電力設備及新能源行業深度報告:4680電池量產在即優質供應率先受益-221202(28頁).pdf

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1、 行業深度報告 4680 電池量產在即,優質供應率先受益 行業深度報告 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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。行業報告 電力設備及新能源 2022 年 12 月 02 日 強于大市(維持強于大市(維持)行情走勢圖行情走勢圖 證券分析師證券分析師 皮秀皮秀 投資咨詢資格編號 S1060517070004 010-56800184 PIXIU 平安觀點:圓柱電池成就特斯拉行業領先地位,圓柱電池成就特斯拉行業領先地位,4680圓柱電池圓柱電池量產量產在即。在即。圓柱電池興起于特斯拉,成就特斯拉行業領先地位。4680 圓柱電池性

2、能優異,具有高比能量、快充、高安全、低成本和長壽命等特性,適配中高端乘用車。特斯拉到年底有望實現 4680 圓柱電池 6.8-10.2GWh 年化產能,可裝配 9.0-13.7 萬輛 Model Y。46系大圓柱電池極具降本增效潛力,預計系大圓柱電池極具降本增效潛力,預計 25年全球市場超年全球市場超 200GWh。降本方面,預測 4680 圓柱電池生產和設備投資成本有望砍半;超高鎳和硅碳負極實現降本比例達 11%和 6%;干法電極技術減少電池極片生產工序,實現降本增效;目前特斯拉已實現負極干法電極量產。增效方面,大圓柱全極耳方案減小內阻和增加熱傳導,可將快充時間降至 15 分鐘內;46 系大

3、圓柱電池一致性高,成組時相互接觸面積小,熱失控阻隔性好,安全性高;圓柱結構適配超高鎳正極/硅碳負極,提升電池能量密度。市場方面,特斯拉已實現 4680 圓柱電池批量試產,預計2025 年其 4680圓柱動力電池市場需求量將達到 167.8GWh,裝車數量接近 150 萬輛,占特斯拉當年電動汽車銷量的 37.2%;預計 2025 年全球46 系大圓柱電池裝機規模將超過 200GWh,市場規模超過千億元。46 系大圓柱電池系大圓柱電池及上游及上游材料企業有望材料企業有望率先受益率先受益。特斯拉 2023 年將迎來4680 圓柱電池大規模量產,國內電池企業、材料企業相繼跟隨布局,將對相關大圓柱電池企

4、業、材料的技術路線和競爭格局產生深遠影響。未來在 46 系大圓柱電池制造,上游不可或缺的超高鎳正極材料、硅碳負極材料、新型鋰鹽 LiFSI 等領域具有技術領先、產品成熟度高、海外業務與產線布局等優勢的企業有望率先受益。投資建議投資建議:46 系大圓柱電池方向,建議關注圓柱電池技術積累深厚,國內圓柱電池龍頭企業億緯鋰能億緯鋰能;超高鎳正極材料方向,建議關注超高鎳產品技術積累深厚,韓國萬噸級新產線投產的高鎳三元龍頭企業容百科容百科技技和上下游一體化布局、海外客戶充足且已供貨特斯拉的三元前驅體龍頭企業中偉股份中偉股份;硅碳負極材料方向,建議關注硅碳負極龍頭,正負極技術實力均領先、長期供貨松下等頭部圓

5、柱制造商貝特瑞貝特瑞;新型鋰鹽LiFSI 方向,建議關注率先布局 LiFSI 產業鏈、供貨特斯拉且在海外已有布局的天賜材料天賜材料。風險提示:風險提示:新能源汽車下游需求不及預期;46 系大圓柱電池降本不及預期;新型材料成本下降不及預期。證券研究報告 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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 2/28 正文目錄正文目錄 一、一、過往歷史:圓柱電池成就特斯拉行業領先地位,過往歷史:圓柱電池成就特斯拉行業領先地位,4680 圓柱電池量產在即圓柱電池量產在即.2 1.1 起源:圓柱電池興起于特斯拉,成

6、就特斯拉行業領先地位.2 1.2 性能:4680 圓柱電池性能優異,大規模量產在即.3 二、二、發展趨勢:發展趨勢:46 系大圓柱電池極具降本增效潛力,預計系大圓柱電池極具降本增效潛力,預計 25 年全球市場超年全球市場超 200GWh.5 2.1 降本:超高鎳/硅碳、干法電極助力 46 系大圓柱電池持續降本.5 2.2 增效:46 系大圓柱電池具備快充、高安全、高比能優勢.6 2.3 市場:預計 25 年 46 系大圓柱動力電池需求量將超過 200GWh.9 三、三、產業鏈機遇:產業鏈機遇:46 系大圓柱電池及上游關鍵材料企業有望率先受益系大圓柱電池及上游關鍵材料企業有望率先受益.12 3.

7、1 46 系大圓柱電池:特斯拉領銜研發生產,頭部電池廠商紛紛加碼跟隨.12 3.2 超高鎳正極材料:高鎳正極材料快速發展,超高鎳產品有望批量供貨.14 3.3 硅碳負極材料:有效提升能量密度,天生適配圓柱電池.18 3.4 新型鋰鹽 LiFSI:電化學性能優越,未來市場需求廣闊.20 四、四、投資建議投資建議.23 五、五、風險提示風險提示.24 BUjXcZqUnUiYmOoMpN9PdN8OnPoOtRtRjMqRsQkPnNsQbRoOwPuOtQqNMYpNpP 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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新

8、能源行業深度報告 3/28 圖表目錄圖表目錄 圖表 1 鋰離子電池工作原理.2 圖表 2 常見動力電池封裝工藝及材料.2 圖表 3 2015-2022H1 全球及中國圓柱動力電池裝機量(GWh).3 圖表 4 2015-2022H1 特斯拉汽車產量(萬輛).3 圖表 5 圓柱、方形、軟包動力電池單體能量密度演進.3 圖表 6 特斯拉和 LGES 動力電池解決方案.4 圖表 7 特斯拉電動汽車與電池匹配情況.4 圖表 8 特斯拉電池系統生產成本和設備投資成本降本目標.5 圖表 9 46 系大圓柱成本結構及更換超高鎳和硅碳負極之后成本比較(元/Wh).6 圖表 10 全極耳工藝優勢.7 圖表 11

9、 三類封裝工藝技術對比.7 圖表 12 圓柱圓弧表面可實現熱失控時較少自蔓延試驗示意圖和溫度變化數據.8 圖表 13 特斯拉 4680、松下 21700、LGES21700 三類圓柱電池性能對比及增進空間.8 圖表 14 各電池制造企業 46 系大圓柱電池量產計劃.9 圖表 15 特斯拉未來電動汽車銷量預測.9 圖表 16 特斯拉 4680 圓柱電池市場需求預測.10 圖表 17 整車廠 4680 圓柱電池布局情況.11 圖表 18 全球 46 系大圓柱電池市場需求預測.11 圖表 19 46 系大圓柱電池制造企業技術路線及進展.12 圖表 20 46 系大圓柱電池市場規模(GWh).13 圖

10、表 21 2021 年全球圓柱電池市場競爭格局.13 圖表 22 46 系大圓柱電池制造企業供應鏈關系梳理.13 圖表 23 NCM、NCMA0.01、NCMA0.02、NCA 電池循環性能對比.14 圖表 24 中國三元正極材料企業高鎳三元產品性能梳理.15 圖表 25 2021-2025 年中國高鎳三元材料產量預測.15 圖表 26 2021 年各企業 8 系三元材料出貨量占比.15 圖表 27 高鎳三元正極材料相關企業供應鏈關系及進展.16 圖表 28 2018-2022H1 高鎳三元正極頭部企業境外營收金額對比(億元).17 圖表 29 高鎳三元正極材料企業海外產能布局.17 圖表 3

