钠离子电池行业深度分析总结
核心内容
钠离子电池作为锂电池的有效补充,具有资源丰富、成本低、安全性高、低温性能佳及倍率性能好的优势。其主要应用于储能、商用车、两轮车及部分乘用车领域,未来有望成为锂电池的重要替代方案。
主要观点
- 钠离子电池与锂电池工作原理相似,但材料体系存在显著差异。
- 钠资源在地壳中储量丰富,分布均匀,显著优于锂资源。
- 钠离子电池成本优势明显,尤其在集流体、电解液及负极材料方面。
- 钠离子电池在低温性能和快充性能方面优于锂电池。
- 钠离子电池在循环寿命和能量密度方面仍有提升空间。
关键信息
材料体系
| 材料类别 |
锂电池 |
钠电池 |
| 正极材料 |
磷酸铁锂、三元材料等 |
层状氧化物、普鲁士蓝类化合物、聚阴离子型等 |
| 负极材料 |
石墨 |
硬碳材料 |
| 集流体 |
铜箔(正极)、铝箔(负极) |
铝箔(正负极) |
| 电解液 |
六氟磷酸锂 |
六氟磷酸钠 |
产业化进展
- 中科海钠:已建成5GWh量产线、1GWh PACK产能及2000吨正极+2000吨负极材料项目。
- 宁德时代:推出第一代钠离子电池,积极布局产业化。
- 钠创新能源:布局铁基氧化物及磷酸钒钠材料。
- 立方新能源:完成层状氧化物研发,进入量产阶段。
- 国外企业:Faradion、Natron Energy、Altris、Naiades、Tiamat等均有布局。
投资建议
- 推荐布局钠电池及材料的企业:
- 电池企业:宁德时代
- 材料企业:当升科技、容百科技、厦钨新能、璞泰来、天赐材料
市场空间
- 预计2025年全球钠电池需求为23GWh,市场规模达138亿元。
- 储能、电动二轮车及电踏车为主要应用领域。
政策支持
- 国内:多部门出台政策支持钠电池研发及产业化。
- 欧盟:强调电池技术多元化,钠电池是重要组成部分。
- 美国:重视储能技术发展,钠电池被纳入研究范畴。
技术路线
- 层状氧化物:能量密度高,但循环寿命略差;空气稳定性差。
- 普鲁士蓝类:成本低,能量密度良好,但导电性差、循环寿命差、存在氰化物毒性。
- 聚阴离子型:循环寿命长,安全性高,但比容量低、成本高。
生产工艺
- 钠离子电池生产工艺与锂电池相似,主要区别在于使用铝箔作为集流体,简化生产流程,降低重置成本。
企业进展
电池企业
| 企业名称 |
产业布局 |
材料方案 |
电芯能量密度(Wh/kg) |
倍率性能 |
低温性能 |
循环寿命 |
| 宁德时代 |
2021年发布首款钠电池,推进产业化 |
普鲁士白/层状材料+硬碳 |
>160 |
15min充电80%以上 |
-20℃下容量保持率超90% |
>3000 |
| 中科海钠 |
2022年投产1GWh PACK产能 |
铜铁锰氧化物+无定形碳 |
>145 |
5C倍率 |
-40℃-80℃ |
>4500 |
| 钠创新能源 |
布局铁基氧化物+硬碳 |
铁基氧化物+硬碳 |
130-160 |
- |
-20℃-55℃ |
>4000 |
| 立方新能源 |
完成层状氧化物研发,进入量产 |
层状氧化物+硬碳 |
>140 |
15min充电80%以上 |
-20℃下容量保持率超88% |
>2000 |
| 贵安能源 |
推进水系钠离子电池 |
普鲁士蓝+钛酸盐 |
- |
- |
-30℃-55℃ |
>3500 |
| 鹏辉能源 |
完成小批量试产 |
磷酸盐系+硬碳 |
- |
- |
- |
- |
| 欣旺达 |
