（报告作者：中信建投证券分析师马天一、许琳）
新技术的推广需要对成本或使用感受有明显优化，钠电优势在性价比、安全性和低温性能，未来会对铅酸及低端锂电池实现替代，预计年和年钠电需求50GWh和GWh，但短中期对原锂电体系供应商（业绩）弹性不大。
一、钠电应用的底层逻辑
钠电应用关键看“人有我廉，人无我有”，性价比和性能优势是重要驱动
钠电是否具备产业化应用能力，主要看相较于现有电化学储能体系是否具备性价比和性能优势。性价比方面，对现有铅酸电池性价比优势已无争议，相较于锂电的性价比需要动态对比锂价走势和钠电成本曲线，当前成本对应20万锂价具备优势。性能方面，钠电由于自身斯托克斯半径较小等原理性优势，故在低温性能和安全性能上具备较好表现。
性价比：胜铅酸无疑，锂价20万以上同样有优势
性价比之成本测算：钠电降本后BOM约元/KWh。相较于传统磷酸铁锂、三元电池，采用三种路径的钠电降本后BOM成本均具备明显优势，当前预计元/KWh（基于当前成本的量产情形），电解液、正极和负极成本占比较高，后续有下降空间，预计降本后元/KWh。锂价剧烈波动致使锂电池BOM成本波动大，钠电池价格较低且更加稳定，是钠电应用的核心因素。
性价比之成本测算：钠电较锂电成本端优势在于便宜和稳定
钠电较锂电成本端优势在于便宜和稳定。一方面钠元素全球储量丰富，价格低廉（目前2元/吨）且不具备大幅上涨基础，较锂源价格优势明显；另一方面主要成本来源铜/镍均为全球性大宗商品，易得且价格走势一般平稳，负极生物质原材料等也将趋于稳定供应，整体材料体系成本波动较小。
性价比之成本测算：钠电降本预计在年前后完成
当前钠电成本元/KWh附近，其中正极、负极和电解液价格均有下降空间，其中电解液价格下降空间较大，仅考虑物料成本下降的情形下预计年钠电成本下降18%至元/KWh附近，预计至年下降至元/KWh附近。
性价比之成本测算：正极层状氧化物成本目前元/KWh（5.8万元/吨）
钠电当前三种路径各具特色，从应用进度上看，层状氧化物路径与三元正极结构相似且表现均衡而更快推广；成本端看，由于目前并无实际量产数据，根据专利和产业链反馈，立足当前原料价格测算层状氧化物正极成本为元/KWh（铜铁锰和镍铁锰基差距不大，铜铁锰也要加镍，换算约5.8万元/吨），其中原材料成本占86%。
性价比之成本测算：负极硬碳成本目前91元/KWh（6.5万元/吨）
不同于锂电采用石墨作为负极，无定形碳在钠电中表现出了较好的可逆比容量和循环性能，其中硬碳理论性能好，有望最先产业化。根据原材料不同可将硬碳划分为三类，成本差距主要来自于原料及对应工艺，沥青基最低、酚醛树脂最高，立足当前原料价格树脂基有望做到91元/KWh（约6.5万元/吨）。
性价比之降本路径：材料体系优化是根本
目前钠电价值量占比最大的为正极和负极，同时也是决定能量密度的关键，故材料体系降本大方向是元素廉价、能量密度提升。正极方面，体系上优选层状氧化物和普鲁士系列，当前其性价比优于聚阴离子体系，层状氧化物由于稳定性更强是较为均衡的选择，体系内部看，价值较高的镍钴元素用量下降是主旋律。
性价比之降本路径：材料体系优化是根本
负极方面：无定形碳的应用基本定型，软碳和硬碳路径并行，但机理上看硬碳具备主流应用逻辑，硬碳原材料来源广泛，可使用酚醛树脂、炭黑、生物质碳等，目前多家厂商已经在使用生物质碳进行降本，如椰壳等，据测算，生物质成本因企而异（原料自供等），而相关企业基本是基于原料做产品，所以降本空间可观。
锂价敏感性测试：锂价20万以上时钠电具备性价比
