当前锂价连续高位运行，钠电产业化必要性凸显，除钠电负极硬碳外，我们同样建议关注钠电正极从无到有带来的结构性投资机遇。

摘要

钠电产业化有望提速，正极是关键一环。钠电池相比锂电池的核心变化集中在正极和负极，其中负极技术路线中硬碳产业化前景较为明朗，而正极则存在层状氧化物、聚阴离子型、普鲁士白三种可选路线，其产业化路径相对复杂多样。由于正极材料理论比容量相对较低，并且部分路线含有稀缺金属元素，因此正极对电池的能量密度、制造成本起到决定性作用；此外，不同应用场景还对电池循环性能要求不同，而不同正极技术路线循环性能差异较大。综合来看，层状氧化物路线能量密度开发潜力最大，且倍率、低温性能好，但循环寿命相对较低；聚阴离子型路线循环寿命最高，且结构稳定性强，但能量密度相对较低；普鲁士白路线理论克容量和倍率性能最好，但目前循环寿命、压实密度最低。

层状路线或将率先得到应用，其他路线紧随其后。我们认为考虑钠电产业化的初衷在于降本，因此其主要替代动力和储能的性价比市场，与磷酸铁锂场景较为重叠。小动力及动力性价比市场场景下，层状氧化物路线依托其较磷酸铁锂更高的倍率、低温性能优势，有望形成差异化竞争优势；另一方面层状氧化物制造工艺与三元锂电正极高度重叠，传统三元正极龙头纷纷布局层状路线，使得材料产业化进度较快，因此我们认为层状路线在小动力、动力性价比市场有望快速迎来一定渗透率的提升。储能市场目前处于起步阶段，且对循环寿命要求相对苛刻，层状氧化物循环寿命低劣势将被放大，聚阴离子型正极一方面理论循环寿命可接近磷酸铁锂，另一方面其制备工艺贴近磷酸铁锂正极，具备一定产业化基础，待产业化配套完成后，或在经济性上得到提升，并在储能场景迎来一定渗透率提升。普鲁士白路线当前在制备工艺上存在一定瓶颈，主要体现为结构缺陷和结晶水问题，若工艺实现突破有望在功率型场景下迎来一定产业化机遇。

钠电正极材料市场从无到有，市场增速快。综合考虑钠电池在储能及动力的应用前景，我们预计2025年层状正极需求量有望达到8.4万吨，聚阴离子正极有望达到8.7万吨，普鲁士白若工艺突破产业化前景同样值得期待。随着正极材料出货量增加，我们估计正极材料平均价格或将持续回落，我们估计2025年正极材料市场空间为85.8亿元。

风险

正极材料产业化不及预期，钠离子电池渗透率不及预期。

正文

钠电产业化加速，正极为关键一环

钠电产业化有望提速，正极材料变化较大。钠离子电池主要材料包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜、集流体、结构件等，其中主要的材料变化集中在正负极，而硬碳为主的负极材料路线确定性较高，正极材料则路线丰富，与锂电池正极材料差异较大，不同路线的竞争格局存在差异，我们认为有望带来结构性投资机遇。

图表：常见钠电池正极材料性能对比

资料来源：Huilin Pan等，《Room-temperature stationary sodium-ion batteries for large-scale electric energy storage》，2013，中金公司研究部

研发理想的钠离子电池正极材料是钠离子电池产业化的关键。理想情况下，钠离子能够完全进行可逆脱出与嵌入，而不会造成晶体结构的破坏。根据《钠离子电池正极材料研究进展》，理想的钠电正极材料具有以下几个性能：

