鈉離子電池負(fù)極行業(yè)深度報(bào)告：鈉離子電池發(fā)展迅速負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加快

電力設(shè)備評(píng)級(jí)：推薦(維持)析師)師)qcomcn (推薦)*電氣設(shè)備*李航》——2022-06-132025年海上風(fēng)電裝機(jī)預(yù)期(推薦)*電氣設(shè)備*邱迪，李航》——2022-06-04龍頭地位依然穩(wěn)固(推薦)*電氣設(shè)備*邱迪，李航》——2022-04-06關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)機(jī)會(huì)(推薦)*電氣設(shè)備*李航，邱迪》——2022-03-30能收益機(jī)制及經(jīng)濟(jì)性測(cè)算(推薦)*電氣設(shè)備*李航，邱迪》——2022-02-230.05000.05000.0000-0.0500-0.2000-0.2500-0.3000-0.3500-0.4000滬深300表現(xiàn)深300提示和免責(zé)聲明2重點(diǎn)關(guān)注公司及盈利預(yù)測(cè)重點(diǎn)公司代碼股票名稱2022/12/27股價(jià)20212022E2023E20212022E2023E投資評(píng)級(jí)SZ6385.BJ85686.SH.SHSZ.SHSZ.SH圣泉集團(tuán)16未評(píng)級(jí)ind注中的風(fēng)險(xiǎn)提示和免責(zé)聲明3鈉電產(chǎn)業(yè)化在即，負(fù)極材料成為行業(yè)發(fā)展關(guān)鍵。目前儲(chǔ)能行業(yè)高景氣需求激增，但是鋰資源開(kāi)發(fā)較慢、儲(chǔ)量不足導(dǎo)致其價(jià)格上升，在未來(lái)鋰資源供需緊平衡的情況下，鈉電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程有望迎來(lái)加速發(fā)展。而鈉離子電池的正負(fù)極材料決定其電池性能，其中負(fù)極材料國(guó)內(nèi)企業(yè)布局較少，同時(shí)相對(duì)價(jià)格更高，例如國(guó)內(nèi)無(wú)定形碳材料的成本約為8-20萬(wàn)元/噸，行業(yè)壁壘較高。目前鈉電負(fù)極材料主要以碳基材料(軟碳/硬碳等)、合金類材料、過(guò)渡金屬化合物和有機(jī)化合物為主，其中無(wú)定形碳工藝較為成熟。目前無(wú)定形碳負(fù)極市場(chǎng)主要以硬碳為主，軟碳產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)布局較少，主要以中科海納為主。硬碳負(fù)極行業(yè)：生物質(zhì)+樹(shù)脂前驅(qū)體應(yīng)用較多，生產(chǎn)工藝壁壘較高。?前驅(qū)體：硬碳產(chǎn)品前驅(qū)體主要以熱固性前驅(qū)體(富氧或是缺氫)為主，例如聚偏二氯乙烯、木材、纖維素、羊毛、酚醛樹(shù)脂、棉花、糖類或環(huán)氧樹(shù)脂等，在熱解過(guò)程中發(fā)生固相炭化，容易形成硬碳，目前主要以生物質(zhì)+樹(shù)脂的前驅(qū)體為主。軟碳產(chǎn)品前驅(qū)體以熱塑性前驅(qū)體(富氫或者缺氧)為主，例如聚氯乙烯、聚苯胺、石油化工原料及其下游產(chǎn)品(煤碳、瀝青和石油焦等)。?生產(chǎn)工藝：以生物質(zhì)硬碳產(chǎn)品為例，一步碳化法應(yīng)用最廣。目前生物質(zhì)硬碳制備工藝主要為一步碳化法、活化法、水熱法、模板法為主。其中一步碳化法應(yīng)用最廣，但一步碳化法制備的生物碳材料在大電流循環(huán)過(guò)程中不穩(wěn)定，倍率性能較差；而活化法制備多級(jí)孔徑的硬碳材料具有更多的接觸位點(diǎn)，有利于鈉離子的脫嵌，循環(huán)穩(wěn)定性以及電化學(xué)性能更優(yōu)。?改性方式：硬碳作為鈉離子電池負(fù)極材料時(shí)也存在著一些缺點(diǎn)，比如低的電極電位和首圈庫(kù)倫效率及差的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率。目前主要改性方式包括(1)通過(guò)調(diào)控前驅(qū)體的合成以及熱解過(guò)程在微觀上調(diào)控硬碳的孔隙結(jié)構(gòu)和層間距；(2)與其他材料的包覆和復(fù)合、雜原子摻雜等來(lái)調(diào)控材料的缺陷程度和層間距；(3)電解液的調(diào)控以及預(yù)鈉化的處理。軟碳材料改性工藝與硬碳類似，需要通過(guò)預(yù)氧化、材料復(fù)合等方式提升其電化學(xué)?市場(chǎng)空間：鈉電產(chǎn)業(yè)進(jìn)程加快催化負(fù)極材料行業(yè)發(fā)展，根據(jù)我們測(cè)算，2022年全球碳基負(fù)極需求量為1萬(wàn)噸，2025年需求量為10萬(wàn)噸。聲明4鈉電負(fù)極產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程：傳統(tǒng)鋰電負(fù)極公司入局，產(chǎn)業(yè)新興公司具有發(fā)展?jié)摿?傳統(tǒng)鋰電負(fù)極公司紛紛布局硬碳材料，但多數(shù)產(chǎn)品仍處于試驗(yàn)階段。從公開(kāi)信息以及公司公告看，傳統(tǒng)鋰電負(fù)極公司如杉杉股份、貝特瑞、翔豐華等公司均有硬碳材料負(fù)極的技術(shù)布局，其中杉杉股份的進(jìn)展相對(duì)較快，其鈉電負(fù)極材料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)批量銷售。?非上市公司如成都佰思格、珈鈉能源等，已開(kāi)發(fā)迭代多款負(fù)極產(chǎn)品，佰思格計(jì)劃把產(chǎn)能擴(kuò)大到1萬(wàn)噸左右，到2025年會(huì)進(jìn)一步把產(chǎn)能擴(kuò)大到5萬(wàn)噸，產(chǎn)業(yè)化布局較為積極。?主營(yíng)業(yè)務(wù)協(xié)同：元力股份借助活性炭工藝經(jīng)驗(yàn)有望進(jìn)入負(fù)極行業(yè)；華陽(yáng)股份與中科海納綁定，通過(guò)無(wú)煙煤實(shí)現(xiàn)軟碳生產(chǎn)；圣泉股份酚醛樹(shù)脂產(chǎn)能行業(yè)領(lǐng)先，成本優(yōu)勢(shì)顯著。