鈉電之風(fēng)蓄勢(shì)待發(fā)群雄逐鹿誰(shuí)主沉浮_第1頁(yè)
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1、目 錄C O N T E N T S02鈉離子電池的空間投資建議03鈉離子電池起勢(shì)的底層邏輯經(jīng)濟(jì)性0104風(fēng)險(xiǎn)提示05鈉離子電池關(guān)鍵環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展附錄06* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告1摘要鈉離子電池起勢(shì)的底層邏輯經(jīng)濟(jì)性:目前工業(yè)級(jí)和電池級(jí)的碳酸鋰已至22年7月46-48萬(wàn)/噸的高位,上漲幅度接近700%,高價(jià)鋰鹽引發(fā)市場(chǎng)焦慮。而鈉離子電 池的原材料豐富,量產(chǎn)后成本較鋰離子電池降低30%-40%,經(jīng)濟(jì)性明顯,被視作鋰離子電池的最佳替代品。鈉離子電池的空間:應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看,我們認(rèn)為鈉離子電池在未來(lái)的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋簝?chǔ)能系統(tǒng)、電動(dòng)兩輪車和低速車;根據(jù)我們測(cè)算,(1)樂(lè)觀情景下,2022年

2、鈉離子電池的需求量約35.1GWh,2025年需求量約505.9GWh,三年CAGR143.2%;(2)中性情景下,2025年需求量約 126.5 GWh,三年CAGR53.3% 。鈉離子電池關(guān)鍵環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展:正極:正極材料是鈉離子電池路線差異化的核心環(huán)節(jié),目前主要路線有:層狀過(guò)渡金屬氧化物、聚陰離子化合物、普魯士 藍(lán),目前容百科技覆蓋三條路線,振華新材專注層狀過(guò)渡金屬氧化物;負(fù)極:硬碳和軟碳登上舞臺(tái),目前翔豐華、貝特瑞、璞泰來(lái)、華陽(yáng)股份均在鈉離子電池負(fù)極有所布局;電解液:電解質(zhì)NaPF6是鈉離子電池電解液的核心,目前天賜材料和多氟多均掌握了鈉鹽的核心工藝;電池:寧德時(shí)代、鵬輝能源、傳藝科技

3、、中科海鈉等企業(yè)深度布局,鈉離子電池放量在即。投資建議:重點(diǎn)推薦:1.正極環(huán)節(jié):【容百科技】、【振華新材】、【當(dāng)升科技】;2.負(fù)極環(huán)節(jié):【翔豐華】、【貝特瑞】、【璞泰 來(lái)】;3.電解液環(huán)節(jié):【天賜材料】、【多氟多】;4.電池環(huán)節(jié):【寧德時(shí)代】、【鵬輝能源】。建議關(guān)注:【傳藝科技】、【華陽(yáng)股份】風(fēng)險(xiǎn)提示:1.鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度不及預(yù)期;2.儲(chǔ)能市場(chǎng)需求不及預(yù)期;3.鋰電池成本下降超預(yù)期;4.測(cè)算誤差風(fēng)險(xiǎn)。* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告2重點(diǎn)公司盈利預(yù)測(cè)、估值與評(píng)級(jí)* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告3代碼重點(diǎn)公司2022/7/19收盤價(jià)(元)2021AEPS(元)2022E2

4、023E2024E2021APE(倍)2022E2023E2024E評(píng)級(jí)688005.SH容百科技151.92.034.296.578.9875352317推薦688707.SH振華新材78.60.932.473.394.1184322319推薦300073.SZ當(dāng)升科技112.32.154.044.896.0952282318推薦300890.SZ翔豐華56.11.003.144.515.3356181211推薦835185.BJ貝特瑞73.92.973.324.726.4225221612推薦603659.SH璞泰來(lái)78.82.524.306.107.4631181311推薦002709.

5、SZ天賜材料58.12.302.733.274.3125211813推薦002407.SZ多氟多51.01.643.195.4310.07311695推薦300750.SZ寧德時(shí)代524.66.8410.3816.8923.1177513123推薦300438.SZ鵬輝能源81.40.421.251.872.98194654427推薦002866.SZ傳藝科技30.05.400.631.071.906482816/600348.SH華陽(yáng)股份18.91.472.342.552.7913877/資料來(lái)源:Wind,民生證券研究院預(yù)測(cè)注:傳藝科技、華陽(yáng)股份盈利預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)自Wind一致盈利預(yù)期輯經(jīng)濟(jì)性

6、* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告401.鈉離子電池起勢(shì)的底層邏高價(jià)鋰鹽引致行業(yè)焦慮01鋰需求大幅擴(kuò)增,供應(yīng)缺口導(dǎo)致價(jià)格高增。從3C消費(fèi)過(guò)度到電動(dòng)汽車,到儲(chǔ)能的應(yīng)用,對(duì)鋰的需求越來(lái)越大。目前,碳酸鋰 被稱為白色石油,是鋰離子電池的重要原材料。目前,工業(yè)級(jí)/電池級(jí)碳酸鋰已至22年7月46-48萬(wàn)元/噸的高位。我國(guó)從2015年起開(kāi)始鋰礦項(xiàng)目布局,目前仍存在較大缺 口。2021-2022年上半年碳酸鋰價(jià)格以先平緩上漲后急速拉升的態(tài)勢(shì)實(shí)現(xiàn)大幅增長(zhǎng),居高不下。以周數(shù)為周期進(jìn)行統(tǒng)計(jì),工 業(yè)級(jí)價(jià)格從21年年初5.6萬(wàn)元/噸上漲至22年7月的46萬(wàn)元/噸,上漲幅度高達(dá)721.4%;電池級(jí)從21年年初6

7、.2萬(wàn)元/噸上漲 至22年7月的47.8萬(wàn)元/噸,上漲幅度為670.2%。高價(jià)鋰鹽催化下,市場(chǎng)開(kāi)始尋找鋰離子電池的替代品。資料來(lái)源:Wind,民生證券研究院2020/2/72020/4/72020/6/72020/8/72020/10/72020/12/72021/2/72021/4/72021/6/72021/8/72021/10/72021/12/72022/2/72022/4/72022/6/7圖表:2020年-2022年7月碳酸鋰價(jià)格變動(dòng)情況(萬(wàn)元/噸)工業(yè)級(jí)電池級(jí)6050403020100* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告5鈉離子電池工作原理與鋰離子電池相似。充電時(shí),Na+從

8、陰極脫出并嵌入陽(yáng)極,同時(shí)電子通過(guò)外部電路,此時(shí)陽(yáng)極處于低電 勢(shì)富鈉態(tài),陰極處于高電勢(shì)貧鈉態(tài),嵌入陽(yáng)極的Na+越多,充電容量越高;放電時(shí),發(fā)生相反的過(guò)程,Na+從負(fù)極脫出,嵌 入正極,正極回到富鈉態(tài),回到正極的Na+越多,放電容量越高。與鋰離子電池構(gòu)造相同,鈉離子電池主要由正極、負(fù)極、電解質(zhì)和隔膜組成。正極材料:主流鈉離子材料包括聚陰離子型化合物、層狀過(guò)渡金屬氧化物以及普魯士藍(lán)類化合物。負(fù)極材料:目前常用的鈉離子負(fù)極材料為硬碳和軟碳材料。電解質(zhì):與鋰離子電池電解質(zhì)相同,鈉離子電池電解質(zhì)分為液體電解質(zhì)、固液復(fù)合電解質(zhì)、固態(tài)電解質(zhì)。電解質(zhì)鹽一般為NaPF6,合成方法與鋰離子電池電解液相似。圖表:鈉離