► 正极氧化还原电势高，以便于全电池获得更高的工作电压，提高电池能量密度；

► 质量比容量和体积比容量大；

► 电解液稳定性高，循环过程中结构稳定，可保证电池较长的循环寿命；

► 较高的电子电导率可以降低电池内阻；

► 较高的离子电导率，即要求电极结构具有合适的钠离子扩散通道和较低的离子迁移势垒；

► 能量转换效率和能量保持率较高；

► 空气中结构稳定，可以避免由存放导致的性质恶化问题；

► 安全无毒、原材料成本低廉、容易制备。

当前钠离子电池正极材料主要有过渡金属氧化物类、聚阴离子类化合物、普鲁士蓝类化合物、有机材料等。过渡金属氧化物类、聚阴离子类化合物、普鲁士蓝类化合物的研究相对较多、产业化进程相对较快，过渡金属氧化物类包括层状结构氧化物和隧道结构氧化物，聚阴离子类包括磷酸盐、焦磷酸盐和硫酸盐等。

图表：钠离子电池各类型正极材料

资料来源：谢嫚等，《钠离子电池先进技术及应用》，2020，中金公司研究部

不同类型的正极材料结构和电化学特点差别比较明显。层状氧化物具有周期性层状结构，能量密度较高，但大多容易吸水或与空气反应；隧道型氧化物晶体结构中具有独特的“S”形通道，具有较好的倍率性能，且对空气和水稳定性高，但是其比容量较小；聚阴离子材料具有开放的三维骨架，倍率性能好，但是导电率较差，需要采取碳包覆和掺杂手段改善其电子和离子导电性，但又会导致其体积能量密度降低；普鲁士蓝类材料具有开放型三维通道，Na+可以在通道中快速迁移，其结构稳定性和倍率性能好，但存在结晶水难以除去及过渡金属离子溶解的问题；有机类材料多电子反应，具有较高的比容量，但电子导电率较差，且易溶解于有机电解液中。

图表：钠离子电池主要正极材料特点

资料来源：振华新材公司公告，中金公司研究部

钠电正极三种路线各有所长

过渡金属氧化物：性能均衡，传统正极材料企业多有布局，产业化进程快

根据Na+排布差异，过渡金属氧化物可分为层状和隧道状金属氧化物，结构通式为NaxMO2 (0<x< span="">≤1，M主要为过渡金属元素中的一种或多种)。

隧道状结构晶体结构中仅一维隧道供Na+的可逆嵌入/脱出。这类材料储钠方式简单，不会发生较多的相变过程。但是由于Na+嵌入/脱出路径为一维隧道，所以离子传输速率受到限制，倍率性能不佳。另外，如果材料因为长时间循环后发生结构的坍塌，有可能会堵塞隧道，进一步对Na+的嵌入/脱出产生不利的影响。

层状氧化物晶体结构多变，钠离子脱嵌路径多。通常过渡金属与周围六个氧形成MO6八面体结构组成过渡金属层，钠离子位于过渡金属层之间，形成MO6多面体层与NaO6碱金属层交替排布的层状结构。根据x值及钠离子存储的位置的不同，可以划分为四种稳定的晶体学结构：O3、O’3、P3和P2，最常见的是O3型和P2型两种结构。其中“O”或“P”表示Na+占据八面体或三棱柱，数字2和3表示每个晶胞中由几种堆叠形式的层状结构组成。层状氧化物中的一元结构存在结构不稳定、循环效率差等缺点，因此其研究多集中于多元结构。

图表：层状氧化物结构示意图

资料来源：Qiang Bai等，《Computational Studies of Electrode Materials in Sodium-Ion Batteries》，2018，中金公司研究部

层状氧化物O3-NaCoO2中钠离子扩散与O3-LiCoO2中锂离子扩散类似，都属于双空位扩散机理。O3-NaCoO2比O3-LiCoO2的离子扩散势垒低，即钠离子半径虽然比锂离子更大，但其扩散不一定比锂慢，原因在于正极材料结构的层间距更大，离子扩散通道变宽。P2-NaxCoO2中钠离子的扩散路径则是由几种不同环境的钠离子迁移路径连接形成的。

图表：O3-NaCoO2中的双空位扩散机理

资料来源：Qiang Bai等，《Computational Studies of Electrode Materials in Sodium-Ion Batteries》，2018，中金公司研究部