行業(yè)評(píng)級(jí)：鈉離子電池負(fù)極材料行業(yè)處于快速發(fā)展?jié)B透期，行業(yè)空間快速成長(zhǎng)，維持鈉離子電池負(fù)極行業(yè)“推薦”評(píng)級(jí)。重點(diǎn)關(guān)注?傳統(tǒng)鋰電負(fù)極材料切入鈉電負(fù)極：貝特瑞、翔豐華、璞泰來(lái)、杉杉股份、中科電氣；?主業(yè)具有資源和技術(shù)優(yōu)勢(shì)：元力股份、華陽(yáng)股份、圣泉集團(tuán)。風(fēng)險(xiǎn)提示：產(chǎn)能釋放不及預(yù)期；新技術(shù)研發(fā)失敗風(fēng)險(xiǎn)；鈉電池滲透不及預(yù)期；原材料價(jià)格持續(xù)上漲；行業(yè)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)加?。恢攸c(diǎn)關(guān)注公司業(yè)績(jī)不及。注中的風(fēng)險(xiǎn)提示和免責(zé)聲明5的風(fēng)險(xiǎn)提示和免責(zé)聲明6全球鋰資源短缺，鈉離子電池應(yīng)運(yùn)而生。目前新能源轉(zhuǎn)型策略是全世界的發(fā)展共識(shí)，新能源過(guò)去幾年的高景氣發(fā)展催生了較多的電池需求。目前電化學(xué)電池主要以鋰電池為主，但是鋰資源開(kāi)發(fā)較慢、儲(chǔ)量不足導(dǎo)致其價(jià)格上升，在未來(lái)鋰資源供需緊平衡的情況下，鈉電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速。鈉在地殼中的儲(chǔ)量豐富，約占2.36%，資源含量比鋰高1000多倍，開(kāi)采更加容易，核心資源更加可控。但是鈉電池相比鋰電池能量密度更低，循環(huán)次數(shù)較低，因此其主要應(yīng)用于儲(chǔ)能及電動(dòng)兩輪車領(lǐng)域。行業(yè)龍頭積極推動(dòng)鈉電產(chǎn)業(yè)發(fā)展，2023年為鈉電產(chǎn)業(yè)化元年。2021年寧德時(shí)代將鈉離子電池視為其未來(lái)發(fā)展的重大戰(zhàn)略，首代鈉離子電池將選取普魯士白材料作為重點(diǎn)，其電芯單體能量密度高達(dá)160Wh·kg-1，并宣布將于2023年形成鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈。同時(shí)多家企業(yè)例如中科海鈉、浙江鈉創(chuàng)等公司對(duì)鈉離子電池發(fā)展也都極為重視，僅原材料上，中科海鈉就能把電池成本降低約30%。根據(jù)傳藝科技公告，其鈉離子電池項(xiàng)目一期產(chǎn)能擬于2022年年底前完成廠房及中試線的建設(shè)施工和產(chǎn)品中試，并于2023年初完成產(chǎn)能投產(chǎn)，整體看鈉電的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程較快。電池與其他電池性能對(duì)比鈉離子電池磷酸鐵鋰電池三元鋰電池鉛酸電池單位能量原料成本(元/wh)0.35-0.70.3-0.50.5-0.70.4單體電池成本(元/wh)0.5-0.70.40.70.3循環(huán)次數(shù)(次)1200-20003000-60001000-2000300-500單體質(zhì)量能量密度(wh/kg)180-28030-50低溫性能(零下20度容量保持度)低于80%低于70%大于70%低于60%安全性良良一般優(yōu)環(huán)保性優(yōu)優(yōu)優(yōu)差7正負(fù)極材料決定鈉離子電池關(guān)鍵性能，成本占比較高鈉離子電池正負(fù)極材料決定其主要性能，價(jià)值量較高。鈉離子電池主要由兩種不同的鈉嵌入型材料(正極材料、負(fù)極材料)、電解液、隔膜等關(guān)鍵部件組成。充電時(shí)，鈉離子從正極材料中脫出，經(jīng)過(guò)電解液，隔膜，最后嵌入到負(fù)極材料；與此同時(shí)，電子經(jīng)外電路從負(fù)極流向正極。放電過(guò)程則與充電過(guò)程相反?？梢钥闯鲡c離子電池的工作原理和鋰離子電池基本類似，也是一類“搖椅式電池”。鈉離子電池正、負(fù)極材料體系在電池產(chǎn)品中起決定性因素，電解液/隔膜主要與正、負(fù)極材料體系進(jìn)行選擇匹配使用，因此，正、負(fù)極材料體系也直接決定了電池最終的性能指標(biāo)。根據(jù)《高功率高安全鈉離子電池研究及失效分析》，以NaCR26650P圓柱鈉離子電池為例，材料和制造成本各約占75%和24%，管理費(fèi)用等約1%。而在原材料成本中：正極成本占其35%，負(fù)極成本約占10%，電解液和隔膜成本分別約占11%和7%，其他裝配物料成本約占37%。制造成本中人工成本、設(shè)備折舊、能源消耗以及質(zhì)量/環(huán)境成本又分別約占總成本的比例的8%、9%、5%、2%。整體看，鈉離子電池正負(fù)極材料成本約占電芯成本一半左右，價(jià)值量較高，行業(yè)壁壘相對(duì)更高。8從產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程看，鈉離子電池負(fù)極材料國(guó)內(nèi)布局較少，行業(yè)壁壘相對(duì)更高。目前鈉離子電池的正極材料主要為層狀氧化物、聚陰離子化合物和普魯士藍(lán)類似物，層狀氧化物工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)可以直接沿用鋰離子電池的生產(chǎn)工藝，因此其產(chǎn)業(yè)化程度更高，傳統(tǒng)鋰電正極材料企業(yè)可以快速布局。而負(fù)極材料主要以碳基材料(軟碳/硬碳等)、合金類材料、過(guò)渡金屬化合物和有機(jī)化合物為主，由于硬碳材料具備儲(chǔ)鈉比容量較高、儲(chǔ)鈉電壓較低、循環(huán)性能較好等諸多優(yōu)勢(shì)，所以其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展較快。目前日本可樂(lè)麗為硬碳的主要生產(chǎn)廠商，國(guó)內(nèi)公司如寧德時(shí)代、中科海鈉、璞泰來(lái)、翔豐華等公司研發(fā)布局硬碳材料，但是產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相比正極材料較慢。