9、子電池工作原理01鋰離子電池的替代品:鈉離子電池資料來(lái)源:Challenges and Benefits of Post-Lithium-ion Batteries,民生證券研究院* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告601鈉離子電池VS鋰離子電池:核心優(yōu)勢(shì)在成本類別鋰離子電池鈉離子電池地殼豐度差異大鋰資源豐度:0.0065%;75%分布在美洲;鈉資源豐度:2.75%; 分布于全球;資源價(jià)格不同鋰資源:150元/Kg鈉資源:2元/Kg集流體選擇不同負(fù)極集流體必須為銅箔(貴)正負(fù)極集流體均為鋁箔(便宜)電池成本大小,材料成本降低約30- 40%能量密度150250Wh/kg100150Wh/

10、kg電壓3.04.5V2.83.5V循環(huán)周期3000+次2000+次資料來(lái)源:中科海鈉官網(wǎng),民生證券研究院能量密度:鋰離子電池的能量密度在150-250Wh/kg,顯著高于鈉離子電池的能量密度;電壓:鋰離子電池電壓范圍為3.0-4.5V,鈉離子電池電壓范圍為2.8-3.5V;循環(huán)周期:鋰離子電池的循環(huán)周期超3000次,鈉離子電池的循環(huán)周期超2000次;元素豐度:鈉資源地殼豐度更高,資源價(jià)格明顯低于鋰資源;集流體選擇:鈉離子電池的正負(fù)極可以選擇鋁箔,鋰離子電池的負(fù)極集流體必須選擇銅箔。根據(jù)中科海鈉官網(wǎng),鈉離子電池的材料成本相較于鋰電池可以降低30%-40%,成本優(yōu)勢(shì)明顯。圖表:鈉鋰離子電池對(duì)比(

11、2021年)圖表:鈉離子電池成本降低明顯* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告7資料來(lái)源:中科海鈉官網(wǎng),民生證券研究院02.鈉離子電池的空間* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告8鈉離子電池的應(yīng)用場(chǎng)景儲(chǔ)能資料來(lái)源:鈉離子電池儲(chǔ)能技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性分析張平,民生證券研究院02不計(jì)電力損耗時(shí)的度電成本(棄風(fēng) 棄光消納)/元0.8501.1300.7000.8341.4041.2600.4650.543不計(jì)電力損耗且折現(xiàn)率為0時(shí)的度 電成本/元0.6290.8060.4690.5430.8200.9800.3200.366* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告9項(xiàng)目鉛酸蓄電 磷酸鐵鋰 三元鋰電

12、 鈉離子電 池電池池池計(jì)及電力損耗時(shí)的度電成本/元0.9501. 0.7390 1.0701. 0.5120.234.873290590儲(chǔ)能是我們認(rèn)為鈉離子電池較適用的場(chǎng)景,核心原因是大型儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)能量密度要求不高,對(duì)安全性及經(jīng)濟(jì)性要求更高。根據(jù)2022年鈉離子電池儲(chǔ)能技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性分析,鈉離子電池在調(diào)峰應(yīng)用場(chǎng)景下的全生命周期的度電成本約0.55元/wh(計(jì)電力損耗),而磷酸鐵鋰和三元鋰電池的度電成本約0.81元/wh和1.18元/wh,就度電成本而言,鈉離子電池的成本較LFP和三元分別降低了32.1%和53.3%,成本優(yōu)勢(shì)明顯。由于其低成本的優(yōu)勢(shì),鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)側(cè)及電源側(cè)具備更強(qiáng)的競(jìng)

13、價(jià)優(yōu)勢(shì),另一方面,由于鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的 寬溫區(qū)特性,可適應(yīng)不同維度地區(qū)的氣候條件,有效提高分布式電源滲透率,提升配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。圖表:儲(chǔ)能系統(tǒng)主要應(yīng)用場(chǎng)景圖表:儲(chǔ)能系統(tǒng)的度電成本測(cè)算資料來(lái)源:鈉離子電池儲(chǔ)能技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性分析張平,民生證券研究院鈉離子電池的應(yīng)用場(chǎng)景電動(dòng)兩輪車資料來(lái)源:中科海鈉官網(wǎng),民生證券研究院02電動(dòng)兩輪車是鈉離子電池的另一大應(yīng)用領(lǐng)域。根據(jù)EVTank,2021年超75%的兩輪車使用的蓄電池為鉛酸電池,然而鉛酸電池的劣勢(shì)較為明顯:1.污染嚴(yán)重:廢舊的鉛酸 蓄電池在拆解過(guò)程中,產(chǎn)生的酸液以及廢渣中含大量重金屬,處理不當(dāng)會(huì)嚴(yán)重污染土壤和水資源;2.能量密度與循環(huán)壽命

14、較 低:鉛酸電池的能量密度在30-50 Wh/kg,循環(huán)壽命僅300次,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鈉離子電池。根據(jù)工信部21年修訂的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)純電動(dòng)乘用車技術(shù)條件,鉛酸電池已被禁止應(yīng)用于微型低速純電動(dòng)乘用車,鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化后在環(huán)保性、電池性能均可滿足國(guó)標(biāo)要求,是低速車動(dòng)力電池的理想選擇。圖表:鋰離子電池vs鈉離子電池vs鉛酸電池* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告10鈉離子電池的空間測(cè)算:儲(chǔ)能+電動(dòng)兩輪車+低速電動(dòng)車* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告11資料來(lái)源:GGII,民生證券研究院測(cè)算021、樂(lè)觀情景核心假設(shè):我們將鈉離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域分為三大類:儲(chǔ)能、電動(dòng)兩輪車、低速電動(dòng)車。儲(chǔ)能領(lǐng)域:我們

15、假設(shè)22年鈉離子電池在儲(chǔ)能的滲透率為20%,25年滲透率可達(dá)80%;電動(dòng)兩輪車:我們假設(shè)25年鈉離子電池在電動(dòng)兩輪車的滲透率為60%;低速車:我們以A00級(jí)新能車作為基數(shù),平均單車帶電量為10KWh,假設(shè)到25年鈉離子電池在A00車的滲透率可達(dá)80%。圖表:全球鈉離子電池空間測(cè)算(明細(xì)拆分)樂(lè)觀情景樂(lè)觀情景全球鈉離子電池需求測(cè)算2022E2023E2024E2025E儲(chǔ)能電池裝機(jī)需求(GWh)120216391520滲透率20%40%60%80%鈉離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域需求(GWh)2487235416電動(dòng)兩輪車裝機(jī)需求32.237.343.250.0滲透率15%30%45%60%鈉離子電池在電動(dòng)

16、兩輪車領(lǐng)域需求(GWh)4.811.219.430.0全球新能源車銷量(萬(wàn)輛)1048140518672494A00級(jí)新能車占比30%30%30%30%A00級(jí)新能車銷量(萬(wàn)輛)314422560748低速車動(dòng)力電池需求(GWh)31.442.256.074.8滲透率20%40%60%80%鈉離子電池在低速電動(dòng)車領(lǐng)域的需求(GWh)6.316.933.659.9鈉離子電池的空間測(cè)算樂(lè)觀情景:25年需求或達(dá) 505.9 GWh資料來(lái)源:GGII,民生證券研究院測(cè)算02根據(jù)我們測(cè)算,樂(lè)觀情景下:2022年全球鈉離子電池的需求量約35.1GWh,2025年需求量或達(dá)506GWh,三年CAGR超143

17、.2%。圖表:全球鈉離子電池空間測(cè)算樂(lè)觀情景樂(lè)觀情景全球鈉離子電池需求測(cè)算2022E2023E2024E2025E鈉離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域需求(GWh)2487235416鈉離子電池在電動(dòng)兩輪車領(lǐng)域需求(GWh)4.811.219.430.0鈉離子電池在低速電動(dòng)車領(lǐng)域的需求(GWh)6.316.933.659.9鈉離子電池需求合計(jì)(GWh)35.1114.6287.7505.9500.0400.0300.0200.0100.00.0600.02022E2023E2024E2025E鈉離子電池在低速電動(dòng)車領(lǐng)域的需求鈉離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域需求鈉離子電池在電動(dòng)兩輪車領(lǐng)域需求* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證

