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钠离子电池行业深度研究:锂资源紧缺下的新解法,产业化有望加速开启

 巨空龙成长确定 2023-11-21 发布于四川

导语:高性价比钠电池,有望取代锂电池?

一、行业简介

1、钠离子电池是什么?

钠离子电池是一种与锂离子电池工作原理相似充电电池,主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作。

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二、行业现状

1、钠元素在地壳中含量远远大于锂

全球70%锂资源分布在南美洲地区,仅6%在中国,中国锂市场目前主要依赖进口( 80%的锂资源依赖进口)。

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在电动汽车和储能两大产业快速发展带动下,此前锂盐价格快速上涨,严重影响到了动力电池及储能电池终端价格及渗透速度。

相比而言,与锂有着类似物理性质的钠元素在地壳中的丰度位于第6位,为锂元素的三百多倍,且分布较为均匀,不受资源的限制。

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2、钠离子电池VS锂离子电池

钠储量丰富,原料价格还低,这使得钠离子电池在规模化产业化后相对锂离子电池材料成本将降低30%-40%。(由于还未实现产业化,现阶段钠离子电池相对于锂离子电池并没有明显的价格优势。)

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此外,钠电池在低温性能与安全性能上有较为明显的优势,不过其能量密度和循环寿命低于锂电池,因此更加适用于对能量密度要求不高,但对成本变化非常敏感的行业,如储能、低速电动车等领域

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3、钠离子电池的发展阶段

现阶段的钠离电池可类比锂离子电池发展历程中的早期阶段,相关材料和电池制造企业多数正处于从中试迈向量产的过程中。机构预计2023年钠离子电池有望实现初步产业化,2024年实现产业化规模的快速扩张。

三、行业产业链上下游分析

钠离子电池的产业链组成与锂离子类似,上游也主要包括正负极、隔膜、电解液、集流体等,其中电解液、隔膜与锂电池相比变化不大,主要不同的是正极材料、负极材料以及集流体。中游则是电池厂商,下游主要是铅酸电池、小汽车、储能等应用领域。

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正极方面,钠离子电池正极材料基本上是三种类型:金属氧化物(技术成熟,产业化最快)、普鲁士蓝类(成本低)、聚阴离子型化合物(功率密度高),三者各有所长,技术路线还未确定。

负极方面,钠离子电池的负极材料同样是碳材料,主要分为硬碳和软碳。(软碳容量不足,钠电池负极首选硬碳)

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电解液材料方面,钠离子电池和锂离子电池的电解液成分基本相似。类似于锂电池的电解质材料主要为六氟磷酸锂,钠离子电池电解液的溶质主要为六氟磷酸钠。

集流体方面,钠在常温下不与铝发生合金反映,因此钠离子电池的正负极均可采用铝箔作为集流体,可以进一步降低钠离子电池的成本。

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四、行业投资逻辑

1、储能应用前景最大

凭借着高安全性、低成本等性能特性,钠离子电池在乘用车和储能应用前景大。太平洋证券预计到2026年,全球钠离子电池需求将超过130GWh,在各应用场景中综合渗透率达到5%。从结构上来看,预计2026年储能对钠电池的需求量将超过90GWh,占钠离子电池市场总体规模的70%左右。

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2、锂资源限制风险是钠电池发展的驱动力

此前锂价高企时,钠离子电池低成本和原料易获得是市场最为关注的优势,近期在锂价下跌之后,锂电池性价比逐渐回归,而钠离子电池性价比优势不再明显(只要碳酸锂价格高于15万元/吨,理论上钠离子电池都还有成本优势)。这可能在一定程度上减少行业对于推进钠离子电池技术的动力,但长期来看,锂价波动大和锂资源限制的风险依旧在,钠离子电池仍然有发展空间。

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注:截至2023年8月22日,电池级碳酸锂价格为24万元/吨。

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五、行业主要上市公司

1、电芯电池

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2、正极材料

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3、负极材料

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4、电解液

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4、隔膜

目前市场上多直接采用锂离子电池隔膜,但存在保液能力差,钠离子传输速度慢等缺陷,恩捷股份成功开发出“三明治”结构的钠离子电池专用功能隔膜,填补了市场空白。

5、集流体

目前,主要布局钠离子集流体材料的企业是南山铝业、天山铝业、万顺新材、鼎盛新材和安徽中基等。

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