【研報】電力設備行業深度報告：特斯拉的動力電池夢-20200228[15頁].pdf

《【研報】電力設備行業深度報告：特斯拉的動力電池夢-20200228[15頁].pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《【研報】電力設備行業深度報告：特斯拉的動力電池夢-20200228[15頁].pdf（15頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、 行業深度報告 特斯拉的動力電池夢 行 業 深 度 報 告 行 業 報 告 電力設備電力設備 2020 年 02 月 28 日 強于大市強于大市（維持維持） 行情走勢圖行情走勢圖 相關研究報告相關研究報告 行業動態跟蹤報告*電力設備*海外風 機龍頭訂單大增，國內疫情不改景氣趨 勢 2020- 02- 09 行業點評*電力設備*特斯拉簽約寧德 時代，一場如期而至的盛會 2020- 02- 04 行業動態跟蹤報告*電力設備*海外工 控巨頭如何看 2020 年行業景氣度 2019- 12- 30 證券分析師證券分析師 朱棟朱棟 投資咨詢資格編號 S1060516080002 021- 2066164

2、5 ZHUDONG615PINGAN.COM.CN 皮秀皮秀 投資咨詢資格編號 S1060517070004 010- 56800184 PIXIU809PINGAN.COM.CN 特斯拉電池日特斯拉電池日將在將在 20202020 年年 4 4 月召開，月召開，將會公布新型電池的將會公布新型電池的進展情況進展情況。本本 文通過梳理文通過梳理分析特斯拉收購的分析特斯拉收購的 MaxwellMaxwell 擁有的擁有的干電極干電極相關技術和專利， 對相關技術和專利， 對 特斯拉特斯拉自產電池自產電池可能選擇的技術路線做出初步可能選擇的技術路線做出初步判斷判斷。 我們預測特斯拉我們預測特斯拉的動的

3、動 力電池，有望力電池，有望采用高鎳正極采用高鎳正極+ +硅碳負極（摻鋰）硅碳負極（摻鋰）+ +干電極干電極+ +超級電容的技術超級電容的技術 組合。組合。 特斯拉特斯拉在電池領域有哪些布局在電池領域有哪些布局？特斯拉在電池材料領域推行去鈷化、無鈷 化。從最早的車型 Roadster 采用鈷酸鋰電池到后來的 Model S/X/3 采用 NCA 電池， 鈷的用量大幅減少。 特斯拉還準備在上海工廠生產的電動車中 使用不含鈷的電池。 另一方面， 特斯拉致力于掌握動力電池核心技術。 2014 年 7 月，特斯拉與松下合資建設動力電池超級工廠；2019 年先后收購超 級電容生產商 Maxwell 和鋰

4、電設備制造商 Hibar；還有媒體預測特斯拉可 能已經收購了鋰離子電池初創公司 SilLion。 特斯拉未來的電池技術路線是怎樣的？特斯拉未來的電池技術路線是怎樣的？ 鋰電池（干電極工藝+高鎳正極+ 預鋰化硅碳負極）+超級電容（鋰離子電容）組合。高鎳材料體系是鋰電 池發展的主流方向，干電極的工藝改善可以加快高鎳化高鎳化的進程。在動力源 方面，將鋰電池和超級電容通過電路連接的方式進行集成。在高速行駛的 車況下，電池作為主動力輸出平均功率；在加速、減速、反復啟停等狀態 下，電容器介入作為動力釋放和回收的主要來源。Maxwell 已經在 2017 年申請了一套基于混合動力平臺的超級電容+鋰電池的系統

5、集成方案的專 利，我們認為特斯拉未來將引進電池為主動力、超級電容為輔助電源電池為主動力、超級電容為輔助電源的解 決方案，在保證電動車續航的同時，優化行車過程，提供更好的駕駛體驗。 MaxwellMaxwell 是一家什么樣的公司是一家什么樣的公司？Maxwell 創辦于 1965 年，主要業務包括 超級電容器超級電容器、高壓電容器和減輕輻射微電子產品，已成為全球領先的超級 電容制造商，旗下客戶包括吉利、沃爾沃、大陸集團、西門子等。Maxwell 是少數將干電極技術干電極技術運用于超級電容生產的廠商，盡管公司盈利水平難言 樂觀，但特斯拉仍以 55%的溢價率進行收購，表明特斯拉看重公司的核心 技術