同時(shí)硬碳單位成本更高，目前國(guó)內(nèi)無(wú)定形碳材料的成本約為8-20萬(wàn)元/噸，相對(duì)正極材料而言，其盈利能力相對(duì)更好。其余原材料(如隔膜、鋁箔、極耳、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑、溶劑及外殼組件等)可直接借用鋰離子電池業(yè)已成熟的商業(yè)化產(chǎn)品，相對(duì)行業(yè)壁壘較低。電池組成材料產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展材料組成產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展正極材料主要為層狀氧化物、聚陰離子化合物和普魯士藍(lán)類似物，工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)可以直接沿用鋰離子電池的生產(chǎn)工藝，國(guó)內(nèi)多家企業(yè)布局正極材料負(fù)極材料具備產(chǎn)業(yè)化條件的鈉離子電池負(fù)極材料一般采用硬碳、軟碳以及復(fù)合碳等無(wú)定形碳材料。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上大多數(shù)無(wú)定形碳材料的成本約為8-20萬(wàn)元/噸，國(guó)內(nèi)布局企業(yè)較少電解液鈉離子電池電解質(zhì)鹽也采用NaPF6，溶劑為鏈狀碳酸酯和環(huán)狀碳酸酯共用隔膜目前常用的隔膜主要分為干法隔膜和濕法隔膜兩類，主要包括PP、PE、PP/PE以及PP/PE/PP隔膜、陶瓷隔膜、涂膠隔膜等集流體負(fù)極也可采用鋁箔作為集流體，目前市場(chǎng)上電池級(jí)銅箔成本(80-100元/kg)約為電池級(jí)鋁箔成本(22-30元/kg)的3倍。同時(shí)鈉離子電池負(fù)極可采用鋁極耳，相比銅箔集流體所對(duì)應(yīng)的銅鍍鎳極耳或鎳極耳，成本有一定的降低注中的風(fēng)險(xiǎn)提示和免責(zé)聲明9鈉離子電池負(fù)極材料應(yīng)當(dāng)盡量滿足工作電壓低、比容量高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定(體積形變小)、首周庫(kù)侖效率高、壓實(shí)密度高、電子和離子電導(dǎo)率高、空氣穩(wěn)定、成本低廉和安全無(wú)毒等特點(diǎn)。目前鈉離子電池負(fù)極材料主要包括碳基、鈦基、有機(jī)類和合金類負(fù)極材料等。目前常見(jiàn)的碳基材料包括石墨、石墨烯、硬碳、軟碳等。由于鈉離子的半徑為0.102nm，遠(yuǎn)大于鋰離子的半徑(0.069nm)，致使鈉離子在石墨層間的脫嵌過(guò)程極易破壞石墨的結(jié)構(gòu)，因此石墨較難作為鈉電負(fù)極的材料。無(wú)定形碳負(fù)極材料因資源豐富、結(jié)構(gòu)多樣、綜合性能優(yōu)異，被認(rèn)為是最有應(yīng)用前景的鈉離子電池負(fù)極材料。硬碳也稱為不可石墨化碳，因其高比容量和易合成而得到了廣泛的關(guān)注，得益于硬碳較大的層間距離和晶格缺陷，其在鈉離子電池中表現(xiàn)出較高的可逆容量，然而，用于生產(chǎn)硬碳的前驅(qū)體如生物質(zhì)、樹(shù)脂、有機(jī)聚合物等，通常表現(xiàn)出較低的碳收率和較差的倍率性能，不利于發(fā)揮鈉離子電池的低成本優(yōu)勢(shì)。軟碳由于其可在2800℃高溫以上石墨化，也可稱為石墨化碳，多由瀝青、焦炭等制得。和硬碳相比，軟碳的結(jié)晶度相對(duì)較高，缺陷較少，但是直接碳化的軟碳材料在鈉離子電池中表現(xiàn)出較低的可逆容量。圖：鈉離子電池負(fù)極材料研究進(jìn)展表：鈉離子電池負(fù)極材料優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比材料分類優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)碳基材料研發(fā)技術(shù)成熟比容量低、倍率性能差鈦基化合物結(jié)構(gòu)性能好、倍率性能好比容量低合金材料、金屬化合物理論比容量高循環(huán)性能差研究》，國(guó)海證券研究所研究》，國(guó)海證券研究所硬碳相比軟碳結(jié)構(gòu)無(wú)序度和碳層間距相對(duì)更大，其微觀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)導(dǎo)致硬碳儲(chǔ)鈉能力相對(duì)更佳；通常溫度、預(yù)氧化、摻雜等方式都可以改變無(wú)定形碳?溫度：隨著熱解溫度的提升，含碳前驅(qū)體的熱解過(guò)程可分為熱解、炭化和石墨化三階段。碳材料最終結(jié)構(gòu)的形成是前驅(qū)體的種類和最高處理溫度共同決定的。熱解過(guò)程中(1000℃以下)，軟碳前驅(qū)體會(huì)發(fā)生由固相到液相的轉(zhuǎn)變；硬碳前驅(qū)體分子結(jié)構(gòu)發(fā)生重排，但依舊為固相。炭化(1000℃-2000℃)過(guò)程中，軟碳前驅(qū)體在炭化過(guò)程中便已出現(xiàn)明顯的石墨化趨勢(shì)；硬碳前驅(qū)體的石墨烯層在相對(duì)較大的尺度上，其取向隨機(jī)度是很大的，會(huì)導(dǎo)致大小和形態(tài)各異的孔洞產(chǎn)生；石墨化(2000℃以上)過(guò)程中，軟碳前驅(qū)體石墨層繼續(xù)長(zhǎng)大，有序堆疊形成石墨結(jié)構(gòu)，孔隙消失，真密度逐漸增大并趨于穩(wěn)定(2-2.25g/cm3)；硬碳前驅(qū)體石墨微晶進(jìn)一步長(zhǎng)大，局域石墨化度提高，閉孔大量形成。?預(yù)氧化：在空氣/氧氣中對(duì)樣品進(jìn)行低溫加熱處理，實(shí)現(xiàn)瀝青基碳結(jié)構(gòu)從有序到無(wú)序的轉(zhuǎn)變，主要針對(duì)軟碳使用。?摻雜：為了優(yōu)化調(diào)整鈉離子電池碳負(fù)極材料的性能，雜原子摻雜碳(軟碳、硬碳)被大量研究，摻雜元素主要包括氮、硼、硫、磷。對(duì)于碳材料，在低溫下，雜原子摻雜能夠改善其儲(chǔ)鈉性能，但在高溫下，雜原子會(huì)逸出，減弱摻雜的效果。