18、券研究報(bào)告12資料來(lái)源:GGII,民生證券研究院測(cè)算圖表:全球鈉離子電池空間測(cè)算(GWh)樂(lè)觀情景鈉離子電池的空間測(cè)算:儲(chǔ)能+電動(dòng)兩輪車+低速電動(dòng)車* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告13資料來(lái)源:GGII,民生證券研究院測(cè)算022、中性情景核心假設(shè):我們將鈉離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域分為三大類:儲(chǔ)能、電動(dòng)兩輪車、低速電動(dòng)車。儲(chǔ)能領(lǐng)域:我們假設(shè)20222025年,鈉離子電池在儲(chǔ)能的滲透率均為20%;電動(dòng)兩輪車:我們假設(shè)20222025鈉離子電池在電動(dòng)兩輪車的滲透率均為15%;低速車:我們以A00級(jí)新能車作為基數(shù),平均單車帶電量為10KWh,假設(shè)20222025鈉離子電池滲透率均為20%。圖表:全

19、球鈉離子電池空間測(cè)算(明細(xì)拆分)中性情景中性情景全球鈉離子電池需求測(cè)算2022E2023E2024E2025E儲(chǔ)能電池裝機(jī)需求(GWh)120216391520滲透率20%20%20%20%鈉離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域需求(GWh)244378104電動(dòng)兩輪車裝機(jī)需求32.237.343.250.0滲透率15%15%15%15%鈉離子電池在電動(dòng)兩輪車領(lǐng)域需求(GWh)4.85.66.57.5全球新能源車銷量(萬(wàn)輛)1048140518672494A00級(jí)新能車占比30%30%30%30%A00級(jí)新能車銷量(萬(wàn)輛)314422560748低速車動(dòng)力電池需求(GWh)31.442.256.074.8滲透率

20、20%20%20%20%鈉離子電池在低速電動(dòng)車領(lǐng)域的需求(GWh)6.38.411.215.0鈉離子電池的空間測(cè)算中性情景:25年需求或?yàn)?26.5GWh02根據(jù)我們測(cè)算,中性情景下:2022年全球鈉離子電池的需求量約 35.1 GWh,2025年需求量或達(dá) 126.5 GWh,三年CAGR超 53.34% 。圖表:全球鈉離子電池空間測(cè)算中性情景中性情景(不變滲透率假設(shè))2022E2023E2024E2025E鈉離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域需求(GWh)244378104鈉離子電池在電動(dòng)兩輪車領(lǐng)域需求(GWh)6.38.411.215.0鈉離子電池在低速電動(dòng)車領(lǐng)域的需求(GWh)32.237.343.2

21、50.0鈉離子電池需求合計(jì)(GWh)35.157.395.9126.5資料來(lái)源:GGII,民生證券研究院測(cè)算圖表:全球鈉離子電池空間測(cè)算(GWh)中性情景0.0120.0100.080.060.040.020.0140.02022E資料來(lái)源:GGII,民生證券研究院測(cè)算2023E2024E2025E鈉離子電池在低速電動(dòng)車領(lǐng)域的需求 鈉離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域需求鈉離子電池在電動(dòng)兩輪車領(lǐng)域需求* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告1403.鈉離子電池關(guān)鍵環(huán)節(jié)產(chǎn)業(yè)* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告15化進(jìn)展03目前鈉離子電池正極的主流路線主要有三種:聚陰離子化合物、層狀過(guò)渡金屬化合物以及普魯

22、士藍(lán)。聚陰離子化合物:化學(xué)式為 a , (M為過(guò)渡金屬離子;X為P、S、V等元素;Z為F、OH等),是由鈉、過(guò)渡金 屬以及陰離子構(gòu)成,其中過(guò)渡金屬主要有鐵、釩、鈷等。聚陰離子化合物可以分為:正磷酸鹽、焦磷酸鹽及鈉快離子導(dǎo)體(NASICON)。正磷酸鹽:在鋰電池中,正磷酸鹽其實(shí)就是熟知的LiFePO4,我們把鋰離子置換成鈉離子(NaFePO4),就得到了磷酸鐵鈉。磷酸鐵鈉與LiFePO4一樣,屬于橄欖石型結(jié)構(gòu),鈉離子電池在其中具有一維傳輸通道,放電電壓平臺(tái)在2.75V左右。焦磷酸鹽:焦磷酸鹽Na2FeP2O7由FeO6八面體和PO4四面體組成,具有三維的鈉離子傳輸通道,因此倍率性更高,平均電 位

23、可達(dá)3V,具有良好的離子傳輸特性與適中的電子電導(dǎo)率。NASICON:Na3V2(PO4)3是比較具有代表性的NASICON型材料,基于3+/ 4+氧化還原對(duì),可以提供120mAh/g的比容 量和3.4V的電壓平臺(tái),其高度開(kāi)放的框架結(jié)構(gòu)為鈉離子提供三維擴(kuò)散通道,因此具備優(yōu)異的離子傳輸特性。正極:路線差異的核心環(huán)節(jié)聚陰離子化合物資料來(lái)源:聚陰離子型鈉離子電池正極材料的研究進(jìn)展,民生證券研究院圖表:NaFePO4的結(jié)構(gòu)示意圖資料來(lái)源:聚陰離子型鈉離子電池正極材料的研究進(jìn)展,民生證券研究院資料來(lái)源:聚陰離子型鈉離子電池正極材料的研究進(jìn)展,民生證券研究院圖表:焦磷酸鹽鈉正極材料結(jié)構(gòu)圖表:NASICON型

24、正極材料結(jié)構(gòu)* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告1603正極:路線差異的核心環(huán)節(jié)層狀過(guò)渡金屬化合物資料來(lái)源:2022年鈉離子電池技術(shù)與行業(yè)發(fā)展報(bào)告,民生證券研究院層狀過(guò)渡金屬氧化物:化學(xué)式為2,TM為過(guò)渡金屬,如Li,Mg,Ti,Mn,F(xiàn)e等,隨鈉離子含量的變化可形成不同的結(jié)構(gòu),常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)由O3,P3,P2等。常見(jiàn)的層狀金屬氧化物正極材料如2 22具備較好的電化學(xué)性能。可逆比容量高達(dá)200mAh/g,但層狀金屬氧化物 作為鈉離子電池正極具有兩個(gè)重要問(wèn)題:1.不可逆的相變:由于鈉離子半徑較大,因此在脫嵌的過(guò)程中會(huì)伴隨著電荷及Na+與空位之間的排序變化,形成由不可逆相 變?cè)斐傻慕Y(jié)構(gòu)坍塌與容量

25、快速衰減。2.潮濕環(huán)境不穩(wěn)定: 2有吸濕特性,在空氣中暴露會(huì)導(dǎo)致材料表面潮解,電池性能變差,這一問(wèn)題直接導(dǎo)致該種材 料不易于儲(chǔ)存,運(yùn)輸成本增加。圖表:層狀氧化物結(jié)構(gòu)示意圖* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告1703正極:路線差異的核心環(huán)節(jié)普魯士藍(lán)資料來(lái)源:鈉離子電池正極材料研究進(jìn)展,民生證券研究院普魯士藍(lán):化學(xué)式可表示為12(6)1 2,(0 x2, 0y1),其中M1和M2為不同配位過(guò)渡金屬離 子,如Mn、Fe、Co、Ni、Cu等, 為2()6空位。普魯士藍(lán)根據(jù)鈉離子的含量可以分為貧鈉態(tài)和富鈉態(tài),當(dāng)x1,為貧鈉態(tài),當(dāng)x1時(shí)為富鈉態(tài),又稱普魯士白。其中普魯士 白可通過(guò)3+/ 2+和3+/