6、實力，雙方的合作有望產生顯著的協同效應。 干電極技術有哪些優點和干電極技術有哪些優點和應用難點應用難點？與傳統的濕法工藝相比，干電極技術 主要有以下優點：1 1）壓實密度高，對高鎳電池材料體系的兼容性更強；）壓實密度高，對高鎳電池材料體系的兼容性更強；2 2） 成本較濕法工藝下降成本較濕法工藝下降 10%10%- -20%+20%+；3 3）循環壽命更長、高溫穩定性更好、 充放電速率更高、能量消耗更低等。干電極技術在鋰電池上的應用難點在 于干電極技術制作的極片容易脫粉，因此對粘結性要求高，目前的干電極 工藝還難以滿足生產要求。 - 10% 0% 10% 20% 30% Feb- 19 May-

7、 19 Aug- 19 Nov- 19 滬深300電力設備 證 券 研 究 報 告 請通過合法途徑獲取本公司研究報請通過合法途徑獲取本公司研究報 告，如經由未經許可的渠道獲得研告，如經由未經許可的渠道獲得研 究報告，請慎重使用并注意閱讀研究報告，請慎重使用并注意閱讀研 究報告尾頁的聲明內容。究報告尾頁的聲明內容。 電力設備行業深度報告 請務必閱讀正文后免責條款 2 / 15 超級電容有哪些優缺點超級電容有哪些優缺點？與電池相比， 超級電容具有以下優點： 1） 充放電速度快， 是電池的 100 倍； 2）單位功率傳輸質量更低，功率密度更高；3）更高的充放電轉換效率，能量以電能而非化學能的 形式儲

8、存，因此能量損失較少；4）穩定持續工作的溫度范圍更寬（- 40 C to +65 C） ；5）無維護或 低維護需求；6）循環壽命更長；7）無重金屬，不會帶來環境問題。超級電容擁有短時間快速充放 電的能力，在汽車領域適合用于啟停系統。超級電容的缺點在于單位電量成本高，并且能量密度低， 作為電動車的主動力來源難度較大。 投資建議：投資建議：1）干電極技術是對電池生產工藝的優化，沒有改變當前的電池材料體系，并且會加速鋰 電池向高鎳化方向發展。強烈推薦具備技術優勢的高鎳三元正極材料龍頭企業當升科技當升科技；干電極技 術的發展將會帶動高鎳添加劑、成膜添加劑等新型添加劑的用量增加，推薦在新型添加劑領域具備

9、 深厚技術積累的電解液龍頭新宙邦新宙邦。2）超級電容具有功率密度高、循環壽命長的顯著優勢，有望作 為電動車上的輔助電源提升車輛的駕駛性能。推薦全球最大的超級化學品配套企業新宙邦新宙邦。3）特斯 拉的新型電池從研發成功到量產需要一定的過程，中短期內動力電池還將以外供為主。持續關注特 斯拉國產化、LG 化學/寧德時代供應鏈的投資機會。強烈推薦寧德時代、匯川技術寧德時代、匯川技術，推薦璞泰來、星璞泰來、星 源材質、臥龍電驅源材質、臥龍電驅，關注恩捷股份恩捷股份。 風險提示：風險提示：1）新技術商業化應用新技術商業化應用不及預期的風險：不及預期的風險：干電極技術在鋰電池的商業化應用仍有待進一步 觀察，

10、難以一蹴而就；2）疫情影響時間延長的風險疫情影響時間延長的風險：若疫情中短期內無法有效控制，可能導致企業 復工時間和消費者購買需求的延后，對新能源汽車產業的復蘇造成負面影響；3）政策力度不及預期）政策力度不及預期 的風險的風險：如果國內外政策對實現新能源汽車支持力度軟化或改變，導致政策出臺力度低于預期，將 顯著影響新能源汽車市場整體規模；4）電動車自燃事故帶來的消費者信任風險）電動車自燃事故帶來的消費者信任風險：國內外特斯拉車型 曾發生過多起自燃事件，其采用的高鎳電池體系對產品本身的安全性是一大考驗。若特斯拉再度發 生自燃事件，或將引發消費者的信任危機，給產品銷量帶來負面影響。 pOtMmMs