電池?zé)o定形碳材料對(duì)比硬碳軟碳定義經(jīng)過(guò)高溫處理(2800℃以上)也難以完全石墨化的碳，在高溫下其無(wú)序結(jié)構(gòu)難以消除，亦稱難石墨化碳經(jīng)過(guò)高溫處理(2800℃以上)可以石墨化的碳材料，無(wú)序結(jié)構(gòu)很容易被消除，亦稱易石墨化碳微觀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)無(wú)序度和碳層間距相對(duì)更大，內(nèi)部存在微孔結(jié)構(gòu)存在無(wú)序結(jié)構(gòu)，可能有少量微孔存在充放電曲線常見(jiàn)硬碳材料的充放電曲線均由斜坡區(qū)和平臺(tái)區(qū)組成，炭化溫度不同，斜坡區(qū)和平臺(tái)區(qū)所占的比例有所不同其充放電曲線呈斜坡?tīng)睿珒?chǔ)鈉容量較低鈦是巖石形成的元素之一，廣泛分布在地殼中。而鈦的化合物，TiO2和Na2Ti3O7具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、對(duì)環(huán)境無(wú)毒和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是很有前途的儲(chǔ)能材料。TiO2晶體是由共邊的TiO6八面體構(gòu)成，內(nèi)部含有的開(kāi)放通道既能增強(qiáng)離子的導(dǎo)電性，又能提供鈉離子存儲(chǔ)所需的間隙位置。鈉離子嵌入TiO2空隙中的過(guò)程是基于Ti4+/Ti3+的氧化還原反應(yīng)發(fā)生的，在放電時(shí)，Ti4+被還原成Ti3+，而鈉離子則嵌入到含有之字形通道的TiO6八面體活性中心，與氧形成新的Na-O鍵，這個(gè)過(guò)程伴隨由TiO2相轉(zhuǎn)變?yōu)镹axTiO2相的發(fā)生。鈦基材料具有層狀的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，通常以插層的方式進(jìn)行鈉離子的存儲(chǔ)，在充放電過(guò)程中具有高安全性。但其有限的插層容量和低的電導(dǎo)率降低了其比容量和倍率性能。為了提高鈦基材料的電化學(xué)性能，目前研究主要圍繞三個(gè)方面展開(kāi)。第一個(gè)方面是將材料尺寸納米化，尺寸的減小可以有效的縮短電子和離子的擴(kuò)散路徑并在插層過(guò)程中減緩體積膨脹。第二個(gè)方面是材料設(shè)計(jì)成多孔狀，這可以擴(kuò)大電極與電解液的接觸面積。第三個(gè)方面是將銳鈦礦型TiO2與導(dǎo)電物質(zhì)復(fù)合，可以提高整個(gè)電極的導(dǎo)電性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。極鈦基負(fù)極材料性能對(duì)比正極材料電壓(V)可逆容量(mAh/g)首次庫(kù)倫效率(%)循環(huán)后容量(mAh/g)倍率性能(mAh/g)TiO2@CNTAs0.0-3.050.3at0.2A/g232aftercycling500at0.2A/gTiO2/CFC0.01-3.0155at5A/g67.5at1A/g148.7aftercycling2000at1TiO2/C-HSs0.01-2.5150.5at0.1A/g25.7at100mA/g140.4aftercycling100at0.1H-C@TiO2@C0.01-3.0335.4at50mA/g58.2at200mA/g173.3aftercycling1500at2000TiO2/CNC6000-3250at0.1A/g51at0.1A/gNF-TiO2/C0.01-2.573.3at0.5C144aftercycling10000at10C有機(jī)負(fù)極材料成本低無(wú)污染，但是易溶于有機(jī)電解液，循環(huán)穩(wěn)定性較差。與無(wú)機(jī)負(fù)極材料相比，有機(jī)負(fù)極材料的特點(diǎn)是成本低廉且結(jié)構(gòu)多樣，主要分為羰基化合物、席夫堿化合物、有機(jī)自由基化合物和有機(jī)硫化物四類。羰基化合物中的共軛羰基化合物來(lái)源豐富、結(jié)構(gòu)多樣和比容量高.其中，對(duì)苯二甲酸二鈉(Na2C8H4O4)是鈉離子電池有機(jī)負(fù)極材料。其在0.1C倍率和0.1~2V的壓范圍內(nèi)表現(xiàn)出250mAh/g的可逆比容量和0.25V儲(chǔ)鈉電位。對(duì)醌類化合物也是一種具有電化學(xué)活性的有機(jī)羰基化合物，該材料在0.1C電流密度下的首周可逆比容量為265mAh/g，首周庫(kù)侖效率為91.9%，平均儲(chǔ)鈉電位高于1V，有效避免了低電位下SEI膜的生成。然而，這種材料由于電子電導(dǎo)率較低和易溶于有機(jī)電解液中，致使循環(huán)穩(wěn)定性較差，尚需優(yōu)化改進(jìn)。合金類鈉電負(fù)極材料比容量高，但是循環(huán)性能較差，比容量易快速衰減。合金類材料由于其儲(chǔ)鈉比容量較高、反應(yīng)電極電勢(shì)相對(duì)低的特點(diǎn)受到了廣脫嵌鈉前后體積變化巨大，導(dǎo)致材料分化和集流體失去點(diǎn)接觸，比容量快速衰減。目前可以與金屬鈉形成合金的負(fù)極材料有In、Si、Sn、Pb、P、As、Sb和Bi，研究較多的合金類負(fù)極材料主要有Sn、Sb和P。目前主要采用結(jié)構(gòu)調(diào)控、元素?fù)诫s和材料復(fù)合的方式改善體其積膨脹，維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高導(dǎo)電性和循環(huán)壽命。鈉離子電池負(fù)極材料儲(chǔ)鈉機(jī)制：了解負(fù)極材料的儲(chǔ)鈉機(jī)制可以有助于新型電極材料的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，目前儲(chǔ)鈉機(jī)制主要分為三種：插層反應(yīng)機(jī)制、合金化反應(yīng)機(jī)制、轉(zhuǎn)化反應(yīng)機(jī)制。插層反應(yīng)機(jī)制：插層反應(yīng)機(jī)制是指在不影響材料的鍵距、晶相和晶面間距等晶體參數(shù)的情況下，將鈉離子嵌入材料的層間距或者晶格之中形成穩(wěn)定的層間化合物。通過(guò)插層機(jī)制儲(chǔ)鈉的材料通常具有層狀結(jié)構(gòu)，主要包括碳基材料和鈦基材料，這可能是由于層與層之間有更多可供離子存儲(chǔ)的位置，可以更容易地插入和提取鈉離子。但由于材料的活性中心數(shù)量有限，通過(guò)插層反應(yīng)機(jī)制進(jìn)行儲(chǔ)鈉的材料通常具有相對(duì)較低的容量。