动力电池的发展现状
钠离子电池板块仍在一片“狂欢”中。内卷风已经刮进了电池战场，比拼技术线已经成为了各大厂商的根基之战。技术线是真正的实力竞赛，一旦颠覆性技术出现，过去的技术则可能一文不值。LG化学研发的四元锂电池、比亚迪的刀片电池等曾让宁德时代压力倍增，而如今宁德时代仿佛在用这短短的十分钟扭转“战局”，甚至是改变历史。钠离子电池，并非是一个新鲜技术，早在上世纪70年代末期，这一技术研究就已开启。而宁德时代也不是第一个吃螃蟹的布局者，去年9月中科海钠的钠离子电池产品就已量产，当时电芯产能可达30万只/月，为全球首款具备自主知识产权的钠离子电池。相较于锂电池，钠离子电池在成本、安全性、体积等方面具有优势，钠离子电池能否让宁德时代不再“焦虑”？
踩上了高密度红利风口，宁德时代的成功要归功于三元锂电池。但如今宁德时代的骄傲——三元锂电池正在被成本更低的磷酸铁锂电池追赶。2021年6月，磷酸铁锂电池产量7.8GWh，占总产量51.2%；三元锂电池产量7.4GWh，占总产量48.4%，时隔三年来，这是磷酸铁锂电池产量连续第二个月超越三元锂电池。从装车量上看，磷酸铁锂电池装机量正在提速追赶。2021年上半年，我国动力电池装车量52.5GWh，其中三元电池装车量30.15GWh，同比增长139%，约占总装车量的57.4%；磷酸铁锂电池装车量22.22GWh，同比增长368.5%，约占总装车量的42.3%。产量反超、装机量提速的背后，磷酸铁锂正成为各大车企的宠儿、大众、特斯拉、苹果都曾示好磷酸铁锂电池。2020年新能源乘用车销量排名前10的车型中，特斯拉Model 3、宏光MINI、奇瑞eQ、比亚迪汉EV等4款车型搭载了磷酸铁锂动力电池。而近日小鹏汽车也推出了搭载磷酸铁锂电池的P7、G3车型。
2020年中国新能源乘用车车型销量排行榜 数据来源：乘联会，36氪整理
磷酸铁锂的价格相对三元锂来说能够低20%左右，据Bloomberg NEF的调查结果显示，全球市场三元锂电芯的价格已经下探至平均102美元/kWh，而LFP电芯则低至80美元/kWh，而这对于中低端车型是重要的考量。磷酸铁锂与三元锂一直是两大技术路线，去年3月刀片电池问世并量产让磷酸铁锂成为了暴风眼，这一次是比亚迪的翻身仗。就连宁德时代董事长曾毓群也在今年4月表示，未来3至4年间将逐渐增加磷酸铁锂电池产能占比，三元锂电池产能则会逐渐减少。只有成本更低、安全性更高的新技术才能刺激市场神经，钠离子电池则是宁德时代的杀手锏，我国仅拥有世界锂资源储量的5.93%，80%的锂依靠进口，而钠并不受资源和地域限制。实际上，锂电池的储量很难同时支撑起电动汽车和电网储能两大产业发展。钠离子电池成本也具有巨大优势，目前以锂为原料的碳酸锂价格已上涨至9万元每吨，而以钠为原料的氯化钠价格每吨只要几千元。因此不含钴与锂的钠离子电池成本将比锂电池低30%到40%。从上述两点来看，钠离子电池的确具有必要性，但是否能够对锂电池造成冲击，特别是当前车企较为倚重的磷酸铁锂技术线？钠离子电池的最大硬伤是能量密度低，宁德时代发布的钠离子能量密度也与目前主流的锂离子电池差距甚远，因此，中科海纳官网中，应用场景也多为储能电站、低速新能源车、两轮车等领域。换而言之，现阶段完全应用在新能源车还有一定距离，因此宁德时代也给出了解决方案，但是还是离不开锂，在其自主研发的AB电池解决方案中，钠离子电池与锂离子电池按一定比例混搭。光大证券表示钠离子电池的出现是现有锂电池技术的补充，钠离子电池热稳定性和安全性与磷酸铁锂基本相当，未来锂电、钠电将是互补格局。
三款电池对比，钠离子电池与磷酸铁锂电池相近，数据来源：公开数据，36氪整理
由此可见，钠离子电池暂不会全面取代锂电池。宁德时代也给自己了一个时间点，2023年形成钠离子电池的基本产业链。钠离子电池的工作原理和锂离子电池类似，钠电池产业链的变化主要是集中在中游电池厂的技术能力和上游正负极，而上述供应链的布局仍需要时间。
钠离子电池乘用车应用落地仍有一段距离，资本市场上锂电池的狂欢远未停歇，但宁德时代祭出钠离子则给自己增添了一大筹码。如今宁德时代已成为国内外市占率皆第一的动力电池龙头公司，上半年宁德时代全球动力电池装机量达到34.1 GWh，再度摘得第一。宁德时代在锂行业已经拥有绝对话语权，但锂电池的产业布局并仍没有打通全产业链。