11、OmRqOpNpOrOwPqP6MdN9PsQpPoMrRkPoOpNjMnPwP7NqQvNwMtOrQxNoOwO 電力設備行業深度報告 請務必閱讀正文后免責條款 3 / 15 正文目錄正文目錄 一、一、 特斯拉的動力電池夢特斯拉的動力電池夢 . 5 1.1 特斯拉布局動力電池 . 5 1.2 Maxwell：超級電容龍頭，掌握干電極技術 . 6 二、二、 新技術路線猜想：干電極新技術路線猜想：干電極+超級電容超級電容 . 9 2.1 干電極：性能提升，成本下降 . 9 2.2 超級電容：輔助動力源 . 12 三、三、 投資建議投資建議 . 14 四、四、 風險提示風險提示 . 14 電力

12、設備行業深度報告 請務必閱讀正文后免責條款 4 / 15 圖表圖表目錄目錄 圖表 1 特斯拉動力電池迭代過程 . 5 圖表 2 特斯拉致力于掌握動力電池核心技術 . 6 圖表 3 Maxwell 高管及履歷 . 6 圖表 4 Maxwell 超級電容單體產品 . 7 圖表 5 Maxwell 部分客戶情況 . 8 圖表 6 Maxwell 營收和毛利率下滑 單位：百萬美元 . 8 圖表 7 Maxwell 凈利潤持續為負 單位：百萬美元 . 8 圖表 8 干電極制作工藝流程 . 9 圖表 9 Maxwell 預鋰化技術專利 . 10 圖表 10 Maxwell 預鋰化技術可提升首次循環效率 .

13、 10 圖表 11 干電極電池能量密度提升，制造成本下降 . 10 圖表 12 干電極的循環和倍率性能更優 . 11 圖表 13 干電極電池與傳統鋰電池的比較 . 11 圖表 14 超級電容功率密度高，循環壽命長 . 12 圖表 15 鋰離子電容能量密度與鋰電池存在較大差距 . 13 圖表 16 Maxwell 鋰電池+超級電容電路圖 . 13 圖表 17 Maxwell 鋰電池+超級電容內部結構 . 13 圖表 18 主要上市公司盈利預測及投資評級 . 14 電力設備行業深度報告 請務必閱讀正文后免責條款 5 / 15 一、一、 特斯拉的動力電池夢特斯拉的動力電池夢 1.1 特斯拉布局動力電

14、池特斯拉布局動力電池 特斯拉在電動汽車關鍵零部件動力電池的規劃和布局方面一直動作頻頻。 一方面，特斯拉在電池材料領域推行去鈷化、無鈷化。從最早的車型 Roadster 采用鈷酸鋰電池到后 來的 Model S/X/3 采用 NCA 電池，鈷的用量大幅減少。2018 年 6 月，馬斯克表示當時特斯拉電池 中鈷的含量僅為 3，未來將實現“無鈷化” 。2020 年 2 月，路透社援引知情人士消息稱，特斯拉 正在和寧德時代展開深入談判，準備在上海工廠生產的電動車中使用不含鈷的電池，旗下首批無鈷 化車型有望率先在中國推出。 圖表圖表1 特斯拉特斯拉動力電池迭代過程動力電池迭代過程 Roadst er M

15、odel S Model X Model 3 Model 3 國產標準國產標準 續航續航 自產電池自產電池 上市時間 2008 2012 2014 2017 2019 預計 2021 年后 電池供應商 松下 松下 松下 松下進口/LG 化學 特斯拉 電芯類型 18650 18650 18650 21700 21700 正極體系 LCO NCA NCA NCA NCA/NCM811 高鎳（少鈷或無 鈷） 負極體系 石墨 石墨 石墨 硅碳 硅碳/石墨 硅碳（摻鋰） 電芯容量（Ah） 2.2 3.1 3.1 4.8 4.8/4.7 電芯數量（個） 6831 7104 7104 4416 2976 單

