2023鈉離子電池產業鏈現狀、競爭格局及行業前景分析報告.pdf

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1、2023 年深度行業分析研究報告 目錄目錄 1.鈉離子電池概述.4 1.1 鈉電概況：幾經波折，一朝破曉.4 1.1.1 工作原理：鋰、鈉同族，原理相似.4 1.1.2 發展歷程：一度停滯，重回熱潮.5 1.2 產業鏈現狀：技術無虞，量產在即.6 1.2.1 關鍵材料：多路線并行，層狀氧化物體系有望率先商用.6 1.2.2 電池制造：兼容現有鋰電設備，有望快速推廣.11 1.3 競爭格局：鋰電池龍頭優勢延續，創新型中小企業有望突圍.12 2.多因素驅動下，鈉離子電池前景廣闊.15 2.1 政策：鈉離子電池是重點發展的新型電池技術之一.15 2.2 趨勢：有望替代鉛酸電池，成為鋰電池體系的重要補

2、充.15 2.2.1 資源：鈉元素儲量遠超鋰元素，不受資源限制.15 2.2.2 成本：后期可下降至鉛酸電池水平.16 2.2.3 綜合性能：略低于鋰電池，但明顯高于鉛酸電池.18 2.3 市場：預計 2030 年出貨量達 347GWh.18 2.3.1 動力電池：有望在兩輪電動車、A00 級電動車等領域廣泛應用.19 2.3.2 儲能電池：在戶用儲能、工商業儲能等領域應用前景廣闊.21 5XiZeZnYdY8WNAcVqN6McM7NnPnNpNoNkPoOrOfQqRmQbRmMyRxNmRzRwMsPyQ圖圖目錄目錄 圖 1 鈉離子電池工作原理.4 圖 2 鋰離子電池工作原理.4 圖 3

3、 鈉離子電池基本形態.4 圖 4 鈉離子電池應用產品.4 圖 5 鈉離子電池發展路線圖.5 圖 6 全球鈉離子電池產業化布局.5 圖 7 鈉離子電池產業鏈.6 圖 8 不同正極材料的性能參數（其中層狀氧化物為綠色，聚陰離子型為紅色，普魯士藍為藍色）.7 圖 9 鈉離子電池負極材料電壓與比容量圖.8 圖 10 不同碳前驅體的特性對比.9 圖 11 圓柱電池組裝工藝流程圖.11 圖 12 方形電池組組裝工藝流程圖.11 圖 13 鈉離子電池制備工藝流程.12 圖 14 鈉元素在地殼中的豐度遠超鋰元素（單位：ppm）.16 圖 15 鈉離子電池成本占比（單位：%）.16 圖 16 鋰離子電池成本占比

4、（單位：%）.16 圖 17 碳酸鋰和碳酸鈉價格走勢對比（單位：元/噸）.17 圖 18 兩種集流體價格走勢對比（單位：元/噸）.17 圖 19 2023-2030 年鈉離子電池出貨量預測（單位：GWh）.19 圖 20 江汽集團行業首臺鈉離子電池實驗車正式亮相.19 圖 21 雅迪發布國內首款鈉電兩輪車.19 圖 22 2012-2021 年中國兩輪電動車銷量（單位：億輛，萬輛）.20 圖 23 2018-2022 年全球鋰電版兩輪車及平衡車滲漏率（%）.20 圖 24 A0 級和 A00 級電動汽車單月銷量變化（單位：輛）.20 圖 25 1MWh 鈉離子電池儲能系統示范案例.21 圖 2

5、6 中科海鈉 1MWh 儲能系統整體架構.21 圖 27 未來 5 年中國新型儲能累計裝機規模預測（單位：GW）.22 1.鈉離子電池概述鈉離子電池概述 1.1 鈉鈉電概況：幾經波折，一朝破曉電概況：幾經波折，一朝破曉 1.1.1 工作原理工作原理：鋰、鈉同族，原理相似：鋰、鈉同族，原理相似 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性質。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性質。鈉離子電池的結構及工作原理與鋰離子電池基本相同，同屬于“搖椅式電池”。鈉離子電池的構成主要包括正極、負極、隔膜、電解液和集流體。充電時，Na+從正極脫出，經電解液穿過隔膜嵌入負極

6、，使正極處于高電勢的貧鈉態，負極處于低電勢的富鈉態。放電過程與之相反，Na+從負極脫出，經由電解液穿過隔膜嵌入正極材料中，使正極恢復到富鈉態。圖圖1 鈉離子電池工作原理鈉離子電池工作原理 圖圖2 鋰離子電池工作原理鋰離子電池工作原理 資料來源：室溫鈉離子電池材料及器件研究進展（陸雅翔等，2018），聯儲證券研究院 資料來源：高性能層狀鋰離子電池正極材料的制備與研究（劉同超，2019），聯儲證券研究院 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在電池的內部裝配結構及封裝形式上。根據鈉離子電池的技術特點，鈉離子電池將首先從各類低速電動車

7、應用切入市場，并隨著產業的進一步發展，逐步切入到各類儲能應用場景，如可再生能源的存儲、數據中心、5G 通信基站、家庭和電網規模儲能等領域。圖圖3 鈉離子電池基本形態鈉離子電池基本形態 圖圖4 鈉離子電池應用產品鈉離子電池應用產品 資料來源：鈉創新能源官網，聯儲證券研究院 資料來源：鈉創新能源官網，聯儲證券研究院 1.1.2 發展歷程發展歷程：一度停滯，重回熱潮一度停滯，重回熱潮 早在 20 世紀 70 年代末，鈉離子電池與鋰離子電池幾乎同時開展研究，但是受當時研究廣泛的石墨負極材料儲鈉能力的限制，鈉離子電池的研究一度處于緩慢和停滯狀態。直到 2000 年加拿大的 Dahn 等發現高容量的硬碳可

8、作為儲鈉負極材料，鈉離子電池重回研究者的視線，但當時產業界的關注重點集中于鋰離子電池。圖圖5 鈉離子電池發展路線圖鈉離子電池發展路線圖 資料來源：鈉離子電池科學與技術（胡勇勝等，2021），聯儲證券研究院 2010 年以來，由于鋰年以來，由于鋰資源供給的稀缺態勢日益凸顯，鈉離子電池受到了國內外學術資源供給的稀缺態勢日益凸顯，鈉離子電池受到了國內外學術界和產業界的廣泛關注，其相關研究更是迎來了爆發式增長。界和產業界的廣泛關注，其相關研究更是迎來了爆發式增長。目前，鈉離子電池已逐步開始了從實驗室走向實用化應用的階段，國內外已有多家企業，包括英國 FARADION 公司，美國 Natron Ener

9、gy 公司，法國 Tiamat，日本岸田化學、豐田、松下、三菱化學，以及我國的中科海鈉、寧德時代、鈉創新能源等公司，正在進行鈉離子電池產業化的相關布局，并取得了重要進展。圖圖6 全球鈉離子電池產業化布局全球鈉離子電池產業化布局 資料來源：鈉離子電池標準制定的必要性（周全等，2020），聯儲證券研究院 2018 年 6 月，國內首家鈉離子電池企業中科海鈉推出了全球首輛鈉離子電池(72V，80Ah)驅動的低速電動車，并于 2019 年 3 月發布了世界首座 30kW/100kWh 鈉離子電池儲能電站，2021 年 6 月推出 1MWh 的鈉離子電池儲能系統，并在山西太原投運。國內在鈉離子電池產品研

10、發制造、標準制定以及市場推廣應用等方面的工作正在全面展開，鈉離子電池即將進入商業化應用階段，相關工作已經走在世界前列。1.2 產業鏈現狀：技術產業鏈現狀：技術無虞無虞，量產在即，量產在即 鈉離子電池主要鈉離子電池主要生產制備技術生產制備技術已已基本成熟，處于量產的前夜?；境墒?，處于量產的前夜。和鋰離子電池相似，制備鈉離子電池的原材料主要包括四大主材（正極材料、負極材料、電解液和隔膜）和關鍵輔材（極耳、集流體、粘結劑、導電劑、外殼組件等）。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；負極材料方面，現階段

