离子电池和锂离子电池对比 资料来源： 中科海钠官网 、天风证券研究所 2.3. 钠离子电池在低温及安全性能等方面有优势 随着研究的不断深入，钠离子电池的潜在优势被不断发掘。尤其是高、低温下性能优异以 及较高的安全性，为钠离子电池在储能和动力领域的应用奠定了良好的基础。 表 3： 钠离子电池的性能优势 性能优势 主要表现 高、低温性能优异 高低温测试均显示出较高的容量保持率 安全性高 过充、过放、短路、针刺、挤压等测试不起火、不爆炸 兼容已有锂电设备 钠离子电池和锂离子 电池有相似的工作原理和电池结构 双极性电池 铝集流体两侧分别涂布正、负极，可提高能量密度和单体电芯电压 钠离子溶剂化能低 比锂离子更易脱溶剂化，界面反应动力学更好 低盐浓度电解液 低盐浓度电解液具有较高的电导率 资料来源： 胡勇胜等 钠离子电池科学与技术、天风证券研究所 宁德时代发布的第一代钠离子电池，电芯单体能量密度已经达到了 160Wh/kg；常温下充 电 15 分钟电量达到 80%，具备了快充能力； -20 C 低温环境，有 90%以上的放电保持率； 系统集成效率可以达到 80%以上；热稳定性优异，超越了国家动力电池强标的安全要求。 总体而言，其第一代钠离子电池的能量密度略低于目前的磷酸铁锂电池，但是，在某些性 能表现上，特别是低温性能和快充方面，具有明显的优势，特别适用于高寒地区高功率应 用场景。 行业 报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 9 图 11： 宁德时代第一代钠离子电池与磷酸铁锂电池性能对比 资料来源： 宁德时代钠离子电池发布会、天风证券研究所 3. 钠离子电池怎么样 现状与前景 3.1. 产业现状 从目前全球钠离子电池产业化的进程来看，目前尚处于导入期；从产品参数上看，我国处 于领先地位。 目前，国内外已有超过二十家企业正在进行钠离子电池产业化的相关布局，并取得了重要 进展，主要包括英国 FARADION 公司、法国 NAIADES 计划团体、美国 Natron Energy 公司、 日本岸田化学、丰田、松下、三菱化学，以及我国的宁德时代、北京中科海钠、浙江钠创 新能源、辽宁星空钠电等。 表 4： 全球 钠离子电池 公司及产品情况 公司 体系 产品主要性能指标 英国 FARADION Ni 基层状氧化物 /硬碳体系 10 Ah 软包电池 能量密度达到 140 Wh/kg 电池平均工作电压 3.2 V 在 80%DOD 下的循环寿命预测可超过 1000 次 美国 Natron Energy 普鲁士蓝对称水系 2 C 倍率下的循环寿命达到了 10000 次 但体积能量密度仅为 50 W h/L 法国 NAIADES 氟磷酸钒钠 /硬碳体系 1 Ah 钠离子 18650 电池 工作电压达到 3.7 V 能量密度 90 Wh/kg 1 C 倍率下的循环寿命达到了 4000 次 钠创新能源 Ni 基层状氧化物 /硬碳体系 软包电芯能量密度为 100 120 Wh/kg 循环 1000 次后容量保持率超过 92%。 中科海钠 Cu 基层状氧化物 /煤基碳材料体系 能量密度超过 135 Wh/kg 电池平均工作电压 3.2 V 在 3 C/3 C、 100%DOD 循环 1000 次后容量保持率 91% 宁德时代 普鲁士白 /硬碳体系 电芯单体能量密度高达 160Wh/kg 常温下充电 15 分钟，电量可达 80%以上 在 -20 C 低温环境中拥有 90%以上的放电保持率 资料来源：中国储能网、宁德时代官网、天风证券研究所 行业 报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 10 图 12： 全球钠离子电池产业化布局 资料来源： 中国储能网、天风证券研究所 3.2. 