钠电正极材料市场需求分析.docx
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1、钠电正极材料市场需求分析一、钠离子电池技术发展现状钠离子电池基本原理与锂离子电池类似,被称作摇椅式电池。钠 离子电池的结构和工作原理基本与锂离子电池相同,钠离子电池也主 要由正极、负极、隔膜、电解液和集流体组成,正负极之间由隔膜隔 开以防止短路,电解液负责充放电的时候离子在正负极之间的传导, 集流体则起到收集和传输电子的作用。钠离子电池的工作原理为:充 电时,Na+从正极脱出,经过电解液传导进入到负极,使正极处于高电 势的贫钠态,负极处于低电势的富钠态。同时,有相同带电量的电子 通过外电路从负极流入到正极以保持电荷的平衡。放电过程则与充电 过程完全相反,Na+从负极脱嵌,经由电解液穿过隔膜重回
2、正极材料中, 电子则通过外电路从正极流回到负极。由于钠离子电池的充放电过程 完全对称,均是由钠离子和电子在正负极之间的传导而完成,因此钠 离子电池同锂离子电池一样被称作摇椅式电池。钠离子电池技术不断成熟,大规模量产在即。钠离子电池起源于 1976年,Whittingham报导了 TiS2的可逆嵌锂机制,并制作了 Li|TiS2电池,Na+在TiS2中的可逆脱嵌机制也被发现。到19世纪 80年代,Delmas和Goodenough相继发现了层状氧化物材料NaMeO2 (Me二Co, Ni, Cr, Mn, orFe)可作为钠离子电池正极材料,此发现奠 电量,充电速度约为锂离子电池的两倍;低温性能
3、优异:在低温测试 中,钠离子电池(铜基氧化物/煤基碳体系)在-2(rc的容量保持率在 88%以上,而锂离子电池(磷酸铁锂/石墨体系)小于70%;安全性能优 异:在所有安全项目测试中,均未发现起火现象,安全性能更好,这 是因为钠离子电池内阻相比锂离子电池要稍微高一些,致使在短路等 安全性实验中瞬间发热量少、温度较低。钠离子电池在能量密度、循环寿命方面有较大的提升空间。相较 于锂离子电池,目前阻碍钠离子电池发展应用的瓶颈主要集中在其能 量密度、循环寿命等方面。能量密度方面,钠离子电池在100- 150Wh/kg之间,而锂离子电池在150-250Wh/kg之间;循环寿命方面, 钠离子电池为2000+
4、次,而锂离子电池为3000+次。虽然钠离子电池在 能量密度、循环寿命等方面相对锂离子电池存在先天性不足,但是由 于钠离子电池具备成本优势,而且在倍率性能、低温性能和安全性能 等领域优于锂离子电池,因此未来钠离子电池有望应用于储能、低速 电动车、电动船等对能量密度要求较低,但成本敏感性较强的领域。钠电有望在低速电车和储能领域部分替代锂电,预计2026年需求 将达到123. 7GWho根据乘联会披露的数据,我国低速电车领域,主要 是A00级车,2021年销量占比全年新能源汽车总销量的34%。而且未 来随着新能源汽车不断往中低端车型渗透,A00级车销量有望持续上升。假设未来几年全球A00级新能源车销
5、量占比为30%,则到2026年全球 A00级车销量有望突破1000万辆。假设A00级新能源车单车带电量为 15KWh,则2026年全球A00级新能源车电池总容量为153. 2GWh,假设 钠离子电池渗透率20%的情况下,2026年钠离子电池装车量将达到 30. 6GWho储能领域,根据EVTank的数据,2026年全球新增储能电池 规模将达到316. 8GWh,假设钠离子电池渗透率20%的情况下,2026年 储能钠离子电池需求量将达到63. 4GWh0除了低速电动车和储能之外, 钠离子电池还能运用于电动船和两轮电动车,也可与锂离子电池混用 于更高带电量的车型,因此未来钠离子电池的实际需求量将远