11、0 負極材料企業硅碳負極材料產品性能梳理.18 圖表 31 國內硅碳負極材料出貨量及增長率.19 圖表 32 國內硅碳負極材料滲透率變化.19 圖表 33 中國硅碳負極頭部企業梳理.19 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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。電力設備及新能源行業深度報告 4/28 圖表 34 2018-2022H1 負極材料頭部企業境外營收金額對比(億元).20 圖表 35 負極材料企業海外產能布局.20 圖表 36 六氟磷酸鋰和新型鋰鹽 LiFSI 性能比較.21 圖表 37 2021-2025 年全球 LiFSI需求量及預測.21

12、圖表 38 2020 年全球 LiFSI產能結構占比情況.21 圖表 39 各企業固態 LiFSI產能梳理.22 圖表 40 2018-2022H1 電解液頭部企業境外營收金額對比(億元).22 圖表 41 電解液企業海外產能布局.23 圖表 42 46 系大圓柱電池產業鏈相關標的業績情況(億元).24 電力設備及新能源行業深度報告 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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。2/28 一、一、過往歷史:過往歷史:圓柱電池圓柱電池成就特斯拉行業領先地位,成就特斯拉行業領先地位,4680 圓柱電池圓柱電池量產量產在即在即 1.1

13、 起源:圓柱電池興起于特斯拉,成就特斯拉行業領先地位 動力電池專指為動力電池專指為電動汽車電動汽車輛提供動力的蓄電池,有圓柱、方形和軟包三種封裝形式。輛提供動力的蓄電池,有圓柱、方形和軟包三種封裝形式。目前動力電池主要有鋰離子電池、鎳氫電池和鉛酸電池,其中鋰離子電池占比超過 99%,具有高能量密度、高循環壽命、高倍率、自放電小等優勢。鋰離子電池是指以鋰為能量載體的二次電池(充電電池),主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動實現充放電。不同類型鋰離子電池的結構和充、放電原理基本相同,區別主要在正極材料。目前已經量產的動力電池按照封裝工藝主要分為圓柱、方形和軟包三種。動力電池按正極材料的不同分三元電池

14、和磷酸鐵鋰電池。動力電池按正極材料的不同分三元電池和磷酸鐵鋰電池。三元正極材料是指由鎳、鈷、錳(或者鋁)組成的正極材料,一般指化學方程式為 LiNixCoyZ1-x-yO2的材料。其中,當 Z為 Mn(錳)時,該三元正極材料為 NCM,當 Z為 Al(鋁)時,該三元正極材料為 NCA。而 111、523、622 和 811 等型號則指的是 NCM 材料中 Ni/Co/Mn 的摩爾系數比例,比如 622 中的 Ni:Co:Mn 的比例為 6:2:2,分子式為 LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2。圖表圖表1 鋰離子鋰離子電池工作原理電池工作原理 圖表圖表2 常見動力電池封裝工藝及材料常見動力電

15、池封裝工藝及材料 資料來源:平安證券研究所 資料來源:電子發燒友,LGES,搜狐網,平安證券研究所 圓柱動力電池的發展可以按照電池尺寸劃分為三代產品。圓柱動力電池的發展可以按照電池尺寸劃分為三代產品。第一代第一代 18650 圓柱動力電池(圓柱動力電池(2008 年)。年)。以松下 18650 圓柱電池為主,初期采用鈷酸鋰(LCO)+石墨方案,供應特斯拉Roasder。之后松下將電池容量從 2Ah提升至 4Ah,化學體系改為鎳鈷鋁(NCA)+石墨,開始在特斯拉 Model S/X上規?;瘧?。第二代第二代 21700動力電池(動力電池(2017年)。年)。為進一步降本增效,2017 年特斯拉與

16、松下共同研發出 21700 圓柱電池,并應用于特斯拉 Model 3,該電池采用鎳鈷鋁(NCA)+硅碳方案,能量比 18650 提升 50%,系統成本下降 8%(從 185 美元/kWh 下降至 170 美元/kWh)。第三代第三代 4680 動力電池(動力電池(2019 年)。年)。2019 年,特斯拉申請 4680 大圓柱電池專利。2020 年 9 月,特斯拉率先發布無極耳、硅負極、無鈷 4680 電池,材料體系為鎳錳(NMx)+硅碳方案,預計單體能量比 21700 提升 5 倍,整車續航里程提升 16%、功率提升 6 倍,度電成本降低 14%,從 10%充電至 80%僅需 15 分鐘,而

17、 21700 電池充電池至 70%需要 25 分鐘。特斯拉標準航版裝車 690 個 4680 電池,使用 21700 需要 4416 個,通過減少電池數量,BMS監控系統、冷卻系統成本均可下降。2022 年 5 月,特斯拉宣布擬正式向普通用戶交付 4680 電池版 Model Y,同時也要求松下加快開發和供應 4680 電池。特斯拉以特斯拉以圓柱電池起家,圓柱電池起家,助推助推圓柱動力電池裝機量保持高速增長勢態。圓柱動力電池裝機量保持高速增長勢態。從全球來看,全球圓柱動力電池絕大多數應用于特斯 電力設備及新能源行業深度報告 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究報告,請

18、慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。3/28 拉,在 2020 年以前,全球圓柱動力電池裝機量增速與特斯拉汽車產量變化趨勢近似。2020 年特斯拉上海工廠建成投產后,引入寧德時代方形磷酸鐵鋰電池,導致圓柱電池裝機量增速小于特斯拉整體汽車產量增速。2018 年,圓柱電池依托特斯拉汽車的暢銷實現快速放量,增速達到 104%。2021 年特斯拉產能進一步擴大,全球圓柱動力電池裝機量約 58GWh,主要來自于松下、LGES。從國內來看,2017-2019 年,國內圓柱動力電池承壓,主要系補貼退坡導致乘用車車企加速淘汰、車規級電池產能稀缺、方形電池企業市場集中度上升擠壓圓柱電池市場所致。2020

19、年,國內圓柱動力電池銷量回暖,主要系特斯拉國產車投產放量,LGES 南京基地配套特斯拉量產 21700 圓柱電池;2022H1,圓柱動力電池裝機量約為 4.43GWh,同比下降 17%,主要系 LGES配套特斯拉 Model Y/3 的數量下降所致。圖表圖表3 2015-2022H1 全球及中國圓柱動力電池裝機量全球及中國圓柱動力電池裝機量(GWh)圖表圖表4 2015-2022H1 特斯拉特斯拉汽車產量汽車產量(萬輛)(萬輛)資料來源:GGII,SNE Research,平安證券研究所 資料來源:特斯拉財報,平安證券研究所 1.2 性能:4680 圓柱電池性能優異,大規模量產在即 4680

20、圓柱電池圓柱電池具有具有高比能量、快充、高安全、低成本和長壽命等特性,高比能量、快充、高安全、低成本和長壽命等特性,適配中適配中高端乘用車。高端乘用車。圓柱動力電池通過三元正極材料升鎳降鈷,石墨負極摻氧化亞硅,單體電池能量密度持續領先。圓柱動力電池通過三元正極材料升鎳降鈷,石墨負極摻氧化亞硅,單體電池能量密度持續領先。圓柱電池逐步從鈷酸鋰發展為鎳鈷鋁/鎳鈷錳,再到無鈷正極(NMx),負極硅碳負極應用逐漸成熟,電池能量密度逐年穩步提升至 300Wh/kg,在三種封裝工藝中單體能量密度持續領先。依據 UC San Diego 數據,目前特斯拉量產的 4680 圓柱電池采用高鎳三元正極+人造石墨負極