成本分析 基于钠离子电池和锂离子电池相似的工作原理、结构和生产制造工艺等，二者的成本结构 也基本相同，主要包括原材料成本、制造成本（包括人工成本、厂房、设备、能源、质量 /环境成本等）、管理费用及资金使用成本等。 根据胡勇胜博士等测算，以 NaCP10/64/165 软包电池为例，在 2020 年大致成本构成中原 材料占比约为 60%，其余成本占比约 40%。在原材料成本中，正极、负极材料（包括导电 剂、黏结剂和铝箔）、电解液和隔膜分别占比约 32%、 10%、 18%和 15%，剩余的 25%为包括 外壳组件、极耳等其他装配部件。据此，对于 NaCP10/64/165 软包电池，胡勇胜博士等核 算正极分别为铜铁锰层状氧化物、普鲁士白类和镍铁锰层状氧化物时的 BOM 成本分别为 0.26 元 /Wh、 0.26 元 /Wh 和 0.31 元 /Wh。 图 13： 2020 年钠 离子电芯成本分解 图 14： 2020 年钠离子电芯原材料成本分解 资料来源： 胡勇胜等 钠离子电池科学与技术、天风证券研究所 资料来源： 胡勇胜等 钠离子电池科学与技术、天风证券研究所 正极材料： 正极材料的成本直接决定电池的成本。钠离子电池的各种正极材料当前的 预计成本为：铜铁锰层状氧化物为 28.8 元 /kg，普鲁士白类为 26.4 元 /kg，镍铁锰层 状氧化物为 42.4 元 /kg。 负极材料： 钠离子电池负极材料一般为硬碳、软碳、复合碳等无定形碳材料。目前国 内市场上无定形碳的成本为 8-20 万元 /t，而中科海钠体系中负极所用的煤基无定形碳 材料成本预计低于 1.5 万元 /t。 电解液： 钠离子电池电解质盐一般为 NaPF6，电解液合成方法与 LiPF6 基本相同，但 电解液盐浓度会更低；溶剂一般为 EC、 DMC、 EMC、 DEC 和 PC 等溶剂组成的二元或 多元混合溶剂体系。目前国产锂离子电池电解液主流成本为 3-5 万元 /t，钠离子电池 电解液规模化供应后与锂离子电池相比成本会更低。 隔膜： 目前常用的隔膜主要为 PP、 PE、 PP/PE 以及 PP/PE/PP 隔膜、陶瓷隔膜、涂胶 行业 报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 11 隔膜等。目前规模化生产的隔膜孔径均远大于钠离子的溶化剂半径，满足钠离子电池 的使用需求。目前国内 7m 厚度的主流湿法隔膜成本为 1.8-2.1 元 /m2，干法双拉隔 膜成本约为 0.8-1.2 元 /m2，使用陶瓷隔膜成本则会高 50%以上。 集流体： 锂离子电池负极只能使用铜箔，而钠离子电池负极可以使用铝箔作为集流体。 目前市场上电池级别铜箔成本（ 80-90 元 /kg）约为电池级铝箔成本（ 24-30 元 /kg） 的 3 倍。 极耳： 钠离子电池正负极均可以使用铝极耳，相比较锂离子电池的铜镀镍极 耳或镍极 耳成本有所降低；且铝极耳焊接工艺更简单，也可以降低部分制造成本。 表 5： 基于铜铁锰层状氧化物正极材料的 NaCP10/64/105 软包钠离子电池 BOM 成本 序号 材料名称 单位 用量 单价 单位 理论成本 成本比例 1 铜铁锰层状氧化物 kg 0.0469 28.80 RMB/kg 1.3500 27.48% 2 无定形碳 kg 0.0216 15.00 RMB/kg 0.3240 6.60% 3 正极黏结剂 kg 0.0015 115.00 RMB/kg 0.1730 3.52% 4 负极黏结剂 kg 0.0009 45.00 RMB/kg 0.0409 0.83% 5 正极导电炭 kg 0.0015 60.00 RMB/kg 0.0902 1.84% 6 负极导电炭 kg 0.0002 60.00 