NaPF6先行，有機(jī)電解液舊壺裝新酒——鈉離子電池行業(yè)系列之五：電解液證書編號石巖(分析師)龐鈞文(分析師)牟俊宇(分析師)moujunyu@本報(bào)告導(dǎo)讀：電解液方面，溶質(zhì)NaPF6+溶劑碳酸酯+/鈉產(chǎn)線共用，技術(shù)先發(fā)優(yōu)勢、規(guī)模化生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及對下游客戶需求有2021年下半年以來，新能源市場的快速興起催生了碳酸鋰價(jià)格的劇與量產(chǎn)難度較小的NaPF6作為鈉鹽，以結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、對鈉鹽溶解度較高的碳酸酯類作為溶劑，以FEC等鋰鹽成經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)化應(yīng)用階段，我們預(yù)計(jì)，2025年國內(nèi)鈉離子電術(shù)布局領(lǐng)先的鈉電企業(yè)和規(guī)?；a(chǎn)經(jīng)驗(yàn)豐富的傳統(tǒng)鋰電企業(yè)將率l風(fēng)險(xiǎn)提示：產(chǎn)業(yè)鏈形成不及預(yù)期，產(chǎn)品降本進(jìn)度不及預(yù)期增持細(xì)分行業(yè)評級相關(guān)報(bào)告動力鋰電《快充驅(qū)動新能源車產(chǎn)業(yè)鏈“用電”改造》2023.08.16逐步改善》2023.08.15航》2023.08.14望迎修復(fù)》2023.07.17業(yè)化進(jìn)度》2023.07.04動力鋰電股票研究動力鋰電股票研究行業(yè)更新證券研究報(bào)告請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分行業(yè)更新請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分2of171.電池體系迎來拓展，鈉電有望 32.電解液材料體系：舊壺裝新酒，多路線工藝探索 6 72.1.1.NaPF6 82.1.2.NaClO4 82.1.3.含氟磺酸基團(tuán)的鈉鹽 8 8 92.2.2.醚類溶劑 3.靜待下游客戶驗(yàn)證，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化東風(fēng)已起 3.1.新能源需求廣闊，2023年是鈉離 3.2.產(chǎn)業(yè)化技術(shù)路線趨同，頭部電解液企業(yè)布局領(lǐng)先 4.投資建議 行業(yè)更新請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分3of171.電池體系迎來拓展，鈉電有望成為鋰電有效補(bǔ)充國是世界最大的新能源汽車和動力電池消費(fèi)國，但中國鋰資源儲量僅占全球不到7%，鋰資源依賴進(jìn)口的現(xiàn)實(shí)情況給國內(nèi)鋰電供應(yīng)鏈帶來了安數(shù)據(jù)來源：EVSales，國泰君安證券研究數(shù)據(jù)來源：全球鋰、鈷、鎳、錫、鉀鹽礦產(chǎn)資源儲量評估報(bào)告(2021)行業(yè)更新請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分4of17產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》，寧德時(shí)代配套奇瑞新能源的QQ冰淇淋和孚能科技配套的江鈴集團(tuán)的玉兔皆搭載鈉離子電池產(chǎn)品。鈉離子電池有望迎來數(shù)據(jù)來源：寧德時(shí)代微信視頻號數(shù)據(jù)來源：寧德時(shí)代微信視頻號池即在一定的電勢條件下，客體堿金屬離子在宿主材料中可逆脫出和嵌入，其中嵌入電勢較高的作為正極，嵌入電勢較低的作為負(fù)極，整個(gè)電池的充放電循環(huán)過程就是堿金屬離子在正負(fù)極之間的往返定向遷移過程。鈉離子電池的組成結(jié)構(gòu)與鋰離子電池完全相同，主要都包括正極、負(fù)極、電解質(zhì)、隔膜和集流體等。