11、技術路線以硬碳為主，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。圖圖7 鈉離子電池鈉離子電池產業鏈產業鏈 資料來源：鈉離子電池科學與技術（胡勇勝等，2021），聯儲證券研究院 1.2.1 關鍵材料：關鍵材料：多路線并行，層狀氧化物體系有望率先商用多路線并行，層狀氧化物體系有望率先商用 鈉離子電池正極材料的技術路線主要有層狀氧化物、聚陰離子型、普魯士藍鈉離子電池正極材料的技術路線主要有層狀氧化物、聚陰離子型、普魯士藍(白白)類、類、隧道氧化物類等，其中層狀氧化物路線有望率先商用。隧道氧化物類等，其中層狀氧化物路線有望率

12、先商用。層狀氧化物正極材料結構類似于層狀氧化物正極材料結構類似于鋰電池的三元材料鋰電池的三元材料，成品電池理論能量密度高于聚陰離子型材料，但依然存在結構相變復雜和循環壽命短等問題,提升層狀正極材料的綜合性能仍是目前鈉離子電池的重要研究方向。聚陰離子類化合物結構類似于磷酸鐵鋰聚陰離子類化合物結構類似于磷酸鐵鋰，具有開放的骨架結構和優異的倍率性能,但這類材料的電子電導較差,成品電池能量密度偏低，往往需要對其進行碳包覆改性，且目前生產成本較高。普魯士藍類材料因為具有穩定的三維骨架結構而具有較好的結構穩定性和倍率性能,生產成本也較低，然而依然存在結晶水難以去除、過渡金屬易溶解、循環壽命低等問題。圖圖8

13、 不同正極材料的性能參數（其中層狀氧化物為綠色，聚陰離子型為紅色，普魯士藍為藍色）不同正極材料的性能參數（其中層狀氧化物為綠色，聚陰離子型為紅色，普魯士藍為藍色）資料來源：Na-Ion BatteriesApproaching Old and New Challenges（Eider Goikolea 等，2020），聯儲證券研究院 注：填充圖形表示理論性能，未填充圖形表示實際性能。鈉離子電池正極材料可通過固相反應法、共沉淀法、溶膠-凝膠法、噴霧干燥法等多種方法來制備，其中以固相反應法最為常用。固相反應法也屬于多組分固相固相燒結法，即在多組分固相燒結過程中通過離子擴散過程形成固溶體或者新的的化

14、合物，具有工藝簡單和成本低廉等優勢，適用性較強。表表1 鈉離子電池各體系及特點鈉離子電池各體系及特點 項目 層狀氧化物體系 普魯士藍（白）類化合物 隧道型氧化物體系 聚陰離子型 代表化合物 NaMO2,M=Ni、Mn、Co 等 鐵氰化物 NaxMAMB(CN)6 zH2O，(MA和 MB 為過渡金屬離子，Fe、Mn 等)-Na3V2(PO4)3、Na3MnTi(PO4)3 結構 優點 可逆比容量高、能量密度高、倍率性能高、技術轉化容易 工作電壓可調、可逆比容量高、能量密度高、合成溫度低 循環性好、倍率性好 工作電壓高、熱穩定性好、循環好、空氣穩定性好 缺點 容易吸濕、循環性能稍差 導電性差、庫

15、侖效率低 比容量低、工作電壓低 可逆比容量低、部分含有毒元素 現狀 工藝成熟，量產首選 工藝不成熟 學術研究階段 較適用于儲能 代表公司 中科海鈉、寧德時代、鈉創新能源、鵬輝能源、多氟多、蜂巢能源等 寧德時代、星空鈉電-鈉創新能源、鵬輝能源、蜂巢能源、珈鈉能源 資料來源：鈉離子電池儲能技術及經濟性分析（張平等，2022），聯儲證券研究院 表表2 鈉離子鈉離子電池正極材料的制備方法電池正極材料的制備方法 合成方法 優點 缺點 適用條件 固相反應法 操作簡單、易于控制、工藝流程短、成本較低、易工業化生產等 煅燒時間久、能耗較大、效率低、樣品均勻性差和性能略差等 適用性強 共沉淀法 各元素混合均勻，

16、形貌一般較好，易生產放大 需要控制的條件較多，成本較高，需處理技術 可溶性原料 溶膠-凝膠法 前驅體混合均勻，可降低煅燒溫度和時間，降低生產成本，樣品一致性較好、純度高等 惰性氣氛下易殘留原位碳 可溶性原料、可原位包覆碳 噴霧干燥法 干燥過程迅速，前驅體形貌可控 設備一般較復雜，熱消耗較大 原料可溶或不溶均可 水熱/溶劑熱法 合成溫度低、反應迅速、能耗少 反應條件不易控制、結晶性較差、產率低 原料可溶或不可溶均可 微波合成法 燒結時間短 形貌一般較難控制-資料來源：鈉離子電池科學與技術（胡勇勝等，2021），聯儲證券研究院 現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，現階段鈉

17、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，產業化進程產業化進程明顯加快明顯加快，包括中科海鈉、寧德時代、鈉創新能源、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迭代歷程，不同的正極技術路線有望長期存在，相互競爭，由于各自能量密度、成本的不同，各種技術路線有望在不同的使用場景得到充分的應用。圖圖9 鈉離子電池負極材料電壓與比容量圖鈉離子電池負極材料電壓與比容量圖 資料來源：Update on anode materials for Na-ion batterie

18、s（Kang H，2015），聯儲證券研究院 具有無定形碳負極材料具有無定形碳負極材料(包括硬碳和軟碳包括硬碳和軟碳)因資源豐富、結構多樣、綜合性能優異因資源豐富、結構多樣、綜合性能優異,被被認為是最有應用前景的鈉離子電池負極材料。認為是最有應用前景的鈉離子電池負極材料。石墨負極的成功開發推動了鋰離子電池的商業化進程。然而，由于熱力學原因，鈉離子難以嵌入石墨間隙，不容易與碳形成穩定的插層化合物，因此石墨負極在碳酸酯電解液中幾乎不具備儲鈉能力。目前已經報道的鈉離子電池負極材料主要包括碳基、鈦基、有機類和合金類負極材料等，目前商業化進展最快的為無定型碳基復合材料。表表3 不同鈉離子電池負極材料的對

19、比不同鈉離子電池負極材料的對比 負極材料 無定型碳 鈦基 有機類 合金類和轉化型 代表化合物 硬碳、軟碳 P2-Na0.66Li0.22Ti0.78O2 羰基化合物、席夫堿化合物、有機自由基化合物和有機硫化物 Sn、Sb 和 P 優點 資源豐富、結構多樣、綜合性能優異、低嵌入應變、合適的比容量和低電壓滯后 儲鈉電位較高，安全性較好，鈉離子擴散速率快且結構穩定(零應變)，循環穩定性好 成本低廉且結構多樣 儲鈉比容量較高、反應電極電勢相對低 缺點 儲鈉機制尚有爭議，缺乏合適微觀設計指導 適合對功率密度和循環壽命要求高的領域 電導率較低和易溶于有機電解液中,致使循環穩定性較差,尚需優化改進 反應動力

20、學較差,且脫嵌鈉前后體積變化巨大,導致材料分化和集流體失去點接觸,比容量快速衰減,實際應用較困難 資料來源：鈉離子關鍵材料研究及工程化探索進展（黨榮彬等，2022），聯儲證券研究院 軟硬碳結合軟硬碳結合開發低成本、高性能負極材料是重要發展方向。開發低成本、高性能負極材料是重要發展方向。無定形碳包括硬碳與軟碳，軟碳通過高溫石墨化可以生成人造石墨，而硬碳難以石墨化。硬碳相比軟碳能量密度和首效性能表現更好，而軟碳在成本方面具有優勢，以往的無定形碳在所有負極材料中占比約為 4%。硬碳材料普遍展現出良好的儲鈉性能，但其前驅體一般為生物質或者人工合成樹脂，成本較高，且產碳率較低，難以在激烈的競爭中凸顯優勢

