普鲁士蓝类材料市场分析.docx

普鲁士蓝类材料市场分析一、 钠电正极材料技术路线正极材料为钠电池关键构成材料之一，其成本占比约为26%在电池充电过程中，正极发生氧化反应，Na+从正极脱出嵌入到硬碳负极并发生电子损失，为了维持电荷平衡，电子的补偿电荷通过外电路转移到负极放电时，则完全相反正极材料的选择会直接关系到电池的能量密度，循环寿命和倍率性能等正极材料的选择依据包括（1）具有较高氧化还原电势，以获得更高的工作电压，从而提高电池整体的能量密度；（2）高质量比容量和体积比容量；（3）与电解液的兼容性好，且在循环过程中能保持结构稳定，以保证电池具有较长的循环寿命；（4）具有合适的钠离子扩散通道和较低的离子迁移势垒，以降低电池内阻；（5）较高的能量转换效率和能量保持率；（6）空气中结构稳定，以避免由存放导致的性质恶化问题；（7）安全无毒、原材料成本低廉、容易制备等钠离子电池正极材料多样，各有优势与不足目前研究的钠离子电池正极材料主要分为层状氧化物、普鲁士蓝类、隧道型氧化物和聚阴离子型化合物等层状氧化物因制备方法简单、技术转化容易、能量密度高、可逆比容量高、倍率性能高和具有可逆的钠离子脱/嵌能力而成为钠离子电池首选的正极材料。

但是层状氧化物也存在容易吸水或者与水-氧气（或二氧化碳）发生反应进而影响结构的稳定性和电化学性能的问题，因此层状氧化物不能长期存放在空气中，这对电池的生产和后续保存提出了较高的要求普鲁士蓝类化合物作为钠离子电池的正极材料，具备能量密度高、可逆比容量高和工作电压可调节等优点，但是其较低的导电性能和库伦效率制约了其进一步发展，后续可能通过掺杂碳纳米管等方式来改善其导电性能隧道型氧化物其晶体结构中具有独特的S型通道，使得在充放电循环过程中结构保持稳定，因此其循环性能和倍率性能较好但是其缺点是首周充电容量较低，导致实际可用的容量较少，而且其工作电压较低，限制了应用范围聚合阴离子化合物作为钠离子电池正极材料主要优点为稳定性好、循环性能好和工作电压高，其缺点主要为可逆比容量低和部分材料含有有毒元素，而且聚合阴离子化合物合成方法复杂，同时为提高其电导率往往需要采取碳包覆等手段，材料改性要求较高国内企业布局以层状氧化物为主，有望率先实现产业化根据目前国内主流的钠离子电池生产企业披露的信息来看，在布局钠离子电池正极材料的时候，大多数选择了层状氧化物体系，这主要取决于层状氧化物制备方法简单、技术转化容易、能量密度高、可逆比容量高、倍率性能高等优点。

随着各企业钠离子电池的放量，层状氧化物正极材料有望率先实现产业化其余的正极材料体系，宁德时代布局了普鲁士蓝化合物材料，鹏辉能源和传艺科技等布局了聚合阴离子化合物，未来随着技术的不断突破，钠离子电池正极材料有望多路线并存二、 钠电正极材料市场需求钠离子电池产业化在即，正极材料即将迎来需求高峰全球电动车市场正在逐步下沉，未来短途电动代步车市场广阔，假设未来全球A00级电动车占比为30%，A00级电动车单车带电量为15KWh同时，假设2023-2026年钠离子电池在A00级电动车领域渗透率分别为1%、5%、10%和20%全球储能行业发展迅速，未来有望成为拉动钠离子电池需求的主要行业，假设2023-2026年钠离子电池在储能领域渗透率分别为1%、5%、10%和20%二轮电动车对电池的成本敏感度较高，而钠离子电池量产后成本具备显著优势，因此钠离子电池有望在二轮电动车领域快速放量假设全球二轮电动车单车带电量为0．8KWh，同时，假设2023-2026年钠离子电池在二轮电动车领域渗透率分别为1%、5%、10%和20%预计2023年钠离子电池装机量为3GWh，相应的正极材料需求量为0．75万吨随着钠离子电池良率不断提升叠加产业链的不断完善，至2026年，全球钠离子电池装机量有望达到123．7GWh，进而带动正极需求量达30．9吨，2023-2026年年均复合增速达245．5%，钠离子电池正极即将迎来需求高峰。