21、,單體能量密度達到 244Wh/kg。圖表圖表5 圓柱、方形、軟包動力電池單體能量密度演進圓柱、方形、軟包動力電池單體能量密度演進 資料來源:孚能科技,平安證券研究所 0%40%80%120%0102030405060702015201620172018201920202021 2022H1全球裝機量中國裝機量全球增長率0%40%80%120%160%0204060801002015201620172018201920202021 2022H1特斯拉產量增長率18650,LCO/Gr18650,NCA/Gr21700,NCA/Si-Gr4680,NMx/Si-Gr軟包,LMO軟包,NCM軟包,

22、NCM523/Gr軟包,NCM811/Gr-Six軟包,NCM111+LMO軟包,NCM523+LMO軟包,NCM622軟包,NCM712軟包,NCM811/Gr方殼,NCM111方殼,NCM333方殼,NCM622方殼,NCM811/GrLFP刀片,LFP刀片,LFP8012016020024028032020072008200920102011201220132014201520162017201820192020202120222023202420252026單體能量密度(Wh/kg)電力設備及新能源行業深度報告 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究報告,請慎重

23、使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。4/28 快充快充:依托 4680 圓柱電池全極耳設計,提高導電和導熱面積,可實現 4C-6C 大電流充電,明顯高于方形和軟包電池。高安全:高安全:4680 圓柱電池一致性高,減少過充、過放和局部過熱危險;圓弧結構有利于電池間隔熱,熱失控阻隔性好。低成本:低成本:依托干法電極工藝和超高鎳正極材料、硅碳負極材料等新型材料,4680 圓柱電池成本實現大幅度降低。長壽命:長壽命:4680 電池設計壽命約 2000 次,單體電池一致性較好,電池系統層面整體壽命相對較長,滿足乘用車用電需求。圖表圖表6 特斯拉和特斯拉和 LGES動力電池解決方案動力電池解決方案 特斯

24、拉 4680 圓柱電芯(23.4Ah)LGES 軟包電芯(78Ah)成分 NCM811/Gr NCMA/Gr+SiO 單電芯電量(Wh)86.5 286 單體能量密度(Wh/kg)244 269(21700)265 系統能量密度(Wh/kg)-226(模組)循環壽命(次)2000 私用乘用車 8 年 安全性 好 好 快充性能(SOC10%-80%)10-15min(4C-6C)30-40min(約 2C)資料來源:GGII,各公司官網、官微,Battery Design,平安證券研究所 特斯拉特斯拉到年底到年底有望有望實現實現 4680圓柱電池圓柱電池 6.8-10.2GWh年化產能,可裝配年

25、化產能,可裝配 9.0-13.7萬輛萬輛 Model Y。目前,特斯拉海外車型均為圓柱電池,國內高性能版 Model Y/3 搭載的是 21700,標準續航版是 LFP 方形,主要目的是為了降本,未來計劃高性能版和長續航版 Model Y、Cybertruck、Semi 采用 4680 圓柱電池。2022 年 Q2 特斯拉德州工廠已開始交付帶配套 4680 電池組的 Model Y。截至 2022 年 Q3,公司每周生產超過 1000 套 4680 電池包,按照標準續航版 Model Y 690 個電池計算,折年化產能 3.4GWh,到年底預計能達到 6.8-10.2GWh,但距離特斯拉遠期目

26、標 1000GWh 仍有不少成長空間。圖表圖表7 特斯拉特斯拉電動汽車電動汽車與與電池匹配電池匹配情況情況 類型 18650 21700 4680 直徑*高度(mm)18*65 21*70 46*80 單車搭載數量(顆)7100 4400 690(標準版),828(長續航)正極/負極 NCA/石墨 NCA、NCM/硅碳負極 NCA、NCM、NCMA/硅碳負極 量產時間 2012 年 2017 年 預計 2023 年 單電池容量(Ah)2.2-3.6 3-4.8 26.1-28.9 單電池能量密度(Wh/kg)250 269 300(目標值)單車帶電量(kWh)58.6-95.9 49.5-79

27、.2 67.6-81.2 搭載車型 Model S、Model X Model 3/Y、Model X Model Y、Cybetruck、Model S/X(可能)資料來源:TESLA,INSIDEEVS,平安證券研究所 電力設備及新能源行業深度報告 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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。5/28 二、二、發展趨勢:發展趨勢:46 系大圓柱電池極具降本增效潛力系大圓柱電池極具降本增效潛力,預計,預計 25 年全球市年全球市場超場超 200GWh 2.1 降本:超高鎳/硅碳、干法電極助力 46 系大圓柱電池持續降本 總體

28、總體來看來看,正負極材料和生產工藝設備加持,生產和設備投資成本正負極材料和生產工藝設備加持,生產和設備投資成本有望有望砍半砍半。特斯拉正在大力推動松下、LGES 等電池供應商制造和開發 46 系大圓柱電池,通過采用無鈷正極材料(NMx)、硅碳負極材料及離子聚合物涂覆技術、整車電池一體化及干電極生產極片技術等,共同推動電池度電成本從 110-120 美元下降到 48-53 美元,降幅為 56%(電芯設計、正極、負極、電池工廠、整車匹配分別貢獻下降 14%、12%、5%、18%、7%),參考松下、LGES、三星 SDI在美產線投資成本,單 GWh產線的設備投資額從 1.09-1.33 億美元下降到

29、 0.34-0.42 億美元,降幅為 69%(電芯設計、正極、負極、電池工廠、整車匹配分別貢獻下降 7%、16%、4%、34%、8%)。圖表圖表8 特斯拉電池系統生產成本和設備投資成本降本目標特斯拉電池系統生產成本和設備投資成本降本目標 資料來源:特斯拉電池日公開資料,松下,LGES,三星SDI,平安證券研究所 超高鎳超高鎳和和硅碳硅碳負極實現雙降本負極實現雙降本,適配,適配 4680 圓柱電池。圓柱電池。參考億緯鋰能發布公告數據,結合各單價假設條件,初步得到以NCM811/Gr 時,電池正極材料和負極材料成本分別為 0.271、0.060 元/Wh,當更換為超高鎳 Ni90 正極和硅碳負極

30、Gr-SiOx時,正極材料和負極材料成本分別降低為 0.242、0.057 元/Wh,分別降低 11%、6%。假定其他條件不變時,正負極材料成本下降導致電池原材料成本由原來的 0.521 元/Wh 下降到0.489 元/Wh,降幅 6%。超高鎳正極和硅碳負極適配 4680 圓柱電池,且實現更低成本。正極適配方面,9 系超高鎳正極鎳含量比 8 系更高,活性高,更容易和電解液發生副反應,圓柱電池電解液用量少,且殼體本身耐壓能力強,對產氣有較高的承受能力;負極適配方面,硅碳負極膨脹系數較高,圓柱電池耐壓承受能力強,選用硅碳負極能有效提升電池能量密度。正極降本方面,一是材料本身成本低,9 系高鎳正極中

31、鈷含量低,后續價格比 8 系成本低;二是能量密度更高,9 系鎳含量比 8 系更高,導致能量密度更高,所以單 Wh 電池的正極材料用量減少。負極降本方面,隨著硅碳負極工藝技術不斷成熟,生產成本不斷下降。110-120-14%-12%-5%-18%-7%48-53當前電池系統電芯設計 正極材料 負極材料 電池工廠 整車匹配 未來電池4680圓柱電池降本空間($/kWh)109-133-7%-16%-4%-34%-8%34-42當前電池系統電芯設計 正極材料 負極材料 電池工廠 整車匹配 未來電池4680圓柱電池生產設備投資成本降本空間(million$/GWh)電力設備及新能源行業深度報告 請通過

