鈉電池：行業(yè)破曉成長可期

左景冉

鋰鈉同族，原理相似—— 這是鈉電池廣闊前景的根本原因。鈉離子電池和鋰離子電池同屬于“ 搖椅式電池”，具有相似的電化學(xué)原理，區(qū)別主要在于使用電池材料的不同。借助成熟的鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)技術(shù)和設(shè)備，可快速推廣。

和鋰離子電池類似，按照制造工藝，鈉離子電池主要分為圓柱、軟包、方形、刀片形電池幾大類。其主要差別主要體現(xiàn)在電池的內(nèi)部裝配結(jié)構(gòu)及封裝形式上。根據(jù)鈉離子電池的技術(shù)特點，鈉離子電池將首先從各類低速電動車應(yīng)用切入市場，并隨著產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展，逐步切入到各類儲能應(yīng)用場景，如可再生能源的存儲、數(shù)據(jù)中心、5G 通信基站、家庭和電網(wǎng)規(guī)模儲能等領(lǐng)域。

目前行業(yè)已經(jīng)從技術(shù)到應(yīng)用形成了“破曉”格局，相關(guān)公司的快速成長值得期待。

圖：鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈

資料來源：鈉離子電池科學(xué)與技術(shù)，聯(lián)儲證券研究院

鋰鈉同族

鋰和鈉在元素周期表中同屬第一主族元素，具有相似的物理和化學(xué)性質(zhì)。鈉離子電池的結(jié)構(gòu)及工作原理與鋰離子電池基本相同，同屬于“搖椅式電池”。鈉離子電池的構(gòu)成主要包括正極、負(fù)極、隔膜、電解液和集流體。充電時，Na+從正極脫出，經(jīng)電解液穿過隔膜嵌入負(fù)極，使正極處于高電勢的貧鈉態(tài)，負(fù)極處于低電勢的富鈉態(tài)。放電過程與之相反，Na+從負(fù)極脫出，經(jīng)由電解液穿過隔膜嵌入正極材料中，使正極恢復(fù)到富鈉態(tài)。

2010年以來，由于鋰資源供給的稀缺態(tài)勢日益凸顯，鈉離子電池受到了國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注，其相關(guān)研究更是迎來了爆發(fā)式增長。目前，鈉離子電池已逐步開始了從實驗室走向?qū)嵱没瘧?yīng)用的階段，國內(nèi)外已有多家企業(yè)，包括英國FARADION 公司，美國NatronEn?ergy 公司，法國Tiamat，日本岸田化學(xué)、豐田、松下、三菱化學(xué)，以及我國的中科海鈉、寧德時代、鈉創(chuàng)新能源等公司，正在進行鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化的相關(guān)布局，并取得了重要進展。

技術(shù)無虞，量產(chǎn)在即

鈉離子電池主要生產(chǎn)制備技術(shù)已基本成熟，處于量產(chǎn)的前夜。正極材料方面，目前投入研究比較多的包括層狀氧化物、聚陰離子型、普魯士藍（白）等，其中層狀氧化物正極材料的理論能量密度最高，有望率先商用；負(fù)極材料方面，現(xiàn)階段技術(shù)路線以硬碳為主，軟碳為輔；電解液方面，以六氟磷酸鈉電解質(zhì)為主；集流體方面，低成本鋁箔替代銅箔正在不斷推進中；隔膜材料可沿用鋰電池隔膜體系。

現(xiàn)階段鈉離子電池廠商在正極材料方面的布局以層狀氧化物體系為主，產(chǎn)業(yè)化進程明顯加快，包括中科海鈉、寧德時代、鈉創(chuàng)新能源、多氟多、蜂巢能源等。同時普魯士藍（白）和聚陰離子型兩種路線隨著各大廠商的持續(xù)推進，低能量密度等問題也有望逐步改善，成為鈉離子電池正極材料的更多選擇。參考鋰離子電池的技術(shù)迭代歷程，不同的正極技術(shù)路線有望長期存在，相互競爭，由于各自能量密度、成本的不同，各種技術(shù)路線有望在不同的使用場景得到充分的應(yīng)用。

