什麼是鈉離子電池？
鈉離子電池（Sodium-ion battery），是一種可充電電池。主要依靠鈉離子在正極和負極之間移動來工作，與鋰離子電池工作原理相似。在充放電過程中，Na+在兩個電極之間往返嵌入和脱出：充電時，Na+從正極脱嵌，經過電解質嵌入負極；放電時則相反。新款鈉離子電池，已經可以藉助鈉離子轉移來存儲和釋放電能。
室温鈉離子電池工作原理
數據來源：百度圖片
鈉離子上市進度消息
首先我國鈉離子電池產業化發展迅速，處於領先地位。近十年來，鈉離子電池受到學術屆和商業屆的大量關注，全球從事鈉離子電池研 究的公司已有 20 多家。中國國企業在鈉離子電池產業化進程中處於領先地位，在2019年已經完成全球第一條鈉離子電池生產線，成功實現量產。
其次，鈉電配套與技術日趨完善。鈉電池技術初步成熟，目前鈉電池的單體能量密度已達到 120wh/kg，後續潛力有望達到 200wh/kg。循環性達4000次，已接近當前動力鋰電池的循環性能水平。另外，全球首套 1MWh 鈉離子電池光儲充智能微網系統在山西太原正式投入運行。項目前期實驗數據表明，該系統的儲能容量效率可達86.8%。據悉，該套系統結合了市電、光伏和充電設施形成了微網系統，可根據需求與公共電網智能互動。
鈉電池的未來
首先鈉離子電池成本優勢強，鈉資源非常充足。反觀全球鋰資源則分佈不均，對中國供應存在問題：目前全球將近66%的已探明鋰資源儲量分佈在南美洲和大洋洲，儘管中國鋰資源儲量雖位居全球第 6但難以滿足國內市場的鉅額需求。2020年，澳大利亞和智利佔據了全球74%的鋰產量，全球鋰資源供應集中度極高。況且，目前中國鋰電池核心原材料如鋰精礦對外依存度仍高，近77%的核心原材料依賴海外進口。相較於鋰資源 0.0065%的地殼丰度，鈉資源的地殼丰度高達 2.5%，不僅是地殼中第六豐富的元素，且在全球分佈較為均勻。鈉元素在全球的分別非常均勻，地球中的鈉含量佔比約 2.5%-3.0%，大約是鋰元素的 1000 倍。其價格受市場需求的影響也會波動更小。
其次，納電成本優勢明顯。鈉離子電池理論 BOM 成本相比鋰電池可降低30%至40%。從現有成本來看，磷酸鐵鋰電池成本預計在 0.5-0.6元/wh，預計隨着未來鈉離子電池量產，成本有望降低到 0.2-0.3元/wh，原料成本有很大優勢。不僅如此，鈉離子電池正極材料規避了鈷，鎳等金屬，目前採用成本更低的銅鐵錳體系，由於鈉離子不會與鋁形成合金，因此集流體可以選擇鋁箔，這使得鈉離子電池比鋰離子電池具備成本優勢。
碳酸鋰（左）與碳酸鈉（右）價格 （美元/噸）
數據來源：中信證券
再次，鈉離子電池與鋰離子電池的工作原理相似，產業化再提速。鈉離子電池製造工藝和鋰離子電池工藝相近，電池廠切換技術路線無重置成本，對主要材料的影響體現在集流體（銅箔切為鋁箔）、正極（鐵錳銅/鎳鈉、磷酸鐵鈉）、添加劑（六氟磷酸鋰切為六氟磷酸鈉）等。
磷酸鐵鋰電池（左）與鈉離子電池（右）成本構成
數據來源：華安證券研究所
鋰電池與鈉電池產業鏈條相似
數據來源：開源證券
最後，鈉離子電池應用前景廣闊。電動車市場上，鉛酸電池被替代趨勢不可逆。此外，隨着“十四五”政策期間可再生能源大批量投產與使用，對儲能的需求愈發強烈，使鈉離子電池市場化更快走進我們的生活。鋰電和上游材料企業進場後，產業化進程會大幅提速。預期在未來 3到5 年，鈉離子電池產業鏈會基本成形，鈉離子電池相關供應、相關技術效能、相應的電池配備系統也會更加成熟。
綜上所述，鈉電定位儲能及鉛酸替代和鋰電形成優勢互補。鈉離子電池成本低廉，加之可以安全放電至 0V，在安全性、電解液導電性、高低温性能、儲存和運輸等性能方面展現出優於鋰離子電池的潛力。鈉電池有望運用在儲能、基站、電動自行車，低速電動車等領域。
建議關注：寧德時代、恩捷股份（鋰電池鈉電池均需要隔膜），華陽股份（擬投資鈉離子電池正負極材料）、中鹽化工（金屬鈉產能全球最大）、南風化工（硫化鈉產能）
越聲理財投研部
2021.07.13
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