宁德时代比亚迪月装机市占率（%）宁德时代一枝独秀，图表来源：申港证券
中商产业研究院的报告显示，宁德时代对产业链的布局都集中在成本占比高达30%的正极上，其正、负极材料、电解液供应商较多，相较此其在钴镍矿等三元材料方面（镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂）上布局较少，而镍钴锰酸锂凭借其高能量密度的优势，成为新能源电动车主要材料之一。
宁德时代上游供应连布局，图表来源：华泰证券
锂电池上游供应链的布局还没有完全充分，而供应链价格的上涨也让宁德时代们感到“焦虑”，那么钠离子的推出既可以为锂电池上游价格高涨敲警钟，另一方面也增强了宁德时代战略技术层面的护城河。无论是钠离子电池，还是AB电池解决方案，降低成本是真正的目的。而光大证券观点显示钠离子电池在安全性与磷酸铁锂差别不大，或许宁德时代并不想单纯延续竞争对手们的老路，而成本的想象空间才是诱惑。宁德时代急需一个“新故事”，让市场正视谁才是行业龙头。如今不仅是劲旅比亚迪的咄咄相逼，各大车企的入局更是增加了这场战事的难度。在影响市场需求风向的同时，车企也在培养自己的上游供应链。大众投资国轩高科、B轮百亿融资的蜂巢能源、奔驰入股孚能科技、特斯拉选定LG化学为独家电池供应商等，或许他们的目的只有一个增加除宁德之外的备选项。二线厂商与海外对手正在蠢蠢欲动，即便今日的宁德时代也并非高枕无忧。
部分二线厂商技术现状，磷酸铁锂为主流 数据来源：公开资料、GGII、动力电池联盟、华安证券，36氪整理
有趣的是，宁德时代装机量的暴涨，主要得益于宏光MINI EV、特斯拉Model Y、特斯拉Model 3及理想ONE、欧拉黑猫等电动车型销量的强劲增长。一方面是磷酸铁锂为主的低端入门车型，宁德时代的磷酸铁锂仍然受到市场肯定。另一方面特斯拉成为了宁德时代的主要贡献者之一，如今的特斯拉同时左拥右抱着来自中、日、韩的三家动力电池供应商。特斯拉的赛马战略，让LG与宁德两大巨头更为焦灼，宁德时代上半年的全球动力电池装机量达到34.1GWh，超过LG能源28GWh的动力电池装机量约两成，差距并不算大。
宁德时代装机客户结构（左：2020 年，右：2021 年 1-5 月），图表来源：东吴证券
特斯拉之于宁德时代更重要的是开拓海外疆土，与LG能源相反，借助特斯拉宁德时代希望能够进军欧美。而欧洲是不容忽视的一棋，可以说这是最大的新能源市场，据欧洲汽车制造商协会表示，2021年第一季度欧洲乘用车的纯电动与插电式混动车型销量占比约为15%，是去年同期的两倍。从全球角度看，2020年LG能源的最大客户是特斯拉（23%）、雷诺（18%）、现代（14%）、奥迪（10%），其余客户份额均小于6%。宁德时代的国际朋友圈也在扩大，除了特斯拉，如今宁德时代已经进入宝马、大众、戴姆勒、捷豹路虎、PSA、本田等国外厂商的供应链。
比亚迪在刀片电芯的形态基础上做了一款刀片PHEV模组，如下图所示，把多个电芯串联封在一起，形成一个25.6V&1.22kWh（1P8S）的长条形模组，下面我们简单来探讨一下这个为PHEV车型做的LFP刀片电芯。
图1 比亚迪的PHEV刀片电池模组
从2020年Q4的电池用量数据说起
比亚迪目前在从三元(参数|图片)往LFP转型过程中，如下图所示，每个月随着汉EV产量的上升，LFP电池的数量占比已经超过了三元电池的数量。
图2 2020年Q4 比亚迪不同类型的电池装车数量
12月份装车的mWh来看，LFP的BEV电芯数量已经达到了764.5mWh，超过了三元BEV的503mWh和三元PHEV的146mWh。可以说，在百人会上讨论的要加入针刺实验，其实代表比亚迪要在上面继续做转型——不仅要把LFP刀片电芯的使用范围扩大，也要在PHEV车型上导入刀片模组。
图3 2020年Q4比亚迪不同类型的装车mWh
这个厚度更厚的电芯是什么意思呢？其实在之前发布的信息里面可以找到相关内容，这是容量用类似软包电芯1P或者多P实现从8.3kWh~21.5kWh的技术。
PHEV刀片电芯模组
和BEV的LFP电芯相似，就是之前专利里面的做法，和丰田开发的镍氢有些相似，把不同数量的小容量电芯按照长条形封装在一个长模块里面，采用一端出连接的方式，形成一个U型的连接形式，如下图所示。
图4 比亚迪的PHEV刀片LFP电芯
