【投顾论市】钠离子电池跟踪:产业加速进行时

越声理财 | 2022-02-23 11:31:18 | 分享至

摘要

多家高校拥有钠离子电池研发团队,许多企业都想在新型电池的政策红利下受益,参与积极性较高。

 

中国钠资源丰富,是最有可能成为替代锂的资源。电池结构仍在研发当中,而负极材料及电解液相关材料较确定。钠离子电池总体成本更低。

 

钠离子电池仍面对不少难关,钠离子电池在较高能量密度下,仍需在多种条件下检验。此外,钠离子电池作为固态电池优势仍然欠缺。

 

详细内容:

 

自去年7月宁德时代发布钠离子电池后,因其具有多项优点,且成本比锂电池低30%以上,所以自发布以来一直引起社会广泛关注。那么,目前钠离子电池产业发展的状况是如何呢?我们一起来看看吧!

 

谁在研发钠离子电池呢?

 

据行业专家透露,钠离子电池预计2025年潜在市场空间超200GWh。主流的企业里,宁德时代钠离子电池的研发团队比较大,在布局的考虑会长远一些,公司曾表态已启动钠离子电池产业化布局,2023年将形成基本产业链,技术也比较领先。另外很多高校现在都在做研发,例如中科院孵化了中科海纳,专门做钠离子电池。上海交大在绍兴孵化了钠创新能源,主要做储能电池,也是初创的钠离子电池公司。这两个是专门做钠离子电池的研发的,不做锂电池。

 

钠离子电池技术重要专利申请趋势

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数据来源:超凡研究

 

针对钠离子电池,政府部门也表示将根据国家政策和产业动态,结合相关标准研究有关钠离子电池行业规范政策,引导产业健康有序发展。政府部门在回复《关于在我国大力发展钠离子电池的提案》时表示:高性价比的钠离子电池有望成为锂离子电池的重要补充,尤其是在固定式储能领域将具有良好发展前景。

 

另外,在上市公司中,诸如欣旺达、鹏辉能源、中国长城、容百科技等多家公司都在钠离子电池研发方面有涉猎。不难发现,许多企业都想在新型电池的政策红利下受益,参与积极性较高。

 

钠离子电池现在研发状况如何?

 

钠资源非常丰富,锂能源材料国内非常少,主要靠进口,未来的成本越来越高。钠资源是锂资源的1000倍,按资源优势,是最有可能成为替代锂的资源。因此,钠离子电池研发热度不减是有原因的。

 

从电池结构上看,目前钠离子电池尚处于产业化的前期阶段,其中正极技术路线分化明显。层状过渡金属氧化物、阴离子化合物和普鲁士蓝类化合物均有采用。预计未来通过正极材料的改性,钠离子电池性能有望继续提高。由于三大正极材料体系都需包含可变价的过渡金属,未来钠离子电池产业发展对过渡金属需求的推动较为明确,其中资源较丰富的锰和铁尤其值得关注。

 

负极在锂电里面最成熟的是石墨。但是用石墨作为负极材料,性能非常差,不能做强大的用途。但硬碳材料做负极很不错,是一种稍微杂乱排列无定形的结构材料。这种硬碳材料的储钠性能,目前的实验室结果是可以和目前石墨处理的性能相媲美。所以现在负极方面最好的电池负极材料就是硬碳,但是目前还没有大规模量产的生产商。尽管有些生产企业已经在布局硬碳的量产,可是准确上市时间还不确定。

 

电解液方面,钠电池用的是六氟磷酸钠溶在碳酸锂,运行起来的效果很好。和锂电的电解液非常相近,溶剂不变。如果要用于高压电的话,要用到高氯酸钠,就是把溶解的盐稍微换一下。而隔膜完全可以用和锂电池一样的隔膜。

 

钠离子电池部分企业研发状况

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数据来源:各公司官网

 

钠离子电池有什么难关需要攻破?

 

由于钠离子半径比锂大1/3,所以移动比锂慢,是能量密度比离子锂电池低的根本原因。尽管能量密度在研发阶段已经能突破140-160wh/kg,但产品应该也只还处于实验室阶段。已研发的钠离子电池循环寿命等其他参数仍需多次实验。而且,钠离子电池结构尚未确定,市场检验还在计划中。

 

此外,钠离子的固态电池优势不太大。一方面它的技术成熟度目前来看还比较低,主要问题是钠电池的固态电解质没有特别好的固态。而且现在固态电池也不是很成熟,这也是现在固态电池需要突破的壁垒。即使把电解液换成固态电解质,固态电解质至今也没有特别好的方案。正负极材料现在比较常用的就是层状材料或者硬盘材料,但钠离子的体积比例较大,导致离子导电率在电解质里面比较差,在固体里面迁移更不容易。据估计,要研发出性能比较好的固态电解质可能需要5-10年。

 

综上所述,钠离子电池除了在能量密度上略逊于磷酸铁锂电池,在其他性能方面如低温性能、快充性能、系统集成效率、安全性等方面都有优势。它的应用主要集中在储能还有对能量密度要求不高的电动工具例如低速电动车,电动大巴等领域。如果技术成熟的话,它在储能领域市占率能超过50%。在动力电池方面,钠离子电池很难占到比较高的市场份额,最多到20%

 

钠离子电池性能优势

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数据来源:中国能源要闻

 

淘汰部分铅酸电池,一定程度替代锂电池,使得钠离子电池市场空间非常广阔,产业相关新需求有望增加,储能、低密度能力应用替代等需求迫切,产能正在加速布局,相关机会值得关注!

 

相关标的推荐

 

宁德时代300750:在互动平台表示,在制造工艺方面,钠离子电池可以实现与锂离子电池生产设备、工艺兼容,产线可进行快速切换,完成产能快速布局。目前公司已启动钠离子电池产业化布局,2023年将形成基本产业链。

 

翔丰华300890:针对钠离子电池,公司开发了高性能硬碳负极材料,目前正在相关客户测试中。公司是宁德时代供应商。

 

容百科技688005:在钠离子电池正极材料技术、固态电池正极材料技术等方面,公司研发团队均有布局。

 

立中集团300428:公司拟投资建设的氟化钠(电子级) 产能将作为钠离子电池材料端的技术储配。

 

华阳股份600348:子公司新阳能源分别投资建设钠离子电池正极材料千吨级生产项目和钠离子电池负极材料千吨级生产项目。

 

欣旺达300207:公司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。

 

鹏辉能源300438:公司此前在投资者问答中透露,目前钠离子电池处于中试阶段,为圆柱形态,生产设备可以与生产圆柱电池的设备共用为公司自主开发(采用磷酸盐类钠正极与硬碳体系负极)

 

格林美002340: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。

 

山东章鼓002598:拥有PPS体系的锂离子、钠离子固态功能膜片的材料合成技术。

 

当升科技300073:公司已组织专门的研发团队开展钠离子电池等新型电池体系关键材料的研发。宁德时代供应商。

 

多氟多002407:电解液,已经量产并销售六氟磷酸钠。多氟多与华阳股份、梧桐树资本签署了三方《战略合作框架协议》。协议各方拟就以下领域展开深度合作:六氟磷酸钠合作项目和钠离子电池合作项目。

 

 

越声理财投研部

2022.02.23

 

 

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