钠离子电池行业研究：产业链视角看钠电应用和投资机会
导读：钠电应用可期：新技术的推广需要对成本或使用感受有明显优化，钠电优势在性价比、安全性和低温性能，未来会对铅酸及 低端锂电池实现替代，预计2025年和2030年钠电需求50GWh和260GWh，但短中期对原锂电体系供应商（业绩）弹性不大。
报告出品方/作者：中信建投，马天一，许琳）
核心观点：
钠电应用可期：新技术的推广需要对成本或使用感受有明显优化，钠电优势在性价比、安全性和低温性能，未来会对铅酸及 低端锂电池实现替代，预计2025年和2030年钠电需求50GWh和260GWh，但短中期对原锂电体系供应商（业绩）弹性不大。产业链已经进入量产前夕，预计当前BOM成本0.65元/Wh，2023年或下降18%至0.54元，预计2025年到0.40元/Wh附 近，测算锂价20万以上钠电具备优势，预计远期优势线是10万，投资机会在利润分配强势环节和从零到一的环节。 底层逻辑：成本上，钠电原材料来源广、可获得性强，价格低且稳定，较锂电具备优势；性能上，依托较小的斯托克斯半径 等特点具备较好的安全性能和低温性能，考虑环境友好和安全性等优势，未来会对铅酸及低端动力电池实现替代。
需求：预计2025年和2030年钠电需求50GWh和260GWh，预计先在低速车和两轮车上应用。 成本：当前成本约0.65元/Wh，成本中电解液占比36%是最大来源，目前价格较高预计未来降本明显；对比看，理论成本值 （极限值）较铅酸和锂电下降28%和33%，测算目前钠电成本与锂价在20万时性价比持平，预计远期优势线是10万。 进度：当前理论研究已经成熟，材料体系已经定型，头部电池厂及新进入者均进入量产前夕，环节上正极材料由于结构通用， 以层状氧化物为代表的体系研发和制造的进度较成熟，负极以硬碳为代表的体系进度略慢，主要是体现在性价比和微观结构 调控优化。
钠电应用的底层逻辑
钠电应用关键看“人有我廉，人无我有”，性价比和性能优势是重要驱动
钠电是否具备产业化应用能力，主要看相较于现有电化学储能体系是否具备性价比和性能优势。 性价比方面，对现有铅酸电池性价比优势已无争议，相较于锂电的性价比需要动态对比锂价走势和钠电成本曲线，当前成本对应20万锂价具备优势。 性能方面，钠电由于自身斯托克斯半径较小等原理性优势，故在低温性能和安全性能上具备较好表现。
性价比之成本测算：钠电降本后BOM约400元/KWh
相较于传统磷酸铁锂、三元电池，采用三种路径的钠电降本后BOM成本均具备明显优势，当前预计650元/KWh（基 于当前成本的量产情形），电解液、正极和负极成本占比较高，后续有下降空间，预计降本后400元/KWh。 锂价剧烈波动致使锂电池BOM成本波动大，钠电池价格较低且更加稳定，是钠电应用的核心因素 。
性价比之成本测算：钠电较锂电成本端优势在于便宜和稳定
钠电较锂电成本端优势在于便宜和稳定。一方面钠元素全球储量丰富，价格低廉（目前2650元/吨）且不具备大幅上 涨基础，较锂源价格优势明显；另一方面主要成本来源铜/镍均为全球性大宗商品，易得且价格走势一般平稳，负极生 物质原材料等也将趋于稳定供应，整体材料体系成本波动较小。性价比之成本测算：钠电降本预计在2025年前后完成，当前钠电成本650元/KWh附近，其中正极、负极和电解液价格均有下降空间，其中电解液价格下降空间较大，仅考虑 物料成本下降的情形下预计2023年钠电成本下降18%至540元/KWh附近，预计至2025年下降至400元/KWh附近。