26、 2+氧化還原電對(duì)實(shí)現(xiàn)2個(gè)鈉離子的可逆脫嵌/嵌入,理論比容量高達(dá)170.8 mAh/g,工作電池 為2.7-3.8V。劣勢(shì):然而由于化合物中(6)和H2O的存在, (6)空位會(huì)導(dǎo)致正極材料的電化學(xué)性能降低,結(jié)構(gòu)退化等問(wèn)題,H2O 會(huì)與電解質(zhì)發(fā)生副反應(yīng),晶格間隙的結(jié)晶水容易占據(jù)晶體中的儲(chǔ)鈉位點(diǎn)及鈉離子的脫嵌通道,降低材料中的活性鈉離子含量 及鈉離子的遷移速率,影響電池的循環(huán)性能。圖表:普魯士藍(lán)類化合物 的晶體結(jié)構(gòu)示意圖* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告1803正極:三種路線的直接比較圖表:鈉離子電池正極材料體系性能特點(diǎn)資料來(lái)源:天目湖儲(chǔ)能學(xué)堂,民生證券研究院類別結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)聚陰離子型化合

27、物工作電壓高; 離子傳輸快; 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定比容量偏低;導(dǎo)電性差層狀過(guò)渡金屬氧化物比容量高;容易制備工作電位低; 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差; 空氣穩(wěn)定性差普魯士藍(lán)理論容量高;離子傳輸快;電子導(dǎo)電性一般;結(jié)構(gòu)存在缺陷聚陰離子化合物:優(yōu)勢(shì)為工作電壓高、離子傳輸速度較快,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,但缺點(diǎn)為導(dǎo)電性較差、能量密度偏低;層狀過(guò)渡金屬氧化物:優(yōu)勢(shì)為能量密度高,制備過(guò)程較為簡(jiǎn)單,但缺點(diǎn)為工作電位低,且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差;普魯士藍(lán):優(yōu)勢(shì)為離子傳輸速度快,理論容量高,但缺點(diǎn)為電子導(dǎo)電性一般,結(jié)構(gòu)存在缺陷,穩(wěn)定性有一定短板。* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告19資料來(lái)源:容百科技專利,民生證券研究院圖表:表面碳包覆后的普魯士藍(lán)正

28、極顆粒03技術(shù)路線選擇:根據(jù)公司公告,公司在鈉離子正極的路線上覆蓋了層狀氧化物、普魯士藍(lán)、聚陰離子類化合物三條路線。正極:產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展容百科技專利解析:根據(jù)公司已公布專利,公司主要對(duì)普魯士藍(lán)類化合物進(jìn)行多方位的 改性。普魯士藍(lán)的瓶頸:如前文所述,普魯士藍(lán)的缺點(diǎn)為電子導(dǎo)電性較 差,因此倍率性較差,并且顆粒較小,切存在嚴(yán)重團(tuán)聚現(xiàn)象,難以 過(guò)篩使用。解決方案:公司通過(guò)碳化劑前驅(qū)體在高壓水熱環(huán)境下發(fā)生水熱分 解,從而在普魯士藍(lán)正極材料的表面形成納米碳顆粒,表面包覆的 碳顆粒不僅可以提升材料的電子導(dǎo)電性,提升倍率性能,而且高溫 高壓水熱的環(huán)境下有利于材料顆粒尺寸的長(zhǎng)大。在研項(xiàng)目:公司目前正在開(kāi)發(fā)具有低成本

29、及優(yōu)異電化學(xué)性能的鈉離子電池正極材料,使得鈉離子電池能量密度高于110Wh/kg,循環(huán)次數(shù)高于6000次,倍率性能優(yōu)于3C,成本較LFP電池降低10%-20%。量產(chǎn)規(guī)劃:公司目前可實(shí)現(xiàn)鈉離子電池正極的百公斤級(jí)量產(chǎn),并與展開(kāi)寧德時(shí)代深度合作,向其供應(yīng)鈉離子電池的配套材料,公司預(yù)期23年可實(shí)現(xiàn)鈉離子電池正極的規(guī)?;慨a(chǎn)。* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告2003* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告21振華新材:技術(shù)路線選擇:公司在鈉離子正極的路線上選擇了層狀氧化物。公司選擇層狀氧化物路線的主要原因?yàn)楣局鳡I(yíng)產(chǎn)品三元正極材料同樣為層狀氧化物結(jié)構(gòu),在工藝路徑上有一定相似性。在研項(xiàng)目:根據(jù)

30、公司公告(22年4月),公司鈉離子電池正極材料已處于中試階段,主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)殡妱?dòng)車和儲(chǔ)能系統(tǒng)。量產(chǎn)規(guī)劃:根據(jù)公司公告(22年6月),公司募投的義龍三期10萬(wàn)噸正極材料項(xiàng)目,可以兼容鈉離子電池正極的生產(chǎn),公 司研發(fā)的鈉離子電池正極材料具有高壓室密度、高容量、低PH值和低游離鈉的特性,目前已處于送樣階段,預(yù)計(jì)23年可 實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。正極:產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展振華新材項(xiàng)目/年度2021A2022E2023E2024E營(yíng)業(yè)收入(百萬(wàn)元)5,51514,87019,21122,038增長(zhǎng)率(%)432.1169.629.214.7歸屬母公司股東凈利潤(rùn)(百萬(wàn)元)4131,0951,5021,820增長(zhǎng)率(%)343.3

31、165.437.121.2每股收益(元)0.932.473.394.11PE84322319PB11.98.96.44.8資料來(lái)源:Wind,民生證券研究院預(yù)測(cè);(注:股價(jià)為2022年7月19日收盤價(jià))盈利預(yù)測(cè)與財(cái)務(wù)指標(biāo)投資建議:我們預(yù)計(jì)公司22 年-24年的歸母凈利潤(rùn)分別為10.95、15.02、18.20億元,增速分別為165.4%、 37.1%、21.2%,2022 年7月19日股價(jià)對(duì)應(yīng)22-24年市 盈率分別為32、23、19倍,考慮到公司是單晶高鎳行 業(yè)領(lǐng)先,鈉離子業(yè)務(wù)即將放量,首次覆蓋,給予“推 薦”評(píng)級(jí)。風(fēng)險(xiǎn)提示:原材料價(jià)格上漲的風(fēng)險(xiǎn);新能源車滲透率不 及預(yù)期;技術(shù)路線更迭速度超

32、預(yù)期。03* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告22正極:產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展當(dāng)升科技當(dāng)升科技:根據(jù)公司公告(22年3月),公司已組織專門團(tuán)隊(duì)開(kāi)展鈉離子電池關(guān)鍵材料的研發(fā)。2022年4月,公司與天津力神簽訂戰(zhàn) 略合作協(xié)議,雙方將在鈉離子電池等前沿技術(shù)領(lǐng)域展開(kāi)合作,為下一代電池形態(tài)做技術(shù)儲(chǔ)備。項(xiàng)目/年度2021A2022E2023E2024E營(yíng)業(yè)收入(百萬(wàn)元)8,25827,03932,79937,054增長(zhǎng)率(%)159.4227.421.313.0歸屬母公司股東凈利潤(rùn)(百萬(wàn)元)1,0912,0482,4763,087增長(zhǎng)率(%)183.487.720.924.7每股收益(元)2.154.044.8