下面这张发布的PPT照片，其实和之前的专利结构非常相似，两个电芯进行复合，可以使用单个容量的电芯在1P和2P做出不同的结构来。单个刀片模组做成8S以后，想要实现一个8kWh的电池包，放7个模组就可以实现，而且整体结构并不复杂。
图5 内部的结构
从模组内部的结构来看，托盘很精简，冷板采用冷媒直冷的模式，可以实现整包很高的集成效率和很矮的高度，所以后面基于这个系列的电池可以比较轻松的在唐DM(参数|图片)、宋DM(参数|图片)这些车上切换。而由于LFP的功率特性，通过外部的逆变器导入了脉冲自加热的模式予以提升，这里加热通过内部放热可能效果会好一些，确实电池包的热管理结构没有做加热的设计。
备注：我的理解是之后都可以进行完整的切换
图6 电池的结构和整包的布置
小结：在宣传资料中，这个PHEV用的LFP模组还没有大规模的去说，这种结构的创新其实改变了现有的软包模组线，这几年在设备端的更新迭代是真的快。
随着全球新能源汽车及储能行业快速持续增长，而作为核心原材料的锂资源正因为供需错配以及经济性问题成为影响行业发展的重要因素。钠资源储量丰富，相比锂电池其优势在于低温性能、倍率性能及经济性更优，劣势在于循环寿命及能量密度。
当前钠离子电池应用场景逐渐明确，有望在储能、商用车以及部分乘用车领域成为锂电池的有效补充。
2023年钠电产业化趋势清晰，产业链参与者增多，传统锂电厂商纷纷下场，新玩家入局接二连三，未来或将吸引更多锂电企业参与布局，有利于多方合作推进钠离子电池产业化进程。
钠离子电池产业链
钠离子电池产业链结构与锂电类似，包括上游资源企业、中游电池材料及电池电芯企业。
上游：原材料资源
钠离子电池产业链是上游原材料。相关企业主要包括攀钢钒钛、河钢股份、建龙集团和华阳股份等；铝箔企业包括鼎盛新材、万顺新材、南山铝业和云铝股份等；氰化钠相关企业包括安庆曙光、河北诚信、重庆紫光等；二氧化锰相关企业包括湘潭电化、红星发展等。
由于所需原材料同锂离子电池截然不同，预期将助力一批传统化工企业向新能源方向转型，在电池对于一致性、安全性的高标准下，控制成本与优质提纯技术将成为制胜关键。
钠电池上游资源部分厂商：
中游：电池材料
钠电池中游电池材料沿袭锂电格局。
钠电池的核心优势在材料端成本，现阶段钠电池电芯成本在0.8-0.9元/Wh，相较磷酸铁锂电池暂无优势，主要受限于生产工艺不成熟、产业链不完善。
但随着工艺成熟、产业链完备，成本有望下探至0.5元/Wh以下，较磷酸铁锂电池有明显优势。
整体行业格局来看，由于结构类似，传统锂电材料龙头具备先发优势。
中游：电池材料-正极
钠电正极主流技术方案分为三大类：层状氧化物、普鲁士蓝和普鲁士白（普鲁士蓝的类似物）、聚阴离子。
钠离子电池正极材料三种技术路线各有优劣，预计维持多种路线并存的格局，并匹配不同场景下的需求。
行行查 | 行业研究数据库 资料显示，三条正极材料路线中，普鲁士蓝类似物是钠电池的特有体系，需要特定的产业化配套，层状金属氧化物和聚阴离子化合物分别与三元电池和磷酸铁锂电池同体系，均有良好的产业化基础，传统锂电厂、正极材料厂商、专注钠电研究的科创型团队在钠电正极方面均有布局，进展顺利。
普鲁士蓝类正极材料主打成本优势，有望应用于大型储能场景，其优势在于工作电压可调、可逆比容量高、合成温度低等。而不足之处在于量产时结晶水较难控制从而影响循环性能。
目前该技术路线的代表企业有：百合花、七彩化学/美联新材、汉行科技等。
层状氧化物成熟度相对较高，且综合性能优异，该路线厂商主要有容百科技、振华新材、当升科技、亿纬锂能等。海外企业中Faradian采用镍基层状氧化物方案。
聚阴离子材料结构稳定、循环寿命长，但是成本高、能量密度表现较差。目前研究较多的包括磷酸铁钠、氟磷酸钒钠和磷酸钒钠（钒的成本较高且具有毒性）。
国内企业中，众钠能源采用低成本的硫酸铁钠作为解决方案，钠创新能源在积极研发磷酸钒钠、磷酸锰钒钠等材料体系。
海外企业中，法国Naiades和Tiamat均采用了氟磷酸钒钠作为正极材料。
资料来源：华福证券
中游：电池材料--负极
负极使用无定形软碳、硬碳材料，硬碳比容量性能优越，具备开发高能量密度钠电池的潜力，但现阶段成本居高不下。
负极材料硬碳的前驱体来源、批次一致性及工艺适配性极待突破，是制约其产业化的关键一环。
目前多数负极厂积极布局硬碳路线。
