请务必阅读正文之后的免责条款部分[Table_MainInfo][Table_Title]2023.09.06NaPF6先行，有机电解液旧壶装新酒——钠离子电池行业系列之五：电解液石岩(分析师)庞钧文(分析师)牟俊宇(分析师)0755-23976068021-386747030755-23976610shiyan019020@gtjas.compangjunwen@gtjas.commoujunyu@gtjas.com证书编号S0880519080001S0880517120001S0880521080003本报告导读：钠电产业链于2023年迎来小批量应用，“NaPF6+碳酸酯+FEC”方案或率先产业化，后续溶质规模化量产有望推动降本，看好钠电初创企业和传统锂电企业的投资机会。摘要：[Table_Summary]投资建议：我们认为，在碳酸锂价格和供应不稳定的情况下，钠离子电池有望凭借量产后的成本优势作为锂离子电池有效的补充。具体到电解液方面，溶质NaPF6+溶剂碳酸酯+添加剂FEC的方案或率先产业化，考虑钠电电解液与锂电电解液化学体系差异不大，多数可以锂/钠产线共用，技术先发优势、规模化生产经验及对下游客户需求有效认知将构筑行业核心门槛。推荐：1）具有规模化生产经验的锂电电解液及配套企业：新宙邦等；2）具备技术理解的钠电电解液初创企业及跨界进入者，受益标的：传艺科技、中欣氟材等。锂资源依赖海外进口面临供应链风险，钠电有望成为锂电有效补充。2021年下半年以来，新能源市场的快速兴起催生了碳酸锂价格的剧烈波动；中国锂资源储量仅占全球不到7%，锂资源依赖进口的现实情况给国内锂电供应链带来了安全隐患；客观上推动钠离子电池产业链迅速发展。目前来看，当前钠离子电池的能量密度和循环寿命虽不及锂离子电池，但其较好的性价比、倍率性能、低温性能及更加稳定的电化学性能决定了其在储能、两轮车及A0级以下乘用车细分赛道具备较好的比较优势，有望成为锂离子电池的有效补充和替代。“NaPF6+碳酸酯+FEC”方案或率先产业化，溶质规模化量产推动实现降本。目前来看，钠电电解液聚焦于NaPF6和NaClO4等溶质、酯类和醚类等溶剂、VC和FEC等添加剂的方案搭配及研发，钠电电解液制作工艺与锂电一脉相承，我们认为，以整体性能良好、技术门槛与量产难度较小的NaPF6作为钠盐，以结构稳定、对钠盐溶解度较高的碳酸酯类作为溶剂，以FEC等锂盐成熟添加剂作为添加剂的方案适配当前对钠离子电池量产的急迫需求，同时，NaPF6规模化量产有望带动钠离子电池电解液成本的进一步降低。静待下游客户验证，钠离子电池产业化东风已起。当前钠离子电池已经从实验室走向商业化应用阶段，我们预计，2025年国内钠离子电池需求将达到42.1GWh，对应钠离子电池电解液需求5.9万吨。技术布局领先的钠电企业和规模化生产经验丰富的传统锂电企业将率先受益。风险提示：产业链形成不及预期，产品降本进度不及预期[Table_Invest]评级：增持上次评级：增持[Table_subIndustry]细分行业评级[Table_DocReport]相关报告动力锂电《快充驱动新能源车产业链“用电”改造》2023.08.16动力锂电《新能源需求韧性足，产业链有望逐步改善》2023.08.15动力锂电《集成化大势所趋，高压化破冰起航》2023.08.14动力锂电《国内外需求齐头并进，产业链有望迎修复》2023.07.17动力锂电《星星之火可以燎原，重视钠电产业化进度》2023.07.04行业更新股票研究证券研究报告[Table_industryInfo]动力锂电行业更新请务必阅读正文之后的免责条款部分2of17目录1.电池体系迎来拓展，钠电有望成为锂电有效补充..........................32.电解液材料体系：旧壶装新酒，多路线工艺探索..........................62.1.溶质......................................................................................72.1.1.NaPF6.............................................................................82.1.2.NaClO4...........................................................................82.1.3.含氟磺酸基团的钠盐........................................................82.2.溶剂......................................................................................82.2.1.酯类溶剂.........................................................................92.2.2.