6、超测算 值,市场空间广阔。六、层状氧化物大规模应用基础虽然层状正极材料存在诸多优点,但其也存在着明显的短板,主 要包括材料结构稳定性差、空气稳定性差、与电解液发生副反应等问 题,这将导致其容量衰减严重、循环性能恶化、加工性能变差。材料结构稳定性差:Na+在材料中的脱嵌,一方面会导致过渡金属 离子发生反应进行电荷补偿,引起过渡金属层发生畸变、晶体结构发 生坍塌;另一方面还会使过渡金属层滑移及Na+空位有序性变化,引起 不可逆相变,且伴随剧烈体积变化,同样会导致晶体结构崩塌。晶体结构的崩塌,阻碍了 Na+的传输扩散,使得大部分Na+游离在材料表面, 形成不可逆的容量损失,同时恶化循环性能。空气稳定
7、性差:当材料和空气接触后,Na+会从晶格中脱出与空气 中的H20、C02等物质发生反应生成NaOH、NaCO3等物质,简称残碱。 这不仅会使Na+脱出嵌入的数量减少,导致材料容量减少,循环性能恶 化,还会使带正电荷的Na+的屏蔽作用减弱,相邻氧化层之间斥力随之 增大,层间距变大,甚至导致颗粒开裂。此外,材料的吸湿变质使得 其对粘结剂的兼容性变差,造成浆料分散性和稳定性下降,不利于后 续涂布工艺的进行。与电解液发生副反应:在电池工作过程中,尤其是在高电压时, 电解液可能会分解产生一些强酸物质,如NaPF6会分解产生HF,导致 电极表面生成更多副产物,如NiO+2HF-*NiF2+H2O, MnO
8、+2HF-MnF2+H2O,而这些副产物均为导电绝缘体,大大增加了电池 的阻抗。此外,在电解液的侵蚀下,材料中的过渡金属元素不可逆地 溶解到电解液中,破坏了材料的层状结构,从而造成材料的电化学性 能下降。为提升材料的综合性能,各企业不断加大研发力度,层状氧化物 材料性能短板被不断补齐,具备大规模应用基础。针对层状氧化物材 料所存在的问题,各企业均在加大力度研发,采取的改性策略主要包括离子掺杂、结构/组成设计、表面包覆、正极预钠化等方法。各方法叠加使用,层状氧化物正极材料的性能正在逐步提升,产业化应用可 期。七、层状氧化物产业优势层状氧化物材料种类多样,Na-Cu-Fe-Mn系原材料成本最低或率
9、先 应用。层状氧化物正极材料凭借高压实密度、高可逆比容量和可复制 性的工艺路线,是钠离子电池商业化应用的最先受益者。目前,各大 企业均在加大力度布局层状氧化物正极,但各个企业选择的路线有较 大差异,如中科海纳选择了无银的Na-Cu-Fe-Mn系,振华新材选择了 含镁的Na-Ni-Mn-Fe系等。同时,各个企业在元素掺杂方面也有较大 差异。不同的材料体系和元素掺杂,赋予了正极材料不同的性能,同 时也导致了各体系正极材料成本有较大差异。根据各企业公布的专利, 结合当前主要原材料的市场价格,理想条件下中科海纳Na-Cu-Fe-Mn 系层状氧化物正极材料原材料成本(按照分子式进行理论计算,不计 损耗,
10、不包括加工费用等)最低仅1. 83万元/吨,相比其他体系层状 氧化物正极和锂离子电池三元正极具备成本优势,有望率先应用。从原材料角度,层状氧化物上游原材料主要为碳酸钠和二氧化镒, 极限测算下,2026年碳酸钠和二氧化镒需求分别将达到15. 96万吨和 14. 11万吨。根据前文对钠离子电池需求的测算,假设层状氧化物正极占比为100%的极限情况下,预计到2026年碳酸钠和二氧化镒需求分别将达到15. 96万吨和14. 11万吨,增速显著。从原材料供给端来看,碳酸钠产能充足。根据百川盈孚的数据, 我国目前拥有纯碱产能3450万吨,其中有效产能3115万吨,而2021 年我国纯碱消费量仅2592.