从公开信息以及公司公告看，传统锂电负极公司如杉杉股份、贝特瑞、翔丰华、中科电气等公司均有硬碳材料负极的技术布局，其中杉杉股份的进展相对较快，其钠电负极材料已经实现批量销售。
非上市公司成都佰思格、珈钠能源等，已开发迭代多款负极产品，佰思格计划把产能扩大到1万吨左右，到2025年会进一步把产能扩大到5万吨，产业化布局较为积极。
相比而言，软碳前驱体成本相对低廉。
华阳股份与中科海纳绑定，采用软碳路线，通过无烟煤实现软碳生产。圣泉股份酚醛树脂产能行业领先，成本优势显著；元力股份借助活性炭工艺经验有望进入负极行业。
钠离子电池的集流体铝箔、电解液、隔膜、电池封装等均可以复用锂离子电池的产业链，产业化基础良好。
同时，钠离子在负极不会和铝反应，负极集流体可由铜替换为成本更低的铝箔。
集流体环节主要厂商包括鼎胜新材和万顺新材等；电解液头部厂商包括天赐材料、多氟多、江苏国泰、永太科技等；隔膜环节主要厂商有恩捷股份、星源材质和中材科技等。
下游：电池环节
钠离子电池产业链结构与锂电池类似，可以分为圆柱、软包、方形硬壳三大类。
其生产工艺也与锂电池高度重合，现有的锂离子电池组装生产线稍加修改后就可以用来生产钠离子电池，锂电基础完善的产业链为钠电池的产业化提供了良好基础。
钠离子电池与锂离子电池生产工艺基本类似，传统锂离子电池产线可调试转产。
钠离子电池环节市场格局
全球已有近三十家企业布局钠离子电池，产业化应用涉及储能、电动车多领域。
行行查 | 行业研究数据库 资料显示，国内多家公司均已布局钠离子电池。主要厂商包括宁德时代、中科海钠、纳创新能源、鹏辉能源、欣旺达、汉行科技、众钠能源、星空钠电、传艺科技和维科技术等。
钠离子电池电芯相关企业：
资料来源：华福证券
由于钠电原理与结构与锂电类似，锂电龙头具备先发优势，宁德时代具备规模化起量迅速、上下游客户结构稳定两大优势，因此引领钠电池产业趋势。
2021年7月锂电龙头宁德时代公布第一代商业化钠离子电池，预计2023年钠电产业链基本形成。
中科海钠背靠中科院，是钠电池先驱，产业化进度相对领先。公司与三峡能源合作，共同建设全球首条钠离子电池规模化量产线，规划产能5GWh，分两期建设，一期1GWh将于2022年正式投产。与华阳股份合作，共建年产能2000吨（~0.8 GWh）的钠离子正/负极材料生产线（2021），2022年投产，并于2023年扩产至10 GWh。
华阳股份是无烟煤龙头企业。在材料端，华阳股份可以通过与中科海钠合资的山西华钠铜能和华钠碳能实现钠电池正极和负极材料的供应；在电芯端，公司的全资子公司山西华钠芯能1GWh 钠离子电芯生产线已经正式投产，定位储能市场。
2023年预计投产钠离子电池情况：
资料来源：北极星储能、中科海纳、德邦证券
其他厂商也在钠离子电池产业化进程上持续发力。
传艺科技钠离子电池目前处于中试阶段，是镍铁锰层状氧化物+硬碳体系，内测的钠离子电池性能水平优异，小试层面正极材料质量比容量140mAh/g,负极材料比容量300mAh/g,单体电芯能量密度145Wh/kg, 循环次数4000次，-20摄氏度环境下大于88%的容量保持率。公司一期4.5GWh电芯和材料产线预计2023年上半年投产。
维科技术参与了浙江钠创A轮融资，钠创为维科技术供应钠离子电池正极材料和电解液。公司目前有20%左右收入是来自于小动力领域用的磷酸铁锂和三元锂电池，锂电池生产经验为钠电中试和量产提供技术基础，目前中试线已经投产。量产线方面，设备已经完成订购，2GWh产线将在2023年6月实现产品下线。截止目前，维科技术实验室开发的钠电池性能水平优异，能量密度为150Wh/kg,循环次数3000次左右。
锂电企业下场和四轮车应用加速了市场对钠电产业化的共识。钠离子电池在两轮车领域凭借较铅酸和锂电更高的性价比率先快速替代；储能领域凭借安全和耐低温的优势，率先应用在对于能量密度和循环寿命要求较低的用户侧储能、通信基站和数据中心乘用车领域通过钠锂混搭技术有望覆盖65%纯电乘用车市场。下一阶段，钠电池企业订单兑现将成行业催化核心要素。
钠离子电池同样面临一些问题：例如电池原材料、正负极配套尚未进入规模化供应，材料成本难以控制；能量密度提升空间小；且面临着多种储能方式（氢燃料电池、钒电池、飞轮储能等）的激烈竞争。
长远来看，在全球锂资源稀缺的背景之下，受益于全行业日趋提升的供应安全与降本诉求，钠离子电池有望迎来历史发展机遇。