图表：NaCoO2比LiCoO2的离子扩散势垒低

资料来源：Qiang Bai等，《Computational Studies of Electrode Materials in Sodium-Ion Batteries》，2018，中金公司研究部

电化学性能：空气稳定性不佳，可借鉴锂电三元材料改性路线提高性能

层状氧化物能量密度高，晶体结构易演变、空气稳定性不佳导致其循环性能差，需通过掺杂元素、包覆及控制充放电电压区间进行改善。

O3型（高容量）：O3结构中，钠离子与过渡金属MO6八面体共棱连接形成NaO6八面体。O3型化合物钠离子含量高，但是，O3型相中间的Na+在八面体位点间的扩散需要通过具有边缘共享的四面体位点，扩散的能垒较高，动力学性能低，并且在Na+的脱嵌过程中会经历O3⇔P3的复杂可逆相变，从而导致其循环性能差、倍率性能差，应避免向P’3和O’3等扭曲结构转变。

P2型（高稳定）：P2结构中，NaO6三棱柱有两种位置，一种是三棱柱上下两侧均与过渡金属MO6八面体共棱连接，另一种是上下侧均与过渡金属MO6八面体共面连接。由于存在较强库伦斥力，两个相邻位置不能同时占据，通常缺钠，钠含量为0.5≤x≤0.8，因此P2型层状氧化物只有在首周循环后获得额外钠补偿才能实现高容量。电压超过4.1V时，P2型NaxMO2会经历P2⇔O2相变，由于体积变化可能导致颗粒破碎或极片脱离，也会导致电化学性能较差，因此为使其脱钠过程稳定，需要限制电压范围在4.1V内，或通过元素掺杂抑制高压下的结构相变。

图表：P2-O2相转变的两种情况

资料来源：Kei Kubota等，《Origin of Enhanced Capacity Retention of P2-Type Na2/3Ni1/3-xMn2/3CuxO2 for Na-Ion Batteries》，2017，中金公司研究部

除晶体结构演变外，层状氧化物正极材料还存在一些基础科学问题，比如姜-泰勒效应、过渡金属离子溶解等。姜-泰勒效应指MO6八面体中八面体结构的自发扭曲，目前大多数观点认为姜-泰勒畸变不利于结构稳定性或会促进过渡金属溶解等，在材料设计时一般应尽量避免引入有姜-泰勒效应的元素或价态（Cr2+、Mn3+、Fe4+、Ni3+、Cu2+等）。过渡金属离子溶解是锂电和钠电中常见问题，一般具有姜-泰勒效应的Ni、Mn等过渡金属相比Co更易溶解，溶解后的过渡金属离子会迁移到负极并在负极侧沉积，造成负极侧固定电解质中间相（SEI）膜厚度增加，减少活性Na+，增加电池内阻，持续催化电解液分解，降低电池循环寿命。

图表：姜-泰勒畸变使得金属-氧键轴向拉长，电荷转移到轴向氧

资料来源：HOOMAN YAGHOOBNEJAD ASL等，《Reining in dissolved transition-metal ions》，2020，中金公司研究部

钠电层状氧化物会和潮湿空气反应，在保存和制备极片过程中需格外注意空气的干燥处理。关于钠电层状氧化物材料较差的空气稳定性的机理尚不完全明了，对空气和水稳定的钠电层状正极材料数量较少，较常见的有P2-Na2/3[Ni1/3Mn2/3]O2和O3-Na0.9[Cu0.22Fe0.3Mn0.48]O2等。层状氧化物颗粒碱性较强时，会遇水产生OH-腐蚀铝箔，导致电池性能下降甚至失效。

图表：层状氧化物空气稳定性较差（b图中靠近右上角表示空气稳定性更好）

资料来源：Wenhua Zuo等，《The stability of P2-layered sodium transition metal oxides in ambient atmospheres》，2020，中金公司研究部

