在國內能源轉型的大背景下 華陽股份該如何發展？

打造鈉離子電池全產業鏈，未來想象空間廣

打造鈉離子電池全產業鏈。在鈉離子電池領域，公司目前布局了正負極、電芯、電池 pack、電解液等 細分產線，基本形成全產業鏈條。電芯、正負極和電池 pack 等產線是通過股權投資的方式跟中科海鈉合作。 華陽股份通過全資子公司山西新陽清潔能源有限公司和間接持股中科海鈉等方式合計持有 100%電芯產線 和 49%正負極產線。電解液方面，公司通過與多氟多合作設立公司的方式布局。目前公司間接持有電解液產線 2.12%股份。

鈉離子電池項目穩步推進。2021 年 4 月，公司擬投資 8000 萬元，成立山西華納碳能科技有限責任公司，生產 2000 噸鈉離子電池正極材料。2021 年 4 月，公司擬投資 6000 萬元，生產 2000 噸鈉離子電池負極材料。 2021 年 6 月，公司與中科海鈉共同打造全球首套 1MWH 鈉離子電池儲能柜。2021 年 12 月，鈉離子電池正 極材料生產項目累計投入 4500 萬元，負極材料生產項目累計投入 3500 萬元；1GWH 鈉離子 Pack 電池生產 線建設項目可研報告獲得通過。2022 年 3 月，正負極項目完成生產線設備調試并進入試生產階段。2022 年 7 月，鈉離子電池 pack 生產線開工。2022 年 8 月，萬噸級鈉離子電池正極材料項目審批通過。

鈉離子電池研發歷史悠久，近年產業界關注度持續提升。20 世紀 80 年代，隨著金屬層狀氧化物正極材 料被發現，鈉離子電池領域的研究也逐步拉開序幕。2011 年，全球首家非水系鈉離子電池公司 Faradion 在 英國成立，也標志鈉離子電池正式進入產業界。2017 年，中國首家鈉離子電池公司中科海鈉成立，以較快 速度追趕國際水準。2021 年，寧德時代開始布局鈉離子電池，并計劃 2023 年形成基本產業鏈，產業界對鈉 離子電池關注度不斷提高。

與鋰離子電池相比，鈉離子電池的核心競爭力在于經濟性。 鋰離子電池技術更為成熟，但也面臨原料價格高企且鋰資源對外依存度高等問題。從技術路徑上看， 相比較鈉離子電池而言，在電化學儲能領域中較為成熟的技術是鋰離子電池。但是隨著鋰離子電池在汽車 動力電池和大規模儲能等領域的廣泛應用，鋰資源面臨較為嚴峻的資源匱乏問題。截至 2022 年 8 月，碳酸 鋰價格已經從 2020 年初的 4-5 萬元/噸的價格上漲至 50 萬元/噸左右的水平，漲幅超過 900%。此外，中國 鋰礦的對外依存度較高，企業資源保障率偏低，很多企業均通過外購或者與海外礦山合作等方式獲取鋰資 源。若海外資源被切斷，國內鋰離子電池企業可持續生產能力將會嚴重下降。根據 SMM 統計，2021 年中 國鋰資源對外依存度約 69%。

鈉離子電池在成本方面具備競爭力。鈉元素擁有更高的地殼豐度，同時與鋰元素在物理和化學性質上 更為相近，均可作為二次化學電源的金屬離子載體。由于目前碳酸鋰價格高企，碳酸鈉具備較強比價優勢。

鈉離子電池可用鋁箔作為其正負極集流體材料，擴大成本優勢。由于鋁箔在低電位下易與鋰發生合金 化反應，鋰離子電池負極集流體材料只能采用價格更高的銅箔。而鈉離子電池正負極均可采用鋁箔，再次 增加成本優勢。

鈉離子電池工作原理與鋰離子相同，產業鏈易轉換。與鋰離子電池相同，鈉離子電池也由正極、負極、 隔膜、電解液和集流體等構成。正負極之間由隔膜隔開，電解液通過浸潤正負極導通離子，收集和傳輸電 子主要由集流體負責。充電時，鈉離子從正極脫出，經電解液穿過隔膜嵌入負極，此時正極處于高電勢貧 鈉態，負極處于低電勢富鈉態。放電過程與充電相反，正極恢復至富鈉態，負極變為貧鈉態。為保持電荷 的平衡，充放電過程中有相同數量的電子經外電路傳遞，與鈉離子一起在正負極間遷移，使正負極分別發 生氧化和還原反應。這一工作原理與鋰離子相同。目前中國鋰離子電池產業鏈條完備，而鈉離子電池的生 產設備大部分可與鋰離子電池兼容，整條產業鏈可以借助鋰離子電池產業鏈的基礎上快速發展。