三、 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，推算得出单吨普鲁士蓝材料分别需要消耗亚铁氰化钠、氯化锰和氯化钠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Na1．768Mn[Fe（CN）6]0．942•2．132H2O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12．11万元/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氰化钠和二价锰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氰化钠和二价锰材料，因此亚铁氰化钠和二价锰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年亚铁氰化钠和氯化锰需求分别将达到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%的极限情况下，预计到2026年亚铁氰化钠和氯化锰需求分别将达到21．28万吨和8．91万吨，增速显著而亚铁氰化钠的上游为氰化钠，理论上，生产1吨亚铁氰化钠需要氰化钠1．21吨，氯化锰和硫酸锰均为二价锰材料，因此可以计算出，至2026年，氰化钠和硫酸锰需求分别为28．61万吨和10．69万吨从原材料供给端来看，氰化钠和硫酸锰产能充足，为普鲁士蓝材料大规模产业化提供保障氰化钠方面，目前国内氰化钠液态产能（30%）和固态产能（98%）分别为172．25万吨和15．86万吨，折合成纯氰化钠（100%）产能为67．22万吨，远超需求量28．61万吨硫酸锰方面，目前国内产能合计约21．63万吨，也是远超需求量10．69万吨而且，天元锰业计划扩建100万吨高纯硫酸锰项目，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四、 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=Co，Ni，Cr，Mn，orFe）可作为钠离子电池正极材料，此发现奠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1MWh钠离子电池光储充智能微网系统，并成功投入运行；随后，宁德时代推出能量密度达到160Wh/kg，15分钟可充满80%的电量，-20℃可放出90%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离子电池已经于1991年成功商业化，目前被广泛应用于动力、储能和消费等领域，而钠离子电池则持续处于研究中，产业化应用较慢，直到近期产业化的进程才得到加速目前最新的研究成果发掘出了钠离子电池相对于锂离子电池的诸多优势，展示出了钠离子电池的巨大开发潜力五、 扩大总需求市场领导者占有的市场份额最大，在市场总需求扩大时受益也最多扩大总需求的途径有开发产品的新用户、寻找产品的新用途和增加顾客使用量等一）开发新用户1、转变未使用者转变未使用者，即说服那些尚未使用本行业产品的人开始使用，把潜在顾客转变为现实顾客比如，有人担心电淋浴器使用不安全而不愿购买，企业可大力宣传它装有多重，安全保护装置，绝对不会发生意外，将这部分潜在购买者转变为现实购买者有人认为纯水中不含有益矿物质而不愿安装家用纯水机纯水机制造公司可大力宣传人们所需的矿物质主要从日常食物中获取，从饮水中获取的比例可以忽略不计，饮用纯水不会影响身体健康而自来水中虽然含有矿物质但是也可能含有许多污染物质，危害身体健康。

安装家用纯水机直接饮用纯水更加有益身体健康2、进入新的细分市场“新的细分市场”指该细分市场的顾客使用本行业产品，但是不使用其他细分市场的同类产品和品牌例如，服装市场可以根据性别分为男性和女性两个细分市场，根据年龄不同分为老年、中年、青少年和儿童等不同细分市场，一般而言，女性不会购买男性服装，男性也不会购买女性服装；老年人不会购买青少年时装，青少年也不会购买老年人服装企业在原细分市场的需求饱和后可设法进入新的细分市场，扩大原有产品的适用范围，说服新细分市场的顾客使用本产品例如，青年时装制造公司可通过营销宣传说服中老年人购买年轻人的时装，实现心理上的年轻3、地理扩展地理扩展指寻找尚未使用本产品的地区，开发新的地理市场例如，空调、摩托车等产品在城市市场已经趋于饱和，可着重开发农村市场轿车在发达国家已经趋于饱和，可向发展中国家和不发达国家转移二）寻找新用途寻找新用途指在产品原有用途之外找出新用途或新使用方法以增加销售量比如，食品生产者常常在包装上印制多种食用或烹制方法，有冷食、热食、浸泡、炸炒、干食等自行车最初是作为交通工具而走向市场的，在摩托车、汽车普及的条件下，许多人购买自行车是作为健身工具。

产品的许多新用途往往是顾客在使用中发现的，企业应及时了解和推广这些发现烘焙苏打粉生产企业发现美国一些家庭将该产品作为冰箱除臭剂使用，就通过多种途径广泛宣传这一用途，成功地推动一半的美国家庭采用这一方法三）增加使用量1、提高使用频率企。