21、。中間相瀝青（來自石油工業的廢渣）可作為軟碳前軀體，其成本較低，制備出的軟碳具有更有序的結構，更少的缺陷和更短的層間距，但其比容量往往低于硬碳。鑒于硬碳和軟碳各自的優勢，將二者結合可為開發低成本和高性能的碳基負極材料提供良好的策略。圖圖10 不同碳前驅體的特性對比不同碳前驅體的特性對比 資料來源：鈉離子電池科學與技術（胡勇勝等，2021），聯儲證券研究院 現階段鈉電負極廠商技術路線以硬碳為主、軟碳為輔?，F階段鈉電負極廠商技術路線以硬碳為主、軟碳為輔。采用硬碳路線的主要負極廠商較多，包括日本可樂麗、佰思格、貝特瑞、多氟多、圣泉集團、元力股份等，采用軟碳路線的相對較少，主要有華鈉芯能、漢行科技等。

22、產能規模方面，部分廠商已建成千噸級產線，萬噸級產線還在建設中。表表4 主要鈉電主要鈉電負極負極廠商技術路線及布局廠商技術路線及布局 公司名稱 負極種類 技術路徑 前驅體類型 產能布局 日本可樂麗 硬碳 生物質基 椰子殼 已產業化 佰思格 硬碳 生物質基 葡萄糖、淀粉、果殼等 首條千噸級產線已投產 貝特瑞 硬碳 生物質基、樹脂基 稻殼、果殼、樹脂等 在建 杉杉科技 硬碳 生物質基、樹脂基 榛子殼、樹脂、瀝青等 千噸級銷量 中科星城 硬碳 樹脂基、瀝青基 樹脂、果殼、焦類等 翔豐華 硬碳 生物質基、樹脂基、瀝青基 樹脂、果殼、焦類等 元力股份 硬碳 生物質基 稻殼、椰子殼、毛竹 多氟多 硬碳 生物

23、質基 核桃殼 鑫森炭業 硬碳 生物質基 椰子殼 山西煤化所 硬碳 生物質基、化石基 淀粉、棗木、石油等 華鈉芯能 硬碳、軟碳 煤基 無煙煤 無煙煤軟碳 2000 噸/年 圣泉集團 硬碳 生物質基、樹脂基 椰子殼、樹脂 宣布建設 10 萬噸級生物基硬碳負極材料 漢行科技 軟碳 煤基 無煙煤 資料來源：上海鋼聯，聯儲證券研究院 與鋰電池不同，鈉與鋰電池不同，鈉離子離子電池可選用成本更低的鋁箔代替銅箔作為集流體。電池可選用成本更低的鋁箔代替銅箔作為集流體。在常見的集流體材料中，金銀銅鋁的單位體積相對電導率最高，但金和銀屬于貴金屬，使用成本明顯偏高；在鋰電池中，由于鋰離子 Li+可以和鋁箔反應從而腐蝕

24、電池負極，而鈉離子電池則不受此問題影響，且達到相同電導率時鋁箔的成本約為銅箔的一半。參與布局鈉離子電池用鋁箔材料的廠商有鼎盛新材、東陽光、萬順新材、南山鋁業等。表表5 常見集流體電導率匯總常見集流體電導率匯總 材料 單位體積相對電導率 單位質量相對電導率 單位成本相對電導率 銀（Ag）1.05 0.9 0.01 銅（Cu）1 1 1 金（Au）0.7 0.33 0.00008 鋁（Al）0.4 1.3 2 鉬（Mo）0.31 0.27 0.01 鎢（W）0.29 0.13 0.02 鋅（Zn）0.28 0.36 0.8 鎳（Ni）0.24 0.25 0.05 鐵（Fe）0.17 0.2 2 鉑

25、（Pt）0.16 0.067 0.000008 鉻（Cr）0.13 0.16 0.05 鉭（Ta）0.13 0.072 0.001 304 鋼 0.1 0.1 0.1 316 鋼 0.1 0.1 0.07 鈦（Ti）0.04 0.079 0.02 碳化硅（SiC）0.12 0.032 0.001 錳（Mn）0.009 0.01 0.01 熱解石墨 0.007 0.03 石墨 0.0003 0.0012 0.0005 炭黑 0.00001 0.00004 0.00002 資料來源：鈉離子電池科學與技術（胡勇勝等，2021），聯儲證券研究院 在電解在電解液液材料方面，鈉離子電池和鋰離子電池的電解液

26、成分基本相似。材料方面，鈉離子電池和鋰離子電池的電解液成分基本相似。類似于鋰電池的電解質材料主要為六氟磷酸鋰，鈉離子電池電解液的溶質主要為六氟磷酸鈉。溶劑為鏈狀碳酸酯和環狀碳酸酯共用，一般采用 EC、DMC、EMC、DEC 和 PC 等溶劑組成二元或多元混合溶劑體系，此外再加上特定的功能性添加劑。由于 Na+相比于 Li+具有較小的 Stokes 半徑和去溶劑化能,因此理論上采用低鹽濃度的電解液也可以得到足夠的動力學性能。經實驗測算，相同濃度的電解液溶質，鈉電池中導電率比鋰電池高出 20%?，F階段布局鈉離子電池電解液的廠商有多氟多、天賜材料、新宙邦、永太科技等。表表6 常用電解質鈉鹽的理化性質

27、常用電解質鈉鹽的理化性質 鈉鹽 化學式 分子量/(g/mol)熔點/電導率（10-3S/cm）高氯酸鈉 NaClO4 122.4 468 6.4 四氟硼酸鈉 NaBF4 109.8 384-六氟磷酸鈉 NaPF6 167.9 300 7.98 三氟甲基磺酸鈉 NaSO3CF3(簡稱NaOTf)172.1 248-雙（氟磺酰）亞胺鈉 Na(FSO2)2N（簡稱 NaFSI）203.3 118-雙（三氟甲基磺酰）亞胺鈉 Na(CF3SO2)2N(簡稱（NaTFSI）)303.1 257 6.2 資料來源：鈉離子電池科學與技術（胡勇勝等，2021），聯儲證券研究院 注：鹽濃度為 1mol/L，溶劑為

28、 PC 鈉離子電池隔膜材料可沿用鋰離子電池隔膜體系。鈉離子電池隔膜材料可沿用鋰離子電池隔膜體系。在鋰電池中所選用的隔膜體系通常是聚烯烴類的聚合物材料，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和 PP-PE-PP 復合膜；另外玻璃纖維隔膜（主要成分為二氧化硅和氧化鋁等無機氧化物）也是實驗室里使用較多的隔膜。玻璃纖維隔膜一般采用拉絲法制備，而聚烯烴材料一般采用相分離法或者延伸法制備。二者的共性是機械強度、電絕緣性好且具備豐富的孔道。鋰離子電池所用的隔膜材料基本都可移植至鈉離子電池體系。1.2.2 電池制造電池制造：兼容現有鋰電設備，有望快速推廣兼容現有鋰電設備，有望快速推廣 鈉離子電池的生產工藝可參照鋰離

29、子電池，其生產線和鋰離子電池生產線基本類似，不同的地方在于鈉離子電池可采用鋁箔作為負極集流體，因此正負極可采用相同的鋁極耳，相關工序（如極耳焊接工序）可以更加簡化。圖圖11 圓柱電池組裝工藝流程圖圓柱電池組裝工藝流程圖 圖圖12 方形電池組組裝工藝流程圖方形電池組組裝工藝流程圖 資料來源：鈉離子電池科學與技術（胡勇勝等，2021），聯儲證券研究院 資料來源：鈉離子電池科學與技術（胡勇勝等，2021），聯儲證券研究院 鈉離子電池的制造工序可基本分為三個部分，第一部分是前端電極制造工序，包括電極漿料制備、電極涂布、輥壓、極片分切等；第二部分是中端電芯裝配工序，包括電芯的疊片或卷繞、電芯裝配、注液封

