开源证券:储能放量时代新势力,钠离子电池产业化提速(附报告)

主要观点

●钠离子电池体系技术路线多样,过渡金属氧化物体系表现优异。钠离子电池与锂离子电池工作原理大致相似。主流钠离子电池正极材料选择大概 分为:过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物、普鲁士蓝化合物和熔融硫。目前过 渡金属氧化物体系表现最佳,中科海钠使用的铜基氧化物电池的能量密度达到145 Whkg;英国FARADION公司的镍层状氧化物的能量密度达到150Wh/kg~1 60Wh/kg, 远超其他钠离子电池体系。在锂电池中广泛使用的石墨类负极材料储钠性能较差, 钠离子电池负极材料主要包括碳基材料、合金材料、熔融钠。

●钠电成本低廉,性能强于铅酸,和锂电相比各有优劣。据FARADION公司预测,钠离子电池产业化后成本比锂离子电池低30%。钠离 子电池总体性能显著优于铅酸电池,钠离子电池体积更小、重量更轻,比能量高 出2倍以上,且循环寿命更长。钠离子电池可以安全放电至0V,在安全性、电 解液导电性、高低温性能、储存和运输等性能方面展现出优于锂离子电池的潜力。但铜基和镍基钠离子电池能量密度比磷酸铁锂电池低17%,循环次数少33%。

●钠离子电池可持续性强、具有能源战略意义,应用前景广阔。地壳中钠储量达2.74%,而锂储量仅为0.0065%,且锂离子电池回收经济价值低。钠离子电池活性材料中不含昂贵的钴,使其具有更强的可持续性。我国仅拥有世 界锂资源储量的5.93%,锂矿大多位于青藏高原地区,开采难度大,致使我国锂 矿对外依存度高。钠离子电池对我国减少锂资源对外依存度具有重要战略意义。

钠离子电池应用前景广阔: (1)电动车市场上,铅酸电池被替代已成趋势,钠离 子电池具有低成本、低能量密度、安全性强等特性,是铅酸电池更好的替代品。
(2)随着十四五期间可再生能源大批量上网,电网侧与发电侧对储能的需求愈 发强烈,为钠离子电池市场化应用提供土壤。我们预计2021/2022/2023年风光新 增储能需求5.07/12.25/25.79GWh,对应增速为246.3%/ 141.5%/110.6%.

●钠离子电池产业化提速,我国处于领先地位。近十年来,钠离子电池受到学术届和商业届的大量关注,全球从事钠离子电池研 究的公司已有20多家,我国企业如中科海钠在钠离子电池产业化进程中处于领 先地位。目前钠离子电池产业化还处于初级阶段:多种技术路线共同发展、成本 优势不明显、工艺和产业链不成熟、核心电极材料和电解液规模化供应渠道缺失、 缺少电池相关标准化体系不完善。但钠离子电池具备产业化快速提升的潜力。钠 离子电池与锂离子电池生产线、制作工序相似。随着锂电和_上游材料企业入局, 产业化进程会大幅提速。我们相信在未来3~5年,钠离子电池产业链会基本形 成,钠离子电池相关工艺、相应的电池管理系统、相关技术体系也会趋于成熟。

 

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