11、1万吨,供给远大于需求。而钠离子电池 层状正极带来的纯碱新增需求至2026年仅15. 96万吨,远低于产能, 纯碱充足的产能,为层状氧化物正极材料大规模产业化提供了原材料 保障。电解二氧化镒是限制产能,短期供给充足,未来增量有限。层状 氧化物正极另一主要原材料为二氧化镒,从供给端来看,目前国内电 解二氧化镒总产能合计38. 05万吨,主要用于一次碱镒电池和镒酸锂 正极材料。从企业端来看,电解二氧化镒行业集中度高,CR3达到 79. 37%,生产电解二氧化镒的企业主要为南方镒业、湘潭电化和红星 发展,分别拥有电解二氧化镒产能15万吨、12. 2万吨和3万吨。由于电解二氧化镒为国家限制扩产产能,未
12、来增量有限,仅南方 镒业、贵州能矿镒业和普瑞斯伊诺康有扩产计划,预计将新增产能 9. 85万吨,增量有限。供需方面,短期电解二氧化镒产能供给充足, 未来随着钠离子电池、磷酸镒铁锂电池放量,有望带动电解二氧化镒 需求快速上升,在供给受限的情况产能或逐步趋紧。从成本角度考虑,MnS04或为镒源最优选择。对于层状氧化物正极 而言,当前可选用的Mn源较多,主要有MnO2、MnS04、Mn203等,以 中科海钠的铜铁镒体系中的NaO. 9CuO. 22FeO. 30Mn0. 4802为例, 当采用的Mn源分别为MnS04、MnO2、Mn203时,按照当前各原材料市 场价计算,单吨正极材料镒源成本分别为4
13、323元/吨、6460元/吨、 23736元/吨(按照分子式进行理论计算,不计损耗,不包括加工费用 等),因此单从原材料成本的角度考虑,MnS04或为镒源最优选择。硫酸镒未来产能供应充足,不存在环保限制。目前国内硫酸镒产 能合计约21. 63万吨,产能整体较充足。而且,天元镒业计划扩建 100万吨高纯硫酸镒项目,其中一期设计产能为30万吨,随着该项目 的投产落地,硫酸产能将更加充足。原材料充足的产能,为层状氧化 物材料大规模产业化提供了保障。八、普鲁士蓝正极原材料行业现状从原材料成本来看,普鲁士蓝类材料远低于磷酸铁锂,大规模推 广可行性高。根据宁德时代专利披露的普鲁士蓝正极材料的制备工艺, 推
14、算得出单吨普鲁士蓝材料分别需要消耗亚铁氟化钠、氯化镒和氯化 钠0. 86吨、0. 36吨和8. 27吨,按照当前市场价来计算,理想情况 下 Nai. 768MnFe (CN) 60. 942- 2. 132H20 的原材料成本约 1. 50 万元/吨(按照分子式进行理论计算,不计损耗,不包括加工费用等)。而根据iFinD和安泰科数据,截止至2022. 11. 10,动力型磷酸 铁锂市场价为17. 30万元/吨。假设动力型磷酸铁锂材料原材料成本 为70%,则在市场价为17. 30万元/吨的前提下,其原材料达12. H 万元/吨,远高于普鲁士蓝类正极材料。因此在原材料成本端,普鲁士 蓝类正极材料大
15、规模推广可行性高。从原材料端来看,普鲁士蓝上游原材料以亚铁氟化钠和二价镒材 料为主。从国内几家布局了普鲁士蓝正极材料的企业来看,各企业的 元素掺杂路线各异,如宁德时代选择了 Mn-Fe基普鲁士蓝类材料,钠 创新能源选择了 Fe基普鲁士蓝类材料等。但从原材料的角度来看,各企业的主要原材料基本包含了亚铁氟 化钠和二价镒材料,因此亚铁氟化钠和二价镒材料是制备普鲁士蓝材 料的核心,普鲁士蓝材料的发展将带动相关材料的需求。从原材料需求端来看,极限测算下,2026年亚铁氟化钠和氯化镒 需求分别将达到21. 28万吨和8. 91万吨。根据前文对钠离子电池需 求的测算,假设普鲁士蓝正极占比为100%的极限情况