行業(yè)更新請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分5of17離子電池具有明顯成本優(yōu)勢，材料總成本比鋰電池低30%~40%：元素的依賴，且選擇范圍更廣。目前已經(jīng)公布了上百種鈉離子電池正極煤基碳作為負(fù)極，無需負(fù)極石墨化環(huán)節(jié)，與傳統(tǒng)鋰離子電池石墨負(fù)極相發(fā)生合金化反應(yīng)，使得鈉離子正極集流體可用更為廉價(jià)的鋁箔替代傳統(tǒng)鋰離子電池中昂貴的銅箔集流體，進(jìn)一步降低電池成本；同時(shí)，鋁金屬鋰離子電池的替代。當(dāng)前鈉離子電池的能量密度和循環(huán)壽命雖不及鋰離子電池，但其較好的性價(jià)比、倍率性能、低溫性能及更加穩(wěn)定的電化學(xué)性能決定了其在儲能、兩輪車及A0級以下乘用車細(xì)分賽道具數(shù)據(jù)來源：中科海納數(shù)據(jù)來源：中科海納行業(yè)更新請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分6of17項(xiàng)目鉛酸電池鉛炭電池鋰離子電池鈉離子電池正極材料二氧化鉛二氧化鉛錳酸鋰三元材料磷酸鐵鋰層狀氧化物/普魯士藍(lán)/聚陰離子負(fù)極材料金屬鉛金屬鉛+多孔碳石墨硬碳/軟碳電解液H2SO4溶液LiPF6/EC+DMC+EMC+DECNaPF6/EC+DMC+EMC+DEC+PC集流體鉛合金板柵正極鋁箔、負(fù)極銅箔鋁箔隔膜多孔PE，吸液式超細(xì)玻璃棉PP/PE工作電壓(V)21.84.13.7能量密度循環(huán)壽命300~5003000~400040020003000~10000工作溫度低溫性能較差正常運(yùn)作所必需的關(guān)鍵部分，在電池的正負(fù)極之間起著傳導(dǎo)和輸送電流電池的工作機(jī)制，影響著電池的安全性、倍率充放電性能、比能量、循環(huán)性能等。電解液主要由溶劑、溶質(zhì)和添加劑構(gòu)成，溶質(zhì)作為鋰離子的正極正極n集流體其他行業(yè)更新請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分7of17；（；（；（子在正負(fù)極材料中的嵌入量高和可逆性好等。鈉離子電池采用鈉鹽作為電解質(zhì)種類有機(jī)液體電解質(zhì)固體聚合物電解質(zhì)凝膠聚合物電解質(zhì)室溫離子液體電解質(zhì)無機(jī)固體電解質(zhì)行業(yè)更新請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分8of17性質(zhì)狀態(tài)電導(dǎo)率高安全性好好好數(shù)據(jù)來源：《鈉離子電池用離子液體電解液的性能研究》，國泰的離子遷移數(shù)、較強(qiáng)的電化學(xué)穩(wěn)定性、抗氧化性。同時(shí)，其六氟磷酸陰極鋁箔，這使得NaPF6能與各種正負(fù)極材料匹配。但需要注意的是，高溶解度、在碳酸基溶劑中的高離子電導(dǎo)率以及可接受的負(fù)極穩(wěn)定性。2.1.3.含氟磺酸基團(tuán)的鈉鹽動力學(xué)性能好，有利于提升鈉離子電池能量密度，并且在大倍率充放電均來源廣泛且價(jià)格低廉，并且氟元素用量會大幅降低，有望成為下一代鈉鹽類別分解溫度/℃溫度/℃(質(zhì)量損失/%)離子電導(dǎo)率/mScm-1毒性缺點(diǎn)低NaClO4高NaTFSINaFTFSI-NaFSI-數(shù)據(jù)來源：《有機(jī)電解液在鈉離子電池中的研究進(jìn)展》，國泰君安證券研究行業(yè)更新請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分9of17即具有高的介電常數(shù)(ε);（2）有利于鈉離子的傳輸，即具有較低的來看，有機(jī)溶劑具有較高的介電常數(shù)、低粘度、確定的電壓窗口以及穩(wěn)定的電化學(xué)性能，能夠在電極表面形成穩(wěn)定的鈍化的解離和遷移，是適配應(yīng)用于鈉離子電池的主要溶劑材料。常見的可用于電解液的有機(jī)溶劑主要分為碳酸酯類溶劑和有機(jī)醚類溶劑，一般的有數(shù)據(jù)來源：阿拉丁生化科技數(shù)據(jù)來源：《有機(jī)電解液在鈉離子電池中的研究進(jìn)展》2.2.1.