30、口等，涉及設備為卷繞機、疊片機和注液機；第三部分是電池組裝配工序，包括化成分容、模組裝配、電池組裝配及測試等。圖圖13 鈉離子電池制備工藝流程鈉離子電池制備工藝流程 資料來源：鈉離子電池科學與技術（胡勇勝等，2021），聯儲證券研究院 1.3 競爭格局：鋰電池龍頭優勢延續，創新型中小企業有望突圍競爭格局：鋰電池龍頭優勢延續，創新型中小企業有望突圍 現階段布局鈉離子電池生產和制造的企業有兩類，一類是傳統的鋰電池廠商切入鈉離子電池，如寧德時代、鵬輝能源等，另一類是從“0”到“1”參與鈉離子電池產業布局的創新型企業，如中科海鈉、鈉創新能源、傳藝科技等。表表7 部分廠商在鈉離子電池產業的布局部分廠商在

31、鈉離子電池產業的布局 公司名稱 技術路線 產能布局 維科技術 層狀氧化物 2022 年 5 月 15 日，維科技術發布 2023 年度以簡易程序向特定對象發行股票的預案，募集資金總額不超過 3 億元，募集資金將全部用于年產 2GWh 鈉離子電池項目 傳藝科技 層狀氧化物、聚陰離子型 2022 年 9 月，傳藝科技擬投建 15 萬噸鈉離子電池電解液生產線；傳藝科技一期總規劃產能為 4.5GWh，預計于 6 月底達產嗎，其二期5.5GWh/年鈉電項目投建正在加速 多氟多 層狀氧化物 是國內首家商業化量產六氟磷酸鈉的企業，具備年產 1000 噸六氟磷酸鈉的生產能力；2023 年鈉離子電池一期將形成約

32、 1GWH 的產能，完成 5000 噸/年正極以及 2000 噸/年負極產線的投產 中科海鈉/華陽股份 層狀氧化物、普魯士白 一期年產各 2 千噸正負極材料線已建設完成并運行半年；計劃于2023 年完成二期 2 萬噸正極/1 萬噸負極材料線建設并投產；2024 年完成 10 萬噸正極/5 萬噸負極材料線建設并投產。在電芯產業化進程方面，擬于 2023 年安徽阜陽 1GWh 產線產線擴產至 3-5GWh；計劃于2024 年與客戶合作擴產，產能超 10GWh。在儲能系統示范和推廣方面，計劃于 2023 年實現百兆瓦時級鈉離子電池儲能系統推廣應用。寧德時代 層狀氧化物、普魯士白 預計 2023 年一

33、季度完成產業鏈建設，具備量產能力 眾鈉能源 聚陰離子路線 2023 年電芯產能規劃達 GWh 以上，并即將于 7 月開啟首款產品量產交付 鈉創新能源 鐵酸鈉基層狀氧化物 已建成噸級鐵酸鈉基層狀氧化物正極材料生產線，形成年產 3000 噸正極材料、5000 噸電解液產能。2022 年 10 月，鈉創新能源年產 4 萬噸鈉離子正極材料項目”(一期)正式投產運行。2023 年 1 月，鈉創新能源“年產 4 萬噸鈉離子電池正極材料項目（二期）”康莊基地開工。資料來源：各公司公告，聯儲證券研究院 在鈉離子電池商業化的進程中，由于鈉離子電池和鋰離子電池的結構和生產工藝相似，現有的鋰電龍頭企業有望保持長期優

34、勢；另外一些和科研院所合作，擁有技術優勢的創新型企業有望在鈉離子電池的市場化浪潮中脫穎而出，占據一定的市場份額。表表8 2023 年國內鈉電企業融資事件年國內鈉電企業融資事件 序號 企業名稱 產品/技術方向 成立時間 所屬地 融資歷程 日期 融資輪次 融資金額 投資機構 1 為方能源 鈉離子電池研發商 2022 年 4月 12 日 廣東省深圳市 2023 年 7 月 3 日 Pre-B 輪 數億元人民幣 新華都特種電氣股份有限公司 2022 年 12 月 28 日 A+輪 數千萬元人民幣 金鼎資本 2022 年 9 月 2 日 A+輪 數千萬人民幣 青蒿資本 2022 年 8 月 4 日 A

35、輪 未披露 灣田控股集團有限公司 2 超鈉新能源 鈉離子電池關鍵材料及電池研發生產商 2021 年 8月 11 日 浙江省湖州市 2023 年 6 月 15 日 A 輪 超億元人民幣 智匯錢湖，國家電投，禹泉資本 2022 年 8 月 1 日 Pre-A 輪 未披露 美團 2021 年 8 月 1 日 天使輪 未披露 中贏基金，個人投資者（陶春風）3 盤古鈉祥新能源 鈉離子電池電芯解決方案供應商 2022 年 10月 8 日 廣東省深圳市 2023 年 6 月 12 日 天使輪 數千萬元人民幣 格林美，星源材質，新宙邦，深圳市市證通電子股份有限公司，京山輕機 4 樂凱鈉儲 鈉離子電池生產商 2

36、023 年 1月 31 日 上海市 2023 年 5 月 25 日 天使輪 數千萬元人民幣 未披露 5 中鈉時代 鈉離子電池及鈉電正極材料研發生產商 2022 年 12月 27 日 廣東省深圳市 2023 年 5 月 24 日 天使輪 未披露 領投機構：紫金港資本；跟投機構：深圳高新投 6 浩鈉新能源 鈉離子電池錳基層狀正極材料 2022 年 11月 30 日 江蘇省鹽城市 2023 年 5 月 20 日 天使輪 數千萬元人民幣 領投機構：悅達投資；跟投機構：蘇州恒一科創投資合伙企業（有限合伙），詠圣資本，小苗朗程 7 中科海鈉 鈉離子電池研發商 2017 年 2月 8 日 北京市 2023

37、年 4 月 18 日 B 輪 未披露 混改基金 2022 年 3 月 31 日 A+輪 未披露 哈勃投資，海松資本，深圳聚合資本 2021 年 3 月 26 日 A 輪 數億元人民幣 梧桐樹資本 2020 年 4 月 24 日 Pre-A 輪 數千萬元人民幣 中科創星，梧桐樹資本 2019 年 1 月 4 日 戰略投資 未披露 北京協同創新研究院 2017 年 2 月 8 日 天使輪 未披露 國科嘉和，中科院物理所 8 容納新能源 鈉離子電池硬碳負極材料研發商 2022 年 8月 18 日 廣東省廣州市 2023 年 4 月 10 日 戰略投資 未披露 架橋投資，深圳市曉行投資有限公司，上海鑫

38、膳投資管理有限公司，清流資本 2023 年 3 月 29 日 Pre-A 輪 數千萬人民幣 領投機構：峰和資本；跟投機構;源來資本 2023 年 3 月 16 日 天使輪 數千萬元人民幣 源來資本 9 啟鈉新能源 鈉離子電池正極材料研發商 2022 年 9月 5 日 湖北省武漢市 2023 年 4 月 3 日 天使+輪 數千萬人民幣 招商局創投 2023 年 1 月 19 日 天使輪 數千萬人民幣 領投機構：同創 10 眾鈉能源 鈉離子電池研發企業 2021 年 1月 21 日 江蘇省蘇州市 2023 年 3 月 20 日 戰略融資 未披露 賽伯樂投資集團 2022 年 12 月 22 日 P

39、re-A 輪 超億元人民幣 清研資本，昆侖萬維，蘇高新金控 2022 年 3 月 4 日 天使+輪 未披露 碧桂園創投，國晟資本，盈睿資本 2021 年 12 月 17 日 天使輪 數千萬元人民幣 領投機構：同創偉業；跟投機構：力合科創，蘇民投，鑫睿創投 2021 年 9 月 8 日 種子輪 未披露 江蘇南大紫金科技有限公司，蘇高新金控 11 珈鈉能源 聚陰離子型鐵基正極材料、低成本生物質硬碳負極材料 2022 年 4月 13 日 廣東省深圳市 2023 年 1 月 11 日 Pre-A 輪 數千萬元人民幣 光速光合 2022 年 8 月 10 日 天使輪 數千萬元人民幣 順為資本 資料來源：