32、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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。6/28 圖表圖表9 46 系大圓柱系大圓柱成本成本結構及更換結構及更換超超高鎳和硅碳高鎳和硅碳負極之后負極之后成本比較(元成本比較(元/Wh)項目 46 系大圓柱(NCM811/Gr)46 系大圓柱Ni90/Gr-10%SiO 下降 比例 說明 1.營業成本 0.591 0.559 6%1.1 原材料成本 0.521 0.489 6%正極材料 0.271 0.242 11%根據億緯鋰能公告,參考 21 年均價,NCM811取 17.5 萬元/噸;根據用料和加工費推測 N90價格與 NCM

33、811 價格接近。負極材料 0.060 0.057 6%負極人造石墨采購價 4.5 萬元/噸,更換貝特瑞第三代 1500mAh/g 氧化亞硅摻雜負極,單價取27.5 萬元/噸,摻混比例 10%,得到單價為 6.8萬元/噸,用量減少導致成本下降。硅碳負極首次效率取 90%。電解液 0.090 0.090 電解液按 11 萬元/噸。隔膜 0.030 0.030 涂覆 PE,勃姆石+PVDF 濕法涂覆,2.05 元/平。其他材料成本 0.070 0.070 導電劑用 SP、鋁箔、銅箔、殼體等。1.2 能耗成本 0.013 0.013 電費按照均價 0.65 元/KWh 計算。1.3 人工成本 0.0

34、25 0.025 每 GWh 用 250 人。1.4 折舊(廠房/設備)0.016 0.016 參考億緯鋰能公告。1.5 其他費用 0.016 0.016 包括運輸費等。2.銷售均價 0.730 0.730 營業成本中原材料占比 88.18%76.51%3.毛利潤 0.139 0.171 毛利率 19.01%30.71%資料來源:億緯鋰能公告,石大勝華可研報告,平安證券研究所 干法電極技術減少極片生產工序,實現降本增效。干法電極技術減少極片生產工序,實現降本增效。特斯拉 4680 電池創新性地使用超級電容器中的干法電極技術,實現降本增效。電極制備方式中,傳統濕法電極技術需要使用粘結劑、溶劑與活

35、性材料混合再涂至電極上干燥,而干法工藝無需溶劑,直接將活性電極材料顆粒與四氟乙烯(PTFE)粘結劑混合,使其纖維化,直接將粉末搟壓成薄膜,然后熱壓到極片上,可省略輥壓、干燥、NMP 溶劑回收等工序,大幅簡化生產流程,提升生產效率,節省成本。據特斯拉電池日預測,干法電極工藝可以將生產成本降低 16%,產線投資成本降低 34%,極片生產占地減少 70%。目前特斯拉已實現負極干法電極目前特斯拉已實現負極干法電極量產量產,正在攻關正極干法技,正在攻關正極干法技術。術。根據美國加州大學圣地亞哥分校雅各布斯工程學院對特斯拉4680 電池的拆解結果,目前特斯拉已在負極中使用干法電極技術,其負極使用的是人造石

36、墨,本身帶潤滑作用,在粉體傳輸和輥壓過程中流動性較好。正極材料干法工藝難度較大,正極材料在纖維化完成后,由于材料呈黏性絮狀并相互交聯,同時正極材料本身自潤滑性差,在連續傳輸過程中,極易出現偏析、架橋、結團等現象,自支撐膜制作難度較高,目前特斯拉仍在攻關該項技術。2.2 增效:46 系大圓柱電池具備快充、高安全、高比能優勢 大圓柱全極耳方案大圓柱全極耳方案減小內阻減小內阻/增加熱傳導增加熱傳導,可實現,可實現 4C-6C 快充,快充快充,快充時間降至時間降至 15 分鐘。分鐘。大倍率充放電時正負極極耳溫度最高,是快充的瓶頸。4680 電池極片長度達到 3.8 米,如果采用單極耳,會導致電池內阻明

37、顯增加。將正負極集流體兩端變成可以進行面接觸的極耳,通過集流體與集流盤、正負極(蓋板)的全面積連接,形成穩定的全極耳導電結構全極耳導電結構,使得集流體 電力設備及新能源行業深度報告 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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。7/28 與正負極之間的電流傳輸方式由傳統的線傳輸變為面傳輸,從而大幅提升導流面積和過電流能力,降低電池內阻和發熱量,實現安全快充。Shen Li等人通過模擬仿真對全極耳電池和單極耳電池進行充放電過程發熱對比,發現全極耳設計產熱速率要比單極耳產熱速率低兩個數量級以上,驗證了全極耳設計可以明顯降低熱效應。數

38、據顯示,4680 圓柱電池能夠在 20 分鐘內完成從 10%到 80%SOC 的快充,相較于 21700 電池的 30 分鐘,時間縮短 33%。圖表圖表10 全極耳工藝優勢全極耳工藝優勢 資料來源:Optimal cell tab design and cooling strategy for cylindrical lithium-ion batteries,平安證券研究所 4680 圓柱電池一致性高、熱失控阻隔性好圓柱電池一致性高、熱失控阻隔性好。圓柱電池是以卷繞工藝進行制造,通過加快轉速來提高生產效率,而軟包和方殼的疊片工藝的效率提高受限。在卷繞過程中,為保證電池具有高一致性,需要對卷繞

39、張力進行控制。目前松下等國外企業對圓柱電池卷繞張力的控制較好,大批量生產的圓柱電池產品一致性高,良率能達到 97%99.0%,可以避免由于電池一致性差導致的過充、過放和局部過熱等危險。圖表圖表11 三類三類封裝工藝技術對比封裝工藝技術對比 類型 方形(卷繞工藝)圓柱(卷繞工藝)軟包(疊片工藝)生產設備效率 20-25ppm 30-33ppm 12-15ppm 良率 91%-95%97%-99%88%-93%主要動力電池代表 寧德時代、三星 SDI、中航、比亞迪等 松下、LGES、國軒、億緯鋰能、比克等 LGES、孚能、捷威、SKI等 主要客戶 大眾、小鵬、寶馬、吉利、上汽等 特斯拉、寶馬等 戴

40、姆勒、大眾、現代、起亞、雷諾、福特、沃爾沃等 2021 年全球市場占比 75%12%75 萬輛)Model 3 14.4 28.4 26.1 30.0 35.0 40.0 Model Y 0 20.0 46.4 55.0 60.0 65.0 3柏林工廠(25 萬輛)Model 3 0 0 0.0 2.0 3.0 5.0 Model Y 0 0 7.2 20.0 35.0 50.0 4美國得州工廠(25 萬輛)Model Y 0 0 3.0 25.0 35.0 45.0 Cybertruck 0 0 0 4.0 15.0 30.0 5美國雷諾工廠 Semi 0 0 0 0.4 4.0 6.0 6

41、新工廠 1(100 萬輛)Model 3 0 0 0 0 5.0 20.0 Model Y 0 0 0 0 5.0 30.0 7新工廠 2(100 萬輛)新車型 0 0 0 0 10.0 45.0 總計(萬輛)50.0 93.6 144.6 199.4 271.0 400.5 YOY -87.2%54.4%37.9%35.9%47.8%資料來源:數據來源:Troy Teslike,乘聯會,CAESALESBASE,平安證券研究所 電力設備及新能源行業深度報告 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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。10/28 預計預計20