酯類溶劑的酯類溶劑，按結(jié)構(gòu)分為環(huán)狀碳酸酯和鏈狀碳酸酯，其中環(huán)狀碳酸酯主要分為碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)，鏈狀碳酸膜，但其粘度較大。環(huán)狀碳酸酯具有電化學(xué)窗口寬、介電常數(shù)大、化學(xué)劑還可以在碳類負(fù)極表面還原形成較穩(wěn)定的鈍化層，抑制溶劑在低電位請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分10of17可有效提升鋰電池的電導(dǎo)率，此外還具備低溫充放電性能佳、制作成本低廉的優(yōu)勢。碳酸二乙酯（DEC）分子中含氧量高，黏度較定性良好，有利于改善電解液的倍率性能和低溫性能。碳酸乙基甲酯態(tài)范圍較寬，低溫性能突出。低的黏度和介電系數(shù)，單獨(dú)作為溶劑會降低電解液的電導(dǎo)率。其中EC溶劑(℃)(℃)(℃)性質(zhì)碳酸乙烯酯EC碳酸丙烯酯PC碳酸二甲酯DMC碳酸二乙酯DEC碳酸甲乙酯EMC數(shù)據(jù)來源：《有機(jī)電解液在鈉離子電池中的研究進(jìn)展》，國泰君安證券研究2.2.2.醚類溶劑插層效應(yīng)和Na+的快速遷移等優(yōu)勢，相關(guān)學(xué)術(shù)研究表明使用醚基電解液密、更薄和更穩(wěn)定的特點(diǎn)，顯著縮短鈉離子的擴(kuò)散長度，提高鈉離子傳輸動力，同時(shí)可有效防止電解質(zhì)在負(fù)極表面的額外分解，提升電池循環(huán)的電化學(xué)材料，且耐氧化性差容易生成過氧化物，安全性性能仍有待提行業(yè)更新請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分11of17一系列副反應(yīng)會影響電池的循環(huán)穩(wěn)定性，而循環(huán)穩(wěn)定性與電池在充放電循環(huán)的容量保持率直接相關(guān)。因此若要在多次充放電循環(huán)中保證較好的容量保持率，需要通過加入添加劑等方式對電解液進(jìn)行改進(jìn)。電解液添加劑種類眾多，在電解液中質(zhì)量占比小、單位價(jià)值高，能夠定向優(yōu)化電解液各類性能，如電導(dǎo)率、阻燃性能、過充保護(hù)、倍率性能等。理想的提高某一性能的同時(shí)不會導(dǎo)致其他性能的下降，不與電池的其他材料發(fā)生副反應(yīng)3）與溶劑有較好的相容性4）性價(jià)比高、安全、無毒或低毒。根據(jù)添加劑的作用原理，可將添加劑分為固體電解質(zhì)界面膜是產(chǎn)品純度要求高，因?yàn)槲⒘康碾s質(zhì)成份都可能影響到電池的性能。針SEI膜成膜添加劑是研究較多的一種添加劑，主要功能是幫助在負(fù)極的表面通過，抑制溶劑分子共嵌入對電極的破壞，提高電池的循環(huán)性能和可逆容量，例如碳酸亞請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分12of17主要是一些高沸點(diǎn)、高閃點(diǎn)和不易燃的物質(zhì)，可提高電池的穩(wěn)定性能，改善電池的安全通過在電解液中添加合適的氧化還原對，當(dāng)電池充滿電或略高于該值時(shí)，添加劑在正極上含量的添加劑），數(shù)據(jù)來源：華盛鋰電招股說明書，國泰君安證券研究產(chǎn)有望推動降本電池的電解液溶劑主要包括酯類溶劑和醚類溶劑，碳酸酯類產(chǎn)品由于性能和成本等綜合優(yōu)勢凸顯，是目前使用最為廣泛的電解液溶劑，環(huán)狀與直鏈碳酸酯混合構(gòu)成良好的溶劑體系，目前使用量最多的人力物力成本。就目前鈉離子電池電解液所使用的添加劑，是參考并借元素平衡測算，以六氟磷酸鈉為例，鈉離子電池溶質(zhì)的單瓦時(shí)成本約為六氟磷酸鈉尚未規(guī)?；慨a(chǎn)，可以預(yù)見的是，鈉離子電池溶質(zhì)仍然較大產(chǎn)品原材料原子質(zhì)量單耗單價(jià)成本主材成本單耗溶質(zhì)瓦時(shí)成本行業(yè)更新請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分13of17（元/Wh）LiPF6PCl5HF情景一情景二情景三情景四情景五5PCl5HFNa2CO3注：磷酸鐵鋰與層狀氧化物電解質(zhì)體系對比，僅考慮主材理論消耗量不考慮實(shí)際生產(chǎn)過3.