40、能源電力說數據庫，聯儲證券研究院 表表9 鈉離子產業鏈相關公司鈉離子產業鏈相關公司 板塊名稱板塊名稱 相關標的相關標的 技術路線技術路線 產業進展產業進展 正極 中科海鈉 層狀氧化物 與華陽股份合建 2000 噸正極材料產線 振華新材 聚陰離子化合物 目前已經具備 1000 噸正極材料生產能力，公司規劃 2023 年大規模釋放產能 容百科技 普魯士白、層狀氧化物 在建 6000 噸普魯士白生產產能，2023 年實現量產 3.6 萬噸層狀氧化物 當升科技 層狀氧化物 完成鈉電池正極材料技術攻關，相關產線在建 邦普循環 普魯士白 鈉電池正極材料產線建設完成，目前進入項目測評階段，投產后具備量產 6

41、00 正極材料能力 傳藝科技 層狀氧化物、聚陰離子型 2023 年一季度實現正極負極材料 2GWh 生產能力，年底達到 10GWh 生產能力 格林美 普魯士藍、層狀氧化物 已經完成技術攻關，實現材料小規模生產，正在進行客戶資源拓展 派能科技 普魯士藍 目前已經建成 50 噸普魯士藍生產線，2023 年實現 GWh 級別生產能力 超鈉新能源 層狀氧化物 正在進行相關技術攻關，目前已經具備小規模生產能力 負極 璞泰來 硬碳、軟碳、硅基 公司在多種負極材料生產方面均有布局，可以根據未來發展方向進行資源傾斜，目前已經完成相關技術儲備 翔豐華 硬碳、軟碳 目前已經完成硬碳負極材料技術攻關，正在進行下游客

42、戶測評 道氏技術 鈦基 目前正在進行鈦基負極材料生產技術累積，目前正在申請二氧化鈦石墨烯負極材料專利 貝特瑞 硬碳 已經完成相關產品生產技術累積，目前公司硬碳負極材料已經更新至第五代 華陽股份 硬碳 已經完成相關技術累積，2022 年開始建設相關產線，建成后將具備 3000 噸生產能力 電解液 多氟多 六氟磷酸鈉 公司擁有完整的鋰電池電解液生產線，目前已經對部分資源進行切換，具備千噸級六氟磷酸鈉生產能力 天賜材料 六氟磷酸鈉 公司擁有完整鋰電池電解液生產線，是寧德時代電解液主要供貨商，目前已經具備量產鈉電池電解液的能力 新宙邦 六氟磷酸鈉 目前正在進行相關技術儲備，已經具備小規模生產能力 永太

43、科技 六氟磷酸鈉 已經完成相關技術攻關，目前已經建成 100 噸六氟磷酸鈉生產線 鈉創新能源 六氟磷酸鈉 目前完成相關技術儲備，相關產線正在分批建設，預計 3-5 年內分期建設 8 萬噸鈉基正極材料和配套電解液生產線 隔膜 璞泰來 聚烯烴多孔膜 目前已經完成鈉電涂覆薄膜技術積累 山東章鼓 聚烯烴多孔膜 持有安德新材料股份，該公司擁有鈉離子固態隔膜生產技術 集流體 鼎勝新材 鋁箔 2022 年 7 月通過定增項目，募集資金 7 億元，投資建設 80 萬噸電池鋁箔制備生產線 東陽光 鋁箔 2022 年投資建設 10 萬噸級電池鋁箔制備生產線 萬順新材 鋁箔 安徽子公司目前具備 4 萬噸高精度電池級

44、鋁箔制備能力，在建 7.2 萬噸級生產線，二期工程 3.2 萬噸預計 2023 年動工建設，公司規劃 2024 年形成 25.5 萬噸電池用鋁箔制備能力 南山鋁業 鋁箔 2021 年動工建設電池用鋁箔生產線，建成后將具備 2.1 萬噸高精度鋁箔制備能力 電池 寧德時代 正極：普魯士白 負極：硬碳 電解液：六氟磷酸鈉 預計 2023 年一季度完成產業鏈建設，具備量產能力 中科海鈉 正極：層狀氧化物 負極：軟碳 電解液：六氟磷酸鈉 預計 2022 年年底完成產業鏈建設，具備 2GWh 電池產能制備能力 傳藝科技 正極：層狀氧化物、聚陰離子 目前項目正處于試投產階段，預計 2023 年一期具備 2G

45、Wh 產能，二期具備 8GWh產能 立方新能源 正極：層狀氧化物 負極：硬碳 電解液：六氟磷酸鈉 目前已經具備鈉電池小規模制備能力，預計 2023 年產能開始爬坡 鈉創新能源 正極：層狀氧化物 負極：硬碳 電解液：有機 預計 2022 年形成 3000 噸正極材料以及 5000 噸電解液制備能力，2023 年開始量產 鵬輝能源 正極：磷酸鹽 負極：硬碳 2022 年中期進行試生產，預計年底能夠形成量產能力 眾鈉能源 正極：聚陰離子 負極：硬碳 電解液：高氯酸鈉 萬噸級正極硫酸鐵鈉材料線建設啟動，預計 2023 年形成 1GWh 電池制備能力 猛獅科技-目前已經具備鈉電池電芯小規模制備能力，預計

46、 2023 年實現量產 資料來源：相關公司公告，同花順 iFIND，聯儲證券研究院 2.多因素驅動多因素驅動下，鈉下，鈉離子離子電池前景廣闊電池前景廣闊 2.1 政策：政策：鈉離子電池是重點發展的鈉離子電池是重點發展的新型電池新型電池技術之一技術之一 鈉離子電池是國家政策重點支持發展的新型電池技術之一。鈉離子電池是國家政策重點支持發展的新型電池技術之一。2021 年 4 月，國家發改委和國家能源局聯合發布關于新型儲能發展的指導意見中，首次將鈉離子電池列入其中。2022 年 3 月，國家發改委、國家能源局在“十四五”新型儲能發展方案中明確提出要推動多元化技術開發，要開展鈉離子電池、新型鋰離子電池

47、等關鍵技術裝備和集成優化設計研究，集中攻關。2022 年 7 月，在工信部發布的工業和信息化部關于印發 2022 年第二批行業標準修訂和外文版項目計劃的通知中，我國首批鈉離子電池行業標準 鈉離子電池術語和詞匯（2022-1103T-SJ）和 鈉離子電池符號和命名（2022-1102T-SJ）計劃正式下達。表表10 我國對鈉離子電池的支持政策我國對鈉離子電池的支持政策 時間 部門 文件 動態 2023 年 1 月 國家能源局 新型電力系統發展藍皮書（征求意見稿）提出要發展鈉離子電池、液流電池等多元化技術路線 2022 年 8 月 工信部 關于推動能源電子產業發展的指導意見（征求意見稿）提出要加快

48、研發固態電池、鈉離子電池等新型電池。其中專門提出鈉離子電池要聚焦電池的低成本和高安全性，開發高效模塊化系統集成技術，加快鈉離子電池技術突破和規?；瘧?2022 年 7 月 工信部 工業和信息化部關于印發 2022年第二批行業標準修訂和外文版項目計劃的通知 我國首批鈉離子電池和行業標準 2022 年 6 月 國家發改委、能源局、財政部等九部委 “十四五”可再生能源發展規劃 加強前瞻性研究，加快可再生能源前沿性、顛覆性開發利用技術攻關。研發儲備鈉離子電池、液態金屬電池、固態鋰離子電池、金屬空氣電池、鋰硫電池等高能量密度儲能技術 2022 年 3 月 國家發改委、國家能源局 “十四五”新型儲能發展