16、 體 能 量 密 度 （Wh/kg） 210 245 250 260 256/257 300 以上 資料來源：知化汽車，平安證券研究所 另一方面，特斯拉致力于掌握動力電池核心技術。2014 年 7 月，特斯拉與松下合資建設動力電池超 級工廠；2019 年先后收購超級電容生產商 Maxwell 和鋰電設備制造商 Hibar；最近有媒體報道特斯 拉正在弗里蒙特建造一條試點電池生產線，并在設計自己的電池生產設備，還有媒體預測特斯拉可 能已經收購了鋰離子電池初創公司 SilLion（為商用圓柱形電池研發高負載硅陽極和電極技術） 。在 2020 年 4 月的電池大會上，特斯拉將會公布新電池的信息，屆時特

17、斯拉多年來的電池研發成果預計 將引發廣泛關注，加快行業變革。 電力設備行業深度報告 請務必閱讀正文后免責條款 6 / 15 圖表圖表2 特斯拉特斯拉致力于掌握動力電池核心技術致力于掌握動力電池核心技術 資料來源：高工鋰電，平安證券研究所 1.2 Maxwell：超級電容龍頭，掌握干電極技術：超級電容龍頭，掌握干電極技術 Maxwell 創辦于 1965 年，1983 年在納斯達克上市，1992 年開始涉足超級電容器，并于 2005 年推 出首款大容量超級電容；2017 年獲得 Nesscap 能源核心業務，2019 年 2 月被特斯拉以 2.18 億美 元收購，于 2019 年 5 月退市。

18、公司總部在美國加州圣地亞哥，在美國、德國、中國和韓國建有設計中心、制造工廠或銷售網點。 公司規模較小，截至 2018 年，公司在四個國家的總員工人數 367 人，其中中國有 27 人；公司多位 高管有計算機、電子等領域的知識背景和半導體行業的從業經歷。 圖表圖表3 Maxwell 高管及履歷高管及履歷 高管高管 職位和履歷職位和履歷 Franz Fink 總裁兼首席執行官。獲得慕尼黑大學計算機科學與電氣工程碩士學位和計算機輔 助設計博士學位；1991 年到 2003 年，獲得摩托羅拉半導體部門高級管理職位； 2003 年到 2006 年， 任飛思卡爾半導體高級副總裁兼總經理； 2006 年到

19、2012 年， 任加拿大半導體公司根納姆總裁兼首席執行官；2012 年到 2014 年 4 月，成為工 業和汽車市場的獨立商業顧問；2014 年 5 月加入 Maxwell。 David Lyle 高級副總裁兼首席財務官。獲得南加州大學商業科學學士學位和亞利桑那州立大 學商業管理碩士學位；2004 年以前，任半導體公司 Mobilian Corporation 首席財 務官；2004 年到 2015 年 7 月，任博通公司手機通訊部門財務總監；2005 年 8 月到2007年6月， 任RF Magic首席財務官2007年7月到2015年5月， 任Entropic Communications

20、首席財務官；2015 年 5 月加入 Maxwell。 2014年年7 月，與松下月，與松下 投資投資50億美億美 元建設動力元建設動力 電池超級工電池超級工 廠廠 2019年年2月，月， 以以2.18億美元億美元 溢價溢價55%收購收購 超級電容生產超級電容生產 商商Maxell 2019年年10 月，收購加拿月，收購加拿 大鋰電設備制大鋰電設備制 造商造商Hibar 2020年年2月，月， 媒體預測特媒體預測特 斯拉可能已斯拉可能已 經收購了鋰經收購了鋰 離子電池初離子電池初 創公司創公司 SilLion 電力設備行業深度報告 請務必閱讀正文后免責條款 7 / 15 Everett Wig

21、gins 運營副總裁。獲得羅斯霍曼理工學院電子工程學士學位；2001 年之前，獲得 Quantum 公司高級管理職位；2001 年到 2005 年，任 Quantum 公司產品工程與 質量副總裁； 2005 年到 2006 年， 任邁拓公司持續工程副總裁； 2006 加入 Maxwell， 任質量部門副總裁和高級運營總監，2011 年成為運營副總裁。 Emily Lough 法律顧問、副總裁。獲得華盛頓大學化學工程學士學位和托馬斯杰斐遜法律學院 博士學位；2007 年加入 Maxwell，2019 年 1 月成為副總裁 資料來源：公司官網，平安證券研究所 公司主要業務包括超級電容器、 高壓電容