醚类溶剂.......................................................................102.3.添加剂..................................................................................112.4.“NaPF6+碳酸酯+FEC”方案或率先产业化，溶质规模化量产有望推动降本......................................................................................123.静待下游客户验证，钠离子电池产业化东风已起........................133.1.新能源需求广阔，2023年是钠离子电池应用元年.................133.2.产业化技术路线趋同，头部电解液企业布局领先..................144.投资建议...................................................................................155.风险提示...................................................................................16qRmRsPqRpQsOmRrOmRmNoR6M9R9PoMqQnPoNlOmMyRkPoPqN6MpPwPvPnNxPxNnQpM行业更新请务必阅读正文之后的免责条款部分3of171.电池体系迎来拓展，钠电有望成为锂电有效补充中国电动化竞争力引领全球，锂资源依赖进口面临供应链风险。根据EVSales和中汽协数据，2023年H1全球新能源汽车销量达616.1万辆，同增42%，渗透率为15%；其中中国新能源汽车销量为357.1万辆，占全球比例为58%，同增43%，渗透率为28%。受益于中国市场汽车电动化的快速推进，2023年H1全球动力电池装机量为304.3GWh，同增50%；其中，中国动力电池装机量为152.1GWh，同增38%，占比为50%。中国是世界最大的新能源汽车和动力电池消费国，但中国锂资源储量仅占全球不到7%，锂资源依赖进口的现实情况给国内锂电供应链带来了安全隐患。图1：23H1全球新能源车销量达616.1万辆图2：23H1全球动力电池装机量达304.3GWh数据来源：EVSales，国泰君安证券研究数据来源：SNE，动力电池产业创新联盟，国泰君安证券研究图3：全球锂资源集中于南美洲，中国锂资源依赖进口数据来源：全球锂、钴、镍、锡、钾盐矿产资源储量评估报告(2021)宁德时代发布钠离子电池产品，加速钠离子电池大规模商业化进程。早在2011年全球首家钠离子电池公司Faradion于英国成立，标志着钠离子电池正式进入产业化探索阶段。2018年6月，国内首家钠离子电池企业中科海钠推出了全球首辆钠离子电池(72V，80Ah)驱动的低速电动车，行业更新请务必阅读正文之后的免责条款部分4of17并于2019年3月全球首次将钠离子电池应用于30kW/100kWh储能电站。2021年7月，全球锂离子动力电池龙头宁德时代发布第一代钠离子电池，电芯单体能量密度可达到160Wh/kg，常温下充电15分钟电量可达80%，同时在系统集成效率方面，也可以达到80%以上，引起了产业界广泛关注。2023年2月23日，搭载中科海钠钠离子电池的思皓花仙子电动车试验车亮相第二届全国钠电研讨会，其整车配电25kWh，续航里程为252公里。2023年6月，工信部发布第372批《道路机动车辆生产企业及产品公告》，宁德时代配套奇瑞新能源的QQ冰淇淋和孚能科技配套的江铃集团的玉兔皆搭载钠离子电池产品。钠离子电池有望迎来新能源车端产业化应用。图3：宁德时代发布钠离子电池图4：宁德时代钠离子电池与磷酸铁锂电池比较数据来源：宁德时代微信视频号数据来源：宁德时代微信视频号钠离子电池与锂离子电池皆采用“摇椅式”充放电工作原理。摇椅式电池即在一定的电势条件下，客体碱金属离子在宿主材料中可逆脱出和嵌入，其中嵌入电势较高的作为正极，嵌入电势较低的作为负极，整个电池的充放电循环过程就是碱金属离子在正负极之间的往返定向迁移过程。钠离子电池的组成结构与锂离子电池完全相同，主要都包括正极、负极、电解质、隔膜和集流体等。图6：钠离子电池与锂离子电池组成结构类似数据来源：电池中国网钠离子电池具有明显的成本优势，将是锂离子电池的有效补充。钠的化行业更新请务必阅读正文之后的免责条款部分5of17学性质和锂接近，虽然相较于锂离子电池来说，钠荷质比、比容量、容量密度低于锂，使得钠离子电池的能量密度上限不及锂离子电池。但钠离子电池具有明显成本优势，材料总成本比锂电池低30%~40%：（1）钠元素含量丰富。