49、方案 明確提出要推動多元化技術開發，要開展鈉離子電池、新型鋰離子電池等關鍵技術裝備和集成優化設計研究，集中攻關。2021年11月 國家能源局、科技部 “十四五”能源領域科技創新規劃 開展大容量長時儲能器件與系統集成研究：研究鈉離子電池、液態金屬電池、鈉硫電池、固態鋰離子電池、儲能型鋰硫電池、水系電池等新一代高性能儲能技術，開發儲熱蓄冷、儲氫、機械儲能等儲能技術 2021 年 8 月 工信部 關于政協第十三屆全國委員會第四次會議第 4815 號提案答復的函 提出鋰離子電池、鈉離子電池等新型電池是推動新能源產業發展的壓艙石，是支撐新能源在店力、交通、工業通信等領域廣泛應用的重要基礎，也是實現碳達峰

50、、碳中和的目標 2021 年 4 月 國家發改委、國家能源局 關于新型儲能發展的指導意見 將鈉離子電池列入其中，是我國最早支持鈉離子電池產業發展的文件 資料來源：國際能源網，政府部門網站，聯儲證券研究院 2.2 趨勢：有望替代鉛酸電池，成為鋰電池體系的重要補充趨勢：有望替代鉛酸電池，成為鋰電池體系的重要補充 2.2.1 資源：資源：鈉鈉元素儲量遠超鋰元素元素儲量遠超鋰元素，不受資源限制不受資源限制 當前鋰離子電池在消費類電子、新能源汽車、電網儲能等領域發展勢頭強勁，但僅靠鋰離子電池并不能全面改變傳統能源結構，受鋰資源儲量（僅為 17ppm）和分布不均（70%位于南美洲）的限制（特別是我國 80

51、%的鋰資源依賴進口），鋰離子電池難以同時支撐電動汽車和電網儲能兩大產業的發展。鈉元素在地殼中儲量約為 23000ppm，為鋰元素的一千多倍，且分布較為均勻，不受資源的限制。圖圖14 鈉元素在地殼中的豐度遠超鋰元素（單位：鈉元素在地殼中的豐度遠超鋰元素（單位：ppm）資料來源：高功率高安全鈉離子電池研究及失效分析（周權等，2020），聯儲證券研究院 除了鋰資源的問題，鋰離子電池中的常用的其他元素，如鈷、鎳在地殼中的儲量也比較低，相比之下，鈉離子電池中常用的元素，如鐵、錳、鋁（正負極集流體）在地殼中的儲量相對較高。這些特點有助于降低鈉離子電池的材料成本，同時其規?；a不受地理因素的限制，有利于鈉

52、離子電池的大規模推廣應用。2.2.2 成本成本：后期可下降后期可下降至鉛酸電池水平至鉛酸電池水平 電池組由多個電芯經過串并聯組成，其在組裝過程中會產生設備、軟件等使用成本，一般較為固定，而電芯成本屬于變動成本。和鋰離子電池一樣，鈉離子電池也是由正極材料、負極材料、電解液、隔膜四大主材與集流體、粘結劑、導電劑、極耳和外殼組件等多種關鍵輔材組成的。圖圖15 鈉離子電池成本占比鈉離子電池成本占比（單位：（單位：%）圖圖16 鋰離子電池成本占比（單位：鋰離子電池成本占比（單位：%）資料來源：中科海鈉，聯儲證券研究院 資料來源：中科海鈉，聯儲證券研究院 從電池成本上來看，鈉離子電池和鋰離子電池的成本差距

53、最大的組件為正極材料、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，根據同花順 iFIND 的數據，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，達到同樣的導電效果所需成本有望達到銅箔的 1/3。1723000150006000190

54、14011006300030906879010000200003000040000500006000070000LiNaKTiVCrMnFeCoNiCuZn26%26%18%16%10%4%正極材料電解液隔膜負極材料其他集流體43%15%13%13%11%5%正極材料電解液隔膜集流體負極材料其他圖圖17 碳酸鋰和碳酸鈉價格碳酸鋰和碳酸鈉價格走勢對比走勢對比（單位：元（單位：元/噸）噸）圖圖18 兩種集流體價格走勢對比（單位：元兩種集流體價格走勢對比（單位：元/噸）噸）資料來源：同花順 iFIND，聯儲證券研究院 資料來源：同花順 iFIND，聯儲證券研究院 對于不同體系的鈉離子電池，其生產工藝

55、基本一致，同樣規格或者容量的電芯成本對于不同體系的鈉離子電池，其生產工藝基本一致，同樣規格或者容量的電芯成本差異主要來自電池原材料體系以及原輔材料用量的不同。差異主要來自電池原材料體系以及原輔材料用量的不同。根據中科院物理所胡勇勝團隊在鈉離子電池科學與技術中的測算，現階段正極材料的預計成本可達到 26.442.4元/kg；國內市場大多數無定型碳負極材料的成本為 820 萬元/噸，煤基無定型碳材料可到達 1.5 萬元/噸以下；由于原材料成本更低，規?；a后的鈉離子電池電解液可顯著低于鋰離子電池（目前國產鋰電池電解液的主流成本為 35 萬元/噸）；隔膜材料沿用鋰電池隔膜體系，主流濕法隔膜成本為

56、1.82.1 元/m2，干法雙拉隔膜成本為 0.81.2 元/m2。根據 BatPaC 電池性能和成本模型，現有規模和技術水平下，三種體系（正極材料分別為銅鐵錳層狀氧化物、普魯士白類、鎳鐵錳層狀氧化物）的鈉離子電池理論 BOM 成本分別為 0.26 元/Wh、0.26 元/Wh、0.31 元/Wh。表表11 基于銅鐵錳層狀氧化物基于銅鐵錳層狀氧化物正極材料的正極材料的 NaCP10/64/165 軟包鈉離子電池軟包鈉離子電池 BOM 成本成本 序號 材料名稱 單位 用量 單價 單位 理論成本 成本比例 1 銅鐵錳層狀氧化物正極材料 kg 0.0469 28.80 元/kg 1.3500 27.

57、48%2 無定形碳 kg 0.0216 15.00 元/kg 0.3240 6.60%3 正極粘結劑 kg 0.0015 115.00 元/kg 0.1730 3.52%4 負極粘結劑 kg 0.0009 45.00 元/kg 0.0409 0.83%5 正極導電炭 kg 0.0015 60.00 元/kg 0.0902 1.84%6 負極導電炭 kg 0.0002 60.00 元/kg 0.0136 0.28%7 NMP kg 0.0269 15.00 元/kg 0.2015 4.10%8 正極鋁箔 kg 0.0060 23.50 元/kg 0.1414 2.88%9 負極鋁箔 kg 0.0

58、066 23.50 元/kg 0.1548 3.15%10 隔膜 m2 0.6646 1.30 元/m2 0.8640 17.59%11 高溫絕緣膠帶 卷 0.0360 2.50 元/卷 0.0900 1.83%12 極耳 pcs 2.0000 0.30 元/PCS 0.6000 12.21%13 鋁塑膜 kg 0.0103 26.00 元/kg 0.2691 5.48%14 電解液 kg 0.0300 20.00 元/kg 0.6000 12.21%合計 4.9125 100.00%資料來源：鈉離子電池從基礎研究到工程化探索（容曉暉等，2023），聯儲證券研究院 鈉離子電池產業化處于起步階段

59、，后續成本有望降至鉛酸電池水平。鈉離子電池產業化處于起步階段，后續成本有望降至鉛酸電池水平。參照鋰離子電池產業化的過程，鈉離子電池的產業化過程可分為三個階段:產業化初期、發展期和爆發期。產業化初期，鈉離子電池在低速電動車和儲能領域取得部分示范應用，通過材料和電池技術進一步優化制備工藝，并隨著產業鏈的逐步完善，鈉離子電池的總成本逐步下降至 0.5-0.7 元/Wh。在發展期，隨著低速電動車行業的規范化和標準化，鈉離子電池規?；饾u顯現，產品技術趨于成熟，總成本降至 0.30.5 元/Wh。通過新技術的使用和應用領域的拓寬，鈉離子電池的性價比優勢更加凸顯，相關產業爆發式增長，總成本05001,

