20221122-光大证券-电力设备新能源_钠电_如何从_0-1_迈向_1-N_（一）-硬碳负极成为钠电加速产业化关键_33页_2mb

行业研究总结：硬碳负极成为钠电加速产业化关键

核心内容

钠离子电池因锂资源紧张及成本优势，成为电池行业的重要发展方向。硬碳负极因其优异的储钠性能、快充能力及过放电安全性，成为钠电负极材料的首选。相比锂电负极材料，硬碳负极在钠电中具有更高的理论容量（350-400 mAh/g）和更长的循环寿命，能够满足动力电池及储能领域的应用需求。硬碳材料的储钠机制多样，包括插层、吸附及填孔等，且通过前驱体调控、电解液优化、预钠化等手段，可进一步提升其电化学性能。

硬碳负极的产业化进程受到前驱体来源、成本控制及供应链稳定性等多方面影响。生物质前驱体因工艺难度低、性能优异，目前是产业化最快的路线，但其供应不稳定性及成本问题限制了其长期发展。沥青基、树脂基等前驱体虽然来源广泛、成本低廉，但需进一步技术突破以实现规模化应用。硬碳负极的生产工序复杂，涉及碳化、纯化、修饰等多环节，且部分设备仍依赖进口，因此设备国产化与工艺优化是降低成本的关键。

在成本结构中，钠电负极占比显著提升至16%，成为产业化关键因素之一。随着硬碳前驱体技术的进步，预计2025年硬碳负极成本可与石墨负极相当。此外，钠电负极的性能提升依赖于多种技术路线，包括杂原子掺杂、包覆、预钠化等。

主要观点

1. 硬碳负极优势显著：硬碳负极具有高储钠容量、优异的快充性能和良好的过放电安全性，是钠电负极材料的首选。
2. 成本与供应链是产业化瓶颈：硬碳负极成本较高，且供应链不稳定，生物质材料虽性能好但存在供应问题，需推动其他前驱体技术发展以实现降本与规模化。
3. 预钠化是关键性能提升手段：预钠化技术可显著提升硬碳负极的首次库伦效率，但其工艺复杂、成本高，产业化周期较长。
4. 硬碳前驱体多样化：生物质、树脂基、沥青基、无烟煤等前驱体材料各有优劣，未来可能形成多种路线并存的格局。

关键信息

• 钠电负极材料成本占比：从锂电的约8%提升至16%。
• 硬碳材料理论容量：350-400 mAh/g，优于软碳和石墨。
• 硬碳材料首效：部分生物质硬碳可达到88%-93%。
• 硬碳材料循环寿命：部分产品可达到3000次以上。
• 硬碳材料价格：2022年9月日本可乐丽椰壳硬碳价格约20万元/吨，而低端人造石墨约3万元/吨。
• 硬碳材料的前驱体来源：包括椰壳、淀粉、木质素、无烟煤等，其中生物质材料因性能优异成为当前重点。
• 硬碳材料的工艺复杂性：涉及前处理、碳化、纯化、修饰等多步骤，且部分设备需进口。

投资建议

• 推荐公司：鹏辉能源（佰思格）、贝特瑞、杉杉股份。
• 关注公司：华阳股份、璞泰来、翔丰华、元力股份。
• 投资逻辑：硬碳负极研发与量产进度较快的公司最有望受益于钠电0-1阶段的需求弹性。

风险提示

1. 钠电池需求及应用推广进度不及预期。
2. 硬碳材料降本不及预期。
3. 锂价下跌导致钠电池性价比不足。

技术与市场趋势

• 硬碳技术路线：包括前驱体选择、结构调控、杂原子掺杂、包覆、预钠化等。
• 生物质材料优势：成本低、性能高，但供应不稳定性制约其长期发展。
• 沥青基与树脂基材料：成本低、供应稳定，但需技术突破以实现性能提升。
• 钠电产业化前景：随着技术成熟与成本下降，有望在储能、电动两轮车、低速车等领域快速推广。

公司亮点

• 鹏辉能源（佰思格）：聚焦硬碳材料，已实现5000吨硬碳负极材料量产，未来规划2万吨产能，产品比容量可达550 mAh/g，性价比高。
• 贝特瑞：负极材料龙头，已布局钠电硬碳材料第五代产品，具备高安全性、耐低温性和长循环寿命，2022年前三季度营收增长156.43%，净利率提升。
• 杉杉股份：推出硬碳产品，具备较高的比容量和首次效率，具备国际领先水平。

未来展望

随着钠电产业链逐步完善，硬碳负极材料将成为推动钠电产业化的重要环节。预计未来几年内，硬碳材料将在储能、电动两轮车、低速车等领域实现大规模应用。同时，生物质、沥青基、树脂基等前驱体材料的工艺优化和成本控制将成为关键发展方向。