42、25年特斯拉搭載年特斯拉搭載4680電池的車型銷量預計接近電池的車型銷量預計接近150萬輛,占特斯拉當年總銷量的萬輛,占特斯拉當年總銷量的37.2%,裝機量預計達裝機量預計達167.8GWh,2022-2025 年年均增長率達到年年均增長率達到 234%。2023 年 4680 圓柱電池量產在即,特斯拉領銜推廣,未來市場需求明確。特斯拉 4680電池需求量測算假設邊際條件如下:1)4680 電池與高鎳+硅碳三元電池體系適配度高,預計在 Model Y、Cybetruck 等中高端車型中滲透率逐步提升,預測在高端電車 Model S/X上也將大批量使用。2)參考 21700 替代 18650 圓

43、柱電池的速度,預計到 25 年 Model Y市場替代率為 50%。21700 圓柱電池量產 3 年后對 18650市場替代率提升至 50%。隨著 4680 圓柱電池技術不斷成熟,22 年上半年已實現裝機,23 年將實現規模量產。3)根據 Troy Teslike 預測,單個 4680 圓柱電池容量依次為 2022-2025 年分別為 26.5/29.3/32.0/32.0Ah,按照標準版(690塊電池)和長續航版(828 塊電池)平均電池數量推導出特斯拉Model Y 車型帶電量分別達到 74.4/82.2/89.7/89.7kWh。同時 Model S、Model X和 Cybetruck

44、 單車的電池容量分別預測為 100/100/200kWh。暫未計入Model 3、SEMI、新車型上可能應用的 4680 電池用量。圖表圖表16 特斯拉特斯拉 4680 圓柱圓柱電池市場需求預測電池市場需求預測 2022E 2023E 2024E 2025E 1.特斯拉全球銷量(萬輛)144.6 199.4 271.0 400.5 YOY 54.4%37.9%35.9%47.8%Model 3 銷量(萬輛)56.7 60.0 69.5 91.0 Model Y 銷量(萬輛)80.9 127.0 163.5 219.0 Model S&X 銷量(萬輛)7.0 8.0 9.0 9.5 Cybetr

45、uck 銷量(萬輛)0 4.0 15.0 30.0 Semi 銷量(萬輛)0 0.4 4.0 6.0 新車型 0 0 10.0 45.0 2.特斯拉單車電池電量 Model Y 單車電池量(KWh)74.4 82.2 89.7 89.7 Model S&X 單車電池量(KWh)100 100 100 100 Cybetruck 單車電池量(KWh)200 200 200 200 3.4680 電池滲透率 Model Y 4680 電池滲透率 7.5%15%30%50%Model S&X 4680 電池滲透率 0 40%100%100%Cybetruck 4680 電池滲透率 0 50%70%1

46、00%4.4680 電池需求量(GWh)4.5 22.9 74.0 167.8 YOY/406%224%127%Model Y(GWh)4.5 15.7 44.0 98.3 Model S&X(GWh)0 3.2 9.0 9.5 Cybetruck(GWh)0 4.0 21.0 60.0 5.4680 電池裝車量(萬輛)6.1 24.3 68.6 149.0 4680 裝車占比 4.2%12.2%25.3%37.2%資料來源:數據來源:Troy Teslike,乘聯會,CAESALESBASE,Battery Design,Tesla,INSIDEEVS,平安證券研究所 電力設備及新能源行業深

47、度報告 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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。11/28 除了除了特斯拉,特斯拉,多家車企看好多家車企看好 46系系圓柱電池市場應用。圓柱電池市場應用。寶馬、Rimac、蔚來、江淮等車企均在大力布局 46 系大圓柱,其中寶馬在9-10月分別與億緯鋰能、寧德時代、遠景動力達成46系大圓柱電池供貨協議,總規規模超110GWh,按照每輛車100kWh計算,滿產裝車量達到 110 萬輛。圖表圖表17 整車廠整車廠 4680 圓柱電池圓柱電池布局情況布局情況 企業 布局進度 特斯拉 已經實現 NCM高鎳三元+人造石墨方案量產,20

48、22 年 Q3 年化產能約 4.1GWh。特斯拉已規劃在美國加利福尼亞州、德克薩斯州、內華達州以及德國柏林的四個超級工廠自產 4680 電池。按照此前計劃,其 4680 電池的年產量將在 2022 年達到 100GWh、在 2030 年達到 3TWh。寶馬 2022 年 9 月,寶馬宣布將從 2025 年起率先在“新世代”車型中使用全新的 46 系大圓柱電池,并與供應商在中國、歐洲、北美自貿區各建立 2 家電池工廠,共 6 座工廠,每廠產能 20GWh,初步確定向寧德時代和億緯鋰能授予了價值超過百億歐元的電池生產需求合同;10 月,公司與遠景動力達成長期合作,將從 2026 年起為寶馬新一代車

49、型提供 46 系大圓柱電池,遠景動力將在美國南卡羅來納州新建一座零碳電池工廠為寶馬提供產品,規劃產能 30GWh。Rimac 2022 年 7 月,克羅地亞電動超跑制造商 Rimac 正在開發一種基于 46 系列電池的電池模組,目標是在 2023年供應不少于 4 萬電池組,到 2028 年達到不少于 20 萬電池組。蔚來 蔚來汽車正在自研 4680 圓柱電池和磷酸錳鐵鋰電池,并計劃量產這兩種電池,供給蔚來旗下車型及子品牌阿爾卑斯使用,該品牌定位 20 萬-30 萬元市場區間,預計將于 2024 年上市。江淮 CBAK 能源科技宣布,已與江淮汽車簽署了一項為期三年的聯合產品開發戰略協議,聯合開發

50、包括 4680 型號的圓柱形鋰電池及電池組。目前江淮汽車正在進行基于 46 系列的全新平臺規劃。未來將開發 4680/46105 系列電芯,并實現整包 CTP。資料來源:各企業公告,平安證券研究所 25 年年全球全球 46系大圓柱裝機規模將突破系大圓柱裝機規模將突破 200GWh,市場規模,市場規模超過超過千億千億。特斯拉德州工廠已開始向客戶交付帶 4680 電池組的Model Y。截至 2022 年 Q3,預計年底能夠達到 6.8-10.2GWh。按照特斯拉、寶馬等車企 46 系大圓柱電池需求規劃,預估2025 年 46 系大圓柱電池裝機量將達到 207.8GWh,全球動力電池裝機量市占率將

51、達到 14.0%。假設導 2025 年三元動力電池單價降至 0.5 元/Wh,推測 46 系大圓柱電池市場規模將超過 1000 億元。圖表圖表18 全球全球 46 系大圓柱電池市場需求預測系大圓柱電池市場需求預測 2022E 2023E 2024E 2025E 全球預估(GWh)4.5 22.9 85.0 207.8 YOY/406%272%144%特斯拉需求(GWh)4.5 22.9 74.0 167.8 寶馬需求(GWh)0 0 6 25 億緯鋰能 0 0 4 15 寧德時代 0 0 2 8 遠景動力 0 0 0 2 其他(GWh)0 0 5 15 全球總動力電池需求量預估(GWh)530

52、 795 1131 1485 全球市占率 0.9%2.9%7.5%14.0%資料來源:Battery Design,Tesla,INSIDEEVS,億歐智庫,平安證券研究所 電力設備及新能源行業深度報告 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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。12/28 三、三、產業鏈機遇:產業鏈機遇:46 系大圓柱系大圓柱電池及上游電池及上游關鍵關鍵材料企業材料企業有望有望率先受益率先受益 46 系大圓柱電池降本增效明顯,市場前景廣闊,對電池產業鏈影響較大,我們重點關注鋰電池制造、超高鎳正極材料、硅碳負極材料、新型鋰鹽 LiFSI 等新

