（报告出品方/作者：兴业证券，王帅）

1.锂价高企，钠电池发展迎来新机遇

1.1钠电池由于其成本优势突出重围，或将成为锂电池的有效补充

锂资源价格不断上涨，成本优势驱动钠电池产业化加速。随着新能源车市场的快速兴起和爆发，以碳酸锂为代表的锂电池材料价格持续上涨，目前电池级碳酸锂的平均报价已升至50万元/吨以上，远高于两年前4万元/吨左右，锂电池成本的居高不下推动了钠电池产业链的加速布局。数据显示，截止年2月26日，纯碱现货价仅为元/吨，意味着钠电池存在明显的原材料成本优势，性价比较高。另一方面，钠资源较锂资源而言限制程度较低，我国钠资源存量丰富，分布广泛，可以支撑产业链大规模可持续发展，同时保障我国的能源安全。与锂电池进行对比，钠电池具有的优势是：更好的安全性（发热少，温度低）、倍率性能优异（如宁德时代第一代钠电池的充电速度约为锂电池的两倍）、低温性能优异、电化学性能稳定；所具有的劣势是：钠电池在能量密度、循环寿命方面仍存在天然的不足。由此决定了钠电池未来将在低速电动车、两轮车、储能等领域形成对锂电池的有效补充和替代，以缓解锂电池成本持续上涨给供应链带来的压力。

1.2钠电池产业链加速布局，大规模商业化在即

得益于锂电产业链的成熟，各厂商高效布局钠电上下游。与锂电池工作原理相同，钠电池同样是依靠离子在正负极间往返嵌入脱出的摇椅式电池。从制备工艺和生产路线上来看，二者高度相似，因此钠电池可与锂电池共用已有产线中的大多数环节。生产体系相通，整体技术壁垒较小、产线建设成本小，助力多家厂商加速布局钠电池相关产能。目前来看，无论是传统锂电企业还是初创钠电企业，钠电池相关技术都在不断成熟。

2.硬碳成为当下钠电池首选负极材料

2.1钠电池众多负极材料路线中，硬碳具有极强的商业化潜力

石墨负极难以适用于钠电池，负极材料需重新选型。负极材料起着负载钠离子的重要作用，是钠电池的核心构成材料，直接影响到电池的能量密度、循环性能、首次效率等性能。在锂离子电池产业链中已经成熟的石墨负极在钠电池中难以适用，这是由于其片层间距仅为0.纳米，而钠离子原子半径比锂离子大35%以上，无法与石墨形成热稳定的插层化合物，使其应用受到很大限制；另外，研究表明钠离子-石墨嵌入反应的结合能G大于0，导致钠离子在石墨层间进行嵌脱的有效性下降。在选择负极材料时，应综合考虑离子电子导电率、稳定性、电化学性质、比容量、原料及工艺等方面的要求，目前关于钠电池负极材料的选择主要有碳基材料、基于转化及合金化反应的材料、有机材料、金属氧化物等技术路线。

碳基材料来源广泛、储钠能力强，已成为目前主流选择。在众多钠离子负极路线中，基于转化及合金化反应的材料在储钠过程中体积膨胀严重，活性物质粉化，导致容量衰减，循环稳定性差，另外成本高昂；有机材料在循环中容易出现极化问题，首次效率低，且有机分子易在电解液中溶解；金属氧化物的穿梭效应较为严重，比容量偏低，加之原材料成本较高。以上材料与碳基材料相比优势均不明显。碳基材料按照经过高温处理后是否会石墨化可以分成硬碳和软碳，在经过°C的高温处理后不会石墨化的碳称之为硬碳，软碳是高温处理后可以石墨化的碳。

硬碳材料储钠活性位点多，比容量高，对比优势明显。相较软碳而言，硬碳内部晶体排布孔隙较多，杂乱无序，存在多种类型的可逆储钠位点，储钠容量高。硬碳储存钠离子的位点主要包括：1）通过嵌入反应储钠2）在闭孔内形成原子团簇储钠3）在电解液表面通过电容型吸附储钠4）在缺陷位点通过赝电容方式储钠。而软碳材料只能通过嵌入反应储钠，因此硬碳具有更加丰富的储钠活性位点，理论容量高于石墨和软碳材料。对于软碳而言，可以通过造孔工艺增大容量，但是会进一步增加成本，抵消掉了原本在软碳前驱体选择上的成本优势。另外硬碳还具有在嵌钠后体积膨胀小、安全性好、结构稳定、导电性能良好、环境友好等优点，并且在快充性能、低温性能方面的表现良好。目前行业内主流企业均使用硬碳负极路线，硬碳具有极强的商业化潜力。

2.2负极是钠电池的核心材料，国内厂商正全力布局硬碳产能

钠电池的成本结构中负极材料占比约为16%，高于锂离子电池的负极材料占比。在当前碳酸锂价格不断升高的情况下，锂电池成本结构中正极占比约为50%，石墨负极成本占比为5%-8%。而根据中科海钠的测算，钠电池的负极材料占比约为16%。由于负极材料的选择会直接影响到电池的能量密度、首次效率、循环性能等，因此相较于锂电池而言，钠电池的负极选材重要性有所提升。对于硬碳而言，其原材料的收得率较低，例如从生物质到硬碳的收得率大约只有30%，而石墨负极的收得率大约为80%。因此钠电负极原材料的选择是目前研发的瓶颈所在，选择适合大规模量产的前驱体材料是当前钠电池发展亟待解决的问题。

钠电负极降本空间大，国内厂商加速布局硬碳产能。目前进口的硬碳负极材料（如日本可乐丽椰壳硬碳）价格高于20万元/吨，开发低成本硬碳材料的需求极为迫切。从长期来看，随着国内多家负极厂商的加速布局，钠电负极的降本路线清晰。首先，硬碳原材料成本低廉，远低于人造石墨的价格，如生物质原材料价格仅在数千元/吨；其次，成功选型并大规模量产之后，硬碳的制备工艺简单，相对石墨而言能耗较低，促成制备成本的下降；最后，硬碳负极材料前驱体供应充足，能够很好地满足市场对于钠电负极材料的需求。目前多家企业已进入中试、投产阶段，硬碳规模化生产之后有望进一步降本，深化钠电池的成本优势。

2.3硬碳前驱体工艺多路并行，生物质路线未来可期

硬碳前驱体原材料来源丰富，前驱体选择和工艺技术积累将构筑核心门槛。硬碳前驱体原材料的选择性较多，选择时需综合考虑原料供应难易程度、成本、性能等标准，不同材料的制备工艺存在差异。在选材时，需要综合考量原料可获得度、原料供应量、储存与运输方便程度、纯化过程是否存在难题等方面。同时也需要

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