RMB/kg 0.0136 0.28% 7 NMP kg 0.0269 15.00 RMB/kg 0.2015 4.10% 8 正极铝箔 kg 0.0060 23.50 RMB/kg 0.1414 2.88% 9 负极铝箔 kg 0.0066 23.50 RMB/kg 0.1548 3.15% 10 隔膜 m2 0.6646 1.30 RMB/m2 0.8640 17.59% 11 高温绝缘胶带 卷 0.0360 2.50 RMB/卷 0.0900 1.83% 12 极耳 pcs 2.0000 0.30 RMB/pcs 0.6000 12.21% 13 铝塑膜 kg 0.0103 26.00 RMB/kg 0.2691 5.48% 14 电解液 kg 0.0300 20.00 RMB/kg 0.6000 12.21% 合计 RMB 4.9125 100.00% 单位能量成本 RMB/Wh 0.26 资料来源： 胡勇胜等 钠离子电池科学与技术、天风证券研究所 表 6： 基于普鲁士白类正极材料的 NaCP10/64/105 软包钠离子电池 BOM 成本 序号 材料名称 单位 用量 单价 单位 理论成本 成本比例 1 普鲁士白类 kg 0.0429 26.50 RMB/kg 1.1357 23.19% 2 无定形碳 kg 0.0216 15.00 RMB/kg 0.3240 6.62% 3 正极黏结剂 kg 0.0024 115.00 RMB/kg 0.2738 5.59% 4 负极黏结剂 kg 0.0009 45.00 RMB/kg 0.0409 0.84% 5 正极导电炭 kg 0.0024 60.00 RMB/kg 0.1429 2.92% 6 负极导电炭 kg 0.0002 60.00 RMB/kg 0.0136 0.28% 7 NMP kg 0.0397 15.00 RMB/kg 0.2976 6.08% 8 正极铝箔 kg 0.0057 23.50 RMB/kg 0.1347 2.75% 9 负极铝箔 kg 0.0063 23.50 RMB/kg 0.1477 3.02% 10 隔膜 m2 0.6357 1.30 RMB/m2 0.8264 16.88% 11 高温绝缘胶带 卷 0.0360 2.50 RMB/卷 0.0900 1.84% 12 极耳 pcs 2.0000 0.30 RMB/pcs 0.6000 12.25% 13 铝塑膜 kg 0.0103 26.00 RMB/kg 0.2691 5.50% 14 电解液 kg 0.0300 20.00 RMB/kg 0.6000 12.25% 合计 RMB 4.8965 100.00% 单位能量成本 RMB/Wh 0.26 资料来源： 胡勇胜等 钠离子电池科学与技术、天风证券研究所 行业 报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 12 表 7： 基于镍铁锰层状氧化物正极材料的 NaCP10/64/105 软包钠离子电池 BOM 成本 序号 材料名称 单位 用量 单价 单位 理论成本 成本比例 1 镍铁锰层状氧化物 kg 0.0462 42.40 RMB/kg 1.9569 35.55% 2 无定形碳 kg 0.0216 15.00 RMB/kg 0.3240 5.89% 3 正极黏结剂 kg 0.0015 115.00 RMB/kg 0.1703 3.09% 4 负极黏结剂 kg 0.0009 45.00 RMB/kg 0.0409 0.74% 5 正极导电炭 kg 0.0017 60.00 RMB/kg 0.1037 1.88% 6 负极导电炭 kg 0.0002 60.00 RMB/kg 0.0139 0.25% 7 NMP kg 