4日，钠离子电池板块仍在一片“狂欢”中。内卷风已经刮进了电池战场，比拼技术线已经成为了各大厂商的根基之战。技术线是真正的实力竞赛，一旦颠覆性技术出现，过去的技术则可能一文不值。LG化学研发的四元锂电池、比亚迪的刀片电池等曾让宁德时代压力倍增，而如今宁德时代仿佛在用这短短的十分钟扭转“战局”，甚至是改变历史。钠离子电池，并非是一个新鲜技术，早在上世纪70年代末期，这一技术研究就已开启。而宁德时代也不是第一个吃螃蟹的布局者，去年9月中科海钠的钠离子电池产品就已量产，当时电芯产能可达30万只/月，为全球首款具备自主知识产权的钠离子电池。相较于锂电池，钠离子电池在成本、安全性、体积等方面具有优势，钠离子电池能否让宁德时代不再“焦虑”？
踩上了高密度红利风口，宁德时代的成功要归功于三元锂电池。但如今宁德时代的骄傲——三元锂电池正在被成本更低的磷酸铁锂电池追赶。2021年6月，磷酸铁锂电池产量7.8GWh，占总产量51.2%；三元锂电池产量7.4GWh，占总产量48.4%，时隔三年来，这是磷酸铁锂电池产量连续第二个月超越三元锂电池。从装车量上看，磷酸铁锂电池装机量正在提速追赶。2021年上半年，我国动力电池装车量52.5GWh，其中三元电池装车量30.15GWh，同比增长139%，约占总装车量的57.4%；磷酸铁锂电池装车量22.22GWh，同比增长368.5%，约占总装车量的42.3%。产量反超、装机量提速的背后，磷酸铁锂正成为各大车企的宠儿、大众、特斯拉、苹果都曾示好磷酸铁锂电池。2020年新能源乘用车销量排名前10的车型中，特斯拉Model 3、宏光MINI、奇瑞eQ、比亚迪汉EV等4款车型搭载了磷酸铁锂动力电池。而近日小鹏汽车也推出了搭载磷酸铁锂电池的P7、G3车型。
2020年中国新能源乘用车车型销量排行榜 数据来源：乘联会，36氪整理
磷酸铁锂的价格相对三元锂来说能够低20%左右，据Bloomberg NEF的调查结果显示，全球市场三元锂电芯的价格已经下探至平均102美元/kWh，而LFP电芯则低至80美元/kWh，而这对于中低端车型是重要的考量。磷酸铁锂与三元锂一直是两大技术路线，去年3月刀片电池问世并量产让磷酸铁锂成为了暴风眼，这一次是比亚迪的翻身仗。就连宁德时代董事长曾毓群也在今年4月表示，未来3至4年间将逐渐增加磷酸铁锂电池产能占比，三元锂电池产能则会逐渐减少。只有成本更低、安全性更高的新技术才能刺激市场神经，钠离子电池则是宁德时代的杀手锏，我国仅拥有世界锂资源储量的5.93%，80%的锂依靠进口，而钠并不受资源和地域限制。实际上，锂电池的储量很难同时支撑起电动汽车和电网储能两大产业发展。钠离子电池成本也具有巨大优势，目前以锂为原料的碳酸锂价格已上涨至9万元每吨，而以钠为原料的氯化钠价格每吨只要几千元。因此不含钴与锂的钠离子电池成本将比锂电池低30%到40%。从上述两点来看，钠离子电池的确具有必要性，但是否能够对锂电池造成冲击，特别是当前车企较为倚重的磷酸铁锂技术线？钠离子电池的最大硬伤是能量密度低，宁德时代发布的钠离子能量密度也与目前主流的锂离子电池差距甚远，因此，中科海纳官网中，应用场景也多为储能电站、低速新能源车、两轮车等领域。换而言之，现阶段完全应用在新能源车还有一定距离，因此宁德时代也给出了解决方案，但是还是离不开锂，在其自主研发的AB电池解决方案中，钠离子电池与锂离子电池按一定比例混搭。光大证券表示钠离子电池的出现是现有锂电池技术的补充，钠离子电池热稳定性和安全性与磷酸铁锂基本相当，未来锂电、钠电将是互补格局。
三款电池对比，钠离子电池与磷酸铁锂电池相近，数据来源：公开数据，36氪整理
由此可见，钠离子电池暂不会全面取代锂电池。宁德时代也给自己了一个时间点，2023年形成钠离子电池的基本产业链。钠离子电池的工作原理和锂离子电池类似，钠电池产业链的变化主要是集中在中游电池厂的技术能力和上游正负极，而上述供应链的布局仍需要时间。
钠离子电池乘用车应用落地仍有一段距离，资本市场上锂电池的狂欢远未停歇，但宁德时代祭出钠离子则给自己增添了一大筹码。如今宁德时代已成为国内外市占率皆第一的动力电池龙头公司，上半年宁德时代全球动力电池装机量达到34.1 GWh，再度摘得第一。宁德时代在锂行业已经拥有绝对话语权，但锂电池的产业布局并仍没有打通全产业链。
