天下苦“锂”久矣。

 

近段时间以来，下游车企和电池厂不断炮轰为上游矿企“打工”，一时间激起千层浪。

 

 

 

各种替代锂电池的声音开始层出不穷，从资源替代的钠电池、钒电池、铝基电池、锌电池，到改变液流电池状态的半固态电池、固态电池等都在二级市场上掀起了一波炒作狂潮。

 

但笔者认为，真正能实现平价替代锂电池可能性最大的只有钠电池。

 

四大优势：

 

1.资源优势，目前地壳中钠离子是锂的420倍，目前全球锂含量仅为0.0065%，且75%分布在美洲大陆；钠则是全球伞状分布，比例高达2.75%，可就地取材。

 

2.安全性优势，锂电池放电放到2.0v，钠电池可放到0V（更好实现能源的循坏）。且低温性能好，-40°C环境下钠电池仍有70%电量，锂电池高温低温情况下无法解决电池晶体的问题。

 

3.成本优势，碳酸锂目前格局50万/吨，碳酸钠（俗称纯碱，Na2CO3）仅5000元/吨，仅为其十分之一。同时在电解液方面，六氟磷酸钠替代六氟磷酸锂也具有价格优势。钠电池正负极均使用铝箔（3.2万/吨）比锂电池正极铝箔、负极铜箔（15万/吨）

 

4.产业化优势，根据元素周期表，锂和钠同属于第一族元素，化学性质上相似，外部得失电子情况相同。且工作原理都为摇椅式放电，设备产线和锂电池接近，可快速产业化。

 

一、政策先行，钠电池一飞冲天

 

 

去年工信部便通过大力支持钠离子电池发展，加强相关政策规划布局的文件，其中将钠离子电池等新型电池作为推动新能源产业发展的压舱石，是支撑新能源在电力、交通、工业、通信、建筑、军事等领域广泛应用的重要基础，也是实现碳达峰、碳中和目标的关键支撑之一。

 

这一点几乎和几年前国家要大力推动锂电池发展的路子是一样的。

 

根据民生证券推算，钠电池起势的底层逻辑是经济型更占优势，乐观情景下 ，2022年钠离子电池的需求量约35.1GWh ，2025年需求量约505.9GWh ，三年CAGR143.2%；中性情景下，2025年需求量约126.5 GWh，三年CAGR53.3% 。

 

目前场上玩家不多，蓝海市场已初见端倪。

 

 

二、钠电池线路分析论证

 

钠电池，是一种二次电池（充电电池），主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作，与锂离子电池工作原理相似。（都属于最外层只有一个电子，方便得失电子）

 

目前有五种主要的钠电池模式，有些还处于实验阶段（安全性验证、成本原因等），有些已经开始逐步实现量产，商用在即。

 

1.钠硫电池（固态电池，试验中）

 

钠硫电池是一种基于固体电解质的高温二次电池，它以钠作为阳极，以渗入碳毡中的硫作为阴极，传导钠离子的 β"- 氧化铝陶瓷在中间同时起隔膜和电解质的双重作用。

 

优点具备能量密度高、充放电效率高（固态电池通用优势）。理论上钠硫电池能量密度最高可达 760 瓦时/千克，不过目前只能做到 150-240 瓦时/千克。

 

缺点安全性较差，硫的燃点低，易燃。目前中大型电化学储能电站已经禁用钠硫电池。

 

 

2.钠空气电池（试验中）

 

通过在空气电极上使碱金属离子和氧气发生反应来产生碱金属氧化物来驱动整个电池工作。正极通常采用多孔碳材料或多孔金属材料，不仅为氧气的传输提供通道，更为氧气的还原以及与碱金属离子结合生成碱金氧化物提供反应场地。

 

缺点：安全性，氧气引发爆炸事故。

 

3.水系钠离子电池（难度大，试验中）

 

优点：水系电解质与有机电解质相比有更快的离子迁移速率，更便宜，更安全，电池更容易制造以及可以使用更厚的电极。

 

缺点：可运用方向少，商业化难，使得越来越多的研究转移到水系电池钠离子电池的研究中。

 

4.钠盐电池（成本最低，储能效果最好，商用在即）

 

钠盐电池是高温钠电池的一种，是一款产品性质稳定，安全性高，使用寿命长，应用范围广泛，原材料易获得并且无毒，废品回收工艺简单且无污染。

 

环境适应能力强，适用于电网储能、通讯基站、动力电源、新能源并网、分布式发电、微电网、新能源汽车等领域，未来应用前景广阔。

 

5.有机系钠离子电池（商用在即）

 

取代目前新能源车锂电池的最有力选手之一。

 

跟锂电池完全类似，相当于用钠替代锂。分为正极、负极、隔膜、电解液、集流体（铝箔）、辅材（粘结剂、炭黑等）。

 

负极是钠离子电池中“最麻烦”的部分，石墨材料完全不能在钠离子电池中工作（目前分裂出两个路径，一是宁德主导的硬碳，二是中科海钠主导的软碳）。

 