性价比之成本测算：正极层状氧化物成本目前155元/KWh（5.8万元/吨）
钠电当前三种路径各具特色，从应用进度上看，层状氧化物路径与三元正极结构相似且表现均衡而更快推广； 成本端看，由于目前并无实际量产数据，根据专利和产业链反馈，立足当前原料价格测算层状氧化物正极成本为155 元/KWh（铜铁锰和镍铁锰基差距不大，铜铁锰也要加镍，换算约5.8万元/吨），其中原材料成本占86%。不同于锂电采用石墨作为负极，无定形碳在钠电中表现出了较好的可逆比容量和循环性能，其中硬碳理论性能好，有望最先产业化。 根据原材料不同可将硬碳划分为三类，成本差距主要来自于原料及对应工艺，沥青基最低、酚醛树脂最高，立足当前原料价格树脂基 有望做到91元/KWh（约6.5万元/吨）。
性价比之降本路径：材料体系优化是根本
目前钠电价值量占比最大的为正极和负极，同时也是决定能量密度的关键，故材料体系降本大方向是元素廉价、能量密度提升。 正极方面，体系上优选层状氧化物和普鲁士系列，当前其性价比优于聚阴离子体系，层状氧化物由于稳定性更强是较为均衡的选择， 体系内部看，价值较高的镍钴元素用量下降是主旋律。负极方面：无定形碳的应用基本定型，软碳和硬碳路径并行，但机理上看硬碳具备主流应用逻辑，硬碳原材料来源广泛，可使用酚醛 树脂、炭黑、生物质碳等，目前多家厂商已经在使用生物质碳进行降本，如椰壳等，据测算，生物质成本因企而异（原料自供等）， 而相关企业基本是基于原料做产品，所以降本空间可观。
锂价敏感性测试：锂价20万以上时钠电具备性价比
钠电与锂电在某些领域应用重叠，具备竞争关系，目前锂电体系成熟，与钠电成本差异在于锂价和石墨负极价格，决 定钠电性价比和需求空间，预计2023年量产钠电BOM成本在0.54元/Wh，对应在锂价20万+时具备优势。远期看如 果钠电成本下降至0.40元/Wh，对应锂价10万+时具备优势（锂电价格到0.5以下，且考虑其他成本同步下降情形下 锂、钠差距绝对值进一步缩小，钠电成本优势可以忽略）。
性能：全面碾压铅酸，较锂电低温和安全性能优秀
钠电安全性能好，机理上，钠离子内阻高于锂离子内阻故短路发生后电池瞬间发热量少，温升较低，所以在所有安全测试 项目中，均未发现起火现象。对比钠电和锂电在相同情况下的热稳定性，由于钠盐离子晶体具有更高的静电能，因此钠盐和对应的电 解液均表现出了更好的热稳定性。
钠电低温性能好
钠离子由于其半径较锂离子大，故其溶剂化能较低、斯托克斯直径较小，相同浓度的电解液具备更高的 电导率，具备更好的溶剂脱出能力和界面离子扩散能力，低温性能较好。-40℃-80℃是钠离子电池正常工作的温度范围，相对于锂离子电池-20℃-60℃的工作范围，具备明显的 低温优势。
钠电产业链应用进度
理论研究进度：储备深厚，体系成熟
钠离子电池专利规模逐年上升，中国是钠离子电池专利的主要申请地；近年来，专利申请基本呈递增趋势。钠离子电池专利申请人广泛，钠离子电池专利的主要申请人包括车企、电池企业、材料企业和科研院所。钠电技术进展概括：万事俱备，东风吹拂，可以看出，钠离子电池专利内容丰富，布局者众多，最关键的内容是电池材料，尤其是正极材料。 以当前实现的正极材料比容量、对钠电压等性能指标，结合负极性能推断，钠离子电池单体的能量密度达到磷酸铁锂水平仍有相当难度。 电池材料层面的技术路线确定（至少是几条相对主流的材料路线确定）、生产工艺优化、成本控制等内容还需要大量工作加以夯实。