宁德时代比亚迪月装机市占率（%）宁德时代一枝独秀，图表来源：申港证券
中商产业研究院的报告显示，宁德时代对产业链的布局都集中在成本占比高达30%的正极上，其正、负极材料、电解液供应商较多，相较此其在钴镍矿等三元材料方面（镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂）上布局较少，而镍钴锰酸锂凭借其高能量密度的优势，成为新能源电动车主要材料之一。
宁德时代上游供应连布局，图表来源：华泰证券
锂电池上游供应链的布局还没有完全充分，而供应链价格的上涨也让宁德时代们感到“焦虑”，那么钠离子的推出既可以为锂电池上游价格高涨敲警钟，另一方面也增强了宁德时代战略技术层面的护城河。无论是钠离子电池，还是AB电池解决方案，降低成本是真正的目的。而光大证券观点显示钠离子电池在安全性与磷酸铁锂差别不大，或许宁德时代并不想单纯延续竞争对手们的老路，而成本的想象空间才是诱惑。宁德时代急需一个“新故事”，让市场正视谁才是行业龙头。如今不仅是劲旅比亚迪的咄咄相逼，各大车企的入局更是增加了这场战事的难度。在影响市场需求风向的同时，车企也在培养自己的上游供应链。大众投资国轩高科、B轮百亿融资的蜂巢能源、奔驰入股孚能科技、特斯拉选定LG化学为独家电池供应商等，或许他们的目的只有一个增加除宁德之外的备选项。二线厂商与海外对手正在蠢蠢欲动，即便今日的宁德时代也并非高枕无忧。
部分二线厂商技术现状，磷酸铁锂为主流 数据来源：公开资料、GGII、动力电池联盟、华安证券，36氪整理
有趣的是，宁德时代装机量的暴涨，主要得益于宏光MINI EV、特斯拉Model Y、特斯拉Model 3及理想ONE、欧拉黑猫等电动车型销量的强劲增长。一方面是磷酸铁锂为主的低端入门车型，宁德时代的磷酸铁锂仍然受到市场肯定。另一方面特斯拉成为了宁德时代的主要贡献者之一，如今的特斯拉同时左拥右抱着来自中、日、韩的三家动力电池供应商。特斯拉的赛马战略，让LG与宁德两大巨头更为焦灼，宁德时代上半年的全球动力电池装机量达到34.1GWh，超过LG能源28GWh的动力电池装机量约两成，差距并不算大。
宁德时代装机客户结构（左：2020 年，右：2021 年 1-5 月），图表来源：东吴证券
特斯拉之于宁德时代更重要的是开拓海外疆土，与LG能源相反，借助特斯拉宁德时代希望能够进军欧美。而欧洲是不容忽视的一棋，可以说这是最大的新能源市场，据欧洲汽车制造商协会表示，2021年第一季度欧洲乘用车的纯电动与插电式混动车型销量占比约为15%，是去年同期的两倍。从全球角度看，2020年LG能源的最大客户是特斯拉（23%）、雷诺（18%）、现代（14%）、奥迪（10%），其余客户份额均小于6%。宁德时代的国际朋友圈也在扩大，除了特斯拉，如今宁德时代已经进入宝马、大众、戴姆勒、捷豹路虎、PSA、本田等国外厂商的供应链。
比亚迪在刀片电芯的形态基础上做了一款刀片PHEV模组，如下图所示，把多个电芯串联封在一起，形成一个25.6V&1.22kWh（1P8S）的长条形模组，下面我们简单来探讨一下这个为PHEV车型做的LFP刀片电芯。
图1 比亚迪的PHEV刀片电池模组
从2020年Q4的电池用量数据说起
比亚迪目前在从三元(参数|图片)往LFP转型过程中，如下图所示，每个月随着汉EV产量的上升，LFP电池的数量占比已经超过了三元电池的数量。
图2 2020年Q4 比亚迪不同类型的电池装车数量
12月份装车的mWh来看，LFP的BEV电芯数量已经达到了764.5mWh，超过了三元BEV的503mWh和三元PHEV的146mWh。可以说，在百人会上讨论的要加入针刺实验，其实代表比亚迪要在上面继续做转型——不仅要把LFP刀片电芯的使用范围扩大，也要在PHEV车型上导入刀片模组。
图3 2020年Q4比亚迪不同类型的装车mWh
这个厚度更厚的电芯是什么意思呢？其实在之前发布的信息里面可以找到相关内容，这是容量用类似软包电芯1P或者多P实现从8.3kWh~21.5kWh的技术。
PHEV刀片电芯模组
和BEV的LFP电芯相似，就是之前专利里面的做法，和丰田开发的镍氢有些相似，把不同数量的小容量电芯按照长条形封装在一个长模块里面，采用一端出连接的方式，形成一个U型的连接形式，如下图所示。
图4 比亚迪的PHEV刀片LFP电芯