钠是地壳中含量较高的几种元素之一，比锂丰度高2-3个数量级，同时，钠离子电池的主要活性材料碳酸钠价格仅在数千元/吨，将有助于降低钠离子电池的成本；（2）钠离子电池中正极材料几乎摆脱了丰度较低、价格昂贵的Co、Ni元素的依赖，且选择范围更广。目前已经公布了上百种钠离子电池正极材料，常用的Fe、Mn、Al元素在地壳中储量丰富，每年矿产量可观，其中潜力巨大的钠铜铁锰三元材料的成本仅为磷酸铁锂的1/2左右，使得钠离子电池的成本具备显著竞争优势；（3）钠电池在负极材料上也具备不同程度上的成本优势。如中科海钠以煤基碳作为负极，无需负极石墨化环节，与传统锂离子电池石墨负极相比，成本不到其1/10。（4）钠电池集流体可用廉价铝箔代替。由于钠离子和铝在低电位下不会发生合金化反应，使得钠离子正极集流体可用更为廉价的铝箔替代传统锂离子电池中昂贵的铜箔集流体，进一步降低电池成本；同时，铝金属的密度低于铜，重量比铜箔低了1/10，这利于能量密度进一步提升。图7：钠离子电池材料成本较磷酸铁锂电池可以降低30-40%数据来源：中科海钠钠离子电池性能与锂离子电池互补，有望在部分领域实现对磷酸铁锂等锂离子电池的替代。当前钠离子电池的能量密度和循环寿命虽不及锂离子电池，但其较好的性价比、倍率性能、低温性能及更加稳定的电化学性能决定了其在储能、两轮车及A0级以下乘用车细分赛道具备较好的比较优势。图8：钠离子电池综合性价比具备优势图9：钠离子电池下游应用可涉及储能、低速交通等应用场景数据来源：中科海纳数据来源：中科海纳行业更新请务必阅读正文之后的免责条款部分6of17表1：不同电池材料体系性能各有优劣点项目铅酸电池铅炭电池锂离子电池钠离子电池正极材料二氧化铅二氧化铅锰酸锂三元材料磷酸铁锂层状氧化物/普鲁士蓝/聚阴离子负极材料金属铅金属铅+多孔碳石墨硬碳/软碳电解液H2SO4溶液1.0mol/LLiPF6/EC+DMC+EMC+DEC0.5mol/LNaPF6/EC+DMC+EMC+DEC+PC集流体铅合金板栅正极铝箔、负极铜箔铝箔隔膜多孔PE，吸液式超细玻璃棉PP/PEPP/PE工作电压(V)21.84.13.73.42.5-4.5能量密度(Wh/kg)33~5540120200~300160100~160循环寿命300~5003000~400040020003000~100001000-4000快充性能差优秀良好良好良好良好安全性能优秀优秀中等较差中等中等工作温度窗口(℃)-40~60-20~40高温衰减严重-20~60低温性能较差-40~80成本低较高较低高较高较低数据来源：中国知网，国泰君安证券研究2.电解液材料体系：旧壶装新酒，多路线工艺探索电解液作为电池材料中连通正负极的“高速公路”。电解液是任何电池正常运作所必需的关键部分，在电池的正负极之间起着传导和输送电流的作用，是衔接正负极材料的桥梁。而且，电解液在很大程度上决定了电池的工作机制，影响着电池的安全性、倍率充放电性能、比能量、循环性能等。电解液主要由溶剂、溶质和添加剂构成，溶质作为锂离子的提供者，对电解液的物化性质起决定性作用；溶剂是电解液的主要成分，溶解金属盐并为金属离子提供载体；添加剂是改善电解液性能的“佐料”，可以定向提供和改善电池的某项性能。图10：电池电解液材料体系构成图11：电解液是钠离子电池的主要成本之一数据来源：国泰君安证券数据来源：中科海纳官网注：钠离子电池选用NaCuFeMnO/软碳体系26%16%26%18%4%10%正极负极电解液隔膜集流体其他行业更新请务必阅读正文之后的免责条款部分7of17电解液性能由盐、溶剂以及使用的添加剂共同决定，除要求成本有竞争力外，理想的电解液的要求主要集中在以下：（1）离子电导率，高离子电导率(10-3S/cm)是实现快速离子传输和高倍率性能的必要条件；（2）热稳定性，电解液的工作温度范围（熔点、沸点）应足够宽，以避免其连续分解；（3）化学稳定性，包括溶剂、盐和添加剂在内的电解液活性物质在化学上应该是惰性的；（4）电化学稳定性，要有较宽的电化学窗口，以保证电解液在正负极间不会发生明显的副反应，否则会产生严重的副反应，导致电池失效；（5）制作工艺无毒无污染。图12：电解液的性能要求主要集中于5个方面数据来源：《Recentresearchprogressesinether‐andester‐basedelectrolytesforsodium‐ionbatteries》2.1.溶质拥有大半径阴离子、阴阳离子间缔合作用弱的钠盐，能保证足够的钠盐溶解度和离子传输性能。理想的电解质盐具有下述条件：（1）溶液的离子电导率高；（2）电化学稳定性好，具有较宽的电化学窗口；（3）化学稳定性好，不与溶剂、电极材料发生反应，热稳定性好；（4）使离子在正负极材料中的嵌入量高和可逆性好等。钠离子电池采用钠盐作为溶质，根据阴离子的不同，钠盐可分为含氟钠盐（NaPF6、NaOTF、NaFSI、NaTFSI等）、含硼钠盐（NaBF4、NaBOB、NaDFOB等）以及其他钠盐（NaClO4等）。钠离子的斯托克斯半径和脱溶剂化能比锂离子更小，低浓度的钠盐电解液具有较高的离子导电率。