请参阅最后一页的重要声明证券研究报告·行业动态电池科技前瞻系列报告之八：钠离子电池，人间烟火，柳暗花明行业动态信息研究者综述钠离子电池进展我国研究者容晓晖、陆雅翔、胡勇胜等总结了钠离子电池的研究与应用进展，以钠离子电池：从基础研究到工程化探索为标题发表在储能科学与技术上（2020年第9卷，第2期）。钠离子电池可作为锂离子电池在大规模储能领域的重要补充技术，具有重要的经济价值和战略意义。材料体系构建：低成本电极材料是核心鉴于钠离子电池的核心定位是性价比，其材料体系的低成本属性就分外重要。正极方面，和锂离子电池正极不同，钠离子电池的高价态过渡金属选择多为铜、铁、镍、锰等，也有锂掺杂手段使用。充放截止电压多在2.5-4.2V范围，比容量在70-130mAh/g之间。负极方面，和在锂离子电池中的行为不同，石墨在含有碳酸酯电解液的钠离子电池中的可逆比容量却不足50mAh/g，不足以作为质优价廉的负极材料。相比之下各类无定型碳材料的可逆比容量在200-400mAh/g，甚至还有进一步的提升空间。电池性能比较：仰威铁锂，俯挫铅酸研究者比较了铅酸、铁锂和钠离子电池的综合性能。根据其分析，钠离子电池的能量密度、循环寿命相比于铁锂稍差，但是成本具备一定优势（约1/3），低温容量保持率更高，耐过放能力强。和铅酸电池相比，则除考虑回收的成本无优势外，其他方面的技术指标实现全面大幅超越。总结与评论：图人间烟火，瞻柳暗花明我们认为，钠离子电池的研究工作具备相当重要的意义。其材料体系构建力图以廉价易得的原料、简单方便的工艺为导向，获取大幅超越铅酸、在某些方面和锂电相比具备优势的性能。研究者对钠离子电池的评价稍有过誉，但不影响其前景。综合各方面因素，我们推测，如进展顺利，钠离子电池有望大幅度取代铅酸电池，甚至部分替代锂离子电池。我们估计，钠离子电池有潜力用于储能电站、备用电源、电动自行车、低速乃至稍高性能指标电动车。投资建议鉴于尚无钠离子电池相关上市公司标的，而且综合性能仍然是磷酸铁锂占优，叠加特斯拉Model3磷酸铁锂版车型即将上市等影响，建议各位投资者关注我国动力电池龙头、动力电池和整车先驱比亚迪（由汽车组覆盖）、磷酸铁锂正极龙头德方纳米、湘潭电化。维持强于大盘杨藻yangzao@csc.com.cn18621883566执业证书编号：S1440520010003张亦弛zhangyichi@csc.com.cn010-85159272执业证书编号：S1440520040001发布日期：2020年06月08日市场表现相关研究报告-7%3%13%23%33%2019/6/102019/7/102019/8/102019/9/102019/10/102019/11/102019/12/102020/1/102020/2/102020/3/102020/4/102020/5/10电气设备上证指数电气设备1电气设备行业动态研究报告请参阅最后一页的重要声明行业动态信息评述1、研究者综述钠离子电池进展在电池领域，锂离子电池是高性能的代表。但本系列报告名为“电池科技前瞻”，对有性能特色、以高性价比为应用特征的电池技术路线也加以关注。本报告即分析一篇钠离子电池的出色综述。我国研究者容晓晖、陆雅翔、胡勇胜等总结了钠离子电池的研究与应用进展，以钠离子电池：从基础研究到工程化探索为标题发表在储能科学与技术上（2020年第9卷，第2期）。图表1：论文钠离子电池：从基础研究到工程化探索资料来源:钠离子电池：从基础研究到工程化探索，中信建投研究者认为，锂资源供应紧张，我国锂资源自给程度低，所以持续扩大锂离子电池的使用规模，比如生产更多的电动汽车和储能电站，将使目前的形势变得更加严峻。