合金化反應(yīng)機(jī)制：在合金化過(guò)程中，電極材料會(huì)與鈉結(jié)合形成二元合金，在到達(dá)最終相之前，中間相合金會(huì)發(fā)生相變，其相變的過(guò)程會(huì)受到材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)和鈉化速度的影響。而最終的合金化產(chǎn)品決定了材料的理論容量和合金化反應(yīng)體積?；诤辖鸹瘷C(jī)制的負(fù)極材料會(huì)由于發(fā)生多電子轉(zhuǎn)移而擁有較高的理論容量，但是在每個(gè)合金化循環(huán)中，由于體積的巨大變化，新暴露的電極材料會(huì)加劇解液的連續(xù)還原，從而對(duì)整體庫(kù)侖效率造成不利影響。轉(zhuǎn)換反應(yīng)機(jī)制：利用過(guò)渡金屬的多種氧化態(tài)來(lái)提高充放電過(guò)程中電極材料的比容量。大多數(shù)過(guò)渡金屬氧化物、硫化物、硒化物和磷化物是典型的基于轉(zhuǎn)化反應(yīng)的負(fù)極材料。然而，在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，電極材料的結(jié)構(gòu)會(huì)由于化學(xué)鍵的形成或斷裂而崩潰，使SEI膜和電極在循環(huán)時(shí)出現(xiàn)機(jī)械不穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致容量衰減。同時(shí)，鈉的轉(zhuǎn)化反應(yīng)還存在電壓滯后、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)緩慢、電解液分解等問(wèn)題，這些都是亟須解決的難題。請(qǐng)務(wù)必閱讀報(bào)告附注中的風(fēng)險(xiǎn)提示和免責(zé)聲明15無(wú)定形碳通常由有機(jī)前驅(qū)體在500-1500℃溫度下熱解產(chǎn)生。熱解后的最終產(chǎn)物是硬碳還是軟碳，主要取決于前驅(qū)體的性質(zhì)。熱固性前驅(qū)體(富氧或是缺氫)，例如聚偏二氯乙烯、木材、纖維素、羊毛、酚醛樹(shù)脂、棉花、糖類或環(huán)氧樹(shù)脂等，在熱解過(guò)程中發(fā)生固相炭化，容易形成硬碳。熱塑性前驅(qū)體(富氫或者缺氧)，例如聚氯乙烯、聚苯胺、石油化工原料及其下游產(chǎn)品(煤碳、瀝青和石油焦等)，在熱解過(guò)程中發(fā)生熔融炭化，有機(jī)高分子發(fā)生重排，容易形成軟碳。?軟碳前驅(qū)體：主要包括石油焦、石墨化中間相碳微球、瀝青以及無(wú)煙煤等。?硬碳前驅(qū)體：主要包括生物質(zhì)、碳水化合物、和樹(shù)脂等。生物質(zhì)前驅(qū)體主要是指植物的根莖葉等(例如：香蕉皮、泥煤苔、花生殼、樹(shù)葉、蘋果皮、柚子皮、楊木和棉花等)。碳水化合物前驅(qū)體主要包括葡萄糖、蔗糖、淀粉、纖維素和木質(zhì)素等通過(guò)生物質(zhì)提取而來(lái)的化工產(chǎn)品。樹(shù)脂前驅(qū)體主要包括酚醛樹(shù)脂、聚苯胺和聚丙烯腈等。源前驅(qū)體的無(wú)定形碳性能對(duì)比碳負(fù)極材料(不同碳源)首周可逆容量(mAh/g)首周庫(kù)侖效率(%)循環(huán)性能蔗糖31483.20.1C循環(huán)100周后容量保持率93%棉花315830.1C循環(huán)100周后容量保持率97%夏威夷果殼31491.41C循環(huán)1300圈容量保持率70%(全電池)楊木33088.30.1C循環(huán)100周容量保持率97%無(wú)煙煤222810.2C循環(huán)600周容量保持率89%瀝青+木質(zhì)素(1:1)2548201C循環(huán)150周容量保持率89%瀝青(預(yù)氧化)300.688.60.1C循環(huán)200周容量保持率93.1%瀝青(Mg(NO3)2·6H2O改性)277.880.20.1C循環(huán)200周容量保持率98%瀝青(低溫合成)263801.5C循環(huán)500周容量保持率70%木炭400800.1C循環(huán)50周容量保持率91.5%酚醛樹(shù)脂410840.1C循環(huán)40周容量保持率93%海證券研究所由于其他材料合成條件較為復(fù)雜，制備成本較大，在大規(guī)模儲(chǔ)能鈉離子電池應(yīng)用前景比較低，目前制備硬碳材料所用的前驅(qū)體主要有生物質(zhì)和樹(shù)脂兩大類。生物質(zhì)熱解硬碳材料由于前驅(qū)體是自然界分布廣泛的生物質(zhì)，具有環(huán)境友好、價(jià)格低廉、資源豐富等特點(diǎn)。樹(shù)脂由于具有耐熱性、耐燃性、耐水性和絕緣性優(yōu)良，耐酸性較好，機(jī)械和電氣性能良好等一系列優(yōu)點(diǎn)而被廣泛用于電氣設(shè)備，作為一種人工合成材料已經(jīng)在工業(yè)上實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)，因此其也被作為制備硬碳材料的優(yōu)質(zhì)前驅(qū)體材料。但是生物質(zhì)類前驅(qū)體雖然具有較低的價(jià)格，但是其產(chǎn)碳率很低，一般只有小于20%的產(chǎn)碳率；而樹(shù)脂類前驅(qū)體是通過(guò)人工合成的方法所獲得，因此其成本相對(duì)較高。目前產(chǎn)業(yè)內(nèi)以生物質(zhì)工藝路線為主，行業(yè)龍頭日本可樂(lè)麗主要以椰子殼作為前驅(qū)體制備硬碳材料。生物質(zhì)硬碳制備工藝：一步碳化法應(yīng)用最廣，活化法最具前景。目前生物質(zhì)硬碳制備工藝主要為一步碳化法、活化法、水熱法、模板法為主。其中一步碳化法應(yīng)用最廣，但一步碳化法制備的生物碳材料在大電流循環(huán)過(guò)程中不穩(wěn)定，倍率性能較差；而活化法制備多級(jí)孔徑的硬碳材料具有更多的接觸位點(diǎn)，有利于鈉離子的脫嵌，循環(huán)穩(wěn)定性以及電化學(xué)性能更優(yōu)，未來(lái)最有前景。