目前，钠离子电池电解液通常采用NaPF6作为钠盐。表2：不同电解质性能对比电解质种类有机液体电解质固体聚合物电解质凝胶聚合物电解质室温离子液体电解质无机固体电解质行业更新请务必阅读正文之后的免责条款部分8of17性质状态液态固态准固态液态固态电导率高偏低较高较高偏低安全性易燃好较好好好数据来源：《钠离子电池用离子液体电解液的性能研究》，国泰君安证券2.1.1.NaPF6NaPF6整体性能良好但对水敏感。六氟磷酸钠具有较高的电导率、良好的离子迁移数、较强的电化学稳定性、抗氧化性。同时，其六氟磷酸阴离子可分解形成LiF/NaF、氟磷酸盐和氟化有机物等SEI组分，促进形成适当的SEI膜，并可防止正极集流体在高电位下的腐蚀，有效钝化正极铝箔，这使得NaPF6能与各种正负极材料匹配。但需要注意的是，NaPF6对水很敏感，容易产生高度腐蚀性的氢氟酸（HF）与SEI膜的碱性成分反应，产生有害气体来削弱刚性SEI膜。2.1.2.NaClO4NaCLO4难于干燥且易制爆的特点限制了其应用。NaClO4具备低成本、高溶解度、在碳酸基溶剂中的高离子电导率以及可接受的负极稳定性。然而，由于高氯酸盐是强氧化剂，容易与有机物质发生剧烈反应，NaClO4的安全性问题一定程度限制其在钠离子电池中使用。2.1.3.含氟磺酸基团的钠盐NaFSI为目前发展前景较为明朗的新型钠盐之一。出于钠盐化学性质，每种钠盐的应用各有优缺，新型电解质溶质钠盐仍在被不断探索。氟磺酰亚胺钠（NaFSI）是目前发展前景较为明朗的新型钠盐之一，其粘度小，动力学性能好，有利于提升钠离子电池能量密度，并且在大倍率充放电工况下容量保持率更高，循环寿命更长。此外，制造NaFSI所需原材料均来源广泛且价格低廉，并且氟元素用量会大幅降低，有望成为下一代钠电池溶质，但其阴离子对铝箔集流体具有腐蚀作用。表3：钠离子电池用常规钠盐的物理性质钠盐类别分解温度/℃温度/℃(质量损失/%)离子电导率/mScm-1毒性缺点NaPF6无机302400(8.14)7.98低价格高NaClO4无机472500(0.09)6.4高成本低、高含水量、易制爆NaTFSI有机263400(3.21)6.2无毒其对集流体铝箔具有腐蚀作用NaFTFSI有机160300(2.75)-无毒NaFSI有机122300(16.15)-无毒数据来源：《有机电解液在钠离子电池中的研究进展》，国泰君安证券研究2.2.溶剂行业更新请务必阅读正文之后的免责条款部分9of17优良的溶剂应具备高介电常数、低粘度、高化学稳定性、强安全性等特质。理想的电解液溶剂具有下述条件：（1）能够溶解足够浓度的钠盐，即具有高的介电常数（ε）；（2）有利于钠离子的传输，即具有较低的粘度（η）；（3）对电池的所有组成部分，尤其是在电池工作过程中，对充电的阴极表面和阳极表面是惰性的；（4）在较宽的温度范围内，溶剂都保持是液态的，即溶剂本身具有较高的沸点（Tb）和较低的熔点（Tm）；（5）安全（具有高的闪点Tf）、低毒，价格便宜。由于Li+与Na+离子尺寸不同，可能会有不同的离子溶剂化程度和离子传输效率。目前来看，有机溶剂具有较高的介电常数、低粘度、确定的电压窗口以及稳定的电化学性能，能够在电极表面形成稳定的钝化SEI膜，有助于钠盐的解离和迁移，是适配应用于钠离子电池的主要溶剂材料。常见的可用于电解液的有机溶剂主要分为碳酸酯类溶剂和有机醚类溶剂，一般的有机溶剂电解液是1mol∙L-1钠盐/混合碳酸酯类（常用的是EC、DMC和EMC等）溶剂构成的体系。图13：常见电解液有机溶剂主要分为碳酸酯类和醚类图14：碳酸酯类（左）与醚类溶剂（右）化学结构数据来源：阿拉丁生化科技数据来源：《有机电解液在钠离子电池中的研究进展》2.2.1.酯类溶剂碳酸酯类溶剂对钠盐的溶解性较好，作为电解液可提供良好的离子传输能力，且结构较稳定，耐氧化，安全性高。碳酸酯是钠离子电池最常见的酯类溶剂，按结构分为环状碳酸酯和链状碳酸酯，其中环状碳酸酯主要分为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)，链状碳酸酯主要分为碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯（EMC）等。环状碳酸酯介电常数高、离子电导率高，能够在负极表面形成稳定的SEI膜，但其粘度较大。环状碳酸酯具有电化学窗口宽、介电常数大、化学稳定性好的优点，是钠离子电池中极具吸引力的有机溶剂。其中，EC溶剂还可以在碳类负极表面还原形成较稳定的钝化层，抑制溶剂在低电位下的持续分解。但是，EC溶剂的熔点较高(36.4℃)，室温下以固体形式存在，富含EC的有机电解液的低温性能一般较差，因此需要与低粘度、低熔点的溶剂混合使用。PC溶剂具有低成本、温度窗口宽的优势。但PC溶剂在硬碳(HC)负极表面难以形成稳定的SEI膜，导致其持续与负极发行业更新请务必阅读正文之后的免责条款部分10of17生副反应，影响电池的循环寿命。链状碳酸酯介电常数小，粘度比环状碳酸酯低，电化学稳定性更好，能够提高电解液低温性能。