16、下,预计到2026 年亚铁氟化钠和氯化镒需求分别将达到21. 28万吨和8. 91万吨,增 速显著。而亚铁氧化钠的上游为氟化钠,理论上,生产1吨亚铁氟化 钠需要氟化钠1. 21吨,氯化镒和硫酸镒均为二价镒材料,因此可以计算出,至2026年,氟化钠和硫酸镒需求分别为28. 61万吨和10. 69万吨。从原材料供给端来看,氟化钠和硫酸镒产能充足,为普鲁士蓝材 料大规模产业化提供保障。氟化钠方面,目前国内氟化钠液态产能(30%)和固态产能(98%)分别为172. 25万吨和15. 86万吨,折合 成纯氧化钠(100%)产能为67. 22万吨,远超需求量28. 61万吨。 硫酸镒方面,目前国内产能合计
17、约21. 63万吨,也是远超需求量 10. 69万吨。而且,天元镒业计划扩建100万吨高纯硫酸镒项目,其 中一期设计产能为30万吨,随着该项目的投产落地,硫酸产能将更加 充足。原材料充足的产能,为普鲁士蓝材料大规模产业化提供了保障。九、营销调研的类型及内容(一)营销调研的类型市场营销调研可根据不同的标准,划分为不同的类型。如按调研 时间可分为一次性调研、定期性调研、经常性调研、临时性调研;按 调研目的可分为探测性调研、描述性调研和因果关系调研。1、探测性调研企业在情况不明时,为找出问题的症结、明确进一步调研的内容 和重点,需进行非正式的初步调研,收集一些有关资料进行分析。探 测性调研研究的问题
18、和范围比较大,在研究方法上比较灵活,在调研过程中可根据情况随时进行调整。有些比较简单的问题,如果探测性 调研已能弄清其来龙去脉,可不再做进一步调研。2、描述性调研在已明确所要研究问题的内容与重点后,通过详细的调查和分析, 对市场营销活动的某个方面进行客观的描述,对已经找出的问题作如 实地反映和具体的回答。市场营销调研一般要进行实地调查,收集第 一手资料,摸清问题的过去和现状,进行分析研究,寻求解决问题的 办法。描述性调研是市场营销调研采用的一种类型。如某企业产品销 量下降,通过调研,查清主要原因是产品质量差、售后服务不周到等, 可将调研结果进行描述,如实反映情况和问题,以利寻求对策。3、因果关
19、系调研企业营销活动存在许多引发性的关系,大多可以归纳为由变量表 示的一些函数。这些,变量包括企业自身可以控制的产品产量、价格、 促销费用等,也包括企业无法完全控制的产品销售量、市场竞争格局 与供求关系等。描述性调研可以说明这些现象或变量之间存在相互关 系,而因果关系调研则要在描述性调研的基础上进一步分析问题发生 的因果关系,说明某个变量是否影响或决定着其他变量的变化,解释 和鉴别某种变量的变化受哪些因素的影响,以及各种影响因素的变化 对变量产生影响的程度。(二)营销调研的内容营销调研涉及营销活动的各个方面,主要有产品、顾客、销售和促销调研等。1、产品调研产品调研包括对新产品设计、开发和试销,对