53、產線、新工藝環節。特斯拉作為新能源車企標桿,最早于 2020 年提出 4680 大圓柱解決方案并自建電池制造產能。伴隨特斯拉得州工廠搭載 4680 圓柱電池的首批 Model Y交付,2023 年 46 系大圓柱電池將迎來大規模量產,國內外車企、電池企業、材料企業均相繼跟隨布局,46 系大圓柱電池將對電池、材料的技術路線和競爭格局產生深遠影響,未來在超高鎳三元正極材料、硅碳負極材料、新型鋰鹽 LiFSI等領域具有技術儲備以及量產能力的上下游企業有望率先受益。3.1 46 系大圓柱電池:特斯拉領銜研發生產,頭部電池廠商紛紛加碼跟隨 從技術層面看,從技術層面看,46系大圓柱電池系大圓柱電池均以超高

54、鎳均以超高鎳+硅碳硅碳為主要正為主要正/負極材料負極材料。特斯拉正極選用 9 系高鎳 NCM 正極,后續目標是發展二元無鈷正極材料,即鎳錳正極(NMx);LGES 選用 9 系四元高鎳 NCMA;松下和三星 SDI均選用 NCA;寧德時代、億緯鋰能、SKI均選用高鎳 NCM,未來將用到 9 系。負極材料用摻 12-15氧化亞硅的硅碳負極,容量達 550mAh/g。圖表圖表19 46 系大圓柱電池制造系大圓柱電池制造企業企業技術技術路線及進展路線及進展 企業 4680 技術路線 正極三元技術路線進展 特斯拉 NCM91 聚焦 NCM超高鎳方案。LGES NCMA 鎳含量達 90%,計劃供應特斯拉

55、 4680 電池。寧德時代 NCM811 第二代 NCM811 電池將和硅碳負極配合,已制造出比容量 304Wh/kg 的高鎳電池樣品。億緯鋰能 NCM9*以 NCM為主。SKI NCM9*2021 年初 SKI 公布最新的 NCM9 體系,鈷含量降低至 5%。松下 NCA9*公司 85%的產能供給特斯拉,已向其大規模供應鈷含量低于 5%的 NCA電池,計劃在三年內交付無鈷電池。三星 SDI NCA 2020 年 5 月推出第五代動力電池,使用 NCA正極材料;2021 年 Inter Battery上展示了鎳含量 90%以上的 NCA電池,已經開始生產鎳含量達 91%的 NCA圓柱電池,未來

56、其高鎳電池的鎳含量還將進一步提升至 94%甚至更高。資料來源:各企業公告,平安證券研究所 從產品層面看,目前特斯拉已實現從產品層面看,目前特斯拉已實現 4680 裝車,裝車,2023 年實現大規模量產可能性較大。年實現大規模量產可能性較大。特斯拉已實現 3.4GWh 年化產能,預計到年底實現 6.8-10.2GWh年化產能,可裝配 9.0-13.7 萬輛 Model Y。2022 年 Q2 特斯拉德州工廠已開始向客戶交付配套4680 電池組的 Model Y。2022 年 Q3 特斯拉每周約生產 1000 套 4680 電池包,折年化產能 3.5GWh,預計年底產能將達到6.8-10.2GWh

57、。從市場層面看,從市場層面看,23年將是年將是 46系大圓柱電池發展元年,系大圓柱電池發展元年,25年裝機量將突破年裝機量將突破 200GWh。依據特斯拉、寶馬等大圓柱電池裝車量產規劃,我們預測 2025 年 46 系大圓柱電池裝機量將達到 207.8GWh,市場規模突破1000 億元。從企業競爭看,日韓三巨頭圓柱份額全球領先,特斯拉自制從企業競爭看,日韓三巨頭圓柱份額全球領先,特斯拉自制 4680 帶動大圓柱帶動大圓柱卷土重來。卷土重來。根據 EVTank 數據,2021 年全球圓柱電池市場主要被松下、LG 和三星 SDI三家占據,松下和 LG 主要系特斯拉新能車銷量帶動排名遙遙領先。特斯拉

58、在 22年 Q2 開始 4680 裝車,到年底產能約 10GWh。頭部電池廠商紛紛跟隨加碼 46 系大電池陣營,包括松下、LG 新能源、三星 SDI、寧德時代、億緯鋰能、比克電池均已深度布局 46 系大圓柱電池。電力設備及新能源行業深度報告 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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。13/28 圖表圖表20 46 系大圓柱電池市場規模(系大圓柱電池市場規模(GWh)圖表圖表21 2021 年全球圓柱電池市場競爭格局年全球圓柱電池市場競爭格局 資料來源:平安證券研究所 資料來源:EVTank,平安證券研究所 從供應鏈層面看,上

59、游材料技術成熟度高,電池產線產能穩步爬坡。從供應鏈層面看,上游材料技術成熟度高,電池產線產能穩步爬坡。4680 的推廣或將影響國內以方形為主的電池格局,國內具備圓柱電池生產能力和工藝積累的公司具備先發優勢。此外,主流電池大廠正在大力公關 4680 配套的全極耳、CTC、激光焊等是關鍵技術,多數處于中試階段,良率有待提高。未來率先突破關鍵配套技術的電池企業有望打破原有競爭格局,成為 4680 產業鏈核心受益公司。圖表圖表22 46 系大圓柱系大圓柱電池制造電池制造企業供應鏈關系企業供應鏈關系梳理梳理 電池企業 預期客戶 企業進展 特斯拉 特斯拉 公司已初具量產能力。2022 年 Q2 在德州工廠

60、開始向客戶交付帶 4680 電池組的 Model Y。2022 年Q3 每周約生產 1000 套以上4680 電池包,按照 Model Y標準版電池包 690 個電芯計算,年產能達到0.35 億只,折年產能 3.4GWh,預計年底能夠達到 6.8-10.2GWh,其目標是在美國實現年化 1000GWh電池產能。松下 特斯拉 2022 年 5 月在日本開始試產 4680 電芯,計劃在 2023 年在日本和歌山縣投產,供貨特斯拉,年產能10GWh,可配套 15 萬輛電動汽車,擬投資 40 億美元在美國堪薩斯新建電池生產工廠,用來生產 21700電芯,規模量產在 25 財年,并按計劃從 2024 財

61、年開始向美國市場交付 4680 產品。預計到 2023 年圓柱電池產能(18650/21700/4680)達到 50GWh,到 2029 年預計達到 2023 年的 3-4 倍,達到150-200GWh。LGES 特斯拉 2022 年3 月,在韓國梧倉工廠投資 29.3 億元開始建設 4680 電池生產線,年產能 9GWh,計劃到 2023 年下半年批量生產,主要客戶為特斯拉、寶馬。三星 SDI 特斯拉 在韓國天安為特斯拉建立 4680 電池測試產線,規劃產能 1GWh,計劃于 2022 年底完工。若測試成功,將在馬來西亞投建 4680 電池生產基地,規劃產能 8-12GWh。遠景動力 寶馬

62、2022 年10 月,公司和寶馬達成供貨協議,將從2026 年起將為寶馬新一代車型供貨 46 系大圓柱電池;將在美國南卡羅萊納州新建一座零碳電池工廠為寶馬提供產品,規劃產能 30GWh,2026 年投產。寧德時代 寶馬 目前公司在兩輪車領域的大圓柱電池已經下線應用,2022 年 9 月拿到寶馬 2025 年“新世代”車型 46系大圓柱電池定點,并將在中國和歐洲分別新建 20GWh 的電池工廠,將于 2025 年起配套寶馬。已規劃 12GWh 46 系大圓柱產能,預計 2024 年開始量產。5.123.785.0207.8362%259%144%0%100%200%300%400%500%025

