[Table_Title] 电气设备行业专题研究 钠离子电池专题之三：铜基和镍基层状氧化物金属原材料需求拆解 2022 年 11 月 04 日 [Table_Summary] 【投资要点】 ◆ 铜铁锰酸钠和铁镍锰酸钠是目前相对成熟的层状氧化物正极材料。离子电池中， Fe、Co、Ni、Mn、Cr、Cu和Ti等元素均具有电化学活性且表现出多种性质，因此钠离子电池层状氧化物种类较为多样。中科海钠团队合成的铜铁锰酸钠Na0.9[Cu0.22Fe0.3Mn0.48]O2和浙江钠创合成的铁镍锰酸钠Na[Ni1/3Fe1/3Mn1/3]O2是目前相对较为成熟的层状氧化物正极材料。铜铁锰酸钠主要是以Na2CO3为钠源，与CuO、Fe2O3和Mn2O3混合，用固相法制备。铁镍锰酸钠，则是以NiSO4.6H2O，FeSO4.7H2O，MnSO4.H2O和Na2CO3为原料，通过共沉淀+烧结两步结合的方式制备。 ◆ 铁镍锰酸钠和铜铁锰酸钠相比，Fe单耗相当，Ni和Cu相互替代但单耗接近，Mn消耗量则降低35%左右。铜铁锰酸钠中单GWh电芯中Na、Cu、Fe和Mn金属消耗量分别为525.8、354.9、426.7和670.6吨，对应至金属盐Na2CO3、CuO、Fe2O3和Mn2O3的消耗量分别为1211.7、444.3、609.6和963.2吨。铁镍锰酸钠中单GWh电芯中Na、Ni、Fe和Mn金属消耗量分别为549.7、467.7、438.2吨，对应的Na2CO3、NiSO4.6H2O、FeSO4.7H2O和MnSO4.H2O的消耗量分别为1266.8、2094.3、2206.7和1346.6吨。 ◆ 层状氧化物正极单吨金属盐成本不足3.5万，较磷酸铁锂和三元正极优势十分显著。以各金属盐当前市场价格计算，铜铁锰酸钠单KWh电芯对应金属盐成本60元上下，其中CuO是主要原材料成本。铁镍锰酸钠单KWh电芯对应金属盐成本90元上下，硫酸镍是主要成本。由于锂盐成本高企，NCM622和LiFePO4的当前的单KWh电芯对应的金属盐成本分别达到535.8元和307.8元。单吨铜铁锰酸钠、铁镍锰酸钠、磷酸铁锂和NCM622对应的金属盐原材料成本分别为2.0万元/吨，3.3万元/吨，13.7万元/吨和27.8万元/吨。总体而言，锂电池和钠电池单KWh电芯或单吨正极材料的原材料成本差异巨大，钠电正极材料成本优势显著。 【配置建议】 ◆ 钠离子电池应用空间广阔，相较于磷酸铁锂电池，钠电池正极原材料成本优势显著，未来预计在储能、低速交通领域与锂电形成补充。谨慎看好维科技术、振华新材、传艺科技，建议关注华阳股份。 【风险提示】 ◆ 钠离子电池产业化进程、需求和降本不及预期；金属盐价格波动的风险；企业金属盐实际采购价格和单耗与本文的推算值存在差异的风险 [Table_Rank] 强于大市（维持） [Table_Author] 东方财富证券研究所 证券分析师：周旭辉 证书编号： S1160521050001 联系人：程文祥 电话：18502186287 [Table_PicQuote] 相对指数表现 [Table_Report] 相关研究 《钠离子电池环节概述：产业化加速，有望成为锂电的有效补充》 2022.10.17 《9月新能车销量大增，行业景气度向上》 2022.10.12 《钠离子电池正极材料：新势力一马当先，锂电厂商伺机而动》 2022.10.12 -41.12%-32.11%-23.11%-14.11%-5.10%3.90%11/31/33/35/37/39/311/3电气设备沪深300 [Table_Title1] 行业研究 / 电气设备 / 证券研究报告 挖掘价值 投资成长 2017 敬请阅读本报告正文后各项声明 2 [Table_yemei] 电气设备行业专题研究 正文目录 1.层状金属氧化物分类和制备：种类和合成方法多样 ........................................ 3 1.1.层状氧化物分类：数十种活性金属元素，结构和种类繁多 ........................ 3 1.2.合成方法：固相法和液相法各有优劣 ............................................................ 5 2.铜和镍基层状氧化物单耗:锰单耗差异，铁单耗相当 ...................................... 6 2.1.铜铁锰酸钠：锰元素单耗显著高于三元材料 ................................................ 6 2.2.铁镍锰酸钠：引入镍元素，能量密度较铜基提升 ........................................ 8 3.铜基和镍基层状氧化物成本：单吨原料成本优势明显 .................................... 9 3.1.层状氧化物金属盐原材料成本：镍基成本高于铜基 .................................... 9 3.2.钠离子和锂电正极对比：钠盐价格低廉，成本占比低 .............................. 11 4.投资建议：华阳股份，维科技术，传艺科技，振华新材 .............................. 14 4.1.华阳股份：无烟煤龙头企业，与中科海钠深度合作 .................................. 