而和锂离子电池具有相似工作原理的钠离子电池受到了越来越多的研究人员的重视，由于地壳中钠资源储量丰富，且在全球范围内分布广泛，使钠离子电池具有大规模应用的巨大潜力。因此，钠离子电池可作为锂离子电池在大规模储能领域的重要补充技术，具有重要的经济价值和战略意义。研究者归纳，截至目前，全球从事钠离子电池工程化的公司已有20家以上，其中不乏松下、丰田等巨头公司。钠离子电池相比于锂离子电池有若干优势，具体包括：①钠资源储量丰富，分布均匀，成本低廉；②钠离子电池与锂离子电池的工作原理相似，与锂离子电池的生产设备大多可兼容；③由于铝和钠在低电位不会发生合金化反应，钠离子电池正极和负极的集流体都可使用廉价的铝箔；④在固态电池中，可设计双极性电极，在同一张铝箔两侧分别涂布正极和负极材料，将这样的极片周期堆叠，在一个单体电池中实现更高电压，并可节约其他非活性材料以提高体积能量密度；⑤钠离子的溶剂化能比锂离子更低，即具有更好的界面离子扩散能力；⑥钠离子的斯托克斯直径比锂离子的小，相同浓度的电解液具有比锂盐电解液更高的离子电导率，或者更低浓度电解液可以达到同样离子电导率；⑦根据目前初步的高低温测试结果，钠离子电池高低温性能更优异；⑧在所有安全项目测试中，均未发现起火现象，安全性能更好。2电气设备行业动态研究报告请参阅最后一页的重要声明2、材料体系构建：低成本电极材料是核心研究者综述了钠离子电池的活性物质材料体系。鉴于钠离子电池的核心定位是性价比，其材料体系的低成本属性就分外重要。正极方面，和锂离子电池正极不同，钠离子电池的高价态过渡金属选择多为铜、铁、镍、锰等，也有锂掺杂手段使用。充放截止电压多在2.5-4.2V范围，比容量在70-130mAh/g之间（相对高比容量体系的电压稍低）。前瞻性的研究还包括引入晶格氧、类似富锂正极的“富钠”正极材料（首次比容量超过200mAh/g）构建等。图表2：几种铜基氧化物正极材料的典型首周充放电曲线资料来源：钠离子电池：从基础研究到工程化探索，中信建投负极方面，和在锂离子电池中的行为不同，石墨在含有碳酸酯电解液的钠离子电池中的可逆比容量却不足50mAh/g，不足以作为质优价廉的负极材料。相比之下各类无定型碳材料的可逆比容量在200-400mAh/g，甚至还有进一步的提升空间。图表3：几种无定形碳负极材料的典型首周充放电曲线资料来源：钠离子电池：从基础研究到工程化探索，中信建投3电气设备行业动态研究报告请参阅最后一页的重要声明3、电池性能比较：仰威铁锂，俯挫铅酸研究者归纳，钠离子电池百吨级正负极材料中试线及MWh级电芯中试线对应的电池技术进展如下（其中1、2、4、5、7中充电和放电倍率均为0.2C）：（1）电芯能量密度达到135Wh/kg；（2）单体电池首周充放电效率＞85%；（3）55℃放电容量保持率＞99%，-20℃放电容量保持率＞88%，高、低温放电性能良好；（4）5C/5C倍率容量是1C/1C倍率的90%，倍率性能优异；（5）满电态电芯60℃存储7天，荷电保持率为92%，荷电恢复率为99%；（6）满电态电芯85℃存储3天，荷电保持率为94%，荷电恢复率为99%；7）3C/3C、100%DOD循环1000次后容量保持率91%，循环性能优异；（8）通过了一系列针刺、挤压、短路、过充、过放等适用于锂离子电池的安全测试[21]，安全性能满足GB/T31485—2015要求。图表4：钠离子电池3C/3C倍率充放电曲线（1.5~4.0V）以及循环性能资料来源:钠离子电池：从基础研究到工程化探索，中信建投研究者还比较了铅酸、铁锂和钠离子电池的综合性能。根据其分析，钠离子电池的能量密度、循环寿命相比于铁锂稍差，但是成本具备一定优势（约1/3），低温容量保持率更高，耐过放能力强。和铅酸电池相比，则除考虑回收的成本无优势外，其他方面的技术指标实现全面大幅超越。