63、50751001251501752002252022E2023E2024E2025E46系大圓柱動力電池裝機量增長率18%17%13%5%4%3%3%3%2%32%松下LGES三星SDI億緯鋰能比克天鵬Sunpower力神HighSTAR其他 電力設備及新能源行業深度報告 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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。14/28 億緯鋰能 寶馬 布局 4680 和4695 電池,2022 年 6 月在湖北荊門擬投資43.75 億元建設年產20GWh 大圓柱 46 系列電池項目。2022 年9 月拿到寶馬 2025 年“新世代”車

64、型 46 系大圓柱電池定點,并將在歐洲匈牙利新建20GWh 的電池工廠。同時還獲得大運汽車等車企定點。比克-公司是國內首發 4680 全極耳大圓柱電池的電池企業,早在 2021 年 3 月就與國內和海外多個客戶合作進行全極耳大圓柱電池的應用開發,預計 2024 年量產 4680 電池。航天鋰電-2022 年 10 月,航天鋰電50GWh 磷酸鐵鋰圓柱形電芯產業園項目在山東泰安舉行。該項目計劃總投資 300 億元,其中項目一期計劃投資 30 億元,建設 5GWh 磷酸鐵鋰電芯生產線,主要產品為自主研發的 3891 和 4680 新型動力電池。資料來源:GGII,SNE,公司22年半年報、招股說明

65、書,平安證券研究所 3.2 超高鎳正極材料:高鎳正極材料快速發展,超高鎳產品有望批量供貨 高鎳化是三元正極材料發展方向。高鎳化是三元正極材料發展方向。三元材料由鎳、鈷、錳(或鋁)三種金屬組成,其中鎳是電極反應中關鍵的活性物質,在充放電中參與氧化還原反應。提高三元材料整體能量密度關鍵就在于提升鎳含量。為了實現正極降本增效,不斷減少鈷含量,增加鎳含量。高鎳三元繼續超高鎳化,從 NCM8 系、NCA8 系繼續向 NCM9 系、NCA9 系、NCMA、無鈷化發展。從技術層面看,從技術層面看,NCMA(鎳鈷錳鋁)四元材料有利于提升循環壽命。(鎳鈷錳鋁)四元材料有利于提升循環壽命。NCMA是基于目前兩大主

66、流三元高鎳材料 NCM 與 NCA混合而成,通過在 NCM 三元材料中摻雜Al 粒子得到,本質是用 Al替代 Co,提升材料穩定性和降低材料成本。韓國 Un-Hyuck Kim 團隊使用 1C 電流在 251000 次充放電循環后,NCMA75 電池的放電容量保持率達到 95.0%,而 NCM77 與 NCA82的放電容量則分別下降至原先的 87.9%、79.6%。NCMA的循環性能明顯優于比容量相似的 NCM 和NCA。圖表圖表23 NCM、NCMA0.01、NCMA0.02、NCA電池循環性能對比電池循環性能對比 資料來源:Un-Hyuck Kim,Extending the Batter

67、y Life Using an Al-Doped LiNi0.76Co0.09Mn0.15O2 Cathode with Concentration Gradients for Lithium Ion Batteries,平安證券研究所 注:四類材料分別為LiNi0.77Co0.09Mn0.14O2,LiNi0.76Co0.09Mn0.14Al0.01O2,LiNi0.75Co0.09Mn0.14Al0.02O2,LiNi0.82Co0.14Al0.04O2 高鎳化能夠降本增效,是三元正極材料發展趨勢。高鎳化能夠降本增效,是三元正極材料發展趨勢。8 系三元材料由于鎳含量增加,具有更高的能量密度

68、,同時由于鈷含量的降低,還兼具成本優勢,市場份額快速增長。成本加成法是絕大部分正極材料企業的定價機制,相較于普通三元,高鎳三元因其更高的技術難度,利潤率優于普通三元。8 系材料于 2018 年開始進入市場,隨著 2020 年大規模商業化,2021 年 8 系材料市占率超過 30%。電力設備及新能源行業深度報告 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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。15/28 圖表圖表24 中國中國三元正極材料三元正極材料企業高鎳三元產品性能梳理企業高鎳三元產品性能梳理 高鎳材料 企業 高鎳產品產能(萬噸)主要產品 容量(mAh/g,0.

69、1C,半電池)首次庫倫 效率 容百科技 25(2022 年底)NCM811 S85E 202 88%NCMA Ni93-當升科技 3.2(2021 年底)NCM 811 206 90%NCM Ni83 210 90%NCM Ni85 211 90%NCA 215 90%天津巴莫 6.8(2021 年底)NCMA Ni90-NCM Ni80/83-貝特瑞 4.3(2022 年中)NCA NCM811 205-215 210-218 88%-90%88%-90%長遠鋰科 4.1(總產能,2021 年底)NCA NCM811 NCMA 205 86%資料來源:GGII,各公司官網,各公司公告,平安證

70、券研究所 高鎳產品具有較高的提高技術壁壘,高鎳產品具有較高的提高技術壁壘,技術深厚的技術深厚的正極正極材料材料企業具備發展潛力。企業具備發展潛力。正極材料技術主要體現在材料的配方設計、關鍵設備的選型、工藝細節設計。高鎳三元正極材料對前驅體制備、燒結工藝和過程控制以及生產環境的要求苛刻,同時還對核心生產設備的各項性能和產線設計的細節要求同樣較高。同時,高鎳三元正極產品具有較高的客戶粘性。由于高鎳三元正極材料對安全性能的苛刻要求,高鎳三元正極材料廠商需要滿足的客戶認證要求遠高于普通三元正極材料。從市場層面看,高鎳從市場層面看,高鎳三元三元正極材料市場集中度較高,正極材料市場集中度較高,CR3 約約

71、 70%。龍頭企業擴產加速,高鎳化有望助力具備技術儲備的企業進一步提高市占率。在高鎳正極需求大幅增加的背景下,具有量產能力且通過客戶認證的容百科技、天津巴莫、貝特瑞、振華新材加速擴產高鎳正極。2021 年高鎳三元正極材料出貨量前三分別為容百科技、天津巴莫和貝特瑞,CR3 達到 70%,市場集中度較高。預計 2025 年國內高鎳三元滲透率提升至 51%,21-25 年 CAGR 達到 41%。圖表圖表25 2021-2025 年中國高鎳三元材料產量預測年中國高鎳三元材料產量預測 圖表圖表26 2021 年年各企業各企業 8 系三元材料系三元材料出貨量出貨量占比占比 資料來源:鑫欏資訊,平安證券研

72、究所 資料來源:GGII,平安證券研究所 35 47 61 78 95 12 17 25 36 48 34%36%41%46%51%0%20%40%60%03060901202021E2022E2023E2024E2025E三元材料產量(萬噸)高鎳三元材料產量(萬噸)高鎳占比容百科技33%天津巴莫23%貝特瑞14%振華新材7%廣東邦普7%長遠鋰科6%當升科技6%湖南杉杉2%其他2%電力設備及新能源行業深度報告 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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。16/28 從供應鏈層面看,各家企業均在大力布局高鎳正極材料。從供應鏈層面