其中，碳酸二甲酯（DMC）气味小，挥发性好，熔、沸点范围窄，表面张力大，粘度低，介质介电常数小，溶解能力强，可有效提升锂电池的电导率，此外还具备低温充放电性能佳、制作成本低廉的优势。碳酸二乙酯（DEC）分子中含氧量高，黏度较低，化学稳定性良好，有利于改善电解液的倍率性能和低温性能。碳酸乙基甲酯（EMC）分子结构同时具有甲基和乙基两种官能团，具有DMC和DEC的性能，EMC粘度系数0.65、熔点-53℃，沸点110℃，其粘度较低且液态范围较宽，低温性能突出。基于环状和链状两种材料属性，通常使用一种环状碳酸酯与一种或多种链状碳酸酯的混合液构成良好的溶剂体系。DMC、DEC等通常不单独使用，常与EC或PC构成共溶剂体系，原因是DMC和DEC具有较低的黏度和介电系数，单独作为溶剂会降低电解液的电导率。其中EC由于介电常数远大于PC，具有良好的促进SEI膜的形成，成为环状碳酸酯主选。目前常用的是EC、DMC和EMC的混合溶剂材料。表4：环状和链状碳酸酯类溶剂混合使用可适配钠离子电池性能要求溶剂熔点Tm(℃)沸点Tb(℃)闪点Tf(℃)25℃粘度η(cP)25℃介电常数ɛ性质碳酸乙烯酯EC36.42481602.189.78介电常数大、粘度大碳酸丙烯酯PC-48.82421322.5364.92碳酸二甲酯DMC4.691180.593.107粘度、介电常数以及沸点和闪点均较低碳酸二乙酯DEC-74.3126310.752.805碳酸甲乙酯EMC-53110230.652.958数据来源：《有机电解液在钠离子电池中的研究进展》，国泰君安证券研究2.2.2.醚类溶剂相较于在锂离子电池中很少被作为溶剂使用，近年来，醚类溶剂在钠离子电池领域中因可形成更薄的SEI膜等优势得到应用。醚类溶剂主要是DME（乙二醇二甲醚）和DOL（二氧戊环）等，醚类电解液具有溶剂共插层效应和Na+的快速迁移等优势，相关学术研究表明使用醚基电解液时，石墨负极提供了高的库伦效率和100mAhg-1的稳定容量，并且可以循环1000圈，在室温下具有优异的电化学储钠性能。相比酯类溶剂，在醚基溶剂中，钠离子的嵌入脱出可逆性强，所形成的SEI膜具备更致密、更薄和更稳定的特点，显著缩短钠离子的扩散长度，提高钠离子传输动力，同时可有效防止电解质在负极表面的额外分解，提升电池循环寿命和容量保持率。但醚类溶剂由于其狭窄的电位窗口，不适合高电压的电化学材料，且耐氧化性差容易生成过氧化物，安全性性能仍有待提高。图12：醚类溶剂中形成SEI膜更薄行业更新请务必阅读正文之后的免责条款部分11of17数据来源：《Recentresearchprogressesinether‐andester‐basedelectrolytesforsodium‐ionbatteries》2.3.添加剂添加剂具有用量小、效果显著的特点，能在基本不提高生产成本和改变生产工艺的情况下显著改善锂电池的各项性能。电池在循环过程中发生一系列副反应会影响电池的循环稳定性，而循环稳定性与电池在充放电循环的容量保持率直接相关。因此若要在多次充放电循环中保证较好的容量保持率，需要通过加入添加剂等方式对电解液进行改进。电解液添加剂种类众多，在电解液中质量占比小、单位价值高，能够定向优化电解液各类性能，如电导率、阻燃性能、过充保护、倍率性能等。理想的添加剂具有以下特征：（1）用量少，但能显著改善电池的某些性能；（2）提高某一性能的同时不会导致其他性能的下降，不与电池的其他材料发生副反应；（3）与溶剂有较好的相容性；（4）性价比高、安全、无毒或低毒。根据添加剂的作用原理，可将添加剂分为固体电解质界面膜（SEI膜）成膜添加剂、阻燃添加剂、高低温添加剂、过充电保护添加剂、控制电解液中水和HF（氢氟酸）含量的添加剂等。延续锂电添加剂思路，产品纯度要求高。在锂电领域，市场上常用电解液添加剂如VC、FEC已经应用较为广泛，产品制取方法相对公开，但是产品纯度要求高，因为微量的杂质成份都可能影响到电池的性能。针对钠电池电解液添加剂，目前看FEC等材料仍具备良好的适配性。表5：锂电池电解液添加剂种类众多添加剂种类主要功能成膜添加剂SEI膜成膜添加剂是研究较多的一种添加剂，主要功能是帮助在负极的表面形成一层结构稳定的SEI膜，优良的SEI膜具有有机不溶性，允许锂离子自由进出电极而溶剂分子无法通过，抑制溶剂分子共嵌入对电极的破坏，提高电池的循环性能和可逆容量，例如碳酸亚乙烯酯（VC）就是一种常见的SEI膜成膜添加剂，VC在锂电池中会在负极表面发生聚合反应，形成一层致密的SEI膜，从而阻止电解液在负极表面发生进一步的还原分解。行业更新请务必阅读正文之后的免责条款部分12of17阻燃添加剂主要是一些高沸点、高闪点和不易燃的物质，可提高电池的稳定性能，改善电池的安全性。高低温添加剂高低温性能是拓宽锂电池使用范围的重要因素之一，通过添加剂使电池在高低温下也具有优良的循环功能。过充电保护添加剂通过在电解液中添加合适的氧化还原对，当电池充满电或略高于该值时，添加剂在正极上氧化，扩散到负极上被还原，从而防止电池过充。