22、器 （2018 年剝離） 和減輕輻射微電子產品 （2016 年剝離） ， 經過多年發展，已成為全球領先的超級電容制造商，旗下超級電容產品涵蓋標準系列、XP 系列、 DuraBlue 系列等多個品類， 綜合了高功率密度、 長循環壽命、 快速充放電等優點， 廣泛應用于汽車、 電網儲能、風電、UPS、消費和工業電子產品、機器人等領域。除此之外，Maxwell 還是少數將干 電極技術運用于超級電容生產的廠商，掌握干電級生產的核心技術。 圖表圖表4 Maxwell 超級電容超級電容單體單體產品產品 資料來源：公司官網，平安證券研究所 公司公司客戶客戶眾多，覆蓋領域廣眾多，覆蓋領域廣。在汽車領域，公司的超

23、級電容用于吉利的微混及插混車型，客戶還包 括其他一線主機廠和大陸集團等零部件供應商；在軌道交通領域，公司幫助中國中車開發新型鋰離 子電容；在工業領域，公司為西門子開發網格能量存儲系統；在風電領域，公司與金風科技子公司 北京天誠同創電氣開展業務合作。 電壓（V）電壓（V）容量（F）容量（F） 標準系列2. 7-3. 03-450 XP系列2. 7-3. 03-50 D uraBl ue 系列 2. 7-3. 0 3000- 3400 汽車峰值功率輔助、車載和軌 旁軌道、混合動力汽車、重工 業設備、風力發電機變槳控制 、汽車發動機啟停 cel l 系列cel l 系列下游應用下游應用 UPS與工業

24、電源、固態硬盤、 備份系統、安全設備、消費和 工業電子、煙霧報警器、機器 人、手持設備、應急照明、無 線傳輸器 智能電表、醫療設備、汽車 （數據記錄、高級駕駛員輔助 系統、自動駕駛）、遠程通訊 、機器人、UPS 電力設備行業深度報告 請務必閱讀正文后免責條款 8 / 15 圖表圖表5 Maxwell 部分客戶情況部分客戶情況 資料來源：公司財報，平安證券研究所 收入縮減，盈利能力下滑。收入縮減，盈利能力下滑。2014 年之后，Maxwell 營業收入進入下降通道，2018 年營業收入 9046 萬美元， 同比下降 30.6%， 主要因為 2017 年的收入中包含高壓電容器業務， 而 2018

25、年已將其剝離； 若扣除這部分影響，2018 年營收增長 3.1%。毛利率由最高的 40%下降到 10%左右，凈利潤已連續 5 年為負。盡管公司盈利水平難言樂觀，但特斯拉仍以 55%的溢價率進行收購，表明特斯拉看重公 司的核心技術實力，雙方的合作有望產生顯著的協同效應。 圖表圖表6 Maxwell 營收和毛利率下滑營收和毛利率下滑 單位：百萬美元單位：百萬美元 圖表圖表7 Maxwell 凈利潤持續為負凈利潤持續為負 單位：百萬美元單位：百萬美元 資料來源: wind、平安證券研究所 資料來源：wind、平安證券研究所 0% 10% 20% 30% 40% 50% 0 50 100 150 20

26、0 250 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 營業收入毛利率（右） - 50 - 40 - 30 - 20 - 10 0 10 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 電力設備行業深度報告 請務必閱讀正文后免責條款 9 / 15 二、二、 新新技術路線技術路線猜想猜想：干：干電極電極+超級電容超級電容 我們認為特斯拉將大概率依托 Maxwell 的技術方向來決定自產電池的路線。綜合考慮 Maxwell 的產 品技術、 專利情況和特斯拉原有的技術路徑， 我們認為特斯拉自產的新型電池將是高鎳正