元素掺杂是正极材料改性中的常用方法，每种活性或非活性元素具有不同的特点，灵活的运用元素掺杂方法可以实现对电池性能、成本等的调控。引入非活性元素可以提高层状氧化物的结构稳定性。引入活性元素可以改善电化学特点，例如成本低、有大规模化电池应用前景的铁基层状氧化物，具有高能量密度的钴基类型材料，及能提供一定稳定性的铜基材料等，把多种过渡金属结合在一起形成二元/三元金属氧化物则拥有更多的可能性。除了可以把不同过渡金属元素组成多元金属氧化物外还，可以设计不同构型复合的过渡金属氧化物，使其兼顾O3型材料的高容量和P2 型材料的高稳定性。

图表：过渡金属元素在层状氧化物中的特点

注：价格为2022年10月19日统计

资料来源：SMM，Wind，胡勇胜等，《钠离子电池科学与技术》，2022，中金公司研究部

图表：过渡金属氧化还原电对在钠电和锂电中的电极电势

资料来源：Huilin Pan等，《Room-temperature stationary sodium-ion batteries for large-scale electric energy storage》，2013，中金公司研究部

通过抑制相变改善O3型化合物在脱嵌钠过程中的相变可以改善其缓慢的动力学特性，提高O3型层状氧化物的性能。掺杂在过渡金属部位的金属离子（如Li,Mg,Ca等）可以有效固定相邻的氧层，使过渡金属层难以滑动，从而抑制相变或保持高度可逆性。

图表：引入非过渡金属离子Sn4+代替Mn4+抑制了Na+脱嵌过程中O3⇔P3的复杂相变

资料来源：Mariyappan Sathiya等，《A Chemical Approach to Raise Cell Voltage and Suppress Phase Transition in O3 Sodium Layered Oxide Electrodes》，2018，中金公司研究部

碳包覆也是一种常用的提高材料稳定性的方法。高镍型的O3型正极材料对空气中水分和二氧化碳敏感，可以通过涂层修饰有效提高其对环境空气的化学稳定性。

图表：球形O3型层状氧化物包覆纳米级Al2O3颗粒提高半电池倍率性能

资料来源：Jang-Yeon Hwang等，《Resolving the degradation pathways of the O3-type layered oxide cathode surface through the nanoscale aluminum oxide coating for high-energy density sodium-ion batteries》，2017，中金公司研究部

部分公司已小规模出货形成收益，产业化进程快

工艺产线高度重合，三元正极企业纷纷布局层状氧化物。层状氧化物钠电正极材料的生产工艺设备与锂电三元材料产线高度重合，在材料改性、调控等方面工艺也相似，因此传统正极材料生产企业多布局层状路线，并通过多种工艺降低残碱、包覆、补钠、制备O3与P2相复合材料，从而获得能量密度高、循环稳定性好、容量保持率高的钠电正极材料。

各元素比例对成本影响较大

不同元素比例的层状氧化物成本相差较大。铁锰材料成本低，但是存在电压滞后现象（有限电流通过电极时电极电势偏离平衡电极电势的现象，即为了克服电流通过电极时的阻力需要一定的电极电势作为推动力），镍锰材料比容量高，但是循环性能不佳，通过部分过渡金属取代可以实现更好的电化学性能。铜铁锰、镍铁锰材料循环稳定性好，是常用的多元材料，结合振华新材回复函中层状氧化物的分子式、设备及厂房基建投资金额，我们分别测算了几种二元、三元层状材料的电池材料成本。

图表：不同类型钠离子层状正极材料成本比例

注：各类成本参考2022年10月价格测算

资料来源：Wind，百川盈孚，振华新材审核问询函的回复，中金公司研究部

聚阴离子类化合物：工作电压高，循环稳定性好，新进企业多有布局

聚阴离子类化合物结构稳定性好，工作电压高。聚阴离子类化合物化学式为NaxMy(XaOb)Zw，其中M为Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Ca、Mg、Al、Nb等中的一种或几种；X为Si、S、P、As、B、Mo、W、Ge等；Z为F、OH等。钠基聚阴离子类化合物是指由聚阴离子多面体和过渡金属离子多面体通过共棱或共角连接形成的具有三维结构框架的化合物，钠离子分布于三维框架空隙中。聚阴离子化合物主体晶格稳定，具有出色的循环稳定性、高安全性，同时F-和多面体如PO43-、SO42-等拥有较大的电负性，可以提升工作电压，但是聚阴离子化合物存在电导率低的特点。