钠电与锂电在某些领域应用重叠，具备竞争关系，目前锂电体系成熟，与钠电成本差异在于锂价和石墨负极价格，决定钠电性价比和需求空间，预计年量产钠电BOM成本在0.54元/Wh，对应在锂价20万+时具备优势。远期看如果钠电成本下降至0.40元/Wh，对应锂价10万+时具备优势（锂电价格到0.5以下，且考虑其他成本同步下降情形下锂、钠差距绝对值进一步缩小，钠电成本优势可以忽略）。
性能：全面碾压铅酸，较锂电低温和安全性能优秀
机理上，钠离子内阻高于锂离子内阻故短路发生后电池瞬间发热量少，温升较低，所以在所有安全测试项目中，均未发现起火现象。
钠电安全性能好
对比钠电和锂电在相同情况下的热稳定性，由于钠盐离子晶体具有更高的静电能，因此钠盐和对应的电解液均表现出了更好的热稳定性。
钠离子由于其半径较锂离子大，故其溶剂化能较低、斯托克斯直径较小，相同浓度的电解液具备更高的电导率，具备更好的溶剂脱出能力和界面离子扩散能力，低温性能较好。
-40℃-80℃是钠离子电池正常工作的温度范围，相对于锂离子电池-20℃-60℃的工作范围，具备明显的低温优势。
二、钠电产业链进度——理论研究进度：储备深厚，体系成熟
钠离子电池专利规模逐年上升。中国是钠离子电池专利的主要申请地；近年来，专利申请基本呈递增趋势。
钠离子电池专利申请人广泛。钠离子电池专利的主要申请人包括车企、电池企业、材料企业和科研院所。
专利内容浅析：宁德时代
宁德时代公开于年的专利CNA描述了O3相金属氧化物NaMNiFeMn钠离子电池正极及对应电池。正极的合成手段是合成手段是共沉淀镍盐、锰盐溶液得到氢氧化镍锰前驱体，再掺杂碳酸钠、三氧化二铁和所需金属M进行煅烧。研究者认为，该正极对应的电池显示了优异的高压容量和循环特性。被授权于年的专利CNB描述了在钠离子电池溶剂中添加小半径阳离子（团），稳定正极骨架结构，改善普鲁士蓝类正极材料循环性能的方法。
专利内容浅析：丰田
丰田公布于年的专利CNA描述了层状氧化物NaMnNiCr三元正极的合成方法和性能。从实施例看，合成手段是碳酸钠和过渡金属硝酸盐共沉淀后煅烧，最大比容量、最佳循环寿命的样品是Na0.7Mn0.5Ni0.2Cr0.3O2。
专利内容浅析：Faradion
Faradion公布于年的专利WO073056A1描述了采用层状氧化物NaNiMnMgTi正极（如NaNi0.33Mn0.33Mg0.Ti0.O2）-无定形碳负极的钠离子电池。研究者描述，该正极充电截止电压在4-4.2V，首次充电容量约mAh/g，首次放电容量约mAh/g；该负极首次充电容量约mAh/g，首次放电容量约mAh/g。
专利内容浅析：中科海钠
中科海钠公布于年的专利CNA描述了煤基钠离子电池负极材料的性能改进方法及其应用。研究者将煤粉和不同类型的少量软碳前驱体微粒混合，空气气氛低温热处理再惰性气氛高温热处理碳化，得到负极材料。从实施例看，样品均径约10微米，的可逆比容量可接近mAh/g，首效超过80%，次循环容量保持率超过95%。
公布于年的专利CNA描述了以富锂牺牲盐作为钠离子电池正极添加剂的方法。选择富锂铁酸锂补锂剂，当搭配NaNiCuFeMn正极时，正极的首次充电比容量超过mAh/g，首次放电比容量超过mAh/g。
公布于年的专利CNA描述了具备芯-壳结构的钠离子电池正极的合成方法，其中芯部是层状氧化物，壳部是富锰氧化物。研究者认为，该材料在表面具有致密的富锰壳层结构的保护层，能够减少内部层状过渡金属氧化物暴露在电解液的接触面积，从而减少界面副反应的发生，提高材料循环稳定性。
专利内容浅析：钠创新能源