27、極特斯拉自產的新型電池將是高鎳正極+硅碳負硅碳負 極（摻鋰）極（摻鋰）+干電干電極極+超級電容的組合。超級電容的組合。 2.1 干電干電極極：性能提升，成本下降：性能提升，成本下降 干電干電極電池極電池與傳統電池的差異主要體現在極片的制造工藝上。與傳統電池的差異主要體現在極片的制造工藝上。傳統的鋰電池制造將具有粘合劑材料 的溶劑 NMP 與負極或正極粉末混合后，把漿料涂在電極集電體上并干燥。干電極技術不使用溶劑， 而是將少量（約 5- 8）細粉狀 PTFE 粘合劑與正極粉末混合，然后將混合的正極+粘合劑粉末通過 擠壓機形成薄的電極材料帶，最后將擠出的電極材料帶層壓到金屬箔集電體上形成成品電極。

28、 圖表圖表8 干電極制作工藝流程干電極制作工藝流程 資料來源：Astroys，平安證券研究所 與傳統的濕法工藝相比，干電極技術主要有以下優點： 1）壓實密度高，壓實密度高，對高鎳電池材料體系的兼容性更強。對高鎳電池材料體系的兼容性更強。當前高鎳正極+硅碳負極的電池材料體系是鋰 電池發展的主流方向之一。 正極方面，在傳統工藝的鋰電池生產條件下，高鎳正極熱穩定性較差、表層結構不穩定、鎳元素呈 堿性易吸收水分，采用干電極的工藝可以有效緩解上述問題。 負極方面，硅碳材料的首次充放電效率低（首次循環在負極生成 SEI 膜造成容量損失） 、膨脹大、長 循環會帶來材料粉化。運用干電極的工藝在負極采用預鋰技術

29、，將提高電池的容量。Maxwell 在預 鋰技術方面早有儲備；根據美國專利局的公開信息，Maxwell 在 2018 年申請的專利中，硅碳負極預 鋰化之后可提升首次循環效率至 80.4%， 而控制樣本 （無預鋰） 的硅碳負極首次循環效率僅為 73.9%。 電力設備行業深度報告 請務必閱讀正文后免責條款 10 / 15 圖表圖表9 Maxwell 預鋰化技術專利預鋰化技術專利 圖表圖表10 Maxwell 預鋰化技術可提升首次循環效率預鋰化技術可提升首次循環效率 資料來源: US Patent、平安證券研究所 資料來源：US Patent、平安證券研究所 總的來說，相比傳統的工藝過程，干電極本身

30、壓實密度高，同時該技術能夠將諸如高鎳、硅等能量 密度更高、液體敏感性更強的活性材料應用在電極生產上，使得電池能量密度的提升更加容易，伴 隨的風險更小。目前 Maxwell 采用干電極技術已經能夠實現大于 300Wh/kg 的電芯能量密度，比當 前濕電極電池高出 10%以上；未來或將達到 500Wh/kg。 2） 成本較濕法工藝下降成本較濕法工藝下降 10%-20%+。 干電極不使用有毒的 NMP 溶劑， 更加環保， 同時省掉了涂布、 極片干燥等生產環節，降低了物料和設備費用，簡化了生產工藝流程。如果算上潛在的能量密度提 升帶來的成本下降，干電極工藝將進一步壓縮成本。當前干電極工藝帶來單車成本下

31、降 200- 1000 美元；Maxwell 預計在本世紀 20 年代初實現超過 350Wh/kg 的電芯能量密度，對應制造成本低于 100 美元/kWh。 圖表圖表11 干電極電池能量密度提升，制造成本下降干電極電池能量密度提升，制造成本下降 資料來源：Maxwell，平安證券研究所 電力設備行業深度報告 請務必閱讀正文后免責條款 11 / 15 3）其它重要性能的改善。）其它重要性能的改善。包括循環壽命更長（是濕法工藝的 2 倍） 、高溫穩定性更好、充放電速率 更高（干電極極片內阻更?。?、能量消耗更低等。 圖表圖表12 干電極干電極的循環的循環和倍率和倍率性能更優性能更優 資料來源：第一