60、0001,5002,0002,5003,0003,5004,0000100,000200,000300,000400,000500,000600,000700,000現貨價:碳酸鈉（右軸）現貨價:碳酸鋰（左軸）0100002000030000400005000060000700008000090000SMM 1#電解銅-平均價SMM A00鋁-平均價有望降至 0.3 元/Wh 以下。目前主流的 12V 10Ah 鉛酸電池成本約為 0.4 元/Wh，由于鉛酸電池經過長期的發展，成本下降空間極其有限。經綜合折算，鈉離子電池單位比能量下的成本未來將接近鉛酸電池的水平，甚至會更低。2.2.3 綜合性能

61、：略低于鋰電池，但明顯高于鉛酸電池綜合性能：略低于鋰電池，但明顯高于鉛酸電池 鈉離子電池綜合性能優于鉛酸電池，未來將首先取代鉛酸電池并逐步實現各類低速鈉離子電池綜合性能優于鉛酸電池，未來將首先取代鉛酸電池并逐步實現各類低速電動車和儲能領域的無鉛化。電動車和儲能領域的無鉛化。鉛酸電池作為一種成熟的電池技術，經過長期的發展其能量密度、使用壽命等各方面提升空間已非常有限，而且由于鉛酸電池中含有重金屬鉛，近年來面臨著嚴格的環保壓力。相比于鉛酸電池，同等容量的鈉離子電池體積更小，循環壽命更長，能量密度是鉛酸電池的三倍以上，而且隨著技術的進步和產業鏈的進一步完善，總成本有望降至鉛酸電池水平，鈉離子電池對鉛

62、酸電池的替代已成重要發展趨勢。表表12 不同電池的性能參數對比不同電池的性能參數對比 指標 鉛酸電池 鋰離子電池（磷酸鐵鋰/石墨體系）鈉離子電池（銅基氧化物/煤基碳體系）質量能量密度 30-50Wh/kg 120-180Wh/kg 100-150Wh/kg 體積能量密度 60-100Wh/L 200-350Wh/L 180-280Wh/L 單位能量原料成本 0.40 元/Wh 0.43 元/Wh 0.29 元/Wh 循環壽命 300-500 次 3000 次以上 2000 次以上 平均工作電壓 2.0V 3.2V 3.2V-20容量保持率 小于 60%小于 70%88%以上 耐過放電 差 差

63、可放電至 0V 安全性 優 優 優 環保特性 差 優 優 資料來源：鈉離子電池從基礎研究到工程化探索（容曉暉等，2023），聯儲證券研究院 注：單體電芯的對應值；僅考慮原材料成本，原材料包括正極、負極、電解液、隔膜和其他裝配物件；如果考慮回收，鉛酸電池原材料成本約為 0.2 元/Wh。鈉離子電池在安全性和成本方面占優，有望成為鋰電池體系的重要補充。鈉離子電池在安全性和成本方面占優，有望成為鋰電池體系的重要補充。性能方面，近年來部分廠商發布的鈉離子電池最高能量密度已接近鋰電池水平，以寧德時代為例，2021 年發布的第一代鈉離子電池的能量密度達到 160Wh。安全性方面，鈉離子電池內阻高，短路時發

64、熱量小于鋰電池，也不會出現鋰支晶等問題，安全性方面顯著高于鋰離子電池。與鋰離子電池相比，鈉離子電池的能量密度和循環壽命低于鋰離子電池，但是低溫性能和耐過放電方面要優于鋰離子電池。與鉛酸電池相比，鈉離子電池的能量密度、工作電壓、循環壽命、安全性和環境友好性各方面要顯著高于鉛酸電池。表表13 國內部分廠商鈉離子電池性能對比國內部分廠商鈉離子電池性能對比 廠商 中科海鈉 鈉創新能源 寧德時代 正極路線 層狀氧化物 層狀氧化物（聚陰離子體系也在研究）普魯士白（同時研究層狀氧化物）負極路線 軟碳 硬碳 硬碳 能量密度（Wh/kg)145 160 160 循環壽命 4500 周83%(2C/2C)5000

65、-充電速度 12 分鐘 90%-15 分鐘 80%低溫性能-20下 90%放電保持率-20下 90%放電保持率 系統集成效率-80%資料來源：各公司官網，北極星儲能網，聯儲證券研究院 基于以上特點，隨著產業化的發展，將鈉離子電池率先替代鉛酸電池的市場份額，實現低速電動車和儲能領域的無鉛化，并有望在戶用儲能、工商業儲能等對成本敏感、對安全性要求高的場合成為鋰電池體系的重要補充。2.3 市場：市場：預計預計 2030 年出貨量達年出貨量達 347GWh 據研究機構 EVTank 預測，2023 年年底，全行業將形成 13.5GWh 的鈉離子電池專用量產線產能；到 2030 年，鈉離子電池的實際出貨

66、量或將達 347GWh。照此推算，2024年至 2030 年期間，鈉電池出貨量復合增長將達到 58.1%。圖圖19 2023-2030 年鈉離子電池出貨量預測（單位：年鈉離子電池出貨量預測（單位：GWh）資料來源：EVTank，聯儲證券研究院 2.3.1 動力電池動力電池：有望在有望在兩輪電動車、兩輪電動車、A00 級電動車級電動車等等領域領域廣泛應用廣泛應用 鈉離子電池在低速電動車領域前景廣闊。鈉離子電池在低速電動車領域前景廣闊。低速電動車一般是指速度低于 70km/h 的純電動車，主要涵蓋電動自行車、電動三輪車、四輪低速電動車等。2023 年 2 月，中科海鈉與江淮新能源集團合作，在 A0

67、0 級短途車“思皓 EX10 花仙子”上首次實現了鈉離子電池在樣車上的裝車，續航里程252km，電池容量為25kWh，電芯能量密度140Wh/kg，系統能量密度 120Wh/kg，支持 3C 到 4C 的快充。寧德時代宣布公司鈉離子電池產品將首裝奇瑞新能源品牌 iCAR 的首款汽車，預計 2023 年第四季度上市，將采用鈉離子和鋰離子電池混裝方案，電池品牌名為“ENER-Q”，但真正上車時間和具體搭載車型尚未公布。圖圖20 江汽集團行業首臺鈉離子電池實驗車正式亮相江汽集團行業首臺鈉離子電池實驗車正式亮相 圖圖21 雅迪發布國內首款鈉電兩輪車雅迪發布國內首款鈉電兩輪車 資料來源：江汽集團，聯儲證

68、券研究院 資料來源：雅迪，聯儲證券研究院 3.07.220.545.482.6129.3216.2347.00.050.0100.0150.0200.0250.0300.0350.0400.02023E2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E鈉離子電池出貨量預測圖圖22 2012-2021 年中國兩輪電動車銷量年中國兩輪電動車銷量（單位：（單位：億輛，億輛，萬輛）萬輛）圖圖23 2018-2022 年全球鋰電年全球鋰電版版兩輪車及平衡車滲漏率（兩輪車及平衡車滲漏率（%）資料來源：國家自行車電動自行車質量監督檢驗中心，中國自行車協會，聯儲證券研究院 資料來源：GGI

69、I，聯儲證券研究院 根據 GGII 的數據，現階段兩輪電動車使用的電池技術中，鉛酸電池仍然占據主導地位，占據了約 70%的市場份額。在新國標政策、綠色環保等因素推動下，兩輪車中鋰電的份額有望上升，但在鋰電成本、安全技術門檻高于鉛酸電池的背景下，兩輪電動車的鋰電化進程較為緩慢。相比于其他高端電動車車型，兩輪電動車結構簡單、對電池性能的要求相對較低、但對成本較為敏感。而鈉離子電池各方面性能超過鉛酸電池，規?；a后成本將接近鉛酸電池的水平，在兩輪電動車領域擁有較大的市場潛力?；诮? 年的兩輪電動車銷量數據，假設到 2025 年國內兩輪電動車銷量達到 5000 萬輛，每輛兩輪電動車帶電量為 1.3