0.0303 15.00 RMB/kg 0.2269 4.12% 8 正极铝箔 kg 0.0057 23.50 RMB/kg 0.1347 2.45% 9 负极铝箔 kg 0.0063 23.50 RMB/kg 0.1477 2.68% 10 隔膜 m2 0.6357 1.30 RMB/m2 0.8264 15.01% 11 高温绝缘胶带 卷 0.0360 2.50 RMB/卷 0.0900 1.64% 12 极耳 pcs 2.0000 0.30 RMB/pcs 0.6000 10.90% 13 铝塑膜 kg 0.0103 26.00 RMB/kg 0.2691 4.89% 14 电解液 kg 0.0300 20.00 RMB/kg 0.6000 10.90% 合计 RMB 5.5045 100% 单位能量成本 RMB/Wh 0.31 资料来源： 胡勇胜等 钠离子电池科学与技术、天风证券研究所 3.3. 应用前景 目前钠离子电池初步应用于储能和低速动力领域 ， 随着宁德时代第一代钠离子电池以及 AB 电池系统解决方案的推出，钠离子电池有望进一步拓展应用场景，从储能走向动力。 由于钠离子电池具有原料资源丰富、成本低、环境友好、高低温下性能表现好以及安全性 好等优势，目前已被初步运用于储能和低速动力领域，未来有望逐步在储能、低速两轮车 和低速电动车领域逐步取代铅酸电池和磷酸铁锂电池。 图 15： 中科海 钠 的钠离子电池应用领域 资料来源： 中科海 钠 官网、天风证券研究所 宁德时代第一代钠离子电池发布会上提出的 AB 电池解决方案，将钠离子电池与锂离子电 池的集成混合共用，按一定的比例和排列进行混搭、串联、并联和集成，通过 BMS 的精准 算法进行不同电池体系的均衡控制，既弥补了钠离子电池在现阶段的能量密度短板，也发 行业 报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 13 挥出了它高功率、低温性能的优势。以此系统结构创新为基础，为锂钠电池系统拓展更多 应用场景。 图 16： 宁德时代的 AB 电池解决方案 资料来源： 宁德时代钠离子电池发布会、 天风证券研究所 宁德时代 AB 电池解决方案的发布，拓展了钠离子电池的应用场景；且宁德时代宣布下一 代钠离子电池得能量密度可以达到 200Wh/kg，进一步解决了钠离子电池能量密度较低的 问题，使得钠离子电池有望从储能走向动力，应用在电动汽车上。而 据钛媒体报道称， 集 度汽车可能成为宁德时代第一代钠离子电池的首批用户，在 2023 年完成产业的升级迭代。 3.4. 产业链分析 与锂离子电池类似，钠离子电池产业链也主要包括上游的原材料、中游的电芯及电池以及 下游的应用。与锂离子电池产业链的主要差异表现在上游正、负极材料以及中游电池厂的 技术能力。 图 17： 钠离子电池产业链 资料来源： 胡勇胜等 钠离子电池科学与技术、天风证券研究所 行业 报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 14 目前与钠离子电池产业链较为相关的上、中游公司主要包括： 表 8： 钠离子电池产业链相关公司 公司名称 所属领域 布局情况 代码 宁德时代 电池 2021 年 7 月 29 日发布第一代钠离子电池。 300750.SZ 中科海钠 电池 专注于钠离子电池研发与生产，拥有多项核心专利与技术。 未上市 华阳股份（ 600348.SH） 持股 1.66% 钠创新能源 电池 聚焦钠离子电池技术创新与工程化，研发、生产与销售新一代动力 与储能电池系统。 未上市 浙江医药（ 600216.SH） 持股 40% 鹏辉能源 电池 已经做出钠离子电池样品（采用磷酸盐类钠正极与硬碳体系负极）， 6 月份进行中试，预计年底前批量生产。 