32、電動，平安證券研究所 干電極技術已經用于超級電容，鋰電池應用難度較大。干電極技術已經用于超級電容，鋰電池應用難度較大。Maxwell 是全球少數采用干電極技術生產超 級電容的企業，該項技術已經擁有了成熟的商業化應用案例。超級電容正負極材料都采用活性炭， 比表面積較高，極片膨脹系數低，對粘結性要求不高，采用干電極工藝難度不大；而商業化的鋰電 池正負極材料比表面積小， 充放電過程伴隨體積膨脹， 制作的極片容易脫粉， 因此對粘結性要求高， 目前的干電極工藝還難以滿足生產要求。 圖表圖表13 干電干電極電池極電池與傳統鋰電池的比較與傳統鋰電池的比較 項目項目 電極：干法電極：干法 VSVS 濕法濕法

33、正極 活性材料沒有變化，使用高鎳材料更加容易，粘結劑從 PVDF/SBR 改為 PTFE， 不使用 NMP 溶劑 負極 預鋰技術引入難度降低，配合硅碳負極帶來更高的能量密度 隔膜 沒有變化 電解液 高鎳添加劑、成膜添加劑的應用更多 成本 直接生產成本下降 10%-20% 性能 壓實密度提升、能量密度達到 300Wh/kg、循環壽命更長、高溫穩定性更好、充 放電速率更高、能量消耗更低 生產難度 極片容易脫粉、對粘結性要求高，生產難度大幅提高，需要完善和改進 資料來源：高工鋰電，平安證券研究所 電力設備行業深度報告 請務必閱讀正文后免責條款 12 / 15 Maxwell 表示已經表示已經將將干電

34、極技術干電極技術應用于鋰電池應用于鋰電池。2016 年，公司與一家全球領先的汽車制造商和一家 全球性的零部件一級供應商簽署聯合開發協議，基于概念論證來證明干電極具備中試階段的良好性 能。公司同時在 2018 年年報中明確表示，已經開發和改進（have developed and transformed）已 有的干電極技術應用于電池的生產，認為干電極技術有潛力在電池行業特別是在電動車領域 （particularly for use in electric vehicles）成為一項開創性（groundbreaking）技術，使用這項技術 將獲得比當今最先進的（state of the art）鋰

35、電池更卓越的性能和更低的成本。公司在 2018 年年報 中還表示計劃在 2019 年建設中試生產設施，以進一步證明這項技術帶來的好處和可行性。 2.2 超級電容超級電容：輔助動力源：輔助動力源 功率密度高、循環壽命長。功率密度高、循環壽命長。與電池相比，超級電容具有以下優點：1）充放電速度快，是電池的 100 倍；2）單位功率傳輸質量更低，功率密度更高；3）更高的充放電轉換效率，能量以電能而非化學 能的形式儲存，因此能量損失較少；4）穩定持續工作的溫度范圍更寬（- 40 C to +65 C） ；5）無 維護或低維護需求；6）循環壽命更長；7）無重金屬，不會帶來環境問題。超級電容擁有短時間快

36、速充放電的能力，在汽車領域適合用于啟停系統。 超級電容的缺點也很明顯， 單位電量成本高， 并且能量密度低， 作為電動車的主動力來源難度較大。 圖表圖表14 超級電容功率密度高，循環壽命長超級電容功率密度高，循環壽命長 指標指標 鉛酸電池鉛酸電池 鋰離子電池鋰離子電池 超級電容器超級電容器 電壓（V） 2 3.6 14 溫度范圍（ C） -540 -3045 -4065 能量密度（Wh/kg） 3050 70250 750 功率密度（W/kg） 75350 150500 500010000 循環次數（次） 300 3000 100000 單位成本（歐元/Wh） 0.1 0.2 12 安全性 較安

37、全 易起火爆炸 安全 環保性 有毒 無毒 無毒 資料來源：公司官網，知網，平安證券研究所 對于 Maxwell 的超級電容在特斯拉中的作用和扮演的角色， 我們認為可以從以下兩個方面進行探討： 1）進一步開發介于電容和電池之間的混合儲能器件。進一步開發介于電容和電池之間的混合儲能器件?；谶@一想法，Maxwell 已經開發出能夠量產 的鋰離子電容，該儲能器件擁有與超級電容相似的功率密度和循環壽命，并且能量密度是超級電容 的 3 倍，與鉛酸電池在一個水平上，但與鋰離子電池還存在不小的差距?？紤]到電容本身的特性， 要想進一步在量級上縮小與鋰電池在能量密度上的差距，成為獨立的電動汽車主動力電源，難度較