聚阴离子类化合物种类丰富，主要包括磷酸盐、硫酸盐、混合聚阴离子化合物等。磷酸盐主要包括橄榄石结构NaMPO4、NASICON型结构Na3M2(PO4)3和焦磷酸盐结构Na2MP2O7等。硫酸盐（Na2M(SO4)2·2H2O，M为过渡金属元素）中的酸根具有比磷酸根更强的诱导效应，比磷酸盐工作电压更高。混合聚阴离子化合物指具有两种及以上阴离子的化合物，包括氟化磷酸盐、氟化硫酸盐、磷酸碳酸盐等，氟化磷酸盐通过引入强电负性的F原子，可以进一步提高材料的氧化还原电势。

图表：磷酸盐的分类

资料来源：曹鑫鑫等，《钠离子电池磷酸盐正极材料研究进展》，2020，中金公司研究部

图表：NaFePO4 的结构示意图

资料来源：潘雯丽等，《聚阴离子型钠离子电池正极材料的研究进展》，2020，中金公司研究部

电化学性能：电导率低，需通过纳米化和碳包覆改善

聚阴离子类化合物电导率低，需要通过纳米化和碳包覆改善。聚阴离子类化合物中聚阴离子结构单元由很强的共价键紧密连接，将聚阴离子基团和过渡金属离子的价电子隔开，使这类材料工作电压高，但也导致了电导率低，限制了其在高倍率下的充放电性能。通过纳米化材料可以提高活性颗粒和电解液接触面积，缩短离子扩散路径，提高电导率；通过碳包覆有助于提高材料表面电子电导率，同时碳包覆层还可以改善颗粒团聚现象。

图表：NaxV2（PO4）2F3晶格中的三种钠位和对应的钠离子迁移路径

资料来源：Ian L. Matts等，《Explaining Performance-Limiting Mechanisms in Fluorophosphate Na-Ion Battery Cathodes through Inactive Transition-Metal Mixing and First-Principles Mobility Calculations》，2015，中金公司研究部

图表：碳包覆Na3V2(PO4)3后的SEM图

资料来源：Zelang Jian等，《Carbon coated Na3V2(PO4)3 as novel electrode material for sodium ion batteries》，2011，中金公司研究部

产业化进度稍慢于层状材料

新进企业多有布局，产业化进度稍慢于层状材料。聚阴离子型材料工作电压高，循环稳定好，部分材料成本可以做到较低水平，与储能场景较为契合，因此不少新进企业多有布局。

聚阴离子类材料成本可以做到较低水平

聚阴离子类材料大部分原料价格廉价易得，可以将成本降低到较低水平。聚阴离子型正极主要原料为硫酸盐、磷酸盐、铁盐、锰盐，成本较低，部分路线含有钒元素，由于钒价格昂贵且有毒性，其产业化前景尚不明朗，无钒元素的聚阴离子类材料成本较低。

图表：不同类型钠离子聚阴离子正极材料成本比例

注：各类成本参考2022年10月价格测算

资料来源：Wind，百川盈孚，中金公司研究部

普鲁士蓝类化合物：理论性能好，当前制备过程中存在缺陷

普鲁士蓝类化合物（PBAs）具有开放的三维骨架结构及合适的钠离子扩散通道。普鲁士蓝类化合物化学式可表示为NaxM1[M2(CN)6]1‐y·□y·nH2O(0≤x≤2,0≤y≤1),其中M1和M2为不同配位过渡金属离子（M1与N配位、M2与C配位），如Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等；□为[M2(CN)6]空位，通常具有面心立方结构。普鲁士蓝类化合物主要分为贫钠态和富钠态，x≤1称为贫钠态，x>1称为富钠态或普鲁士白。普鲁士白可以通过M3+/M2+和Fe3+/Fe2+氧化还原电对实现2个钠离子的可逆脱出/嵌入，理论比容量达到170.8mA⋅h/g，工作电势较高。