70、kWh，鈉離子電池在兩輪電動車的滲透率為 20%，則兩輪電動車領域對鈉離子電池的需求量有望達到 13GWh。圖圖24 A0 級和級和 A00 級電動汽車級電動汽車單月單月銷量變化銷量變化（單位：（單位：輛輛）資料來源：同花順 iFIND，聯儲證券研究院 A0 級和級和 A00 級電動汽車是鈉離子電池有望應用的另一重要領域。級電動汽車是鈉離子電池有望應用的另一重要領域。A00 級和 A0 級小微車型對價格更敏感，對電池性能要求不高，具有價格優勢的鈉離子電池有望在此類車型中部分取代鋰離子電池的市場份額。在部分高端電動車降價的背景下，A00 級電動車增幅變緩，但市場仍不容小覷，A00 級電動車所承載

71、的功能和場景是主流電動汽車所不具備的，特有的便捷的代步功能是該車型發展的最大優勢。假設到 2025 年 A00 級和A0 級電動汽車的年銷量達到 300 萬輛，平均單車帶電量為 25kWh，鈉離子電池的市場滲透率達到5%，則A0級和A00級電動汽車對鈉離子電池的需求量有望達到3.75GWh。05001,0001,5002,0002,5003,0003,5004,0000112233442009201020112012201320142015201620172018201920202021電動自行車保有量（億輛）電動自行車年度產量（萬輛）0%20%40%60%80%100%20182019202

72、020212022鋰電池鉛酸電池020,00040,00060,00080,000100,000120,000140,000160,000180,0002013-112014-032014-072014-112015-032015-072015-112016-032016-072016-112017-032017-072017-112018-032018-072018-112019-032019-072019-112020-032020-072020-112021-032021-072021-112022-032022-072022-112023-03新能源乘用車:批發銷量:純電動:A00級:

73、當月值新能源乘用車:批發銷量:純電動:A0級:當月值2.3.2 儲能電池儲能電池：在戶用儲能、工商業儲能等領域應用前景廣闊在戶用儲能、工商業儲能等領域應用前景廣闊 當前當前新能源發電新能源發電行業行業棄風、棄光問題嚴重。棄風、棄光問題嚴重。近年來，利用風能、太陽能、水能和潮汐能等可再生能源轉化為電能的技術取得了快速發展，但由于其產生的電能會受到自然條件的限制，具有隨機性、間歇性和波動性等特點。根據全國新能源消納監測預警中心的數據，2023 年 4 月份風電利用率為 96.1%，光伏發電利用率為 97.9%。棄風最嚴重的地區是蒙東，其 4 月份風電利用率僅為 85.9%，棄光最嚴重的地區是西藏，

74、其 1-4 月份光伏發電利用率僅為 75.0%。需求疊加政策驅動，新型儲能市場廣闊。需求疊加政策驅動，新型儲能市場廣闊。儲能是新型電力系統的重要組成部分，對于新能源消納和保障電力系統平穩運行有著不可替代的作用。近年來，政府部門相繼出臺“十四五”新型儲能發展實施方案、新型電力系統發展藍皮書等文件，鼓勵支持鈉離子電池、液流電池在內的新型儲能產業發展。根據中關村儲能產業聯盟 CNESA 統計，2022 年國內新型儲能新增規模達到 6.9GW，同比增長 187.5%；新型儲能累計裝機規模達到 12.7GW，同比增長 121.7%。圖圖25 1MWh 鈉離子電池儲能系統示范案例鈉離子電池儲能系統示范案例

75、 圖圖26 中科海鈉中科海鈉 1MWh 儲能系統整體架構儲能系統整體架構 資料來源：鈉離子儲能技術及經濟性分析（張平等，2022），聯儲證券研究院 資料來源：鈉離子儲能技術及經濟性分析（張平等，2022），聯儲證券研究院 在所有電化學儲能技術中，鈉離子電池與鋰離子電池的結構最為相似，但成本較低，在所有電化學儲能技術中，鈉離子電池與鋰離子電池的結構最為相似，但成本較低，有望成為鋰電池體系的重要補充。有望成為鋰電池體系的重要補充。根據國家能源局數據，從 2022 年新增裝機技術占比來看，鋰離子電池儲能技術占比達 94.2%，仍處于主導地位。目前進入儲能應用的二次電池技術主要有鉛酸電池、高溫鈉電池、

76、全釩液流電池和鋰離子電池等，然而上述電池技術都有各自的局限性，鉛酸電池能量密度偏低（3050Wh/kg），而且存在環保壓力；高溫鈉電池需要在高溫下運行（300350），存在一定安全隱患；全釩液流電池初始投資成本偏高，且儲能模塊占用體積較大；鋰離子電池受鋰資源的限制難以同時支撐電動汽車和規模儲能的發展。與鋰離子電池具有相似工作原理和相似電池構件的鈉離子電池，因鈉資源豐富、成本低廉和綜合性能等優勢，有望在戶用儲能、工商業儲能等領域成為鋰電池體系的重要補充。表表14 鈉離子電池儲能系統收益表鈉離子電池儲能系統收益表 年限 1 2 3 4 5 備注 電價政策 高峰電價（元/kWh）1 1 1 1 1

77、假設電價政策不變 低谷電價（元/kWh）0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 收益核算 電池衰減累計 0 2%4%6%8%與初始比 比容量保持率 100%98%96%94%92%與初始比 系統電量/kWh 100 98 96 94 92 與初始比 充放電深度 85%85%85%85%85%降低電池衰減 能量效率 90%90%90%90%90%包括電池和 PCS 可用電量（kWh）76.5 74.97 73.44 71.91 70.38 考慮 DOD 和壽命，扣除效率 峰谷差價（元）0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 一天充放（次）1 1 1 1 1 每年運行（天）365 365 365

78、365 365 每年存儲電量（kWh）31025 30405 29784 29164 28543 用電低谷充入 每年放出電量（kWh）27923 27364 26806 26247 25689 用電高峰放出 全年峰谷套利（元/年）18615 18243 17870 17498 17126 高峰時放出電量費用減去低谷時存儲電量費用 累計峰谷套利（元）18615 36858 54728 72226 89352 資料來源：鈉離子電池科學與技術（胡勇勝等，2021），聯儲證券研究院 鈉離子電池基本滿足儲能的使用需求，已有商業化的示范應用。鈉離子電池基本滿足儲能的使用需求，已有商業化的示范應用。儲能對鈉

79、離子電池的要求體現在成本和循環壽命兩方面。以一套 30kW/(100kWh)的儲能系統為例，假設五年收回成本，運行五年峰谷套利 89352 元，則儲能系統的成本應小于 0.9 元/Wh,按單體電池在系統成本 60%算，單體鈉電池成本應小于 0.54 元/Wh。假設系統一共運行十年，則電芯的循環壽命應達到 3650 周。根據中科海鈉、鈉創新能源等公開的鈉離子電池性能參數，現階段電芯循環壽命均可達 4500 周以上，初步滿足電化學儲能系統運行十年以上的要求。圖圖27 未來未來 5 年中國新型儲能累計裝機規模預測（單位：年中國新型儲能累計裝機規模預測（單位：GW）資料來源：中關村儲能產業聯盟，聯儲證

80、券研究院 2021 年 7 月，國家能源局在關于加快推動新型儲能發展的指導意見中指出，到2025 年，我國新型儲能裝機容量要達到 30GW 以上。而根據 2022 年 11 月中國電力企業聯合會新能源配儲能運行情況調研報告的數據，到 2025 年，國內各省規劃的新型儲能裝機規模合計超過 60GW。樂觀場景下，假設國內各省規劃的新型儲能裝機目標0.170.200.250.401.081.723.285.7313.08(20)0204060801001201401601802002014201520162017201820192020202120222023E 2024E 2025E 2026E 2027E新型儲能裝機規模（GW）保守場景中性場景樂觀場景都能順利實現，2025 年鈉離子電池在新型儲能領域的市場滲透率為 10%，平均儲能時長為 3h，則鈉離子電池在儲能領域的裝機規模有望達到 6GW/18GWh。