300438.SZ 欣旺达 电池 较早开始钠离子电池研究的企业，并拥有钠离子电池补钠的方法、 钠离子电池及其制备方法等多项专利。且在钠离子电池领域公司积 极探索产学研合作，并在欣旺达设有院士工作站。 300207.SZ 中国长城 电池 下属公司目前已经突破了钠离子 电池正极材料合成与处理技术、钠 离子电池制造工艺技术等关键技术，取得发明专利授权 4 项。 000066.SZ 圣阳股份 电池 钠离子电池技术是公司持续关注的技术储备研究方向之一，公司技 术团队不断关注钠离子电池技术的发展态势。 002580.SZ 山东章鼓 电池 参股公司艾诺冈做了钠离子电池的技术储备性开发，现在开发的钠 离子电池主要方向的正极：磷酸钒钠，负极：硫化亚铁，工作范围 -30到 55，循环周期理论上可达 5000 以上，在户外替代钛酸 锂电池，这是研究和制造钠离子电池的主要研究方向。 002598.SZ 格林美 正极材料 近年一直关注钠离子电池的进展，并组建了专门的团队进行关键技 术的研究开发。已经完成了钠离子电池材料的研发，目前已送至下 游客户测试。 002340.SZ 容百科技 正极材料 持续布局钠电池等前沿电池材料技术方向的研发。 688005.SH 中科电气 负极材料 公司在包括石墨类负极材料、非石墨类负极材料等领域皆有技术研 发储备 。 300035.SZ 翔丰华 负极材料 针对钠离子电池，我司开发了高性能硬碳负极材料，目前正在相关 客户测试中。 300890.SZ 恩捷股份 隔膜 隔膜产品适用于钠离子电池。 002812.SZ 多氟多 电解质 有包括六氟磷酸钠在内的多种新型锂电材料的技术储备及研发。 002407.SZ 天赐材料 电解质 六氟磷酸钠并非新产品，公司已有量产技术，产品也已通过了客户 认可。 002709.SZ 鼎盛新材 集流体 电池铝箔可以应用于钠电池。 603876.SH 万顺新材 集流体 铝箔可以用于钠离子电池，公司将继续关注电池技术的发展。 300057.SZ 资料来源： 宁德时代 、 中科海钠、钠创新能源公司官网、 wind、天风证券研究所 我们认为，随着技术逐步走向成熟，应用场景不断拓展，未来钠离子电池或从储能逐步走 向动力，并以其低成本和高性能对铅酸电池、磷酸铁锂电池实现替代。此外，钠离子电池 的原料不同于锂，资源丰富且分布均匀，发展钠离子电池技术路线有助于维持动力电池终 端价格稳定，且随着钠离子电池的应用，成本存在进一步下降的空间，下游的整车厂或因 此受益。建议关注在钠离子电池技术上深度布局的公司【 宁德时代、欣旺达 】等，建议关 注持股钠离子电池企业的公司【 华阳股份、浙江医药 】等，建议关注或因为钠离子电池技 术路线发展而受益的整车厂【 长城汽车（ A+H）、吉利汽车（ H）、长安汽车、上汽集团、 广汽集团、小鹏汽车（ H） 】等。 行业 报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 15 4. 投资建议 我们认为，随着技术逐步走向成熟，应用场景不断拓展，未来钠离子电池或从储能逐步走 向动力，并以其低成本和高性能对铅酸电池、磷酸铁锂电池实现替代。此外，钠离子电池 的原料不同于锂，资源丰富且分布均匀，发展钠离子电池技术路线有助于维持动力电池终 端价格稳定，且随着钠离子电池的应用，成本存在进一步下降的空间，下游的整车厂或因 此受益。 （ 1） 建议关注在钠离子电池技术上深度布 局的公司【 宁德时代、欣旺达 】等 ； （ 2） 建议关注持股钠离子电池企业的公司【 华阳股份、浙江医药 】等 ； （ 3） 建议关注或因为钠离子电池技术路线发展而受益的整车厂【 长城汽车（ A+H）、吉利 汽车（ H）、长安汽车、上汽集团、广汽集团、小鹏汽车（ H） 】等。 5. 