14 4.2.维科技术：绑定钠创新能源，大力布局钠离子电池 .................................. 14 4.3.传艺科技：一期钠电产能加码，钠电池测试性能优越 .............................. 15 4.4.振华新材：产线可兼容，技术可迁移，钠电布局可期 .............................. 15 5.风险提示 .............................................................................................................. 16 图表目录 图表 1：钠离子电池中常见的具有电化学活性的金属元素 ................................ 3 图表 2：钠离子电池层状金属氧化物晶体结构 .................................................... 3 图表 3：钠离子电池充放电原理 ............................................................................ 4 图表 4：常见的钠离子电池层状氧化物正极材料 ................................................ 4 图表 5：正极材料常见的合成方法 ........................................................................ 5 图表 6：铜锰铁酸钠单GWh电芯正极材料消耗量的计算 .................................... 6 图表 7：铜铁锰酸钠中的金属元素单GWh电芯消耗量 ........................................ 6 图表 8：三元正极材料中锰和锂金属的单GWh电芯的消耗量 ............................ 7 图表 9：铜锰铁酸钠的金属盐单耗计算 ................................................................ 7 图表 10：铁镍锰酸钠单GWh电芯正极材料消耗量的计算 .................................. 8 图表 11：铁镍锰酸钠中的金属元素单耗的计算 .................................................. 8 图表 12：三元正极材料中的镍和锰单耗 .............................................................. 8 图表 13：铁镍锰酸钠液相法工艺下的金属盐单耗的计算 .................................. 9 图表 14：铁镍锰酸钠固相法工艺下的金属盐单耗的计算 .................................. 9 图表 15：铜锰铁酸钠单KWh电芯对应的金属盐成本计算 ................................ 10 图表 16：铁镍锰酸钠液相法工艺下单KWh电芯对应的金属盐成本计算 ........ 10 图表 17：铁镍锰酸钠固相法工艺下单KWh电芯对应的金属盐成本计算 ........ 10 图表 18：铁镍锰酸钠和铜铁锰酸钠金属盐单耗成本结构对比 ........................ 11 图表 19：NCM622单KWh电芯对应的金属盐成本 ............................................... 12 图表 20：磷酸铁锂单KWh电芯对应的金属盐成本 ............................................ 12 图表 21：钠离子电池正极和锂电正极金属盐单耗成本对比 ............................ 12 图表 22：单吨正极材料金属盐原材料成本 ........................................................ 13 图表 23：单GWh电芯的正极材料消耗量 ............................................................ 14 图表 24：行业重点关注公司 ................................................................................ 16 2017 敬请阅读本报告正文后各项声明 3 [Table_yemei] 电气设备行业专题研究 1.层状金属氧化物分类和制备：种类和合成方法多样 1.1.层状氧化物分类：数十种活性金属元素，结构和种类繁多 钠离子层状氧化物中具有电化学活性的金属元素多达数十种。层状金属氧化物材料的表达式为NaxMO2(M为过渡金属元素)。在锂离子电池中目前仅发现Mn、Co和Ni三种金属组成的锂层状氧化物可以实现可逆充放电，所以目前商业应用的锂电正极材料包括钴酸锂(LiCoO2)，NCM811,NCM622、NCM523和锰酸锂(Li