实际进度科研院所携手产业百花齐放
产业链实际进度：原三元厂商积极推进，正极层状氧化物领先，目前钠电正极参与者主要是三元正极供应商，依托已有技术、产线和客户优势目前产品基本定型。产业链实际进度：负极新入者亦有优势，硬碳路径为主流，目前钠电负极参与者有两类，一类是原有石墨负极供应商，其依托原有优势快速进行产品定点。另一类是碳/炭产业链参与者依托已有技术或者原材料向钠电负极 切换，目前性价比较高的硬碳材料成为各厂商攻克的目标，传统龙头和新进 入者各有千秋。
产业链实际进度：宁德时代-钠电倡导者，技术领先
钠电池环节参与者众多，一般分为传统锂电池厂商和科研院所背景新进入者。宁德时代2021年发布了第一代钠离子电池产品。公司表示，其电芯单体能量密度达160Wh/kg；常温下充 电15分钟，电量可达80%以上；在-20度低温环境中，也拥有90%以上的放电保持率；系统集成效率可达 80%以上；热稳定性远超国家强标的安全要求。而且该电池可以和磷酸铁锂电池成组为“AB电池”包。产业链实际进度：中科海钠-研究实力深厚，产业探索积极，源自中科院的中科海钠在钠离子电池的基础材料以及电芯、系统层面进行了非常具有前瞻性的探索。除底层 科技方面的积淀外，其在两轮电车、低速电车和储能等应用领域均有示范产品。
产业链实际进度：钠创新能源-背靠交大，全面布局
钠创新能源成立于2012 年，具备钠离子电池正 极、电解液、电池制造 以及系统集成与管理的 相关技术。 2022年10月25日，全 球首条万吨级钠离子电 池正极材料生产线投运 ，完成0.3万吨正极和 0.5万吨电解液的生产工 艺包设计。 目前正极材料及电解液 已经在20余家电池制造 企业进行验证。
钠电投资方向
空间测算
钠电需求测算：预计2025年和2030年钠电需求50GWh和260GWh，预计在2022年-2023年初步规模化后，2025-2030年是较高性能、较低成本钠离子电池大规模验证-高速发展的时间段。 预计至2025年，两轮电动车、低速电动车、叉车、储能和少量A00级乘用车等是钠离子电池率先发力的细分战场，市场 空间近50GWh，近250亿元。至2030年，部分商用车、启停电池等也开始贡献销量，市场空间扩大至近260GWh，逾 千亿元，钠离子电池规模在对应二次电池市场中的规模总计分别超过3.2%、9.1%。
根据当前能量密度测算需求，预计2025年正极、负极、隔膜、电解液和铝箔需求12万吨、6万吨、17亿平、 8万吨和3万吨，对应正极、负极、隔膜、电解液和铝箔规模60、22、13、31、14亿元。
利润分配强势和从零到一的环节
钠电投资方向一：利润分配强势环节，看好电池和负极，根据锂电产业链经验，产业链内利润分配依据下限是资产回报率，上限是稀缺性，钠电目前从零到一产业更 注重稀缺性定价，稀缺性突出的环节盈利弹性更大，如负极和电池； 资产回报率看（盈利下限），目前正极投资约3亿元/万吨，考虑年占用总资金约4亿元，按当前三元正极资 产回报率计算，单吨净利润应至0.5-0.6万之间，对应单KWh利润为14元，以此类推其他环节。
钠电投资方向二：从零到一的厂商和环节
根据中性判断，到2025年2030年钠离子电池规模在对应二次电池市场中的规模总计分别超过3.2%、9.1% ，且考虑部分替代锂电低端应用，故对原锂电厂商和近似通用环节量和业绩弹性有限，而从零到一的厂商和 环节弹性较大，如电池业绩占比较低的新进入者，如新放量环节硬碳负极（其 工艺与原有石墨负极不同）。
报告节选：