图表5：研究工作制备电池在混合工况下的循环次数-容量曲线资料来源：钠离子电池：从基础研究到工程化探索，中信建投4电气设备行业动态研究报告请参阅最后一页的重要声明钠离子电池已经取得了初步示范应用成果，如电动自行车、低速电动车、储能电站等。图表6：中国科学院物理研究所/中科海钠钠离子电池研制及示范应用资料来源：钠离子电池：从基础研究到工程化探索，中信建投4、总结与评论：图人间烟火，瞻柳暗花明我们认为，钠离子电池的研究工作具备相当重要的意义。其材料体系构建力图以廉价易得的原料、简单方便的工艺为导向，获取大幅超越铅酸、在某些方面和锂电相比具备优势的性能。我们也认为，研究者数据分析对钠离子电池稍有过誉。对标的磷酸铁锂参数方面，现在铁锂单位能量的原料成本也在走低，且循环寿命可高至5000次以上；电池系统方面，磷酸铁锂单体容量相比于钠离子电池有数量级的领先优势，这使得钠离子电池在成组方面可能存在劣势；研究者提到了钠离子电池相对较高的内阻，那么电池的温度管控难度可能较高，能量循环效率也较差。综合各方面因素，我们推测，如进展顺利，钠离子电池有望大幅度取代铅酸电池，甚至部分替代锂离子电池。如用于上汽通用五菱的五菱宏光MINIEV（工况续航120/170km，电池系统能量密度100Wh/kg，起售价2.98万元），或可实现综合性能持平、成本降低1000-1500元的效果；如用于5G基站备用电源，其弱点几乎完全被规避，而且优势得以发挥。我们估计，钠离子电池有潜力用于储能电站、备用电源、电动自行车、低速乃至稍高性能指标电动车。5电气设备行业动态研究报告请参阅最后一页的重要声明投资评价和建议鉴于尚无钠离子电池相关上市公司标的，而且综合性能仍然是磷酸铁锂占优，叠加特斯拉Model3磷酸铁锂版车型即将上市等影响，建议各位投资者关注我国动力电池龙头、动力电池和整车先驱比亚迪（由汽车组覆盖）、磷酸铁锂正极龙头德方纳米、湘潭电化。风险分析电池技术进步不及预期。6电气设备行业动态研究报告请参阅最后一页的重要声明分析师介绍杨藻：工学学士，产业经济学硕士。2010~2011年间就职于深圳发改委新能源汽车办，负责新能源汽车试点工作。随后先后就职于凯基证券和浙商证券。2016年8月加入天风证券，担任电新首席分析师。2019年12月入职中信建投证券。先后获得2017年新财富最佳分析师入围，2019年万得金牌分析师、金麒麟新锐分析师。张亦弛：清华大学工学学士、博士，2年能源材料实业工作，2年清华大学下属研究院工作，储能技术与产业政策专家。在学及就业期间发表多篇SCI及核心论文，申请多项国家专利并获授权。历任中信建投证券汽车、电新行业研究员，2018/19年万得金牌分析师团队成员，2019年金麒麟新锐分析师团队成员。研究助理张鹏：清华大学工学学士、博士，电力设备与新能源行业研究员，2018年加入中信建投证券研究发展部。2019年万得金牌分析师团队成员。7电气设备行业动态研究报告请参阅最后一页的重要声明评级说明投资评级标准评级说明报告中投资建议涉及的评级标准为报告发布日后6个月内的相对市场表现，也即报告发布日后的6个月内公司股价（或行业指数）相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅作为基准。A股市场以沪深300指数作为基准；新三板市场以三板成指为基准；香港市场以恒生指数作为基准；美国市场以标普500指数为基准。股票评级买入相对涨幅15％以上增持相对涨幅5%—15％中性相对涨幅-5%—5％之间减持相对跌幅5%—15％卖出相对跌幅15％以上行业评级强于大市相对涨幅10%以上中性相对涨幅-10-10%之间弱于大市相对跌幅10%以上分析师声明本报告署名分析师在此声明：（i）以勤勉的职业态度、专业审慎的研究方法，使用合法合规的信息，独立、客观地出具本报告,结论不受任何第三方的授意或影响。