电气设备：从技术本征角度看钠电池产品高倍率等特性来源

请仔细阅读本报告末页声明Page1 / 6证券研究报告 | 行业点评[Table_Main]从技术本征角度看钠电池产品高倍率等特性来源[Table_Invest]电气设备评级： 看好日期： 2025.05.28[Table_Author]分析师 张鹏登记编码：S0950523070001：18820232934：zhangpeng1@wkzq.com.cn[Table_PicQuote]行业表现2025/5/27资料来源：Wind，聚源[Table_DocReport]相关研究 《宁德时代超级科技日——12C 超充、钠电技术&产业趋势点评》(2025/4/28) 《电池厂能满足史上最严动力电池安全令吗？》(2025/4/21) 《美国系列关税政策不改中国锂电产业竞争力》(2025/4/14) 《3 月新能源车销量重回百万，需求逐步修复》(2025/4/2) 《欧洲电池企业 Northvolt 破产启示和锂电材料涨价缘由》(2025/3/26) 《 2025 年 新 能 源 矿 产 的 机 遇 与 挑 战 》(2025/3/21)事件描述近期，宁德时代发布了钠电池相关产品，包括 24V 重卡启驻一体蓄电池，计划 2025 年 6 月量产；钠新动力电池产品，计划 2025 年 12 月量产，首发落地巧克力换电车型。事件点评宁德时代钠离子电池二代产品性能比上一代有所提升。宁德时代在 2021 年 7月发布了第一代钠离子电池产品，本次第二代产品的性能有较大提升，具备良好的倍率性能和低温性能。钠电池理论高倍率和低温性能优势来自于较小的斯托克斯半径和较低的去溶剂化能力。根据相关学术论文，钠离子的斯托克斯半径小于锂离子，且去溶剂化能更低，赋予其更快的界面传输动力学。钠离子电池具备理论高倍率和良好低温性能优势，在启停电源、北方低温地区部分需求场景具有一定市场空间。根据相关学术论文，从本征角度看，钠离子电池具备理论高倍率性能和良好低温性能优势，在启停电源、北方低温地区等领域具备一定的相对优势。实际产品中，往往借助：1）正负极改性；2）电解液设计；3）电芯设计等来进行钠离子电池的倍率、低温性能等改性实现预期的目标。建议关注钠离子电池相关的正极材料、电池等产业投资机会。风险提示：1、启停电源等需求领域其余电池体系形成竞争2、钠电池的材料和结构改性不及预期，导致无法发挥其高倍率、低温性能强的优势3、钠电降本不及预期导致产业化进度不及预期请仔细阅读本报告末页声明Page2 / 6[Table_Page]电气设备2025 年 5 月 28 日起源：宁德时代发布钠离子二代电池产品事件：近期，宁德时代发布了钠电池相关产品，包括 24V 重卡启驻一体蓄电池，计划 2025年 6 月量产；钠新动力电池产品，计划 2025 年 12 月量产，首发落地巧克力换电车型。宁德时代在 2021 年 7 月发布了第一代钠离子电池产品，本次第二代产品的性能有较大提升。图表 3：宁德时代发布的二代钠离子电池进步明显资料来源：宁德时代、五矿证券研究所溯源：钠电池倍率和低温性能优势来自于哪里钠离子电池在倍率、低温性能两大特性上具有一定优势。我们将电池特性分为六大特性，包括安全、循环性、高低温、倍率、成本、能量密度等，对应下游安全、低成本、高性能三大要求，而钠离子电池在倍率、低温性质上具备一定的理论优势。钠离子具备理论良好的倍率性能。根据相关学术论文，钠离子的斯托克斯半径小于锂离子，且去溶剂化能更低，赋予其更快的界面传输动力学。图表 1：宁德时代钠新启驻电池图表 2：宁德时代钠新动力电池资料来源：宁德时代、五矿证券研究所资料来源：宁德时代、五矿证券研究所请仔细阅读本报告末页声明Page3 / 6[Table_Page]电气设备2025 年 5 月 28 日一：钠离子相比锂离子具备更小的斯托克斯半径，有利于提升扩散系数，带动较高倍率性能。钠离子电池的运行需要经历包括正/负极材料、正极电解质界面和 SEI 层以及液体电解质。以充电过程为例，钠离子的传输涉及以下步骤：1) Na+从正极脱出并与电解质中的有机配体形成溶剂化 Na+；2) 溶剂化 Na+在电解质中扩散；3) 溶剂化 Na+在负极表面去溶剂化。虽然钠离子的离子半径（0.102nm）比锂离子的离子半径（0.076nm）大，但在典型溶剂中表现出较小的斯托克斯半径。根据相关学术论文，Stokes–Einstein 方程表明，更高的温度和更小的溶剂化分子半径会导致更快的扩散速率。（方程为 D= kT/6πηr，其中 D 表示扩散系数，k 表示玻尔兹曼常数，T 表示温度，η表示溶剂（或介质）粘度，r 表示溶剂化分子半径）二：钠离子具备更低的去溶剂化能力，带来理论上更好的倍率性能。根据相关学术论文，钠离子或锂离子在电解质和电极/电解质界面处的转移也决定了电池性能，通过密度泛函理论（DFT）计算表明锂离子去溶剂化是界面转移的限速步骤。从图表6 数据上看，钠离子相比锂离子具有更低的去溶剂化能力，有助于更好的离子界面转移，从而理论倍率性能可能较高。图表 4：钠电池具备低温性能和快充的相对优势图表 5：钠离子在电解液中以溶剂化形式存在资料来源：宁德时代、五矿证券研究所资料来源：《Low‐temperature performance of Na‐ion batteries》Meng Li 等、五矿证券研究所图表 6：Li、Na 对常见有机电解质溶剂的去溶剂化能力（kJ/mol）图表 7：众钠能源的钠电产品倍率性能较好锂钠EC211.3151.9PC218157.3FEC191135.4DEC207.7147.5EMC201.3142.7THF183.4124.5ES194.1135.4去溶剂化能力溶剂资料来源：《Low‐temperature performance of Na‐ion batteries》Meng Li 等、五矿证券研究所资料来源：众钠能源、五矿证券研究所请仔细阅读本报告末页声明Page4 / 6[Table_Page]电气设备2025 年 5 月 28 日钠电池具备理论良好的低温性能。低温条件下，去溶剂化往往是离子传输的速度限制步骤，而钠离子具备相对优势。根据相关学术论文，钠离子电池在低温下的优异性能源于：1）与O3 型锂离子层状氧化物相比，钠离子 O3 型正极具有更低扩散势垒和更高离子电导率。2）钠离子较弱的离子-溶剂相互作用等。3）钠盐的低粘度作用。钠电池的特性决定了其未来市场空间方向从本征角度看，钠离子电池具备理论高倍率和良好低温性能优势，在启停电源领域、北方低温地区部分需求场景等具备一定的市场空间。实际产品中，往往借助：1）正负极改性；2）电解液设计；3）电芯设计等来进行钠离子电池的倍率、低温性能等改性实现预期的目标。建议关注钠离子电池相关的正极材料、电池等产业投资机会。风险提示1、启停电源等需求领域其余电池体系形成竞争2、钠电池的材料和结构改性不及预期，导致无法发挥其高倍率、低温性能强的优势3、钠电降本不及预期导致产业化进度不及预期请仔细阅读本报告末页声明Page5 / 6[Table_Page1]2025 年 5 月 28 日分析师声明作者在中国证券业协会登记为证券