下面这张发布的PPT照片，其实和之前的专利结构非常相似，两个电芯进行复合，可以使用单个容量的电芯在1P和2P做出不同的结构来。单个刀片模组做成8S以后，想要实现一个8kWh的电池包，放7个模组就可以实现，而且整体结构并不复杂。
图5 内部的结构
从模组内部的结构来看，托盘很精简，冷板采用冷媒直冷的模式，可以实现整包很高的集成效率和很矮的高度，所以后面基于这个系列的电池可以比较轻松的在唐DM(参数|图片)、宋DM(参数|图片)这些车上切换。而由于LFP的功率特性，通过外部的逆变器导入了脉冲自加热的模式予以提升，这里加热通过内部放热可能效果会好一些，确实电池包的热管理结构没有做加热的设计。
备注：我的理解是之后都可以进行完整的切换
图6 电池的结构和整包的布置
小结：在宣传资料中，这个PHEV用的LFP模组还没有大规模的去说，这种结构的创新其实改变了现有的软包模组线，这几年在设备端的更新迭代是真的快。
随着全球新能源汽车及储能行业快速持续增长，而作为核心原材料的锂资源正因为供需错配以及经济性问题成为影响行业发展的重要因素。钠资源储量丰富，相比锂电池其优势在于低温性能、倍率性能及经济性更优，劣势在于循环寿命及能量密度。
当前钠离子电池应用场景逐渐明确，有望在储能、商用车以及部分乘用车领域成为锂电池的有效补充。
2023年钠电产业化趋势清晰，产业链参与者增多，传统锂电厂商纷纷下场，新玩家入局接二连三，未来或将吸引更多锂电企业参与布局，有利于多方合作推进钠离子电池产业化进程。
钠离子电池产业链
钠离子电池产业链结构与锂电类似，包括上游资源企业、中游电池材料及电池电芯企业。
上游：原材料资源
钠离子电池产业链是上游原材料。相关企业主要包括攀钢钒钛、河钢股份、建龙集团和华阳股份等；铝箔企业包括鼎盛新材、万顺新材、南山铝业和云铝股份等；氰化钠相关企业包括安庆曙光、河北诚信、重庆紫光等；二氧化锰相关企业包括湘潭电化、红星发展等。
由于所需原材料同锂离子电池截然不同，预期将助力一批传统化工企业向新能源方向转型，在电池对于一致性、安全性的高标准下，控制成本与优质提纯技术将成为制胜关键。
钠电池上游资源部分厂商：
中游：电池材料
钠电池中游电池材料沿袭锂电格局。
钠电池的核心优势在材料端成本，现阶段钠电池电芯成本在0.8-0.9元/Wh，相较磷酸铁锂电池暂无优势，主要受限于生产工艺不成熟、产业链不完善。
但随着工艺成熟、产业链完备，成本有望下探至0.5元/Wh以下，较磷酸铁锂电池有明显优势。
整体行业格局来看，由于结构类似，传统锂电材料龙头具备先发优势。
中游：电池材料-正极
钠电正极主流技术方案分为三大类：层状氧化物、普鲁士蓝和普鲁士白（普鲁士蓝的类似物）、聚阴离子。
钠离子电池正极材料三种技术路线各有优劣，预计维持多种路线并存的格局，并匹配不同场景下的需求。
行行查 | 行业研究数据库 资料显示，三条正极材料路线中，普鲁士蓝类似物是钠电池的特有体系，需要特定的产业化配套，层状金属氧化物和聚阴离子化合物分别与三元电池和磷酸铁锂电池同体系，均有良好的产业化基础，传统锂电厂、正极材料厂商、专注钠电研究的科创型团队在钠电正极方面均有布局，进展顺利。
普鲁士蓝类正极材料主打成本优势，有望应用于大型储能场景，其优势在于工作电压可调、可逆比容量高、合成温度低等。而不足之处在于量产时结晶水较难控制从而影响循环性能。
目前该技术路线的代表企业有：百合花、七彩化学/美联新材、汉行科技等。
层状氧化物成熟度相对较高，且综合性能优异，该路线厂商主要有容百科技、振华新材、当升科技、亿纬锂能等。海外企业中Faradian采用镍基层状氧化物方案。
聚阴离子材料结构稳定、循环寿命长，但是成本高、能量密度表现较差。目前研究较多的包括磷酸铁钠、氟磷酸钒钠和磷酸钒钠（钒的成本较高且具有毒性）。
国内企业中，众钠能源采用低成本的硫酸铁钠作为解决方案，钠创新能源在积极研发磷酸钒钠、磷酸锰钒钠等材料体系。
海外企业中，法国Naiades和Tiamat均采用了氟磷酸钒钠作为正极材料。
资料来源：华福证券
中游：电池材料--负极
负极使用无定形软碳、硬碳材料，硬碳比容量性能优越，具备开发高能量密度钠电池的潜力，但现阶段成本居高不下。
负极材料硬碳的前驱体来源、批次一致性及工艺适配性极待突破，是制约其产业化的关键一环。
目前多数负极厂积极布局硬碳路线。