靜待下游客戶驗(yàn)證，鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化東風(fēng)已起應(yīng)用階段，依托于國內(nèi)完備的電池產(chǎn)業(yè)鏈，國內(nèi)鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)入加速推進(jìn)期。如傳藝科技、振華新材、容百科技披露鈉離子電池進(jìn)展并已經(jīng)產(chǎn)生報(bào)表端小規(guī)模營收，中科海鈉、寧德時(shí)電研發(fā)及新能源汽車和儲能行業(yè)快速推進(jìn)的大背景下，鈉離子電池良好2022年底鈉離子電池有望形成初步產(chǎn)業(yè)鏈，2023年鈉離子電池將開啟加劑需求0.3萬噸。未來隨著產(chǎn)業(yè)化進(jìn)一步降本以及產(chǎn)品離子電池有望實(shí)現(xiàn)在更低瓦時(shí)成本能量密度和循環(huán)性能與磷酸鐵鋰電鈉離子電池需求預(yù)測單位合計(jì)需求電解液需求材料萬噸0行業(yè)更新請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分14of17備注：假設(shè)鈉電溶質(zhì)占比電解液質(zhì)量12.5%，溶從布局電解液材料的企業(yè)類型來看，目前主要有三類：第一類是全面布局包括正負(fù)極材料以及電芯等全產(chǎn)業(yè)鏈的鈉離子電池初創(chuàng)企業(yè)，如中科海鈉、鈉創(chuàng)新能源等；第二類是具有規(guī)模化生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的鋰電電解液材料企業(yè)，如天賜材料、新宙邦、多氟多等；第三類是公司傳統(tǒng)主業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈基于技術(shù)與應(yīng)用向鈉離子電解液方向業(yè)務(wù)的延伸，如傳藝科技、中欣氟分類公司開發(fā)進(jìn)展產(chǎn)能規(guī)劃鈉電初創(chuàng)企業(yè)鋰電傳統(tǒng)企業(yè)共享，產(chǎn)能上可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有產(chǎn)線的快速切換，具體投放速度需要根據(jù)市場及客戶的需求量及時(shí)調(diào)整產(chǎn)行業(yè)更新請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分15of17NaBOB、NaDFOP、NaTFOP和M156跨界新進(jìn)入者數(shù)據(jù)來源：各公司公告，公司官網(wǎng)，國泰君安證券研究4.投資建議我們認(rèn)為，在碳酸鋰價(jià)格和供應(yīng)不穩(wěn)定的情況下，鈉離子電池有望憑借量產(chǎn)后的成本優(yōu)勢作為鋰離子電池有效的補(bǔ)充。具體到電解液方面，溶發(fā)優(yōu)勢、規(guī)?；a(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及對下游客戶需求有效認(rèn)知將構(gòu)筑行業(yè)核心門科技、中欣氟材等。股票代碼股票名稱PE評級2023.09.052022A2023E2024E2022A2023E2024E300037.SZ48.492.372.082.9523.31002866.SZ28.44002915.SZ24.22備注：傳藝科技、中欣氟材盈利預(yù)測取自wind一致預(yù)期行業(yè)更新請務(wù)必閱讀正文之后的免責(zé)條款部分16of175.風(fēng)險(xiǎn)提示產(chǎn)業(yè)鏈形成不及預(yù)期。鈉離子電池電解液是產(chǎn)業(yè)鏈的重要一環(huán)鏈的形成需要正極、負(fù)極、電芯等各企業(yè)的共同合作。