33、96.09PE52282318PB6.04.94.13.3盈利預(yù)測(cè)與財(cái)務(wù)指標(biāo)資料來(lái)源:Wind,民生證券研究院預(yù)測(cè);(注:股價(jià)為2022年7月19日收盤價(jià))投資建議:我們預(yù)計(jì)公司22 年-24年的歸母凈利潤(rùn)分別為20.48、24.76、30.87億元,增速分別為87.7%、20.9%、 24.7%,2022 年7月19日股價(jià)對(duì)應(yīng)22-24年市盈率分別為28、23、18倍,考慮到公司海外客戶結(jié)構(gòu)豐富,鈉離子電池技 術(shù)儲(chǔ)備深厚,我們上調(diào)預(yù)期,維持“推薦”評(píng)級(jí)。風(fēng)險(xiǎn)提示:原材料價(jià)格上漲的風(fēng)險(xiǎn);新能源車滲透率不及預(yù)期;技術(shù)路線更迭速度超預(yù)期。03首先我們要理解為什么石墨負(fù)極不再適用于鈉離子電池。主要原

34、因其實(shí)是:根據(jù)密度反函數(shù)理論,鈉離子與石墨化合物結(jié)合后的熱力學(xué)是不穩(wěn)定的,因此由于熱力學(xué)問(wèn)題,鈉離子是 無(wú)法嵌入石墨層的。目前,普遍認(rèn)為鈉離子電池中工業(yè)化概率最高的負(fù)極材料為無(wú)定形碳材料,與石墨負(fù)極的規(guī)則化的結(jié)構(gòu)不同,它主要由隨機(jī) 分布的類石墨微晶構(gòu)成,而無(wú)定形碳材料又可以分為硬碳和軟碳。軟碳的儲(chǔ)鈉機(jī)理:軟碳又稱石墨化碳,在2000以上的石墨化處理后,晶體結(jié)構(gòu)類似石墨,但石墨微晶層有序程度較低,存在少量褶皺和層錯(cuò) 結(jié)構(gòu)。短程有序的石墨化微晶結(jié)構(gòu)可用作儲(chǔ)存Na+,相較于硬碳,軟碳的碳層排列規(guī)整,具有更高的電導(dǎo)性,因此倍率性能 更好,但缺點(diǎn)是比容量較低。負(fù)極:軟碳/硬碳登上舞臺(tái)資料來(lái)源:鈉離子電池

35、硬碳負(fù)極材料研究進(jìn)展,民生證券研究院圖表:石墨碳層具有長(zhǎng)程有序的結(jié)構(gòu)資料來(lái)源:中國(guó)粉體網(wǎng),民生證券研究院圖表:軟碳負(fù)極材料的SEM圖* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告2303負(fù)極:硬碳/軟碳登上舞臺(tái)資料來(lái)源:鈉離子電池硬碳基負(fù)極材料的研究進(jìn)展,民生證券研究院硬碳的儲(chǔ)鈉機(jī)理:硬碳是一種在2500以上也難以石墨化的碳,機(jī)械硬度較高,其形態(tài)可以是球形的、現(xiàn)狀的或多孔的,其結(jié)構(gòu)高度無(wú)序且穩(wěn) 定,氧化還原電位較低,由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu),決定了硬碳儲(chǔ)鈉的行為包括:(1)表面、缺點(diǎn)位點(diǎn)和官能團(tuán)的吸附;(2)微 孔填充;(3)石墨化碳層的插層,而目前主流的儲(chǔ)鈉機(jī)理共有三種:(1)插層-填孔儲(chǔ)鈉、(2)吸附

36、-插層儲(chǔ)鈉、(3)吸 附-填孔儲(chǔ)鈉。硬碳由于具有較大的層間距以及較多的晶格缺陷,可為鈉離子提供豐富的位點(diǎn),因此比容量較高。硬碳的劣勢(shì):硬碳表面具有比較大的比表面積和大量缺陷,容易引起其他不可逆反應(yīng),并且在循環(huán)過(guò)程中,電解液分解形成電解質(zhì)界面膜(SEI)對(duì)部分Na+造成消耗,這將直接導(dǎo)致電池的首次庫(kù)倫效率偏低。圖表:硬碳材料的儲(chǔ)鈉機(jī)理* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告24專利解析:公司主要對(duì)硬碳材料進(jìn)行多方位的改性。硬碳材料的瓶頸:現(xiàn)有方法中,大多以生物質(zhì)多孔材料制備得到硬 碳以作為負(fù)極電極之用,但是,其制備過(guò)程復(fù)雜,得到的硬碳負(fù)極 材料的比表面積和孔隙率均過(guò)大,導(dǎo)致加工性能較差,同時(shí),

37、首次 庫(kù)倫效率低下,循環(huán)容量較低,很難應(yīng)用到鈉離子電池中。解決方案:公司通過(guò)使用壓制多孔材料的方法調(diào)整負(fù)極材料孔隙, 再配合通過(guò)瀝青包覆多孔材料,減小所制得的硬碳材料的比表面積 和孔隙率,使得硬碳負(fù)極材料的加工性能得到改善,并且具備更優(yōu) 良的電化學(xué)性能、更高的首次庫(kù)倫效率和較高電化學(xué)性能,工藝簡(jiǎn) 單、制備成本較低,利于在鈉離子電池領(lǐng)域的推廣。03負(fù)極:產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展翔豐華圖表:采用多孔材料制備鈉離子電池用硬碳負(fù)極材料的步驟* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告25資料來(lái)源:翔豐華專利,民生證券研究院量產(chǎn)規(guī)劃:公司針對(duì)鈉離子電池領(lǐng)域開(kāi)發(fā)了高性能硬碳負(fù)極材料,目前正在進(jìn)行相關(guān)客戶測(cè)試匯總,但公司暫

38、未從事鈉離子 電池的生產(chǎn)。技術(shù)路線選擇:根據(jù)公司專利情況,公司在鈉離子電池負(fù)極路線上選擇硬碳途徑。03負(fù)極:產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展貝特瑞圖表:磷酸鈦鈉/碳復(fù)合材料的高倍SEM圖資料來(lái)源:貝特瑞公司專利,民生證券研究院技術(shù)路線選擇:根據(jù)公司專利情況,公司在鈉離子電池負(fù)極路線上選擇磷酸鈦鈉/碳復(fù)合材料路線。專利解析:* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告26根據(jù)專利,公司主要對(duì)磷酸鈦鈉/碳復(fù)合材料進(jìn)行多方位的改性。專利基本描述:磷酸鈦鈉的瓶頸: 磷酸鈦鈉可作為負(fù) 極材料與普魯士藍(lán) NaFeFe(CN)6正極材料和水基含鈉離子的溶液的電解液等材料組成 鈉離子電池。目前采用傳統(tǒng)方法制備的磷酸鈦鈉普遍存在電導(dǎo)率

39、偏 低、碳包覆不均勻的問(wèn)題,從而導(dǎo)致磷酸鈦鈉的容量普遍偏低,循環(huán) 性能較差。解決方案:公司通過(guò)制備磷酸鈦鈉的前驅(qū)體,再采用噴霧干燥的方法 進(jìn)行一次碳包覆和二次碳包覆,制備得到了具有均勻且致密的包覆碳 層的磷酸鈦鈉/碳復(fù)合材料,有效解決了一次碳包覆的包覆碳層不均勻的問(wèn)題,并且由于致密層的均勻包覆,復(fù)合材料的穩(wěn)定性好。采用 本發(fā)明的磷酸鈦鈉/碳復(fù)合材料制備電極并組裝成的電池具有優(yōu)異的 電化學(xué)性能 ,放電容量在115mAh/g以上,循環(huán)500周后容量保持 率在95以上。量產(chǎn)規(guī)劃:據(jù)公司母公司中國(guó)寶安稱,貝特瑞有鈉離子電池的負(fù)極、正極材料儲(chǔ)備,其中負(fù)極材料已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。華陽(yáng)股份:技術(shù)路線選擇:根據(jù)公司公

