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钠离子电池:后起之秀,时机已至-国盛证券

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钠离子电池:后起之秀,时机已至-国盛证券
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国盛证券2022年08月09日煤炭开采钠离子电池:后起之秀,时机已至钠离子电池发展回顾:钠离子电池与锂离子电池原理相同,都属于“摇椅增持(维持)式电池”由正极、负极、电解液和隔膜四部分构成,其中正负极材料决定了钠电池的性能。(1)正极材料:三种主要路线:层状过渡金属氧化物、普鲁士类化合物和聚阴离子化合物,前两者产业实践更为广泛,中科海钠采用了Cu-F-Mn三元层状氧化物正极材料,电池能量密度达到135Wh/kg;宁德时代采用普鲁士白正极材料,电池样品能量密度达到一煤炭开采-沪深300160W/kg,(2)负极材料:优选碳基材料,其中中科海钠的高温裂解无969%烟煤负极能量密度高且成本低。(3)电解液和隔膜:技术近似锂电,但是649%所选材料与锂电有所区别,成本更低。(4)集流体:正负极采用铝箔,成本远低于锂电负极所用铜箔。钠离子发展历程历经三个阶段,2010年后迅16%速开启商业化进程。钠离子电池应运而起:锂电资源有限且价格高企,需要替代品钠电资源丰2021-082021-122022-042022-08富价廉环保,钠离子电池应运而起。相比于锂电池,钠离子电池的最突出优势在于(1)经济性:资源丰富,提炼简单:与锂电工艺相通,容易切换复用产线;集流体等辅材成本较低。(2)安全性:内阻大,瞬时发热量小,热安全事故风险小;可放电到OV,不存在过放问题,安全运输;工作执业证书编号:S0680520070001钠离子电池来来产业方向:基于钠离子的特性,未来主要发展方向为储能和低速交通。(1)储能:国家出台各项政策支持储能发展,转型新型电力相关研究系统发展储能具有必要性和重要性。电化学储能是目前应用最广泛灵活的储能形式之一,但是锂电成本高企且安全事故频发,钠电的经济性和安全强》2022-08-07性凸显,性能可满足长时储能场景,可作为优质替代。(2)低速交通:相比于铅酸电池和锂电池,钠电用于低速交通性能优越,成本较低,且更为环保。未结兼》2022-07-26行业格局:目前仍是钠电商业化发展初期阶段,产业格局未定,各家纷纷布局争先,其中典型代表有中科海钠、宁德时代和钠创新能源。中科海钠2021年6月与华阳股份共同开发并投运1Mh钠离子电池储能系统;2022年7月全球首条GWh钠离子电池生产线落成,后续将落实投产二期项目,宁德时代2021年7月发布第一代钠离子电池能量密度达160Wh/kg,预期第二代超200Wh/kg,2023年形成基本产业链。钠创新能源创新铁酸钠基正极材料能量密度达130-160W/kg,与绍兴滨海新区签约8万吨钠离子电池正极材料项目,预计2022年内完成3000吨正极材料和5000吨电解液的投产。授责建议:强烈看好煤企转型的授资机会,强烈推荐煤炭转型先锋华阳股份。全国无烟煤龙头,主业尚具增量;钠电全产业链布局成型,步入收获期;新能源+储能”多头并进,转型加速推进。风险提示:钠离子电池技术发展不及预期;锂电池成本下降超预期;储能政策支持不及预期。EPS(元)PE代码名称评级2021A2022E2023E2024E2021A2022E2023E2024E600348.SH华阳股份买入1.472.963.483.8114.307.106.045.52内容目录1.钠离子电池发展初探:工作原理与发展历程.…31.1钠离子电池:锂电同源,后起之秀.…31.1.1正极材料:层状过渡金属氧化物VS普鲁士类化合物VS聚阴离子化合物31.1.2负极材料:优选碳基材料.…1.13电解液与隔膜:近似锂电51.1.4集流体:使用铝箔,成本远低于锂电51.2钠离子电池发限回顾61.2.1第一阶段:20世纪70年代,钠锂同期开始研究发展61.2.2第二阶段:20世纪90年代,锂离子电池迅速商业化,钠离子电池搁置实验室61.2.3第三阶段:2010年起,钠离子迅速走向商业化发展62.钠离子电池应运而起:经济性+安全性…2.1锂电互补最佳选择,成本经济性优势显著…62.2钠电池宽温区适用,安全性优异…93.钠离子电池未来产业方向:储能+低速交通.…93.1储能:经济性与安全性优势突出.93.2低速交通工具:性能优越,环保价廉…114.行业格局未定:发展初阶,群雄逐鹿…124.1中科海钠:先锋标杆,势如破竹.4.2宁德时代:实力雄厚,已进行产业化布局154.3钠创新能源:行业新秀,技术新兴…176.风险提示…图表目录33图表4不同钠离子电池炭基负极的电化学性能比较…5图表5纳离子电池产业链…7788图表10钠离子电池与锂离子电池性能比较…9图表11:2021年中国电力储能装机比例.…图表12:钠离子电池应用于大规摸储能的必要技术特征示意图….10图表13.钠离子电池的全生命周期度电成木远低于锂离子电池.…图表14021年华阳股份与中科海钠共同打造了全球首个1Mh钠离子电池光伏储能系统.11因表15中国两轮电动车销量统计.1212图表21:2021年宁德时代发布了第一代钠离子电池…15图表22:宁德时代控股子公司广东邦普循环科技有限公司申请了多项钠离子电池专刊技术.…15图表232021年爱玛科技发布由钠创新能源研发为双轮电动车研发的钠离子电池…161.钠离子电池发展初探:工作原理与发展历程1.1钠离子电池:锂电同源,后起之秀钠离子电池的工作原理与锂离子电池极为相似,Li和N属于同一主族元素并具有相似的物理化学性质,钠离子电池和锂离子电池都属于摇椅式电池,主要通过钠离子在正负极之间的嵌入和脱出实现电荷转移。可充电电池“摇椅”模型放电充电钠离子隔膜钠离子隔膜铝箔正极电解液负极铝箔铝箔正极电解液负极铝箔Na*:负极一正极(电池内部)Na*:正极一负极(电池内部)电子:负极一→正极(外电路)电子:正极一负极(外电路)正极中过渡金属得电子价态↓正极中过渡金属失电子价态↑构和性能决定着整个电池的储钠性能。相较于锂离子电池,钠离子半径和体积较大,材料结构稳定性和动力学性能上面不占据优势,需要更多的技术突破,而技术选择的焦点集中于正极材料和负极材料,这决定了钠离子电池的性能和成本,正极材料主要为电池提供离子漂,决定了电池的能量密度。目前正极材料主要有三种路线,分别是层状过渡金属氧化物、普鲁士类化合物和聚阴离子化合物,前两者在商业应用上的实践更为广泛,典型代表分别是中科海钠和宁德时代。Organics
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