控制水和HF含量的添加剂六氟磷酸锂容易与水反应生成HF（氢氟酸），而Al2O3（氧化铝）、MgO（氧化镁）、BaO（氧化钡）和锂或钙的碳酸盐等容易与水和HF发生反应，降低水和HF的含量能够阻止HF对电极的破坏，提高电解液的稳定性，从而改善电池性能。数据来源：华盛锂电招股说明书，国泰君安证券研究2.4.“NaPF6+碳酸酯+FEC”方案或率先产业化，溶质规模化量产有望推动降本NaPF6技术门槛和量产难度较小，有望率先作为钠离子电池电解质实现产业化。六氟磷酸钠的生产工艺、设备和六氟磷酸锂基本一致，目前看区别仅是其原料用钠盐替代了碳酸锂，其技术门槛和量产难度较小，重置成本低。碳酸酯类溶剂目前使用最为广泛，可较好适配钠离子电池体系。钠离子电池的电解液溶剂主要包括酯类溶剂和醚类溶剂，碳酸酯类产品由于性能和成本等综合优势凸显，是目前使用最为广泛的电解液溶剂，通常由环状与直链碳酸酯混合构成良好的溶剂体系，目前使用量最多的钠离子电池电解液溶剂是由EC和一种或几种线性碳酸酯混合而成的。钠离子电池添加剂沿用锂离子电池体系。新型添加剂以及配方的研发是一个不断试错的过程，从试验到制备合成环节都需要投入大量时间成本、人力物力成本。就目前钠离子电池电解液所使用的添加剂，是参考并借鉴了锂离子电池电解液添加剂相关的经验，目前看FEC、VC等材料仍具备良好的适配性。成本方面，溶质规模化量产有望带动钠离子电池电解液成本降低。根据元素平衡测算，以六氟磷酸钠为例，钠离子电池溶质的单瓦时成本约为0.007元/wh，与碳酸锂在5万时的磷酸铁锂溶质单瓦时成本相当。目前六氟磷酸钠尚未规模化量产，可以预见的是，钠离子电池溶质仍然较大降本空间。表1：锂离子电池磷酸铁锂LiFePO4主材成本测算产品原材料原子质量单耗单价成本主材成本单耗溶质瓦时成本行业更新请务必阅读正文之后的免责条款部分13of17(g/mol)(t/t)(万元/t)(万元/t)(万元/t)(1GWh/t)（元/Wh）LiPF6PCl52081.70.631.071HF202.41.33.12情景一Li2CO373.890.23255.759.941500.015情景二204.608.790.013情景三153.457.640.011情景四102.306.490.010情景五51.155.340.008NaPF6PCl52081.70.631.0714.251750.007HF202.41.33.12Na2CO3740.240.250.06数据来源：国泰君安证券研究注：磷酸铁锂与层状氧化物电解质体系对比，仅考虑主材理论消耗量不考虑实际生产过程损耗，不考虑制造费用3.静待下游客户验证，钠离子电池产业化东风已起3.1.新能源需求广阔，2023年是钠离子电池应用元年2023年是钠离子电池产业化元年。钠离子电池已经从实验室走向商业化应用阶段，依托于国内完备的电池产业链，国内钠离子电池产业链进入加速推进期。如传艺科技、振华新材、容百科技、中伟股份等企业相继披露钠离子电池进展并已经产生报表端小规模营收，中科海钠、宁德时代等多家公司宣布钠离子电池产业链或将于2023年形成。预计2025年钠离子电池电解液需求量将达到5.9万吨。在目前产业界钠电研发及新能源汽车和储能行业快速推进的大背景下，钠离子电池良好的性价比及更加稳定的电化学性能、快充及低温性能，有望率先在储能、中低续航里程电动车、工程车、小动力等细分市场得到推广。我们预计，2022年底钠离子电池有望形成初步产业链，2023年钠离子电池将开启规模化应用，2025年国内钠离子电池需求将达到42.1GWh，对应钠离子电池电解液需求5.9万吨，溶质需求0.7万吨，溶剂需求4.9万吨，添加剂需求0.3万吨。未来随着产业化进一步降本以及产品工艺迭代，钠离子电池有望实现在更低瓦时成本能量密度和循环性能与磷酸铁锂电池相媲美。若参考我国新能源车的发展脉络，一旦新技术量产推向市场，迭代及普及的速度往往有可能超出市场预期。表7：国内钠离子电池电解液相关材料空间测算钠离子电池需求预测单位202120222023E2024E2025E2030E动力需求GWh0.00.00.23.412.9198.7储能需求GWh0.00.00.32.822.1214.1两轮车需求GWh0.00.00.32.17.123.4合计需求GWh0.00.00.88.242.1436.3电解液需求材料万吨0.11.15.961.1YOY%0.00.10.77.6行业更新请务必阅读正文之后的免责条款部分14of17溶质需求万吨0.10.94.950.4溶剂需求万吨0.00.10.33.1添加剂需求万吨899%414%145%数据来源：国泰君安证券研究备注：假设钠电溶质占比电解液质量12.5%，溶剂占比82.5%，2030年YOY增速为23-30年的复合增长率3.2.产业化技术路线趋同，头部电解液企业布局领先电解液方面，钠电与锂电化学体系的差异小于正负极，多数可以锂/钠产线共用，钠电初创企业和传统锂电企业跨界加速钠离子电解液材料落地。