图表：普鲁士黄、普鲁士蓝、普鲁士白在储钠过程中的变化

资料来源：Xianyong Wu等，《Single-crystal FeFe(CN)6nanoparticles: a high capacity and high rate cathode for Na-ion batteries》，2013，中金公司研究部

电化学性能：当下存在空位缺陷和间隙水问题，电化学性能不佳

普鲁士蓝类化合物结构稳定，但当下存在空位缺陷和间隙水问题导致材料电化学性能较低。由于Fe–CN的配位稳定常数高，三维结构稳定，因此具有较长的循环寿命。但是在实际研究中却出现了倍率性能差、循环不稳定、库伦效率低(≤90%)等问题，主要原因是化合物中[Fe(CN)6]4-空位和间隙水的存在，[Fe(CN)6]4-空位被水占据后会降低材料初始钠含量，并导致容量在循环过程中快速下降，导致材料电化学性能降低。

图表：普鲁士蓝类化合物制备过程中存在缺陷结构（右图）

资料来源：游济远等，《钠离子电池正极材料研究进展》，2022，中金公司研究部

图表：过渡金属全为Mn的普鲁士蓝结构储钠机理

资料来源：Hyun-Wook Lee等，《Manganese hexacyanomanganate open framework as a high-capacity positive electrode material for sodium-ion batteries》，2014，中金公司研究部

产业链上下游发挥研发协同优势解决制备缺陷问题

普鲁士蓝类电池材料上下游有望发挥研发优势解决制备缺陷问题。电池材料公司具有电池材料研发优势、产品验证周期短等优势，化工类企业具有原料供应保障及普鲁士蓝类材料研发、产业化经验足优势，上下游协同研发有望加快解决材料制备过程中的缺陷问题。

普鲁士蓝类材料成本不高，原料成本占主要部分

普鲁士白与铜铁锰层状氧化物成本接近，原料成本占主要部分或将有助于有相关产能的化工企业布局。普鲁士白材料成本中氰化钠占主要部分，我们认为在布局普鲁士蓝（白）类材料的化工企业中有氰化钠产能的企业或将有利于原料保供，且具有成本优势，相关企业或将进一步受益。铜铁锰层状氧化物是层状三元材料中成本较低的一类材料，普鲁士白与其成本接近。

图表：普鲁士白与铜铁锰层状氧化物成本接近

资料来源：Wind，百川盈孚，中金公司研究部

层状路线有望率先应用，其他路线有望跟上

层状材料研究起步早，且生产线与锂电三元高度重合，布局企业较多。层状材料在小动力车及部分对循环性能要求不高的储能场景中应用潜力较大。聚阴离子型材料部分路线成本低，循环性能好，储能场景应用前景较好。普鲁士蓝类材料尚存一定工艺障碍，有待企业进一步开发。

图表：钠电中常见正极材料的电化学性质

资料来源：赵成龙，《钠离子层状氧化物电极材料的合成设计与性能研究》，2020年，中金公司研究部

层状氧化物正极材料研究起步早，技术成熟度高

层状氧化物正极材料研究起步早，业界研究较深入，技术成熟度高。层状氧化物正极材料研究起步早，根据《钠离子电池科学与技术》一书，1981年起就陆续有文献报道NaxMO2(M=Co,Ni,Ti,Mn,Cr,Nb)层状氧化物正极材料的电化学性质，而直到2007年才有Na2FePO4F聚阴离子正极材料的报道，2013年美国科学家又提出了具有较高电压和优良倍率性能的普鲁士白正极材料。层状氧化物正极材料的研究历史久，业界对其一元、多元材料的晶体结构、电化学特性都有较深入的认识。