钠创新能源获授权于年的专利CNB描述了湿磨混合碳酸钠、氧化锰、氧化铁、氧化镍并喷雾造粒、煅烧，固相合成NaNiFeMn氧化物正极材料的方法。从实施例看，二次颗粒呈几微米的球型，0.1C倍率下比容量超过mAh/g，1C倍率下比容量约mAh/g，循环50次容量衰减约20%。
钠创新能源研究了对NaNiFeMn氧化物进行体相掺杂（掺杂钾离子）、表面包覆（包覆二氧化铈、三氧化二铝、氧化锌、五氧化二钒等）以提升综合性能的方法。
公布于年的专利CNA描述了以乙二胺四乙酸钠-过渡金属、氰化钠溶液滴加抗坏血酸沉淀成普鲁士蓝类正极材料的方法。过渡金属类型和不同元素的含量对材料性能有较大影响。
专利内容浅析：鹏辉能源
鹏辉能源公布于年的专利CNA描述了一种低缺陷晶体结构普鲁士蓝二次电池正极材料的制备方法。研究者将离子液体、普鲁士蓝前驱体以及盐酸加入水中并混合均匀，微热沉淀反应、室温附近陈化并固液分离、清洗干燥，即得到所需产物。从实施例看，样品低倍率比容量在mAh/g以上，对钠电压均值2.5V以上，高倍率（约10C）容量保持率约70%；循环次容量保持率80%。
专利内容浅析：贝特瑞
贝特瑞公布于年的专利CNA描述了磷酸钛钠/碳复合材料的合成方法。研究者以碳酸钠、二氧化钛和磷酸二氢铵为前驱体，混合柠檬酸、乙醇球磨并喷雾，中温保温进行一次碳包覆；再加入导电剂炭黑，二次球磨并喷雾，再高温保温成相并进行二次碳包覆。工艺中可添加掺杂剂。研究工作取得的磷酸钛钠（主要成分NaTi2(PO4)3）具有超过mAh/g的比容量，和次以上的循环寿命。贝特瑞还进行了磷酸铁锰钠的研究工作，部分样品在低倍率下比容量超过mAh/g，见于专利CNA。
专利内容浅析：容百科技
容百科技公布于年的专利CNA描述了以水热法合成碳包覆的普鲁士蓝类正极材料的方法。研究者分别配置过渡金属氰基化合物-钠盐溶液和过渡金属盐溶液，混合二者得到悬浊液后再加入碳化剂前驱体保温搅拌，高压水热反应洗涤干燥，得到正极材料。从实施例看，过渡金属氰基化合物是铁氰化钠，钠盐是硫酸钠，过渡金属盐溶液是硫酸锰，碳源是葡萄糖。得到的样品是微米级大单晶，低倍率下比容量mAh/g，平均电压约3.3V。
专利内容浅析：邦普
邦普公布于年的专利CNA描述了层状碳掺杂磷酸铁钠的制备方法。研究者认为，掺杂层状碳材料使得电池充放电时钠离子扩散距离短、传输速率更快，改善了钠离子脱嵌过程中的钠离子的相位转变，提高了放电比容量，增强了磷酸铁钠晶体结构循环稳定性。从实施例看，首先液相法制取磷酸亚铁沉淀，其次以碳酸钠混合气态乙醛后高温热处理得到层状碳材料掺杂的碳酸钠，再将二者混合氢氧化镍、助剂球磨洗涤干燥，高温反应，得到层状碳掺杂的磷酸铁钠。实施例在次循环后比容量约mAh/g。
钠电技术进展概括：万事俱备，东风吹拂
可以看出，钠离子电池专利内容丰富，布局者众多，最关键的内容是电池材料，尤其是正极材料。
以当前实现的正极材料比容量、对钠电压等性能指标，结合负极性能推断，钠离子电池单体的能量密度达到磷酸铁锂水平仍有相当难度。
电池材料层面的技术路线确定（至少是几条相对主流的材料路线确定）、生产工艺优化、成本控制等内容还需要大量工作加以夯实。
三、钠电产业链进度及规划——实际进度科研院所携手产业百花齐放
产业链实际进度：锂电产业链跨界+产研背景参与者推动钠电应用
产业链实际进度：原三元厂商积极推进，正极层状氧化物领先
目前钠电正极参与者主要是三元正极供应商，依托已有技术、产线和客户优势目前产品基本定型，具体看单晶正极龙头、容百科技、当升科技等。
产业链实际进度：负极新入者亦有优势，硬碳路径为主流