替代鉛酸，補充鋰電

從電池成本上來看，鈉離子電池和鋰離子電池的成本差距最大的組件為正極材料和集流體。由于不使用價格較高的金屬鋰和使用低成本的鋁箔作為集流體材料，鈉離子電池物料成本有望大幅降低。正極材料方面，鈉離子電池正極材料前驅(qū)體主要為碳酸鈉，成本明顯低于碳酸鋰（截止2023 年6 月16 日，碳酸鈉的價格為2241.67 元/噸，而碳酸鋰的價格為30 萬元/噸）。集流體材料方面，根據(jù)同花順iFIND 的數(shù)據(jù)，近兩年銅價維持在鋁價格的3-4 倍，鈉離子電池采用鋁箔作為集流體材料后，達到同樣的導(dǎo)電效果所需成本有望達到銅箔的1/3。

相比于鉛酸電池，同等容量的鈉離子電池體積更小，循環(huán)壽命更長，能量密度是鉛酸電池的三倍以上，而且隨著技術(shù)的進步和產(chǎn)業(yè)鏈的進一步完善，總成本有望降至鉛酸電池水平，鈉離子電池對鉛酸電池的替代已成重要發(fā)展趨勢。相比鋰離子電池，鈉離子電池的能量密度和循環(huán)壽命低于鋰電池，但是低溫性能和耐過放電方面要優(yōu)于鋰離子電池，且成本明顯低于鋰電池，有望成為鋰電池體系的重要補充。浪潮已至，成長可期。鈉離子電池可應(yīng)用的市場空間廣闊，隨著產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，鈉離子電池將率先替代鉛酸電池的市場份額，實現(xiàn)低速電動車和儲能領(lǐng)域的無鉛化，并有望在性能要求高的應(yīng)用場景部分替代鋰離子電池。據(jù)測算，到2030 年，鈉離子電池的全行業(yè)出貨量或?qū)⑦_347GWh，2024-2030 年的復(fù)合增長率達58.1%。

關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)優(yōu)質(zhì)公司

我們認(rèn)為在儲能、電動車領(lǐng)域高速發(fā)展的背景下，鈉離子電池有著廣闊的市場空間，量產(chǎn)初期產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)都將充分受益。

產(chǎn)業(yè)鏈投資方面，建議關(guān)注在鈉離子電池領(lǐng)域布局較早、擁有顯著技術(shù)優(yōu)勢的企業(yè)。電芯制造環(huán)節(jié)，建議重點關(guān)注兩類企業(yè)：一類是參與拓展布局鈉離子電池的鋰電池龍頭企業(yè)，如寧德時代（300750）、鵬輝能源（300438）等，這類企業(yè)在布局和鋰電池相近的鈉離子電池方面有望延續(xù)優(yōu)勢；另一類是從“0”到“1”布局鈉離子電池，但布局時間較早并且和一些科研院所合作，擁有技術(shù)優(yōu)勢的創(chuàng)新型企業(yè)，如中科海鈉（2017 年成立，依托中科院物理所的技術(shù)支撐，是國內(nèi)首家鈉離子電池企業(yè)，上市公司華陽股份（600348）持股）、鈉創(chuàng)新能源（2018年成立，創(chuàng)始團隊來自上海交通大學(xué)，和上市公司維科技術(shù)（600152）合作）、傳藝科技（002866）是筆記本電腦輸入設(shè)備龍頭，2022年起全面轉(zhuǎn)型鈉離子電池等。

上游材料環(huán)節(jié)，建議關(guān)注布局硬碳負(fù)極材料的碳材料龍頭企業(yè)，如元力股份（300174，木質(zhì)活性炭領(lǐng)軍企業(yè)）、圣泉集團（605589）等。另外，由于鈉離子電池采用鋁箔作為集流體，擁有電池級鋁箔生產(chǎn)技術(shù)的鋁制品企業(yè)也有望充分受益，如鼎勝新材（603876）、東陽光（600673）、萬順新材（300057）、南山鋁業(yè)（600219）等。