从公开信息以及公司公告看，传统锂电负极公司如杉杉股份、贝特瑞、翔丰华、中科电气等公司均有硬碳材料负极的技术布局，其中杉杉股份的进展相对较快，其钠电负极材料已经实现批量销售。
非上市公司成都佰思格、珈钠能源等，已开发迭代多款负极产品，佰思格计划把产能扩大到1万吨左右，到2025年会进一步把产能扩大到5万吨，产业化布局较为积极。
相比而言，软碳前驱体成本相对低廉。
华阳股份与中科海纳绑定，采用软碳路线，通过无烟煤实现软碳生产。圣泉股份酚醛树脂产能行业领先，成本优势显著；元力股份借助活性炭工艺经验有望进入负极行业。
钠离子电池的集流体铝箔、电解液、隔膜、电池封装等均可以复用锂离子电池的产业链，产业化基础良好。
同时，钠离子在负极不会和铝反应，负极集流体可由铜替换为成本更低的铝箔。
集流体环节主要厂商包括鼎胜新材和万顺新材等；电解液头部厂商包括天赐材料、多氟多、江苏国泰、永太科技等；隔膜环节主要厂商有恩捷股份、星源材质和中材科技等。
下游：电池环节
钠离子电池产业链结构与锂电池类似，可以分为圆柱、软包、方形硬壳三大类。
其生产工艺也与锂电池高度重合，现有的锂离子电池组装生产线稍加修改后就可以用来生产钠离子电池，锂电基础完善的产业链为钠电池的产业化提供了良好基础。
钠离子电池与锂离子电池生产工艺基本类似，传统锂离子电池产线可调试转产。
钠离子电池环节市场格局
全球已有近三十家企业布局钠离子电池，产业化应用涉及储能、电动车多领域。
行行查 | 行业研究数据库 资料显示，国内多家公司均已布局钠离子电池。主要厂商包括宁德时代、中科海钠、纳创新能源、鹏辉能源、欣旺达、汉行科技、众钠能源、星空钠电、传艺科技和维科技术等。
钠离子电池电芯相关企业：
资料来源：华福证券
由于钠电原理与结构与锂电类似，锂电龙头具备先发优势，宁德时代具备规模化起量迅速、上下游客户结构稳定两大优势，因此引领钠电池产业趋势。
2021年7月锂电龙头宁德时代公布第一代商业化钠离子电池，预计2023年钠电产业链基本形成。
中科海钠背靠中科院，是钠电池先驱，产业化进度相对领先。公司与三峡能源合作，共同建设全球首条钠离子电池规模化量产线，规划产能5GWh，分两期建设，一期1GWh将于2022年正式投产。与华阳股份合作，共建年产能2000吨（~0.8 GWh）的钠离子正/负极材料生产线（2021），2022年投产，并于2023年扩产至10 GWh。
华阳股份是无烟煤龙头企业。在材料端，华阳股份可以通过与中科海钠合资的山西华钠铜能和华钠碳能实现钠电池正极和负极材料的供应；在电芯端，公司的全资子公司山西华钠芯能1GWh 钠离子电芯生产线已经正式投产，定位储能市场。
2023年预计投产钠离子电池情况：
资料来源：北极星储能、中科海纳、德邦证券
其他厂商也在钠离子电池产业化进程上持续发力。
传艺科技钠离子电池目前处于中试阶段，是镍铁锰层状氧化物+硬碳体系，内测的钠离子电池性能水平优异，小试层面正极材料质量比容量140mAh/g,负极材料比容量300mAh/g,单体电芯能量密度145Wh/kg, 循环次数4000次，-20摄氏度环境下大于88%的容量保持率。公司一期4.5GWh电芯和材料产线预计2023年上半年投产。
维科技术参与了浙江钠创A轮融资，钠创为维科技术供应钠离子电池正极材料和电解液。公司目前有20%左右收入是来自于小动力领域用的磷酸铁锂和三元锂电池，锂电池生产经验为钠电中试和量产提供技术基础，目前中试线已经投产。量产线方面，设备已经完成订购，2GWh产线将在2023年6月实现产品下线。截止目前，维科技术实验室开发的钠电池性能水平优异，能量密度为150Wh/kg,循环次数3000次左右。
锂电企业下场和四轮车应用加速了市场对钠电产业化的共识。钠离子电池在两轮车领域凭借较铅酸和锂电更高的性价比率先快速替代；储能领域凭借安全和耐低温的优势，率先应用在对于能量密度和循环寿命要求较低的用户侧储能、通信基站和数据中心乘用车领域通过钠锂混搭技术有望覆盖65%纯电乘用车市场。下一阶段，钠电池企业订单兑现将成行业催化核心要素。
钠离子电池同样面临一些问题：例如电池原材料、正负极配套尚未进入规模化供应，材料成本难以控制；能量密度提升空间小；且面临着多种储能方式（氢燃料电池、钒电池、飞轮储能等）的激烈竞争。
长远来看，在全球锂资源稀缺的背景之下，受益于全行业日趋提升的供应安全与降本诉求，钠离子电池有望迎来历史发展机遇。