40、告,通過(guò)與中科海納合作,公司 在鈉離子電池領(lǐng)域采用正極材料:層狀氧化物;負(fù)極材料: 無(wú)煙煤軟碳;電解液:六氟磷酸鈉與相應(yīng)廠商有合作;隔 膜、集流體、鋁箔正在與有實(shí)力的機(jī)構(gòu)合資建廠。量產(chǎn)規(guī)劃:上游:鈉離子電池布局基本涉及鈉離子上游全產(chǎn) 業(yè)鏈。中游:電芯有全資控股的電芯廠,預(yù)計(jì)今年7-8月建 成投產(chǎn)。下游應(yīng)用領(lǐng)域:從二輪車為主開(kāi)始切入,后開(kāi)始步 入儲(chǔ)能領(lǐng)域,如:儲(chǔ)能電站,已與中科海納合資成立1兆瓦 鈉離子電池儲(chǔ)能項(xiàng)目。千億級(jí)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃:今年4月開(kāi)始投產(chǎn),與中科海納合作,新建年產(chǎn) 2000 噸鈉離子電池正、負(fù)極材料生產(chǎn)線各 1 條,0.8GWh的規(guī)模。璞泰來(lái):布局方面:積極推進(jìn)納米硅中試線的研發(fā)創(chuàng)新,

41、加快新一代 硅基負(fù)極產(chǎn)品研制,并在納米硅碳、硬碳、軟碳、鋰金屬負(fù) 極等新興技術(shù)路線方向上進(jìn)行預(yù)研,為下一代量產(chǎn)的主流負(fù) 極產(chǎn)品奠定技術(shù)和工藝儲(chǔ)備。* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告2703負(fù)極:產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展璞泰來(lái)&華陽(yáng)股份,企業(yè)布局推進(jìn)情況華陽(yáng)股 份通過(guò)與中科海納合作,公司在鈉離子電池領(lǐng)域采用正極 材料:層狀氧化物;負(fù)極材料:無(wú)煙煤軟碳;電解液: 六氟磷酸鈉與相應(yīng)廠商有合作;隔膜、集流體、鋁箔與 有實(shí)力機(jī)構(gòu)合資建廠。上游:鈉離子電池布局基本涉及鈉離子上游全產(chǎn)業(yè)鏈。中游:電芯有全資控股的電芯廠,預(yù)計(jì)今年7-8月建成投產(chǎn)。下游應(yīng)用領(lǐng)域:從二輪車為主開(kāi)始切入,后開(kāi)始步入儲(chǔ) 能領(lǐng)域,如:儲(chǔ)能電站

42、,已與中科海納合資成立1兆瓦 鈉離子電池儲(chǔ)能項(xiàng)目。千億級(jí)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃:今年4月開(kāi)始投產(chǎn),與中科海納合作 新建年產(chǎn) 2000 噸鈉離子電池正、負(fù)極材料生產(chǎn)線各 1 條,0.8GWh的規(guī)模。璞泰來(lái)積極推進(jìn)納米硅中試線的研發(fā)創(chuàng)新,并在納米硅碳、硬 碳、軟碳、鋰金屬負(fù)極等新興技術(shù)路線方向上進(jìn)行預(yù)研 為下一代量產(chǎn)的主流負(fù)極產(chǎn)品奠定技術(shù)和工藝儲(chǔ)備。圖表:華陽(yáng)股份&璞泰來(lái)推進(jìn)情況資料來(lái)源:公司公告整理收集,民生證券研究院03* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告28電解液的要求:電解液在鈉離子電池中同樣起到了傳導(dǎo)和輸送能量的作用,成分由電解鹽、溶劑和添加劑組成,理想情況下,鈉鹽和溶劑的結(jié)合須滿足高離子電導(dǎo)率

43、、較高的電化學(xué)穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性等特點(diǎn)。電解質(zhì)鈉鹽的選擇:理想的鈉鹽應(yīng)具有在溶劑中完全溶解和解離的能力,其中解離的鈉離子可以在沒(méi)有能量和動(dòng)能障礙的情 況下運(yùn)動(dòng),并且鈉鹽應(yīng)當(dāng)對(duì)電池的其他組分保持一定的電化學(xué)惰性。常用鈉鹽包括:傳統(tǒng)鈉鹽NaClO4,NaPF6以及新型鈉 鹽NaTFSI,NaFTFSI,NaFSI等。由于新型鈉鹽對(duì)鋁箔集流體具有腐蝕作用,因此很少單獨(dú)被用作電解質(zhì)使用,因此我們 主要比較兩類傳統(tǒng)鋰鹽: NaClO4和NaPF6。NaClO4 VS NaPF6:在熱穩(wěn)定性方面,NaClO4的分解溫度達(dá)到472,高于NaPF6,然而在質(zhì)量損失方面, NaPF6在達(dá) 到300 的

44、質(zhì)量損失較小,并且NaPF6的離子電導(dǎo)率較高,因此綜合來(lái)看NaPF6被認(rèn)為是最優(yōu)質(zhì)的選擇。電解液:溶質(zhì)+溶劑的本質(zhì)不變資料來(lái)源:有機(jī)電解液在鈉離子電池中的研究進(jìn)展,民生證券研究院圖表:常用鈉離子電池電解液鈉鹽的物化性能鈉離子電池電解液鈉鹽分解溫度/溫度/(質(zhì)量損失/%)離子電導(dǎo)性/(mScm-1)NaPF6302400(8.14)7.98NaCLO4472500(0.09)6.4NaTFSI263400(3.21)6.2NaFTFSI160300(2.75)NaFSI122300(16.15)03因此我們認(rèn)為,鈉離子電池電解液的主要邏輯與鋰離子電池電解液一樣:掌握電解質(zhì)NaPF6的技術(shù)是該環(huán)節(jié)

45、的核心壁 壘。天賜材料:公司已建立鈉離子電池技術(shù)平臺(tái)及產(chǎn)品平臺(tái),并進(jìn)行鈉鹽的規(guī)劃和生產(chǎn)布局。在研項(xiàng)目方面:公司鈉離子電 池電解液已處于中試階段,目的是滿足目標(biāo)客戶循環(huán)和高溫存儲(chǔ)要求。多氟多:公司有包括NaPF6在內(nèi)的多種電解質(zhì)的技術(shù)儲(chǔ)備及研發(fā),目前NaPF6產(chǎn)品已商業(yè)化量產(chǎn)。產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展:2021 年9月公司與山西華陽(yáng)集團(tuán)簽訂NaPF6合作項(xiàng)目的戰(zhàn)略合作框架協(xié)議:公司將結(jié)合梧桐樹(shù)資本與華陽(yáng)股份在鈉離子 電池方向的布局,在NaPF6項(xiàng)目上進(jìn)行深度合作。電解液:產(chǎn)業(yè)化腳步天賜材料&多氟多資料來(lái)源:公司公告,民生證券研究院圖表:鈉離子電池電解液產(chǎn)業(yè)化腳步公司產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券

46、研究報(bào)告29天賜材料22年3月,公司已建立鈉離子電池技術(shù)平臺(tái),鈉離子電池電解液已處于中試階段多氟多21年9月,公司NaPF6產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn),并與華陽(yáng)集團(tuán)簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議,在NaPF6項(xiàng)目展開(kāi)深入合作。03電池:寧德時(shí)代鈉離子電池的先行者資料來(lái)源:寧德時(shí)代官網(wǎng),民生證券研究院資料來(lái)源:寧德時(shí)代官網(wǎng),民生證券研究院* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告302021年7月,公司發(fā)布第一代鈉離子電池,關(guān)鍵輔材實(shí)現(xiàn)突破,性能超預(yù)期,在高寒及高功率應(yīng)用場(chǎng)景下優(yōu)勢(shì)顯著,預(yù) 計(jì)23年量產(chǎn)。材料結(jié)構(gòu):正極材料方面,使用普魯士白和層狀氧化物兩種材料,克容量達(dá)160mAh/g,與現(xiàn)有磷酸鐵鋰正極相當(dāng),并