未来钠电池爆发点主要集中用后两者的量产商业化进程

 

三、鼎足之势，新入局者激发鲶鱼效应

 

钠电池仍处于爆发前夕，产业布局仍有待完善。

 

头号玩家，中科海纳，成立于2017年。由中科院物理所陈立泉院士等4位创始人创办，是国内首家专注于钠离子电池开发与制造的企业，二股东是华阳股份，三股东是华为。

 

 

 

18年，它推出全球首辆钠离子电池驱动的低速电动车；19年，它发布了全球首座30kW/100Kw那里子电池储能电站；21年6月，推出1MWh的钠离子电池储能系统；21年年底，宣布与央企三峡能源合作，共同建设全球首条钠离子电池规模化量产线。实现三级跳。

 

二号玩家，宁德时代。21年7月，率先发布第一代钠离子电池，宁德预计2023年形成基本产业链。预计2023年形成基本产业链。

 

三号玩家，传艺科技，新入局的后起之秀。设立孙公司“江苏传艺钠电科技有限公司”，从事钠离子及锂离子电池相关业务，目前有超过20项专利再申请中，根据公司纪要显示低速电动车需要的钠电池订单已经超过20万吨/月，公司未来坚定走一体化规划（正极、负极、电解液、隔膜、加工工艺等方面建立起专利池），有望成为继中科海纳、宁德时代之后的第三极。

 

 

四、产业链预期差全梳理

 

钠电池处于技术攻关阶段，业界普遍的展望，2023年进行商业化应用阶段，也就是一些二轮车和储能项目会开始用上钠离子电池，到2024、2025年，才开始大规模应用。

 

 

由于钠电池和锂电池相似性极高，目前多家上市公司均表态能快速从锂电池“无缝切换”到钠电池。我们预期未来增量市场最大的方向在于只能生产“钠”，不能生产“锂”的稀缺性公司将率先受益。

 

1.上游，碳酸钠（纯碱，Na2CO3）

 

跟锂电池类似，最先放量是上游碳酸锂的逻辑。钠电池一旦快速商业化量产，对上游碳酸钠的需求将是呈现几何式增长。

 

碳酸钠生产受到双碳管控，供给逐年趋紧，同时下游需求端的锂电池、光伏玻璃行业近年来增量迅猛，均为高景气度行业。随着钠电池杀入，未来产业缺口只会继续扩大。

 

雪天盐业（600929），21年年产70万吨纯碱和70万吨氯化钠，今年继续放量。子公司湖南轻盐还将展开对钠电池负极材料、电解液的研究生产，并加强与巴斯夫、杉杉等头部企业合作。

 

2.中游，炭黑（负极决定成败）

 

由于电池组装这一块，钠离子和锂离子电池一样。诸多细分领域的龙头，都来钠离子电池争食。

 

正极材料上基本确定是三元体系模式，（宁德目前和容百合作的普鲁士白，振华合作层状氧化物铁酸钠，均未定型）

 

唯一的变量便是负极的唯一X因素的便是负极的硬碳（宁德主导）和软碳（中科海钠）之争。

 

负极材料在国内常用的有4种，1.椰壳(日本可乐丽)，2.无烟煤(中科海钠)，3.焦炭(中国低碳所)，4.石油焦(中国石化)。目前都未量产，可能明年量产。

 

无论四种模式哪一种都需要一种辅材导电剂涂覆于负极材料。现有导电剂主要分三类，导电炭黑、碳纳米管和石墨烯，前两者是主流导电剂产品。

 

其中导电炭黑被认为是钠电池的首选（添加比例为1%~3%）。

 

 

目前黑猫股份（002068）拥有110万吨炭黑产能，占全国产能的13%。7月5日公司披露，公司自主研发的锂电级导电炭黑产品已送样给下游电池企业，仍处在测试阶段。

 

7月28日，黑猫股份连续抛出两则扩产计划。一是拟出资1.9亿元设立全资子公司黑猫纳米材料，投资建设“5万吨/年超导电炭黑项目”，分三期建设，总投资额为4.21亿元。将出资5亿元设立全资子公司黑猫碳材，投建“年产8万吨碳基材料一体化项目”，预计投资12.84亿元。

 

一旦锂电级落地，快速量产到纳电级将一马平川。

 

3.下游，一体化决定议价权

 

华阳股份（600348）：深度绑定中科海纳，作为二股东合作，共建年产能2000吨（0.8GWh）的钠离子正负极材料生产线，2022年投产，2023年扩产至10GWh。

 

传艺科技（002866）：最具有预期差的一体化小龙头。

 

五、钠电池未来空间展望

 

目前钠电池主推逻辑在于替代锂电池的高造价，根据相关数据远期测算，未来可控制在0.3-0.4元/Wh，即使锂价回归20年水平，最低的磷酸铁锂仍为0.5元/Wh，优势明显。重点推荐关注：一体化龙头（华阳股份、传艺科技），高弹性预期差的雪天盐业（纯碱Na2CO3）、黑猫股份（负极导电辅材）