风险提示 （ 1）钠离子电池技术发展不及预期：由于钠离子电池的研究和应用尚处于早期阶段，技 术发展不及预期或影响钠离子电池的产业化应用； （ 2）钠离子电池产业化进程不及预期：钠离子电池产业化进程不及预期或影响钠离子电 池成本的下降以及应用场景的持续拓展； （ 3）下游产业景气度不及预期：下游储能或动力领域的景气度不及预期或影响钠离子电 池发展的应用。 行业 报告 | 行业专题研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 16 分析师声明 本报告署名分析师在此声明：我们具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力，本报告所表述的 所有观点均准确地反映了我们对标的证券和发行人的个人看法。我们所得报酬的任何部分不曾与，不与，也将不会与本报告中 的具体投资建议或观点有直接或间接联系。 一般声明 除非另有规定，本报告中的所有材料版权均属天风证券股份有限公司（已获中国证监会许可的证券投资咨询业务资格）及其附 属机构（以下统称“天风证券”）。未经天风证券事先书面授权，不得以任何方式修改、发送或者复制本报告及其所包含的材料、 内容。所有本报告中使用的商标、服务标识及标记均为天风证券的商标、服务标识及标记。 本报告是机密的，仅供我们的客户使用，天风证券不因收件人收到本报告而视其为天风证券的客户。本报告中的信息均来源于 我们认为可靠的已公开资料，但天风证券对这些信息的准确性及完整性不作任何保证。本报告中的信息、意见 等均仅供客户参 考，不构成所述证券买卖的出价或征价邀请或要约。该等信息、意见并未考虑到获取本报告人员的具体投资目的、财务状况以 及特定需求，在任何时候均不构成对任何人的个人推荐。客户应当对本报告中的信息和意见进行独立评估，并应同时考量各自 的投资目的、财务状况和特定需求，必要时就法律、商业、财务、税收等方面咨询专家的意见。对依据或者使用本报告所造成 的一切后果，天风证券及 /或其关联人员均不承担任何法律责任。 本报告所载的意见、评估及预测仅为本报告出具日的观点和判断。该等意见、评估及预测无需通知即可随时更改。过往的表 现 亦不应作为日后表现的预示和担保。在不同时期，天风证券可能会发出与本报告所载意见、评估及预测不一致的研究报告。 天风证券的销售人员、交易人员以及其他专业人士可能会依据不同假设和标准、采用不同的分析方法而口头或书面发表与本报 告意见及建议不一致的市场评论和 /或交易观点。天风证券没有将此意见及建议向报告所有接收者进行更新的义务。天风证券的 资产管理部门、自营部门以及其他投资业务部门可能独立做出与本报告中的意见或建议不一致的投资决策。 特别声明 在法律许可的情况下，天风证券可能会持有本报告中提及公司所发行的证券 并进行交易，也可能为这些公司提供或争取提供投 资银行、财务顾问和金融产品等各种金融服务。因此，投资者应当考虑到天风证券及 /或其相关人员可能存在影响本报告观点客 观性的潜在利益冲突，投资者请勿将本报告视为投资或其他决定的唯一参考依据。 投资评级声明 类别 说明 评级 体系 股票投资评级 自报告日后的 6 个月内，相对同期沪 深 300 指数的涨跌幅 行业投资评级 自报告日后的 6 个月内，相对同期沪 深 300 指数的涨跌幅 买入 预期股价相对收益 20%以上 增持 预期股价相对收益 10%-20% 持有 预期股价相对收益 -10%-10% 卖出 预期股价相对收益 -10%以下 强于大市 预期行业指数涨幅 5%以上 中性 预期行业指数涨幅 -5%-5% 弱于大市 预期行业指数涨幅 -5%以下 天风 证券研究 北京 武汉 上海 深圳 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