47、對(duì)材料體相結(jié)構(gòu)進(jìn)行電荷重排,解決了在循環(huán)過(guò)程中容量衰減的問(wèn)題;負(fù)極材料方面,開(kāi)發(fā)了能夠讓鈉離子自由穿梭且 具有獨(dú)特孔隙結(jié)構(gòu)的硬碳材料,克容量可達(dá)350mAh/g,與現(xiàn)有人造石墨相當(dāng);電解液方面,采用適配上述材料的新型 電解液體系,可與目前鋰離子電池制造工藝及設(shè)備兼容。性能方面:第一代鈉離子電池電芯單體能量密度達(dá)到160Wh/kg,為目前全球最高水平;具備優(yōu)異的快充性能,常溫下 充電15分鐘即可達(dá)到80%電量;-20的低溫環(huán)境下具有90%以上的放電保持率;系統(tǒng)集成效率可達(dá)80%。應(yīng)用場(chǎng)景:公司采用AB電池解決方案,創(chuàng)新性地將鈉離子與鋰離子電池按照一定比例和排列同時(shí)集成到電池系統(tǒng)中, 并使用BMS

48、算法對(duì)不同電池體系進(jìn)行均衡控制,既彌補(bǔ)了鈉離子電池的能量密度短板,也發(fā)揮了其在低溫及高功率場(chǎng)景 下的優(yōu)勢(shì)。圖表:第一代鈉離子電池性能優(yōu)越圖表:AB電池解決方案實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)03電池:寧德時(shí)代鈉離子電池的先行者資料來(lái)源:Rethinking sodium-ion anodes as nucleation layers for anode-free batteries,民生證券研究院第二代鈉金屬電池進(jìn)展:根據(jù)專利,公司目前已布局無(wú)負(fù)極鈉金屬電池,正極材料可選擇鈉過(guò)渡金屬氧化物、聚陰離子型化合物及普魯士藍(lán)類化 合物,負(fù)極則僅由鋁箔集流體組成。鈉金屬電池的原理與鈉離子電池相似,均是通過(guò)鈉離子在正負(fù)極之前

49、的移動(dòng)來(lái)工 作,我們正極以Na2V2(PO4)3為例,鈉金屬電池的反應(yīng)機(jī)理為:正極:22 (4)3 2+ + 22 (4)3+2負(fù)極:2+ + 2 2因此,鈉金屬電池在充電時(shí),鈉離子從正極通過(guò)電解液傳送到負(fù)極,并在鋁箔集流體沉積形成鈉金屬,放電時(shí),鈉金屬 失去電子成為鈉離子,再返回至正極。圖表:無(wú)負(fù)極金屬電池構(gòu)造* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告3103公司鈉離子電池進(jìn)度行業(yè)領(lǐng)先。公司在鈉離子電池的技術(shù)路線上,選擇了聚陰離子化合物正極路線,該路線具有鈉離子擴(kuò) 散快、晶胞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),是目前鈉離子電池體系商業(yè)化的主流正極材料之一。但聚陰離子化合物的缺點(diǎn)較為明顯,就 是導(dǎo)電性較差。針對(duì)聚

50、陰離子化合物導(dǎo)電性較差的痛點(diǎn),公司采用碳包覆技術(shù)有效提升了鈉離子電池的電化學(xué)性能。根據(jù)公司公布專利, 聚陰離子鐵基鈉離子正極材料具有開(kāi)放的鈉離子擴(kuò)散通道,以及較強(qiáng)的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,但導(dǎo)電性并不理想。公司 對(duì)材料表面進(jìn)行了一層碳包覆,并用過(guò)渡金屬元素對(duì)鐵離子進(jìn)行部分替代,帶來(lái)的有益效果有:1.表面包覆的無(wú)定形碳層可 形成三維的離子擴(kuò)散通道,并減小材料的晶界尺寸,從而為鈉離子的傳輸提供更多的短通道;2.引入氧化還原電位更高過(guò)渡 金屬元素,可以提升正極整體的電壓平臺(tái),從而提升電池的能量密度。積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈布局。2021年10月,公司發(fā)布公告,對(duì)成都佰思格進(jìn)行增資,增資完成后持有佰思格8.33%

51、的股份。成都 佰思格的主要產(chǎn)品為動(dòng)力/儲(chǔ)能炭負(fù)極材料,其中鈉離子用硬炭材料比容量559 mAh/g,并具有零膨脹特性,相較進(jìn)口產(chǎn) 品,性價(jià)比較高。公司入股佰思格能使公司更好的切入硬碳負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)鏈,保障優(yōu)質(zhì)電池原材料的供應(yīng),有利于未來(lái)鈉 離子電池產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和規(guī)?;慨a(chǎn)。電池:鵬輝能源鈉離子電池打造新成長(zhǎng)極資料來(lái)源:天目湖儲(chǔ)能學(xué)堂,民生證券研究院* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告32資料來(lái)源:飛鏢網(wǎng),民生證券研究院圖表:鈉離子電池正極體系特點(diǎn)圖表:經(jīng)碳包覆后正極表面形成多孔結(jié)構(gòu)類別優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)聚陰離子型化合物工作電壓高; 離子傳輸快; 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定比容量偏低; 導(dǎo)電性差層狀過(guò)渡金屬氧化物比容量高

52、; 容易制備工作電位低; 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差; 空氣穩(wěn)定性差普魯士藍(lán)理論容量高; 離子傳輸快; 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)存在缺陷03* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告33電池:傳藝科技IT配套高新技術(shù)企業(yè),發(fā)力鈉離子電池項(xiàng)目規(guī)劃產(chǎn)能計(jì)劃投產(chǎn)時(shí)間一期項(xiàng)目2GWh2022年底前完成廠房及中試線的建設(shè)施工和產(chǎn)品中試;2023年初完成2GWh能的投產(chǎn)二期項(xiàng)目8GWh根據(jù)后續(xù)鈉離子電池市場(chǎng)情況及公司資金情況適時(shí)逐步投入設(shè)備及產(chǎn)線傳藝科技成立于2007年10月,主要產(chǎn)品包括筆記本電腦配件,柔性電路板,絕緣導(dǎo)電材料等,是全球第三大的筆記本電 腦線路板供應(yīng)廠商。2022年7月,公司設(shè)立孫公司傳藝鈉電,布局鈉離子電池。公

53、司早在2018年就已經(jīng)開(kāi)始與與具有鈉 離子電池方面豐富科研經(jīng)驗(yàn)的相關(guān)團(tuán)隊(duì)共同開(kāi)展鈉離子電池與上游材料研發(fā),目前已取得一定成果。產(chǎn)品進(jìn)度方面,(1)鈉電池已有樣品,正極材料有兩款可以量產(chǎn),負(fù)極材料與電解液同步進(jìn)行;(2)公司鈉電池在技 術(shù)層面完成小試,中試和量產(chǎn)環(huán)節(jié)仍在建設(shè);(3)傳藝鈉電尚未完成項(xiàng)目備案與環(huán)評(píng)等前置程序;(4)傳藝鈉電底下 目前尚未有專利。產(chǎn)品性能方面,在實(shí)驗(yàn)室和小試層面實(shí)現(xiàn)了正極質(zhì)量比容量140mAh/g,負(fù)極質(zhì)量比容量300mAh/g,單體145Wh/kg的能量密度,4,000次的循環(huán)次數(shù),-20攝氏度環(huán)境下大于88%的容量保持率,屬于國(guó)內(nèi)比較領(lǐng)先的水平。產(chǎn)能規(guī)劃方面,今年