硬碳制備工藝對(duì)比制備工藝定義特點(diǎn)一步碳化法將生物質(zhì)材料作為前驅(qū)體，通常采用熱化學(xué)法將生物質(zhì)碳在高溫缺氧條件下進(jìn)行熱分解制備硬碳材料在硬碳材料的制備中應(yīng)用最廣，但一步碳化法制備的生物碳材料在大電流循環(huán)過(guò)程中不穩(wěn)定，倍率性能較差活化法將生物質(zhì)前驅(qū)體與化學(xué)試劑以一定比例混合，在高溫下反應(yīng)從而得到含多孔結(jié)構(gòu)和元素?fù)诫s的生物質(zhì)衍生碳材料活化法可以制備多孔材料，含有多級(jí)孔徑的硬碳材料具有更多的接觸位點(diǎn)，有利于鈉離子的脫嵌，并且控制活化條件可以調(diào)控石墨層的排列方式以改變鈉離子的擴(kuò)散方式，這種方法較水熱法易實(shí)現(xiàn)在大電流下的循環(huán)穩(wěn)定性，是目前最具有前景的制備方法水熱法在密封壓力容器中將溶劑和生物質(zhì)前驅(qū)體混合，高溫反應(yīng)來(lái)制備材料的方法。水熱法可以把生物質(zhì)碳材料表面的不穩(wěn)定有機(jī)物除去并留下孔隙，還可以引入大量的官能團(tuán)。同時(shí)，在水熱反應(yīng)中引入石墨烯還能夠提高材料的電導(dǎo)率通過(guò)對(duì)生物質(zhì)材料前期的水熱處理，可去除其表面的不穩(wěn)定有機(jī)物而留下孔隙，增大生物質(zhì)材料的比表面積，同時(shí)在水熱過(guò)程中也提升了其石墨化程度，提高了鈉離子在石墨中插層的比例，制備的材料較一步碳化法具有更優(yōu)良的倍率性能和較大的比容量，但循環(huán)穩(wěn)定性較差模板法制備生物質(zhì)衍生硬碳材料具有碳材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、孔隙率高、形狀易控制等優(yōu)點(diǎn)，分為硬模板法和軟模板法作為一種特殊的合成方法可以制備具有較大比表面積的硬碳材料，但這種方法制備工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高，不適合大規(guī)模投入工業(yè)生產(chǎn)國(guó)海證券研究所改性工藝提升碳基負(fù)極材料性能加快產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用硬碳作為鈉離子電池負(fù)極材料時(shí)也存在著一些缺點(diǎn)，比如低的電極電位和首圈庫(kù)倫效率及差的循環(huán)穩(wěn)定性和倍率。這些因素嚴(yán)重阻礙著硬碳基負(fù)極材料的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。雖然對(duì)硬碳材料的儲(chǔ)能機(jī)理還有待進(jìn)一步的確認(rèn)，但是關(guān)于硬碳儲(chǔ)鈉性能的提升策略卻存在一些共通之處?；趯?duì)硬碳儲(chǔ)鈉機(jī)理的認(rèn)識(shí)，硬碳材料儲(chǔ)鈉性能(倍率，比容量，首圈庫(kù)倫效率ICE)提升的策略主要集中在以下幾個(gè)方面：(1)通過(guò)調(diào)控前驅(qū)體的合成以及熱解過(guò)程在微觀上調(diào)控硬碳的孔隙結(jié)構(gòu)和層間距；(2)與其他材料的包覆和復(fù)合、雜原子摻雜等來(lái)調(diào)控材料的缺陷程度和層間距；(3)電解液的調(diào)控以及預(yù)鈉化的處理。軟碳材料改性工藝與硬碳類似，需要通過(guò)預(yù)氧化、材料復(fù)合等方式提升其電化學(xué)性能。極材料主要改性工藝改性方式主要特點(diǎn)造孔劑調(diào)控通過(guò)造孔劑和模板對(duì)硬碳材料的孔隙進(jìn)行調(diào)控。利用小分子溶劑和模板劑等預(yù)處理前驅(qū)體能夠調(diào)控材料的孔隙結(jié)構(gòu)，從而改善硬碳的電化學(xué)性能，如采用乙醇作為造孔劑，通過(guò)溶劑熱法固化液態(tài)的酚醛樹(shù)脂可使乙醇均勻地分散在前驅(qū)體中。其中，前驅(qū)體的碳化過(guò)程會(huì)逐步釋放內(nèi)部的乙醇分子來(lái)充當(dāng)活化劑并構(gòu)建出大量的納米級(jí)封閉微孔，使得該硬碳的比容量高達(dá)410mAhg-1，但是，過(guò)量的造孔劑也會(huì)導(dǎo)致形成大量的開(kāi)孔，導(dǎo)致硬碳的微觀結(jié)構(gòu)遭到破壞，造成硬碳比容量和ICE的急劇下降雜原子摻雜為了發(fā)揮硬碳材料的潛力，雜原子摻雜(通常是氮、硼、硫和磷)可以用來(lái)改善硬碳材料的特性，如表面結(jié)構(gòu)、電子導(dǎo)電性、層間距等。一般來(lái)講，氧元素廣泛存在于大多數(shù)的有機(jī)前驅(qū)體中，由此所得的大多數(shù)硬碳材料都含有含氧官能團(tuán)。這些含氧官能團(tuán)的引入能夠提供一些儲(chǔ)鈉的活性位點(diǎn)，從而增強(qiáng)可逆容量預(yù)氧化預(yù)氧化也是合成硬碳材料的一種處理方法。在碳化的早期階段預(yù)氧化原材料能夠?qū)⒖墒木酆衔镛D(zhuǎn)化為不可石墨化的硬碳。目前，這是一種能夠?qū)⑶膀?qū)體改性為適用于生產(chǎn)鈉離子電池負(fù)極硬碳材料的常規(guī)方法。例如，熱空氣中預(yù)氧化羥基化合物可以增強(qiáng)交聯(lián)而使其錨定到木質(zhì)素前驅(qū)體中。預(yù)氧化可使碳化過(guò)程中抑制石墨疇的定向生長(zhǎng)，從而構(gòu)建出更多的亂層石墨微結(jié)構(gòu)并進(jìn)一步形成豐富的孔隙以容納更多鈉離子的填充與其他材料復(fù)合將其它材料與硬碳材料復(fù)合是解決硬碳材料固有大比表面積和導(dǎo)電性不足的一種有效方法。例如，導(dǎo)電性碳材料(軟碳、石墨、石墨烯、碳納米管等)和硬碳材料的的復(fù)合能夠在一定程度上提高硬碳負(fù)極材料在鈉離子電池中的電化學(xué)性能電解液調(diào)控目前鈉離子電池中主流的電解液體系也基本以酯類(EC-DEC，EC-DMC)為主。研究表明，純?nèi)軇┲惺褂肊C作為電解液能夠獲得最高的ICE。但是單一的EC在常溫下為固態(tài)因此不適合單獨(dú)作為電解液的溶劑使用。而二元的混合溶劑中，EC-DEC則表現(xiàn)出最佳的循環(huán)性能和ICE，并且混合溶劑電解液比單一的溶劑具有更高的電導(dǎo)率，其中EC的引入能夠極大地提高電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率。除溶劑外，鈉鹽的種類和濃度對(duì)電池的循環(huán)穩(wěn)定性也有顯著影響。通常，適當(dāng)增加鈉鹽濃度可以誘導(dǎo)鹽的優(yōu)先還原，形成穩(wěn)定的富含無(wú)機(jī)物的SEI膜。