从布局电解液材料的企业类型来看，目前主要有三类：第一类是全面布局包括正负极材料以及电芯等全产业链的钠离子电池初创企业，如中科海钠、钠创新能源等；第二类是具有规模化生产经验的锂电电解液材料企业，如天赐材料、新宙邦、多氟多等；第三类是公司传统主业产业链基于技术与应用向钠离子电解液方向业务的延伸，如传艺科技、中欣氟材等。表2：国内钠离子电池电解液产业链布局加速分类公司开发进展产能规划钠电初创企业钠创新能源具备适配动力、储能、高电压、低温等多需求钠离子电池电解液2022年拟将完成3000吨正极材料和5000吨电解液的投产，预计在未来的3-5年内将分期建设8万吨正极材料和配套电解液生产线中科海纳与电解液企业合作开发立方新能源在钠离子正极材料、电解液和全电池完成全方位布局，并在2022年4月实现第一代钠离子电池量产超钠能源规划2000吨的正极材料生产线和普鲁士蓝吨级中试线、20000吨电解液生产线锂电传统企业多氟多2021年9月，公司NaPF6产品可实现商业化量产，并与华阳集团签订战略合作协议拥有从六氟磷酸锂快速切换至六氟磷酸钠产能的工程技术，具备1000吨产能，规划2000吨产能。公司钠离子电池已小批量下线，能量密度可以达到130-140Wh/kg，预期公司未来钠离子电池的BOM成本做到0.3元/Wh以内天赐材料已有钠离子电池电解液核心材料六氟磷酸钠、NaFSI及添加剂的技术储备。22年3月已建立钠离子电池技术平台，目前电解液已处于中试阶段已有量产六氟磷酸钠的能力，与六氟磷酸锂产线共享，产能上可实现现有产线的快速切换，具体投放速度需要根据市场及客户的需求量及时调整新宙邦2016年开始钠离子电解液研发，Neralyte系列钠离子电池电解液已经发布，在改善倍率、提升循环、抑制产气等方面具有良好的效果已经完成钠离子电池吨级生产的工艺研发，钠电新型添加剂和溶剂在江苏翰康和湖南福邦规划量产瑞泰新材钠离子电池电解液及添加剂目前处于研发阶段，公司电解液生产体系可用于钠离子电池电解液的生产胜华新材组建电解液配方开发、电池试制及测评、工艺技术开发、中试实验、新型电极材料研发等五大研发团队，搭建了自己的电池评测线和试制行业更新请务必阅读正文之后的免责条款部分15of17线，在钠离子电池等方面与专业技术团队展开合作交流海科新源积极布局和研发钠离子电解液关键材料珠海赛纬钠电电解液及添加剂研发目前已经进入中试阶段并且实现了销售。公司在钠电电解液方面储备了八种核心钠盐及添加剂技术，包括NaPF6、NaFSI、NaPO2F2、NaODFB、NaBOB、NaDFOP、NaTFOP和M156跨界新进入者传艺科技确立走电芯、正负极材料和电解液同步研发、制造的一体化发展模式，公司已有生产钠离子电池电解液的技术储备，目前处于样品阶段规划建设一期5万吨/年、二期10万吨钠离子电池电解液项目中欣氟材公司正积极布局双氟磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、FEC等锂电池项目，也在钠电池领域进行了相关产品的研发和推广，与钠创新能源、浙江医药、宏达化学共3名合作方将在杭州湾精细化工园区建设5000吨钠电电解液产业项目子公司高宝科技在福建省清流经济开发区规划有年产10000吨六氟磷酸钠和5000吨双氟磺酰亚胺锂等氟系电解液材料生产线。公司一期5000吨钠离子电解液六氟磷酸钠项目已开始土建建设，主要设备已经开始定制丰山集团2022年8月公司成立丰山全诺，生产以锂离子、钠离子为主的储能电池、动力电池等电解液产品，成为众钠科技钠离子电池电解液独家供应商数据来源：各公司公告，公司官网，国泰君安证券研究4.投资建议我们认为，在碳酸锂价格和供应不稳定的情况下，钠离子电池有望凭借量产后的成本优势作为锂离子电池有效的补充。具体到电解液方面，溶质NaPF6+溶剂碳酸酯+添加剂FEC的方案或率先产业化，考虑钠电电解液与锂电电解液化学体系差异不大，多数可以锂/钠产线共用，技术先发优势、规模化生产经验及对下游客户需求有效认知将构筑行业核心门槛。推荐：1）具有规模化生产经验的锂电电解液及配套企业：新宙邦等；2）具备技术理解的钠电电解液初创企业及跨界进入者，受益标的：传艺科技、中欣氟材等。表13：相关上市标的一览股票代码股票名称收盘价EPSPE评级2023.09.052022A2023E2024E2022A2023E2024E300037.SZ新宙邦48.492.372.082.9518.1623.3116.44增持002866.SZ传艺科技0.400.831.69114.2628.4413.930.40002915.SZ中欣氟材0.560.591.2535.3624.2211.320.56数据来源：国泰君安证券研究备注：传艺科技、中欣氟材盈利预测取自wind一致预期行业更新请务必阅读正文之后的免责条款部分16of175.风险提示产业链形成不及预期。钠离子电池电解液是产业链的重要一环，而产业链的形成需要正极、负极、电芯等各企业的共同合作。目前，促使钠离子电池快速发展的重要外因是碳酸锂价格的高企和对碳酸锂海外供应链的隐忧。