54、計(jì)劃中試線投產(chǎn),后面分兩期建設(shè)產(chǎn)能,一期計(jì)劃建成2GWh的產(chǎn)能,二期計(jì)劃新建8GWh的產(chǎn)能, 從而累計(jì)達(dá)到10GWh的鈉離子電池生產(chǎn)能力。一期2GWh產(chǎn)能擬于2022年底前完成廠房及中試線的建設(shè)施工和產(chǎn)品中 試,并于2023年初完成2GWh能的投產(chǎn)。二期8GWh的產(chǎn)能,公司將根據(jù)后續(xù)鈉離子電池市場(chǎng)情況及公司資金情況適時(shí) 逐步投入設(shè)備及產(chǎn)線。圖表:傳藝科技鈉離子電池產(chǎn)能規(guī)劃資料來(lái)源:公司公告,民生證券研究院03電池:中科海納鈉離子電池專家規(guī)劃產(chǎn)能計(jì)劃投產(chǎn) 時(shí)間首條鈉離子電 池產(chǎn)線第一期三峽能源、三峽資本、安 徽省阜陽(yáng)市人民政府1GWh2022年首條鈉離子電 池產(chǎn)線第二期三峽能源、三峽資本、安 徽

55、省阜陽(yáng)市人民政府4GWh/鈉離子Pack電 池生產(chǎn)線華陽(yáng)股份1GWh2022年圖表:中科海鈉鈉離子電池產(chǎn)能規(guī)劃項(xiàng)目合作對(duì)象資料來(lái)源:公司官網(wǎng),民生證券研究院公司的鈉離子電池產(chǎn)品主要基于O3相多元復(fù)合鈉層狀正極材料和軟碳負(fù)極材料體系進(jìn)行開(kāi)發(fā),產(chǎn)品具有能量轉(zhuǎn)換效率高、 循環(huán)壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好、維護(hù)費(fèi)用低、安全性好等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。主要應(yīng)用于大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng),可移動(dòng)式充電樁和低速電動(dòng)車 等新能源領(lǐng)域。公司于2018年6月推出了全球首輛鈉離子電池微型電動(dòng)車,于2019年3月發(fā)布了首座30kW/100 kWh鈉 離子電池儲(chǔ)能電站,于2021年6月推出全球首套1MWh的鈉離子電池光儲(chǔ)充智能微網(wǎng)系統(tǒng)。研發(fā)方面,公司擁

56、有國(guó)際領(lǐng)先的技術(shù)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì),現(xiàn)擁有以中國(guó)科學(xué)院物理研究所陳立泉院士,胡勇勝研究員為技術(shù)帶頭人 的研究開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì),同時(shí)公司還擁有15項(xiàng)鈉離子電池核心專利,是國(guó)際少有擁有鈉離子電池核心專利與技術(shù)的電池企業(yè)之 一。性能方面,公司研發(fā)的鈉離子電池的能量密度已達(dá)到145 Wh/kg,是鉛酸電池的3倍左右;常溫存放28天荷電保持率達(dá)到 94%,恢復(fù)率99%;倍率性能5C容量1C容量的90%;循環(huán)次數(shù)超4500周。產(chǎn)品方面,公司鈉離子電池產(chǎn)品已于2020年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),電芯產(chǎn)能可達(dá)30萬(wàn)只/月。公司的產(chǎn)品包括NaCP08/80/138等不同 規(guī)格型號(hào)的鈉離子軟包電池,以及鈉離子圓柱NaCR26650、NaCR321

57、38電池等電芯產(chǎn)品,同時(shí)還包括備用電源電池組, 電動(dòng)自行車電池組,低速電動(dòng)車電池組及規(guī)模儲(chǔ)能電池組等模組產(chǎn)品。圖表:中科海鈉鈉離子電池應(yīng)用場(chǎng)景* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告34資料來(lái)源:公司官網(wǎng),民生證券研究院04.投資建議* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告3504* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告36鈉離子電池應(yīng)用場(chǎng)景廣闊,產(chǎn)業(yè)化腳步加速,我們根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)進(jìn)行標(biāo)的推薦:正極:正極環(huán)節(jié)是鈉離子電池技術(shù)路線差異化的核心,重點(diǎn)推薦:技術(shù)路線全覆蓋的【容百科技】、專注層狀氧化物路線的【振華新材】、技術(shù)儲(chǔ)備充沛的【當(dāng)升科技】;負(fù)極:硬碳和軟碳的研發(fā)步伐是切入鈉離子電池

58、產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵,重點(diǎn)推薦:【翔豐華】、【貝特瑞】、【璞泰來(lái)】,建議關(guān) 注【華陽(yáng)股份】;電解液:鈉鹽NaPF6是鈉離子電池電解液工業(yè)化的核心壁壘,重點(diǎn)推薦:已經(jīng)掌握鈉鹽核心工藝的【天賜材料】、【多氟 多】;電池:多家企業(yè)爭(zhēng)先布局,鈉離子電池量產(chǎn)在即,重點(diǎn)推薦:鈉離子電池領(lǐng)先的【寧德時(shí)代】、專注儲(chǔ)能領(lǐng)域的【鵬輝能源】,建議關(guān)注【傳藝科技】。投資建議05.風(fēng)險(xiǎn)提示* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告3705* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告38風(fēng)險(xiǎn)提示1.儲(chǔ)能需求低于預(yù)期:儲(chǔ)能是目前認(rèn)為鈉離子電池最主要的應(yīng)用場(chǎng)景之一,如果全球儲(chǔ)能市場(chǎng)需求不及預(yù)期,鈉離子電池 需求將低于預(yù)期;2.鋰電池成

59、本下降超預(yù)期:鈉離子電池起勢(shì)的底層邏輯就是鋰離子電池成本過(guò)高,鈉離子電池更具備經(jīng)濟(jì)性,如果鋰離子 電池成本下降速度超預(yù)期,鈉離子電池的優(yōu)勢(shì)將被明顯縮?。?.鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化速度低于預(yù)期:鈉離子電池還未實(shí)現(xiàn)真正量產(chǎn),如果產(chǎn)業(yè)化腳步放緩,鈉離子電池市場(chǎng)將受到影響。4.測(cè)算誤差風(fēng)險(xiǎn):鈉離子電池還未產(chǎn)業(yè)化,空間測(cè)算部分可能存在測(cè)算誤差。06.附錄* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告39振華新材財(cái)務(wù)報(bào)表數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)匯總* 請(qǐng)務(wù)必閱讀最后一頁(yè)免責(zé)聲明證券研究報(bào)告40利潤(rùn)表(百萬(wàn)元)2021A2022E2023E2024E主要財(cái)務(wù)指標(biāo)2021A2022E2023E2024E營(yíng)業(yè)總收入5,51514,870

60、19,21122,038成長(zhǎng)能力(%)營(yíng)業(yè)成本4,71012,91816,60918,963營(yíng)業(yè)收入增長(zhǎng)率432.07169.6329.1914.72營(yíng)業(yè)稅金及附加17455866EBIT增長(zhǎng)率451.19138.0535.6920.14銷售費(fèi)用18486066凈利潤(rùn)增長(zhǎng)率343.34165.4037.1421.21管理費(fèi)用70193250286盈利能力(%)研發(fā)費(fèi)用149401519595毛利率14.5913.1313.5413.96EBIT5311,2651,7162,062凈利潤(rùn)率7.487.367.828.26財(cái)務(wù)費(fèi)用78201811總資產(chǎn)收益率ROA5.938.939.719.91資

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