38、 大。 電力設備行業深度報告 請務必閱讀正文后免責條款 13 / 15 圖表圖表15 鋰離子電容能量密度與鋰電池存在較大差距鋰離子電容能量密度與鋰電池存在較大差距 資料來源：知網，平安證券研究所 2）鋰電池鋰電池+超級電容（鋰離子電容）組合超級電容（鋰離子電容）組合。將鋰電池和超級電容通過電路連接的方式進行集成。在 高速行駛的車況下，電池作為主動力輸出平均功率；在加速、減速、反復啟停等狀態下，電容器介 入作為動力釋放和回收的主要來源?？紤]到 Maxwell 已經在 2017 年申請了一套基于混合動力平臺 的超級電容+鋰電池的系統集成方案的專利，我們認為特斯拉未來將引進電池為主動力、超級電容為

39、輔助電源的解決方案，在保證電動車續航的同時，優化行車過程，提供更好的駕駛體驗。 圖表圖表16 Maxwell 鋰電池鋰電池+超級電容電路圖超級電容電路圖 圖表圖表17 Maxwell 鋰電池鋰電池+超級電容內部結構超級電容內部結構 資料來源: US Patent、平安證券研究所 資料來源：US Patent、平安證券研究所 電池日電池日上可能給出新型電池的方案、進度以及電池量產的上可能給出新型電池的方案、進度以及電池量產的計劃計劃?；谝陨戏治?，我們認為特斯拉自 產的新型電池將是高鎳正極+硅碳負極（摻鋰）+干電極+超級電容的組合。我們預測即將于 4 月份 舉辦的電池日可能涉及以下內容： 1）給

40、出新型電池的方案。）給出新型電池的方案。比如電池的材料體系、干電極工藝的優勢、新型電池的性能參數、超級電 容的作用等。特斯拉可能在會上帶來全新的電化學技術。此外，特斯拉在上海工廠使用的無鈷電池 的具體情況預計也會在大會上披露。 2）公布新型電池的進度。）公布新型電池的進度。包括新型電池能否量產，量產還要解決的問題等。我們認為干電極技術在 電動車上的生產應用的研究和實踐大概率取得了突破性進展。 3）披露新型電池的量產的計劃。）披露新型電池的量產的計劃。包括量產的時間節點、產能規模、生產地點等信息。我們認為特斯 拉的新型電池量產會在 2021 年以后，中短期內還是以外購為主；在美國、上海和歐洲都會

41、有自建電 池工廠進行電池生產的計劃。 電力設備行業深度報告 請務必閱讀正文后免責條款 14 / 15 三、三、 投資建議投資建議 特斯拉將于 2020 年 4 月在 Battery Day 公布新型電池的相關情況， 預計會對干電極技術在鋰電池上 的適用情況以及超級電容的相關應用進行說明。根據上文中 Maxwell 對干電極技術在電動車領域的 使用進行的諸多的實驗和工作，我們認為干電極技術在電動車上的生產應用的研究和實踐大概率取 得了進展。對此，把握以下三條主線： 1）干電極技術是對電池生產工藝的優化，沒有改變當前的電池材料體系，并且會加速鋰電池向高鎳 化方向發展。強烈推薦具備技術優勢的高鎳三元正極材料龍頭企業當升科技當升科技；干電極電池的發展將 會帶動高鎳添加劑、成膜添加劑等新型添加劑的用量增加，推薦在新型添加劑領域具備深厚技術積 累的電解液龍頭新宙邦新宙邦。 2）超級電容具有功率密度高、循環壽命長的顯著優勢，有望作為電動車上的輔助電源提升車輛的駕 駛性能。推薦全球最大的超級化學品配套企業新宙邦新宙邦。 3）特斯拉的新型電池從研發成功到量產需要一定的過程，預計 2021 年后會量產電池，短期內動力 電池還是以外供為主。持續關注特斯拉國產化