目前钠电负极参与者有两类，一类是原有石墨负极供应商，其依托原有优势快速进行产品定点，如贝特瑞、杉杉、负极一体化龙头、中科等，另一类是碳/炭产业链参与者依托已有技术或者原材料向钠电负极切换，如华阳股份、元力股份等，目前性价比较高的硬碳材料成为各厂商攻克的目标，传统龙头和新进入者各有千秋。
产业链实际进度：宁德时代-钠电倡导者，技术领先
钠电池环节参与者众多，一般分为传统锂电池厂商和科研院所背景新进入者，具备代表性的有宁德时代、中科海钠、钠创新能源、传艺科技和华阳股份等。
宁德时代年发布了第一代钠离子电池产品。公司表示，其电芯单体能量密度达Wh/kg；常温下充电15分钟，电量可达80%以上；在-20度低温环境中，也拥有90%以上的放电保持率；系统集成效率可达80%以上；热稳定性远超国家强标的安全要求。而且该电池可以和磷酸铁锂电池成组为“AB电池”包。
产业链实际进度：中科海钠-研究实力深厚，产业探索积极
源自中科院的中科海钠在钠离子电池的基础材料以及电芯、系统层面进行了非常具有前瞻性的探索。除底层科技方面的积淀外，其在两轮电车、低速电车和储能等应用领域均有示范产品。
产业链实际进度：钠创新能源-背靠交大，全面布局
钠创新能源成立于年，具备钠离子电池正极、电解液、电池制造以及系统集成与管理的相关技术。
年10月25日，全球首条万吨级钠离子电池正极材料生产线投运，完成0.3万吨正极和0.5万吨电解液的生产工艺包设计。
目前正极材料及电解液已经在20余家电池制造企业进行验证。
四、钠电投资方向——空间测算
钠电需求测算：预计年和年钠电需求50GWh和GWh
预计在年-年初步规模化后，-年是较高性能、较低成本钠离子电池大规模验证-高速发展的时间段。
预计至年，两轮电动车、低速电动车、叉车、储能和少量A00级乘用车等是钠离子电池率先发力的细分战场，市场空间近50GWh，近亿元。至年，部分商用车、启停电池等也开始贡献销量，市场空间扩大至近GWh，逾千亿元，钠离子电池规模在对应二次电池市场中的规模总计分别超过3.2%、9.1%。
钠电需求测算：预计年和年钠电需求50GWh和GWh
根据当前能量密度测算需求，预计年正极、负极、隔膜、电解液和铝箔需求12万吨、6万吨、17亿平、8万吨和3万吨，对应正极、负极、隔膜、电解液和铝箔规模60、22、13、31、14亿元。
钠电需求：钠电产业催化在于技术突破和被动性价比提升
从供给、需求两方面出发，钠离子电池产业应用可能超预期的催化因素列示如下。
五、钠电投资方向——利润分配强势和从零到一的环节
钠电投资方向一：利润分配强势环节，看好电池和负极
根据锂电产业链经验，产业链内利润分配依据下限是资产回报率，上限是稀缺性，钠电目前从零到一产业更注重稀缺性定价，稀缺性突出的环节盈利弹性更大，如负极和电池；资产回报率看（盈利下限），目前正极投资约3亿元/万吨，考虑年占用总资金约4亿元，按当前三元正极资产回报率计算，单吨净利润应至0.5-0.6万之间，对应单KWh利润为14元，以此类推其他环节。
钠电投资方向二：从零到一的厂商和环节
根据中性判断，到年年钠离子电池规模在对应二次电池市场中的规模总计分别超过3.2%、9.1%，且考虑部分替代锂电低端应用，故对原锂电厂商和近似通用环节量和业绩弹性有限，而从零到一的厂商和环节弹性较大，如电池业绩占比较低的新进入者，推荐传艺科技、维科技术等，如新放量环节硬碳负极（其工艺与原有石墨负极不同），推荐元力股份等。
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