20、现有产品进行改良, 以及对目标顾客在产品款式、性能、质量、包装等方面的偏好趋势进 行预测。定价是产品销售的必要因素,因此也需要对供求形势及影响 价格的其他因素的变化趋势进行调研。2、顾客调研顾客调研包括对消费心理、消费行为的特征进行调查分析,研究 社会、经济、文化等因素对购买决策的影响,确定这些因素的影响作 用到底是发生在消费环节、分配环节或是生产领域。此外,还要了解 潜在顾客的需求情况(包括需要什么、需要多少、何时需要等)、影 响需求的各因素变化的情况、消费者的品牌偏好及对本企业产品的满 意3、销售调研销售调研包括对购买行为的调查,即研究社会、经济、文化、心 理等因素对购买决策的影响,也包括
21、对企业销售活动进行全面审查, 如对销售量、销售范围、分销渠道等方面的调研,还有产品的市场潜 定了钠离子电池的商业化基础。随后,Stevens和Dahn发现硬碳材料 具有优秀的钠离子脱嵌性能,该研究成为钠离子电池领城的重大转折 点。至此,钠离子电池两大关键材料得到确定,也为后续钠离子电池 商业化应用打下基础。2015年,全球首颗18650圆柱型钠离子电池诞 生,该电芯能量密度达到90Wh/kg,循环寿命超过2000次,再一次推 进了钠离子的商业化进程。随后,我国在钠离子电池领域取得了十足 的进步,2021年,中科海钠推出了全球首套IMWh钠离子电池光储充智 能微网系统,并成功投入运行;随后,宁德
22、时代推出能量密度达到 160Wh/kg, 15分钟可充满80%的电量,-2CTC可放出9分电量的钠离子 电池。至此,钠离子电池即将迈入到商业化阶段,大规模量产在即。众多企业加码布局钠离子电池,产业化进程再提速。钠离子电池 产业链布局目前处于初级阶段,吸引了众多企业开始布局钠离子电池, 国外有英国FARADION、美国NatronEnergy、法国NAIADES、日本岸田 化学、松下、三菱,国内布局钠离子电池的企业众多,其中具有代表 性的主要有宁德时代、中科海钠、钠创新能源等。预计2023年钠离子 电池将新增产能17. 5GWh,钠离子电池的产业化进程进一步加速。相比于锂离子电池,钠离子电池具备
23、原材料、成本和部分性能优 势。钠离子电池是由钠离子在正负极之间的嵌入、脱出实现电荷转移, 与锂离子电池的工作原理基本相同,两者的生产设备大多可兼容。锂量与销售潜量以及市场占有率的变化情况,也都是销售调研的内容。 销售调研还应该就本企业相对于主要竞争对手的优劣势进行评价。4、促销调研促销调研主要是对企业在产品或服务的促销活动中所采用的各种 促销方法的有效性进行测试和评价。如广告目标、媒体影响力、广告 设计及其效果,公共关系的主要动作及效果,企业形象的设计和塑造 等,都需要有目的地进行调研。十、市场细分的作用市场细分被西方企业誉为具有创造性的新概念,是企业是否真正 树立“消费者为中心”的营销观念的
24、根本标志。需要注意的是,营销 者本身并不创造细分市场,营销者的任务是辨别细分市场并确定以哪 些细分市场作为目标市场,细分市场对企业具有以下作用。(一)有利于发现市场机会在买方市场条件下,企业营销决策的起点在于发现具有吸引力的 市场环境机会。这种环境机会能否发展成为市场机会,取决于两点: 与企业战略目标是否一致;利用这种环境,机会能否比竞争者具有优 势并获取显著收益。这些必须以市场细分为起点 通过市场细分, 可以发现哪些需求已经得到满足,哪些需求只满足了一部分,哪些仍是潜在需求;相应地可以发现哪些产品竞争激烈,哪些产品较少竞争, 哪些产品亟待开发。市场细分对所有企业都至关重要,对中小企业尤为重要
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