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钠离子电池专题之三:铜基和镍基层状氧化物金属原材料需求拆解-东方财富证券

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电气设备行业专题研究东方财富证券钠离子电池专题之三:铜基和镍基层状Eastmoney Securities氧化物金属原材料需求拆解设备强于大市(维持)2022年11月04日东方财言证券研究所证证券分析师:周旭辉券研究报告【投资要点】证书编号:S1160521050001◆电话:18502186287子电池中,Fe、Co、Ni、Mn、Cr、Cu和Ti等元素均具有电化学活性且表现出多种性质,因此钠离子电池层状氧化物种类较为多样。中科相对指最表现海钠团队合成的铜铁锰酸钠Naa.,[Cuo.aFea.Mno.4]02和浙江钠创合成的混合,用固相法制备。铁镍锰酸钠,则是以NiS04.6H0,FeS04.7H0,2311%MnS04.Hh0和NaC0,为原料,通过共沉淀+烧结两步结合的方式制备。羌接近,M消耗量则降低35%左右。铜铁锰酸钠中单GWh电芯中Na、Cu、Fe和Mn金属消耗量分别为525.8、354.9、426.7和670.6吨,相关研究对应至金属盐NaC0、Cu0、Fez03和Mnz0的消耗量分别为1211.7、《钠离子电池环节概述:产业化加444.3、609.6和963.2吨。铁镍锰酸钠中单GWh电芯中Na、Ni、Fe速,有望成为锂电的有效补充》和Mn金属消耗量分别为549.7、467.7、438.2吨,对应的NaC0、2022.10.17NiS04.6Hh0、FeS04.7H0和MnS04.Hz0的消耗量分别为1266.8、2094.3、《9月新能车销量大增,行业景气度2206.7和1346.6吨。向上》2022.10.12层状氧化物正极单吨金属盐成本不足3.5万,较磷酸铁望和三元正极《钠离子电池正极材料:新势力一马优势十分显著。以各金属盐当前市场价格计算,铜铁锰酸钠单Kh电当先,锂电厂商伺机而动》芯对应金属盐成本60元上下,其中C0是主要原材料成本。铁镍锰2022.10.12酸钠单KWh电芯对应金属盐成本90元上下,硫酸镍是主要成本。由于锂盐成本高企,NCM622和LiFeP0,.的当前的单KWh电芯对应的金属盐成本分别达到535.8元和307.8元。单吨铜铁锰酸钠、铁镍锰酸钠、磷酸铁锂和NCM622对应的金属盐原材料成本分别为2.0万元/吨,3.3万元/吨,13.7万元/吨和27.8万元/吨。总体而言,锂电池和钠电池单KW电芯或单吨正极材料的原材料成本差异巨大,钠电正极材料成本优势显著。【配置建议】◆钠离子电池应用空间广阔,相较于磷酸铁锂电池,钠电池正极原材料成本优势显著,未来预计在储能、低速交通领域与锂电形成补充。谨慎看好维科技术、振华新材、传艺科技,建议关注华阳股份。【风险提示】◆钠离子电池产业化进程、需求和降本不及预期:金属盐价格波动的风险:企业金属盐实际采购价格和单耗与本文的推算值存在差异的风险正文目录1.层状金属氧化物分类和制备:种类和合成方法多样…31.1.层状氧化物分类:数十种活性金属元素,结构和种类繁多…31.2.合成方法:固国相法和液相法各有优劣…52.铜和镍基层状氧化物单耗:锰单耗差异,铁单耗相当2.1.铜铁锰酸钠:锰元素单耗显著高于三元材料….63.铜基和镍基层状氧化物成本:单吨原料成本优势明显.93.1.层状氧化物金属盐原材料成本:镍基成本高于铜基….93.2.钠离子和锂电正极对比:钠盐价格低廉,成本占比低…114.投资建议:华阳股份,维科技术,传艺科技,振华新材144.1.华阳股份:无烟煤龙头企业,与中科海钠深度合作…144.2.维科技术:绑定钠创新能源,大力布局钠离子电池…4.3.传艺科技:一期钠电产能加码,钠电池测试性能优越….154.4.振华新材:产线可兼容,技术可迁移,钠电布局可期………15图表目录图表1:钠离子电池中常见的具有电化学活性的金属元素.3图表2:钠离子电池层状金属氧化物晶体结枸……3图表3:钠离子电池充放电原理..................图表6:铜锰铁酸钠单GWh电芯正极材料消耗量的计算.6图表7:铜铁锰酸钠中的金属元素单GWh电芯消耗量…6图表8:三元正极材料中锰和键金属的单Gh电芯的消耗量…7图表9:铜锰铁酸钠的金属盐单耗计算…7图表10:铁镍锰酸钠单GW电芯正极材料消耗量的计算…8图表11:铁镍锰酸钠中的金属元素单耗的计算……图表13:铁镍锰酸钠液相法工艺下的金属盐单耗的计算图表14:铁镍锰酸钠固相法工艺下的金属盐单耗的计算……….9图表15铜锰铁酸钠单KWh电芯对应的金属盐成本计算…….10图表16:铁镍锰酸钠液相法工艺下单KWh电芯对应的金属盐成本计算.10图表17:铁镍锰酸钠固相法工艺下单KWh电芯对应的金属盐成本计算…10图表18:铁镍锰酸钠和铜铁锰酸钠金属盐单耗成本结构对比11图表19:NCW622单KWh电芯对应的金属盐成本.图表20:磷酸铁锂单KWh电芯对应的金属盐成本….12图表21:钠离子电池正极和锂电正极金属盐单耗成本对比….12图表22:单吨正极材料金属盐原材料成本………13图表24:行业重点关注公司.161,层状金属氧化物分类和制备:种类和合成方法多样1.1.层状氧化物分类:数十种活性金属元素,结构和种类紫多钠高子层状氧化物中具有电化学活性的金属元素多达数十种。层状金属氧化物材料的表达式为NaMO2(M为过渡金属元素)。在锂离子电池中目前仅发现M、C0和Ni三种金属组成的锂层状氧化物可以实现可逆充放电,所以目前商业应用的锂电正极材料包括钻酸锂(LiCo),NCM811,NCW622、NCM523和锰酸锂(LiMn0)等。而在钠离子电池中,具有活性的层状氧化物种类较多,Fe、Co、Ni、Mn、Cr、Cu和Ti等元素均具有电化学活性且表现出多种性质。NaMgCoNiZn03/2反应电势较低中较低高中中/高高毒性风险低高低高中高高高低中其他性质勒效应易迁移易迁移转变易迁移电导率反应氧原子是层状氧化物晶体结构的骨来。如图2所示,在钠离子的层状金属氧化物中,通常过渡金属元素与周围的六个氧形成的MO。多面体层与Na06碱金属层交替排布的层状结构。所以,氧原子在层状氧化物的晶体结构中主要承担着晶格骨架的作用。
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