平安证券:巨头入场摇旗“钠”喊 技术路线面临分化

2021-08-02 14:54

  钠离子电池为何引发关注,潜在市场空间有多大?钠离子电池的研究较早,由于与同期的锂电池的性能表现相差较大而处于发展停滞状态;2010年之后,由于大规模储能市场的场景逐渐清晰以及产业界对未来锂资源可能面临供给瓶颈的担忧,钠离子电池重新进入人们的视野。之后十年时间,全球顶尖的国家实验室和大学先后大力开展钠离子电池的研发,部分企业也开始跟进。包括国际代表Faradion公司、国内代表机构中科海钠和钠创新能源以及锂电池代表企业宁德时代等。近期宁德时代发布旗下第一代钠离子电池,电芯能量密度达到160Wh/kg,低温和快充性能优异,并计划2023年形成基本的产业链。当前钠离子电池在两轮车、低速电动车、储能系统等领域均已实现小规模量产装机。市场规模方面,2020年全球储能、两轮车和A00车型装机量分别为14/28/4.6GWh,我们预计到2025年三种场景下的电池装机量分别为180/39/31GWh,对应25年钠离子电池潜在市场空间为250GWh。

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  钠离子电池在产品端有何优劣势?1)能量密度弱于锂电,强于铅酸。钠离子电池的电芯能量密度为100-150Wh/kg,远高于铅酸电池的30-50Wh/kg,与磷酸铁锂电池的120-200Wh/kg有重叠的范围,与三元锂200-300Wh/kg的水平有较大差距。在循环寿命方面,钠电池在3000次以上,超出铅酸电池的300次左右。仅从能量密度和循环寿命考虑,钠电池有望首先替代铅酸和磷酸铁锂电池主打的启停、低速电动车、储能等市场,但较难应用于电动汽车和消费电子等领域。2)安全性高,高低温性能优异。钠离子电池热失控温度高于锂电池,具备更高的安全性;可以在-40℃到80℃的温度区间正常工作,-20℃的环境下容量保持率接近90%,高低温性能优于其他二次电池。3)倍率性能好,快充具备优势。依赖于开放式3D结构,钠离子电池具有较好的倍率性能,能够适应响应型储能和规模供电;在快充能力方面,钠离子电池容量20%-80%的充电时间只需要10分钟左右,快于锂电池。

  钠离子电池在上游端有何优势?在资源端,首先锂电池面临资源瓶颈,钠资源相对丰富,钠资源的地壳丰度为2.74%,是锂资源的440倍,同时分布广泛,提炼简单;其次锂价大幅波动带来企业成本端的扰动,可能加速企业寻找性价比更高的替代品的进程;最后发展钠离子电池具备战略意义,除了锂资源外,锂电池其他环节如钴和镍也面临进口依赖以及价格大幅波动的难题,钠离子电池已经受到越来越多国家的关注和支持。在材料端,正极原材料碳酸钠价格远低于碳酸锂,并且通常使用铜、铁等大宗金属,负极集流体用廉价的铝箔代替铜箔,电解液锂盐六氟磷酸钠价格也低于六氟磷酸锂,而负极普遍采用的硬碳材料价格高于锂电的石墨。实际应用来看,中科海钠使用NaCuFeMnO/软碳体系的钠电池的正极材料成本仅为磷酸铁锂/石墨体系的锂电池正极材料成本的40%,集流体成本仅为后者的20%-30%,材料整体成本下降40%-50%。当前由于产业链缺乏配套、缺乏规模效应,钠离子电池的实际生产成本在1元/以上,若达到当前锂电池的市场体量,成本有望降至0.2-0.3元/Wh,与锂电池相比具备优势。

  投资建议:钠离子电池本身能量密度较低且提升空间有限,因此在行业内更多地扮演新能源细分领域替代者的角色,有望率先在对能量密度要求不高、成本敏感性较强的储能、低速交通工具以及部分低续航乘用车领域实现替代和应用,对中高端乘用车市场影响十分有限。在龙头企业的推动下,钠离子电池的产业化进程有望加速。在投资方面,我们建议关注:1)布局钠离子电池相关技术的传统电池和电池材料企业。2)投资钠离子电池企业的公司。3) 产业链重塑带来的机会。

  风险提示:1)钠离子电池技术进步或成本下降不及预期的风险:钠离子电池的产业化还处于初期阶段,若技术进步或者成本改善的节奏慢于预期,将影响产业化进程,导致其失去竞争优势。2)企业推广力度不及预期的风险:当前由于规模较小、产业链缺乏配套,钠电池生产成本较高,其规模化生产离不开龙头企业的大力推广;若未来企业的态度软化,将影响钠电池产业化进程。3)储能、低速车市场发展不及预期的风险:钠离子电池主要应用于储能和低速车等领域,若下游市场发展速度低于预期,将影响钠电池的潜在市场空间。

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