如果未来锂价回落至相对较低水平，而在此之前钠离子电池的产业链仍未完善，那么将该产业可能面临发展后劲不足的问题。产品降本进度不及预期。虽然钠离子电池在理论上具有低成本的优势，但目前尚未实现。如果未来技术进步和市场规模的发展不及预期，则会极大地拖累行业发展。行业更新请务必阅读正文之后的免责条款部分17of17本公司具有中国证监会核准的证券投资咨询业务资格分析师声明作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力，保证报告所采用的数据均来自合规渠道，分析逻辑基于作者的职业理解，本报告清晰准确地反映了作者的研究观点，力求独立、客观和公正，结论不受任何第三方的授意或影响，特此声明。免责声明本报告仅供国泰君安证券股份有限公司（以下简称“本公司”）的客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为本公司的当然客户。本报告仅在相关法律许可的情况下发放，并仅为提供信息而发放，概不构成任何广告。本报告的信息来源于已公开的资料，本公司对该等信息的准确性、完整性或可靠性不作任何保证。本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断，本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可升可跌。过往表现不应作为日后的表现依据。在不同时期，本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告。本公司不保证本报告所含信息保持在最新状态。同时，本公司对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改，投资者应当自行关注相应的更新或修改。本报告中所指的投资及服务可能不适合个别客户，不构成客户私人咨询建议。在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见均不构成对任何人的投资建议。在任何情况下，本公司、本公司员工或者关联机构不承诺投资者一定获利，不与投资者分享投资收益，也不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。投资者务必注意，其据此做出的任何投资决策与本公司、本公司员工或者关联机构无关。本公司利用信息隔离墙控制内部一个或多个领域、部门或关联机构之间的信息流动。因此，投资者应注意，在法律许可的情况下，本公司及其所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券或期权并进行证券或期权交易，也可能为这些公司提供或者争取提供投资银行、财务顾问或者金融产品等相关服务。在法律许可的情况下，本公司的员工可能担任本报告所提到的公司的董事。市场有风险，投资需谨慎。投资者不应将本报告作为作出投资决策的唯一参考因素，亦不应认为本报告可以取代自己的判断。在决定投资前，如有需要，投资者务必向专业人士咨询并谨慎决策。本报告版权仅为本公司所有，未经书面许可，任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制、发表或引用。如征得本公司同意进行引用、刊发的，需在允许的范围内使用，并注明出处为“国泰君安证券研究”，且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节和修改。若本公司以外的其他机构（以下简称“该机构”）发送本报告，则由该机构独自为此发送行为负责。通过此途径获得本报告的投资者应自行联系该机构以要求获悉更详细信息或进而交易本报告中提及的证券。本报告不构成本公司向该机构之客户提供的投资建议，本公司、本公司员工或者关联机构亦不为该机构之客户因使用本报告或报告所载内容引起的任何损失承担任何责任。评级说明评级说明1.投资建议的比较标准投资评级分为股票评级和行业评级。以报告发布后的12个月内的市场表现为比较标准，报告发布日后的12个月内的公司股价（或行业指数）的涨跌幅相对同期的沪深300指数涨跌幅为基准。股票投资评级增持相对沪深300指数涨幅15%以上谨慎增持相对沪深300指数涨幅介于5%～15%之间中性相对沪深300指数涨幅介于-5%～5%减持相对沪深300指数下跌5%以上2.投资建议的评级标准报告发布日后的12个月内的公司股价（或行业指数）的涨跌幅相对同期的沪深300指数的涨跌幅。行业投资评级增持明显强于沪深300指数中性基本与沪深300指数持平减持明显弱于沪深300指数国泰君安证券研究所上海深圳北京地址上海市静安区新闸路669号博华广场20层深圳市福田区益田路6003号荣超商务中心B栋27层北京市西城区金融大街甲9号金融街中心南楼18层邮编200041518026100032电话（021）38676666（0755）23976888（010）83939888E-mail：gtjaresearch@gtjas.com