鈉離子電池正極材料各有千秋，競爭格局有待進一步觀察。正極材料是鈉離子電池的核心技術，對電 池的能量密度和功率密度起決定性作用。根據材料類型劃分，目前正極材料主要分為層狀氧化物體系、普 魯士藍類化合物體系、隧道型氧化物體系和聚陰離子化合物體系，而層狀氧化物、普魯士藍類化合物和聚 陰離子化合物是主要發展方向。由于這三種材料各有優劣且目前仍在研發過程中，未來格局尚不確定。層 狀氧化物具備較高的可逆比容量和較低的成本等優勢。但由于鈉離子在脫嵌過程中，層狀金屬氧化物易發 生結構變化或相轉變，因此也存在循環性較差和穩定性不佳等特點。未來發展趨勢或將用陽離子取代進而 提升穩定性和循環性，華陽股份和中科海鈉主要選擇該路線。普魯士藍類化合物正極材料雖然由比較高的 比容量，但是由于結構缺陷和結晶水導致在充放電的過程中結構容易坍塌，循環性能一般。未來發展趨勢 主要是解決共沉淀制備法帶來的結晶水和結構缺陷含量高、生產效率低下等問題。聚陰離子化合物因結構 穩定和對材料的氧化還原電對具有可調的誘導效應，具備較為出眾的穩定性、循環性和安全性能，但也帶 來了比容量低和導電性一般的缺點。未來發展趨勢主要是通過碳材料包覆、氟化、摻雜、不同陰離子基團 混搭等提升比容量和導電性。

無定形碳材料作為鈉離子電池負極更具開發潛力。鈉離子電池負極材料主要有合金類、過渡金屬氧化 物和無定型碳類等技術路線。合金類容量較高但循環性能和倍率性能一般。過渡金屬氧化物容量偏低。無 定形碳可逆容量和循環性能均有不錯的表現，在成本進一步控制后可釋放潛力。無定形碳主要分為硬碳和 軟碳，高度有序的石墨類軟碳負極材料儲鈉容量較低，而高度無序的硬碳材料由于具有高的比容量和長循 環壽命等優良的綜合性能。目前中科海鈉核心胡勇勝團隊以無煙煤為前驅體，通過簡單的粉碎和一步碳化 得到具有優異儲鈉性能的碳負極材料。裂解無煙煤得到的是一種軟碳材料，但不同于來自于瀝青的軟碳材 料，該材料在 1600°C 以下仍具有較高的無序度，產碳率高達 90%，儲鈉容量達到 220mAh/g，循環穩定性 優異且具備較高性價比，未來前景可期。華陽股份所產無煙煤有望作為負極材料，增強上下游協同。 鈉離子電池有望替代鉛酸電池和替補鋰電池。與競品相比，鈉離子電池能量密度整體高于鉛酸電池， 與鋰電池（磷酸鐵鋰）相仿。同時，鈉離子電池具備更優秀的安全性、環保性以及高低溫性能。由于與鉛 酸電池的應用場景相似和鋰電池應用場景有一定重疊，未來有望取代鉛酸電池，并替補鋰電池。

鈉離子電池的主要應用場景為大規模儲能和低速交通工具。其中大規模儲能主要包括風力電站、太陽 能電站和家庭儲能等，低速交通工具主要包括兩輪電動車和低速四輪電動車等。

未來想象空間廣闊。根據研究機構 EVTank、伊維經濟研究院聯合中國電池產業研究院共同發布的《中 國鈉離子電池行業發展白皮書（2022 年）》，基于鈉離子電池各項比較性能，或將在電動二輪車、低速電動 車、儲能、啟停等應用場景具備較好的前景，并且基于創新的電池 PACK 方式，鈉離子電池還可通過與鋰 離子電池等其他產品混搭、串聯、并聯、集成的方式應用在新能源汽車領域。考慮到鈉離子電池各潛在應 用場景對電池的需求量，假設滲透率為 100%，鈉離子電池 2026 年的理論市場空間可達到 369.5GWh，理 論市場規模或將達到 1500 億元。