對(duì)于鈉鹽種類，SEI膜中有機(jī)物的濃度逐漸降低，其順序?yàn)椋篘aPF6>NaClO4>NaTFSI>NaFTFSI>NaFSI預(yù)鈉化在鋰離子電池中，可通過(guò)預(yù)鋰化技術(shù)(鋰粉，預(yù)鋰劑)去避免較低的ICE對(duì)全電池能量密度和循環(huán)性能的不利影響，這在鈉離子電池中也同樣適用。目前，現(xiàn)有的補(bǔ)鈉技術(shù)還不成熟，補(bǔ)鈉工藝復(fù)雜且成本高料預(yù)氧化瀝青料料預(yù)氧化瀝青料從目前各家披露的專利看，硬碳生產(chǎn)工藝主要包括粉碎、碳化、純化、活化等過(guò)程，生物質(zhì)前驅(qū)體還需要酸洗等步驟，樹(shù)脂則需要與乙醇混合等。軟碳生產(chǎn)工藝主要包括預(yù)氧化以及高溫碳化，同時(shí)需要根據(jù)材料的性能需求進(jìn)行元素?fù)诫s、材料復(fù)合等工藝。在生產(chǎn)工藝中，溫度控制以及前驅(qū)體的選取極其重要，決定其最終的產(chǎn)品性能。目前硬碳產(chǎn)品工藝是市場(chǎng)主流，軟碳產(chǎn)品主要以中科海納+華陽(yáng)股份為主。靜電活化 生物質(zhì)原料第一前驅(qū)體料150度真空干燥鹽酸酸液處理，水洗，干燥料1300-1600度高溫碳化，通入惰性氣體200-350度預(yù)氧化900-1600度高溫?zé)Y(jié)，等離子體表面還原，惰性氣體700-800度還原燒結(jié)處理、酸洗脫灰資料來(lái)源：國(guó)家專利網(wǎng)，國(guó)海證券研究所鈉離子電池未來(lái)預(yù)計(jì)快速滲透儲(chǔ)能+兩輪車電動(dòng)市場(chǎng)，預(yù)計(jì)對(duì)于碳基負(fù)極需求將有快速提高。因此我們測(cè)算了碳基負(fù)極的未來(lái)需求量，基本假設(shè)如下：假設(shè)2023-2025年碳基負(fù)極在動(dòng)力電池滲透率為2%/3%/3%，鈉離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域中滲透率為2%/5%/10%，在兩輪車領(lǐng)域滲透率為1%/4%/8%，對(duì)應(yīng)動(dòng)力領(lǐng)域碳基負(fù)極需求量為1.68/2.73/4.19萬(wàn)噸，儲(chǔ)能領(lǐng)域碳基負(fù)極需求量為0.43/1.68/4.70萬(wàn)噸，電動(dòng)兩輪車需求量為0.10/0.46/1.05萬(wàn)噸。整體看2022年全球碳基負(fù)極需求量為1萬(wàn)噸，2025年需求量為10萬(wàn)噸。極需求量測(cè)算單位20212022E2023E2024E2025E全球動(dòng)力電池出貨量GWh37156676399270yoy135%53%35%30%28%全球儲(chǔ)能電池出貨量GWh66305427yoy133%80%66%55%40%動(dòng)力鋰電池碳基負(fù)極滲透率2%2%3%3%動(dòng)力鋰電池碳基負(fù)極需求量萬(wàn)噸0.410.932.734.19儲(chǔ)能鈉離子電池滲透率0%0%2%5%儲(chǔ)能鈉離子電池碳基負(fù)極需求量萬(wàn)噸0.000.000.434.70全球電動(dòng)兩輪車產(chǎn)量萬(wàn)輛937110777123941425316391yoy全球電動(dòng)兩輪車電池出貨量Gwh74.9786.2299.15114.02131.13二輪車鈉離子電池滲透率0%0%4%8%二輪車鈉離子電池需求量萬(wàn)噸0.000.000.100.46碳基負(fù)極總需求量萬(wàn)噸0.410.932.214.869.94資料來(lái)源：EVTank，弗若斯特沙利文，國(guó)海證券研究所請(qǐng)務(wù)必閱讀報(bào)告附注中的風(fēng)險(xiǎn)提示和免責(zé)聲明20關(guān)上市公司請(qǐng)務(wù)必閱讀報(bào)告附注中的風(fēng)險(xiǎn)提示和免責(zé)聲明21傳統(tǒng)鋰電負(fù)極公司紛紛布局硬碳材料，但多數(shù)產(chǎn)品仍處于試驗(yàn)階段。從公開(kāi)信息以及公司公告看，傳統(tǒng)鋰電負(fù)極公司如杉杉股份、貝特瑞、翔豐華等公司均有硬碳材料負(fù)極的技術(shù)布局，其中杉杉股份、貝特瑞的進(jìn)展相對(duì)較快。但是整體看傳統(tǒng)負(fù)極公司硬碳材料發(fā)展較慢，主要原因?yàn)椋?鈉離子電池仍處于發(fā)展初期，各家廠商仍處于觀望角度；同時(shí)鈉離子的發(fā)展與鋰價(jià)高漲和鋰資源緊平衡有關(guān)，未來(lái)鋰價(jià)下跌可能影響鈉電發(fā)展進(jìn)程，因此相關(guān)廠商沒(méi)有重點(diǎn)發(fā)力該部分業(yè)務(wù)。?硬碳材料盈利能力與公司主營(yíng)業(yè)務(wù)相比較弱，對(duì)于傳統(tǒng)負(fù)極公司擴(kuò)建鋰電負(fù)極材料產(chǎn)能以及研發(fā)新型鋰電負(fù)極材料對(duì)于公司盈利影響更大，因此鈉電的硬碳材料戰(zhàn)略地位較低。鈉電未來(lái)產(chǎn)業(yè)化后，傳統(tǒng)鋰電負(fù)極公司將迎來(lái)新發(fā)展契機(jī)。傳統(tǒng)鋰電負(fù)極公司具有客戶以及產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)，未來(lái)隨著鈉電快速發(fā)展后，公司可以通過(guò)以前現(xiàn)有的技術(shù)儲(chǔ)備以及負(fù)極材料產(chǎn)線快速切入該領(lǐng)域。電負(fù)極公司硬碳材料進(jìn)展公司名稱鈉電負(fù)極業(yè)務(wù)進(jìn)展杉杉股份杉杉科技的鈉電硬碳原材料來(lái)源廣泛，工序簡(jiǎn)化；擁有獨(dú)特的硬碳技術(shù)工藝，通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)控材料的微孔結(jié)構(gòu)，提高材料有效容量指標(biāo)；依靠交聯(lián)工藝調(diào)控技術(shù)，提高硬碳材料性價(jià)比，成功開(kāi)發(fā)高容量、高首效的硬碳材料，實(shí)現(xiàn)批量銷售。