（ii）本人不曾因，不因，也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收到任何形式的补偿。法律主体说明本报告由中信建投证券股份有限公司及/或其附属机构（以下合称“中信建投”）制作，由中信建投证券股份有限公司在中华人民共和国（仅为本报告目的，不包括香港、澳门、台湾）提供。中信建投证券股份有限公司具有中国证监会许可的投资咨询业务资格，本报告署名分析师所持中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格证书编号已披露在报告首页。本报告由中信建投（国际）证券有限公司在香港提供。本报告作者所持香港证监会牌照的中央编号已披露在报告首页。一般性声明本报告由中信建投制作。发送本报告不构成任何合同或承诺的基础，不因接收者收到本报告而视其为中信建投客户。本报告的信息均来源于中信建投认为可靠的公开资料，但中信建投对这些信息的准确性及完整性不作任何保证。本报告所载观点、评估和预测仅反映本报告出具日该分析师的判断，该等观点、评估和预测可能在不发出通知的情况下有所变更，亦有可能因使用不同假设和标准或者采用不同分析方法而与中信建投其他部门、人员口头或书面表达的意见不同或相反。本报告所引证券或其他金融工具的过往业绩不代表其未来表现。报告中所含任何具有预测性质的内容皆基于相应的假设条件，而任何假设条件都可能随时发生变化并影响实际投资收益。中信建投不承诺、不保证本报告所含具有预测性质的内容必然得以实现。本报告内容的全部或部分均不构成投资建议。本报告所包含的观点、建议并未考虑报告接收人在财务状况、投资目的、风险偏好等方面的具体情况，报告接收者应当独立评估本报告所含信息，基于自身投资目标、需求、市场机会、风险及其他因素自主做出决策并自行承担投资风险。中信建投建议所有投资者应就任何潜在投资向其税务、会计或法律顾问咨询。不论报告接收者是否根据本报告做出投资决策，中信建投都不对该等投资决策提供任何形式的担保，亦不以任何形式分享投资收益或者分担投资损失。中信建投不对使用本报告所产生的任何直接或间接损失承担责任。在法律法规及监管规定允许的范围内，中信建投可能持有并交易本报告中所提公司的股份或其他财产权益，也可能在过去12个月、目前或者将来为本报告中所提公司提供或者争取为其提供投资银行、做市交易、财务顾问或其他金融服务。本报告内容真实、准确、完整地反映了署名分析师的观点，分析师的薪酬无论过去、现在或未来都不会直接或间接与其所撰写报告中的具体观点相联系，分析师亦不会因撰写本报告而获取不当利益。本报告为中信建投所有。未经中信建投事先书面许可，任何机构和/或个人不得以任何形式转发、翻版、复制、发布或引用本报告全部或部分内容，亦不得从未经中信建投书面授权的任何机构、个人或其运营的媒体平台接收、翻版、复制或引用本报告全部或部分内容。版权所有，违者必究。中信建投证券研究发展部中信建投（国际）北京上海深圳香港东城区朝内大街2号凯恒中心B座12层浦东新区浦东南路528号上海证券大厦北塔22楼2201室福田区益田路6003号荣超商务中心B座22层中环交易广场2期18楼电话：(8610)8513-0588电话：(8621)6882-1612电话：（86755）8252-1369电话：（852）3465-5600联系人：李星星联系人：翁起帆联系人：陈培楷联系人：刘泓麟邮箱：lixingxing@csc.com.cn邮箱：wengqifan@csc.com.cn邮箱：chenpeikai@csc.com.cn邮箱：charleneliu@csci.hk