层状氧化物正极材料开发与锂电三元类似，主要壁垒在产线进度。层状氧化物正极材料的常用改性方法包括元素掺杂、包覆等，与锂电三元改性方法类似，同时制备工艺均为固相法，产线高度重合，仅需考虑部分厂房空间和设备冗余。层状氧化物正极材料的竞争格局中产线进度将被优先考虑。

动力场景：层状氧化物材料优势明显

动力场景对电池循环性能要求低，对能量密度、倍率性能、低温性能要求高，层状氧化物路线优势明显。动力场景下，除了A级及以上电动车对能量密度要求较为苛刻，其余场景主要包括A00车、二轮车、三轮车等场景，一方面其循环寿命要求较低，另一方面多为价格敏感型市场，但对能量密度、倍率性能、低温容量衰减又有一定要求，层状氧化物类材料优势明显，我们认为其有望进一步得到应用。

铅酸电池虽成本低但电化学性能较差，钠电有望对其进行部分替代。铅酸电池在二轮车等小动力车场景中应用成熟度高，其具有成本低、安全稳定性好、高低温放电性能好等优点，但是电化学性能比如循环寿命、倍率性能、能量密度较差。此外，新国标要求电动自行车整车重量少于55kg，铅酸电池由于重量能量密度低，难以达标，因此其在电动两轮车场景下被替代趋势比较明确。层状氧化物正极材料的钠电具有成本较低、安全性高、能量密度较高、低温和快充性能好等电化学优势，有望在小动力场景下对铅酸电池进行部分替代。

当前锂价高企，磷酸铁锂电池成本较高，钠电有望对其进行部分替代。在动力场景下，磷酸铁锂电池能量密度高，但是当期锂价高企背景下，其成本较高，且低温和快充性能不佳，循环寿命优势在动力场景下优势并不能得到充分发挥，因此我们预计层状氧化物钠电有望在A00车、电动两轮车、电动三轮车、启停电源等领域对其进行部分替代。

图表：钠离子电池成本低，且电化学性能较好

资料来源：传艺科技公司公告，中科海钠公司官网，中金公司研究部

储能场景：聚阴离子型材料优势明显

储能场景主要对电池的循环性能和成本提出较高要求，聚阴离子型材料优势明显。

不同储能场景技术路线匹配略有不同。储能场景中，家储对循环性能要求相对较低，层状氧化物正极材料循环性能劣势并不明显，或可得到一定渗透；工商业储能场景中，聚阴离子材料中硫酸铁钠材料成本低，循环寿命高，考虑容量租赁、峰谷价差套利、容量补偿等收益来源，3000次循环的层状材料作为钠电正极可以提供14.6%的IRR，若为6000次循环的聚阴离子，在每天充放两次的情况下，即使考虑平价电价与低谷电价相比有所上浮，根据我们测算，其IRR依旧可以达到23.5%，凸显出聚阴离子型材料储能的优势。大型储能场景循环寿命要求较高，聚阴离子型循环经济性优势较为明显，有望对磷酸铁锂电池行成一定补充。

图表：储能项目IRR测算（层状氧化物正极，3000次循环）

资料来源：北极星储能网，胡勇胜等，《钠离子电池科学与技术》，2020，中金公司研究部

图表：储能调峰项目IRR测算（聚阴离子正极，6000次循环）

资料来源：北极星储能网，胡勇胜等，《钠离子电池科学与技术》，2020，中金公司研究部

图表：聚阴离子型钠电材料循环经济性优势明显

资料来源：传艺科技公司公告，中科海钠公司官网，中金公司研究部

正极材料产业化尚未成熟，当下蕴藏潜在机遇

下游应用场景丰富，小动力或将率先量产。我们认为锂价高位背景下，钠电池产业化初期装机成本优势明显，有望率先在小动力场景落地，且考虑该场景下竞争格局相对分散化，并可避免与传统锂电池巨头竞争，部分钠电池企业成长确定性较强。储能正处于起步阶段，其更为注重循环寿命、安全性、经济性等，层状氧化物路线具有一定的局限性，而聚阴离子型钠电具有可比拟磷酸铁锂正极的循环性能，待产业链配套完备后或将在储能场景得到推广。