貝特瑞正在建設(shè)硬碳量產(chǎn)線翔豐華公司高性能硬碳負(fù)極材料產(chǎn)品目前正在相關(guān)客戶測(cè)試中璞泰來(lái)在硬碳領(lǐng)域有技術(shù)儲(chǔ)備中科電氣公司有持續(xù)進(jìn)行鈉離子電池所需的硬碳材料的開(kāi)發(fā)，硬碳材料的生產(chǎn)與現(xiàn)有石墨類負(fù)極材料生產(chǎn)的部分產(chǎn)能可以共用請(qǐng)務(wù)必閱讀報(bào)告附注中的風(fēng)險(xiǎn)提示和免責(zé)聲明22除了傳統(tǒng)鋰電負(fù)極公司外，很多非上市公司也在布局鈉電負(fù)極業(yè)務(wù)，如成都佰思格、珈鈉能源等。?成都佰思格：根據(jù)公司官網(wǎng)顯示，目前公司鈉電硬碳產(chǎn)品主要有三種，分別為NHC-2、PHC-1、NHC-330。公司在2020年量產(chǎn)常規(guī)能量的鈉離子電池負(fù)極材料，能量密度可做到290-300mAh/g。該材料日本的產(chǎn)品售價(jià)20萬(wàn)元/噸以上，公司可以做到日本的30%左右。預(yù)計(jì)公司在明后年會(huì)發(fā)布NHC360，比容量可以達(dá)到360-380mAh/g。目前公司已經(jīng)完成了園區(qū)建設(shè)規(guī)劃和設(shè)備采購(gòu)，預(yù)計(jì)明年啟動(dòng)建設(shè)。佰思格硬碳產(chǎn)品首次效率現(xiàn)在可以做到92%左右。另外，在壓實(shí)密度和表面積控制上，公司都做到了行業(yè)領(lǐng)先水平。2022年公司完成了2000噸鈉離子電池硬碳負(fù)極材料的設(shè)備安裝和生產(chǎn)。明年上半年，公司計(jì)劃把產(chǎn)能擴(kuò)大到1萬(wàn)噸左右。到2025年會(huì)進(jìn)一步把產(chǎn)能擴(kuò)大到5萬(wàn)噸，對(duì)應(yīng)電池產(chǎn)能20-30GWh。目前該公司獲得鵬輝能源投資，未來(lái)將與其開(kāi)展進(jìn)一步合作。?珈鈉能源：珈鈉能源于2022年4月成立，是一家鈉離子電池關(guān)鍵材料生產(chǎn)商，致力于高安全、長(zhǎng)壽命、低成本鈉離子電池體系研究開(kāi)發(fā)和制造，主要產(chǎn)品包括聚陰離子型鈉離子電池正極材料和生物質(zhì)硬碳負(fù)極材料。其中，生物質(zhì)硬碳負(fù)極材料根據(jù)不同原料和制備工藝可分為三代產(chǎn)品：第一代低成本生物質(zhì)硬碳負(fù)極材料，比容量為280mAh/g左右；經(jīng)過(guò)除雜的第二代硬碳負(fù)極材料，比容量在330mAh/g左右；第三代高端定制硬碳負(fù)極材料，比容量可達(dá)400mAh/g左右。三種路線負(fù)極材料的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正在分步實(shí)施。思格鈉電硬碳產(chǎn)品情況型號(hào)特點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域比容量(mAh/g)首次效率(%)灰分(%)振實(shí)密度(g/cm3)NHC-330微觀形貌：不規(guī)則形狀外觀：黑色粉末，顏色均一，無(wú)結(jié)塊無(wú)雜質(zhì)高能量密度鈉離子電池332.590.50.20.77NHC-2黑色粉末，顏色均一，無(wú)結(jié)塊無(wú)雜質(zhì)鈉離子電池282.688.20.40.72微觀形貌：不規(guī)則形狀外觀：黑色粉末，顏色均一，無(wú)結(jié)塊無(wú)雜質(zhì)低成本鈉離子電池294.689.22.880.65其他上市公司通過(guò)主業(yè)資源及技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)入鈉電負(fù)極行業(yè)，如華陽(yáng)股份、元力股份。?華陽(yáng)股份：公司通過(guò)新陽(yáng)能源與中科海納合作，利用陽(yáng)泉豐富優(yōu)質(zhì)的無(wú)煙煤資源，在太原綜改區(qū)瀟河園區(qū)內(nèi)建設(shè)2000噸鈉離子電池負(fù)極材料項(xiàng)目，項(xiàng)目規(guī)劃用地51畝，預(yù)計(jì)項(xiàng)目總投資不超過(guò)6000萬(wàn)元。公司鈉離子電池負(fù)極材料千噸級(jí)生產(chǎn)項(xiàng)目于2022年3月末試投產(chǎn)后處于產(chǎn)能爬坡階段。公司9月與華陽(yáng)股份與中科海鈉簽訂萬(wàn)噸級(jí)鈉離子電池正、負(fù)極材料合作協(xié)議，目前該項(xiàng)目現(xiàn)已開(kāi)展廠房建設(shè)相關(guān)工作。?元力股份：公司主要聚焦于活性炭、硅酸鈉、硅膠等化工產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。公司主導(dǎo)產(chǎn)品為木質(zhì)活性炭，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括糖用、味精用、食品用、化工用、藥用、針劑、水處理、超級(jí)電容、空氣凈化、揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)回收利用等。公司控股子公司元禾化工生產(chǎn)的硅酸鈉，除提供給參股公司—EWS(公司與全球領(lǐng)先的特種化工企業(yè)德國(guó)贏創(chuàng)工業(yè)集團(tuán)的合資公司)用于白炭黑生產(chǎn)以及全資子公司三元循環(huán)用于硅膠生產(chǎn)外，其余硅酸鈉產(chǎn)品向其他客戶銷售。根據(jù)公司2022年半年報(bào)，公司木質(zhì)活性炭產(chǎn)能超過(guò)11萬(wàn)噸，硅酸鈉30萬(wàn)噸產(chǎn)能，硅膠2.5萬(wàn)噸。?公司超級(jí)電容炭產(chǎn)品與硬碳材料生產(chǎn)類似，有望進(jìn)入鈉電負(fù)極行業(yè)。公司超級(jí)電容炭產(chǎn)品生產(chǎn)工藝包括預(yù)處理、活化、洗滌、酸浸等步驟，與硬碳工藝生產(chǎn)較為類似；從前驅(qū)體角度看，根據(jù)公司的公開(kāi)專利顯示，超級(jí)電容炭可采用果殼生產(chǎn)，而硬碳產(chǎn)品龍頭日本可樂(lè)麗采用椰子殼生產(chǎn)，前驅(qū)體都是生物質(zhì)路線，同時(shí)公司與益海嘉里合作，未來(lái)有望借助益海嘉里的資源，獲得穩(wěn)定的生物質(zhì)前驅(qū)體供應(yīng)渠道。處理裝備(活處理裝備(活性炭吸附)水水處理系統(tǒng)(酸堿中和) 炭 液 活化洗滌酸浸干燥磨粉混合資料來(lái)源：各公司公告，國(guó)家專利網(wǎng)，國(guó)海證券研究所