拥有钠离子电池相关专利 |
- |
- |
- |
- |
- |
| 传艺科技 |
计划2023年建成2GWh生产线 |
- |
>145 |
- |
-20℃下容量保持率超88% |
>4000 |
| 派能科技 |
开发出第一代钠电池产品 |
- |
- |
- |
- |
- |
正极材料企业
| 企业名称 |
产业布局 |
技术或专利布局 |
主营业务 |
| 容百科技 |
普鲁士白正极年产能6000吨,层状氧化物规划2023年达3.6万吨 |
涵盖普鲁士类正极材料制备和极片制备研究 |
锂电池三元正极材料 |
| 当升科技 |
2022年发布层状正极材料,预计2023-2024年量产 |
组建专门研发团队 |
锂电池三元正极材料、钴酸锂材料 |
| 厦钨新能 |
钠电池材料进入送样测试阶段 |
与国外客户合作,提升倍率和低温性能 |
锂电池三元正极材料、钴酸锂材料 |
| 振华新材 |
2022年发布定增预案,建设10万吨正极材料项目 |
研发的钠电池正极材料具有高压实密度、高容量、低pH值和低游离钠的特性 |
锂电池三元正极材料 |
| 格林美 |
产品与多家下游客户正在认证 |
从2019年开始启动钠电池材料技术攻关 |
锂电池前驱体材料、锂电池回收 |
| 广东邦普 |
涉及锰基层状氧化物、普鲁士蓝类化合物、磷酸铁钠、磷酸钒钠等材料制备 |
- |
锂电池材料、锂电池回收 |
| 川恒股份 |
组建磷酸铁钠电池研究团队 |
- |
磷化工产品 |
| 湖北万润 |
涉及铁基复合磷酸盐制备 |
- |
锂电池磷酸铁锂正极 |
| 帕瓦股份 |
完成钠电池层状正极前驱体材料研发 |
- |
锂电池三元正极前驱体 |
负极材料企业
| 企业名称 |
主要进展 |
| 中科海钠 |
2021年12月,与华阳股份发起钠电池和正负极材料生产线建设,提出无烟煤作为前驱体制备低成本软碳负极材料 |
| 贝特瑞 |
能量产硬碳、软碳材料,用于数码产品、电动大巴 |
| 宁德时代 |
开发具有独特孔隙结构的硬碳材料 |
| 璀泰来 |
推进硬碳等新产品的中试及量产 |
| 杉杉股份 |
硬碳与石墨复合使用,提高动力电池低温倍率性能,正在进行中试 |
| 翔丰华 |
硬碳与石墨复合使用,进入中试阶段 |
| 中科星城 |
布局硬碳相关专利 |
| 日本吴羽 |
2013年起开始生产硬碳材料 |
| 日本三菱 |
从事钠电池负极材料研发生产 |
| 日本松下 |
从事钠电池负极材料研发生产 |
电解液企业
| 企业名称 |
主要进展 |
| 钠创新能源 |
2022年5000吨电解液投产,预计未来3-5年建设配套8万吨正极材料的电解液产线 |
| 天赐材料 |
已有六氟磷酸钠量产技术 |
| 多氟多 |
具备年产千吨六氟磷酸钠生产能力,NaFSI研发成功 |
| 新宙邦 |
钠电池电解液处于样品阶段 |
| 石大胜华 |
拥有钠电池溶剂PC(碳酸丙烯酯)产能 |
| 永太科技 |
推进六氟磷酸钠、双氟磺酰亚胺钠等项目 |
铝箔企业
| 企业名称 |
产能 |
客户 |
| 鼎胜新材 |
2023年有望达到20万吨 |
宁德时代、比亚迪、特斯拉、国轩高科、LG新能源等 |
| 万顺新材 |
2023年8月产能有望达到7.2万吨 |
宁德时代、多氟多、欣旺达等 |
| 南山铝业 |
现有锂电铝箔产能近3万吨 |
- |
风险提示
- 钠离子电池产业化进展不及预期。
- 下游需求(储能、商用车、两轮车)不及预期。
- 产品竞争加剧。