钠电正极层状氧化物和聚阴离子型有望齐头并进，普鲁士蓝类材料在解决制备缺陷问题后会迎头赶上。层状氧化物和聚阴离子型分别适配动力、储能场景，目前层状氧化物产业化进程走在聚阴离子型前面，考虑两大场景需求增速，我们预计2025年层状正极需求量有望达到8.4万吨，聚阴离子正极有望达到8.7万吨。随着正极材料出货量增加，我们估计正极材料平均价格或将持续回落，我们估计2025年正极材料市场空间为85.8亿元。普鲁士蓝类材料通过在非水溶剂中制备等方法解决制备过程的结晶水问题后，会由于其较好的理论性能进一步得到应用。

图表：钠电正极材料市场空间预测

资料来源：中金公司研究部

传统正极生产企业多布局层状路线，通过改性提高层状性能。层状氧化物钠电正极材料的生产工艺设备与锂电三元材料产线高度重合，传统正极材料生产企业多布局层状路线，并通过多种工艺降低残碱、包覆、补钠、制备O3与P2相复合材料获得能量密度高、循环稳定性好、容量保持率高的钠电正极材料。

新进企业发挥各自优势多有布局普鲁士类、聚阴离子类材料。美联新材公告显示其与七彩化学就双方共同投资25亿元建设“年产18万吨电池级普鲁士蓝（白）项目”签署了《战略合作协议》，七彩化学拥有普鲁士蓝（白）产业化技术、成本以及环保处理优势，美联新材具有普鲁士蓝（白）上游核心原材料氰化钠的产能、成本、技术优势。传艺科技公告其将在钠电产能二期规划中对大型储能正极材料选取聚阴离子类材料，但是层状材料还是会首先进行量产。根据众钠能源官网（http://www.zoolnasm.com/yanfazhongxin/gzjszx/），其推出的钠电池将采用硫酸铁钠聚阴离子正极材料。

层状路线或将率先得到应用，其他路线紧随其后。我们预计由于钠电层状正极材料与三元锂电池生产线高度重合，且层状材料性能均衡，层状材料将在钠电发展前期推进较快，后期随着聚阴离子类材料量产推进，或将凭借其低成本得到应用，普鲁士蓝类材料工艺难度大，或将在其解决制备难点后得到应用。

投资建议

我们看好正极材料市场的高成长性，建议关注符合以下结构性逻辑的机会：

一是具备先发优势。正极材料市场从无到有，具备先发优势，有产品送样、出货或在布局量产产线的公司将在正极材料市场中先入为主，打通下游应用，解决钠电制造的正极困境。

二是具备技术积累和研发优势。正极材料是电池产业化的关键，具备一定技术积累和研发优势的企业将获得电化学性能优异的正极材料，有利于在钠电产业化应用中获得较高的产业链地位，提高定价话语权，形成壁垒优势。

三是具备产业化进程优势。正极材料除了技术上的壁垒，实际成规模出货还需解决产业化进程问题，存在资金壁垒和客户渠道壁垒，当下正极材料市场从无到有，具备产业化进程优势的公司将捷足先登。

风险提示

• 正极材料产业化不及预期：正极材料产业化面临资金、技术等壁垒，目前国内企业主要集中在小规模生产制造，若量产过程中存在难以保证产品性能均一稳定等问题，可能会影响正极材料产业化进程。

• 钠离子电池渗透率不计预期：钠电正极材料的主要应用背景是钠离子电池，若钠离子电池渗透率不及预期，会影响正极材料需求，公司布局正极材料产能的动力或将减弱。

文章来源

本文摘自：2022年11月24日已经发布的《电池材料前瞻（三）：钠电正极——三足鼎立，各有所长》

分析员 刘烁 SAC 执证编号：S0080521040001

分析员 曾韬 SAC 执证编号：S0080518040001 SFC CE Ref：BRQ196

来源：中金点睛

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