73、看,各家企業均在大力布局高鎳正極材料。容百科技、當升科技、華友鈷業均在大力布局高鎳正極材料,成為進入特斯拉 4680 電池供應鏈的有力競爭者。容百科技容百科技(688005)主要優勢是產品種類齊全,NCM811 系列占據市場主導地位,專利優勢明顯,在韓國建設工廠,享受美國通脹消減法案補貼政策可能性較大。當升科技當升科技(300073)主要優勢是擁有多家海外客戶布局,8 系、9 系產品均已實現批量銷售,主要面向海外市場,已運用在 4680 圓柱上,Ni95 產品已完成國際客戶驗證,超高鎳產品 Ni98 正在開展客戶認證工作。華友鈷業華友鈷業(603799)憑借全產鏈一體化布局,實現鈷、鎳自供,子

74、公司天津巴莫也實現高鎳產品批量銷售,國外客戶眾多,包括 LGES 南京工廠、ATL、三星 SDI、SK on 等。貝特瑞貝特瑞(835185)高鎳三元正極材料成功打入松下供應鏈,海外客戶還包括SK on、三星 SDI等。中中緯股份緯股份(300919)是三元前驅體龍頭企業,海外客戶眾多,包括特斯拉、LGES、L&F、三星 SDI 等企業。圖表圖表27 高鎳高鎳三元三元正極材料正極材料相關企業供應鏈關系及相關企業供應鏈關系及進展進展 正極材料企業 下游客戶 上游配套企業 企業進展 容百科技 寧德時代、孚能科技、比亞迪、億緯鋰能、蜂巢能源、三星 SDI、SK on、天津力神、比克電池等 贛鋒鋰業、

75、格林美、華友鈷業、天齊鋰業、必和必拓、嘉能可、雅寶、FMC Lithium、瑞福鋰業等 公司核心產品為 NCM811 系列、NCA系列、Ni90 及以上超高鎳系列三元正極及前驅體材料,主要核心技術包括超高鎳(Ni mol%90)正極材料生產技術、NCMA四元正極材料生產技術、正極材料氣氛燒結技術、高電壓單晶材料生產技術、前驅體共沉淀技術等。當升科技 寧德時代、LGES、松下、比亞迪、三星 SDI、SK on、CALB、AESC、國軒高科、蜂巢能源、億緯鋰能、天津力神、欣旺達、特斯拉等 ALB、SQM、中偉股份、華友鈷業、中信國安等 公司 NCM8 系、9 系產品均已實現批量銷售,主要面向海外市

76、場,部分運用在 4680 圓柱電池。公司高壓實、長壽命NCMA高鎳產品已持續向國際高端客戶供貨。Ni90 產品已成功向包括歐美著名電池生產商、車企在內的客戶出貨。Ni93 產品通過全球多家主流電池企業的測試,成功導入國際高端電動汽車供應鏈并實現批量供貨。公司順利開發出超高鎳無鈷材料。公司高鎳及超高鎳產品廣泛應用于 4680 大圓柱電池在內的各類動力電池,為寶馬、大眾、日產、三菱等一批海外高端車企提供配套。華友鈷業(天津巴莫)LGES(南京)、特斯拉、CATL、億緯鋰能、比亞迪、孚能、ATL、三星SDI、SK on 等 鈷和鎳均實現自供 公司鈷產品穩居領先地位,2021 年公司鈷產品產量提升至3

77、.65 萬噸,占比全球總產量 23.7%印尼紅土鎳礦開發也將貢獻鈷礦產量,預計未來公司鈷產品自供比將進一步提升。公司鎳產品形成上下游一體化布局。公司已有權益產能 6.6萬金噸鎳,在建權益產能 14.5 萬噸,達成戰略合作意向30萬噸。貝特瑞 SK on、松下、三星 SDI、欣旺達等 華友鈷業等 公司生產高鎳三元正極材料(NCA、NCM811 等)具有前景的產品,于 2020 年6 月開始供貨松下 NCA。公司 2021年高鎳三元市場出貨量在國內排名第三。中偉股份 LGES、廈門鎢業、特斯拉、當升科技、貝特瑞、L&F、振華新材、天津巴莫、三星 SDI 等 格林美、嘉能可、中冶瑞木、騰遠鈷業、寧德

78、新能源、華友鈷業等 公司主營三元前驅體、四氧化三鈷,生產能力全球領先,預計 2022 年末公司將形成約33 萬噸/年的三元前驅體產能、3 萬噸/年四氧化三鈷產能。鑫欏咨訊數據顯示,2022 年上半年公司三元前驅體市場占有率提升至 26%,四氧化三鈷市占率 25%,均保持行業第一。預計 2023 年末將形成 50萬噸三元前驅體年產能。資料來源:GGII,SNE,公司22年半年報、招股說明書,鑫欏資訊,平安證券研究所 電力設備及新能源行業深度報告 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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。17/28 從國外業務拓展層面看,當升科

79、技、華友鈷業、貝特瑞從國外業務拓展層面看,當升科技、華友鈷業、貝特瑞、中偉股份、中偉股份境外營業收入實現快速增長。境外營業收入實現快速增長。當升科技主營三元正極材料,2018-2021 年境外業務收入快速增長,年均增速達到 53.9%。華友鈷業主營鈷、鎳、三元前驅體、銅等,在剛果(金)、印尼等國家及地區開展鈷鎳鋰資源開發業務,2018-2021 年年均增長 58.9%。貝特瑞主營電池電池負極材料、正極材料等,2018-2021 年境外營收增速達到 36.9%。中偉股份出口產品主要出口地區是韓國,境外營收實現快速增長,2018-2021 年年均增速達到 66.3%。容百科技境外收入業務較少,但隨

80、著韓國萬噸級三元正極材料產線投產,境外收入將實現快速增長。圖表圖表28 2018-2022H1 高鎳三元正極頭部高鎳三元正極頭部企業境外企業境外營收營收金額對比金額對比(億元)(億元)資料來源:各公司年報,平安證券研究所 當前容百科技、華友鈷業、貝特瑞海外產能布局進展較快。當前容百科技、華友鈷業、貝特瑞海外產能布局進展較快。根據美國 通脹削減法案,美國政府將對清潔能源提供高達 3690億美元的投資和稅收抵免。同時該法案還規定,只能向購買美國及與其簽訂自由貿易協定的國家組裝、制造的電動汽車提供稅收抵免,這將進一步推動國內龍頭電池材料企業加速海外投資建廠。圖表圖表29 高鎳高鎳三元三元正極材料企業

81、海外產能布局正極材料企業海外產能布局 正極材料企業 海外產能布局 容百科技 公司已在韓國忠州投資建設 7 萬噸三元正極材料生產基地,2022 年底將建成年產第一期 2 萬噸的高鎳三元材料產能,目前 5000 噸產能正在進行海外客戶驗證審核。當升科技 據公司 2021 年年報,公司與 SK 商定在韓國或美國合資設立鋰電正極材料工廠,已進入前期立項階段。華友鈷業(天津巴莫)2022 年5 月,華友鈷業子公司天津巴莫與 LGBCM簽署新股認購合同,以約 2.75 億元認購 LGBCM 49%的股權,LG 化學持股降至 51%。后續 LGBCM擬投資 23.37 億元投建年產 6.6 萬噸三元正極材料

82、項目??偼顿Y額60%的資金,約人民幣 14.03 億元,由巴莫科技和 LG 化學按持股比例分別承擔,剩余資金 9.35 億元由 LGBCM通過借款或發行公司債方式籌集,項目達產時間為 2027 年,達產前三年產能分別為 3 萬噸、5 萬噸、6 萬噸。貝特瑞,中偉股份 2022 年 5 月,公司與中偉股份簽署戰略合作框架協議,意向參股投資中偉股份擬在印尼規劃建設的紅土鎳礦開發利用項目,首期擬合作建設年產 4 萬金噸鎳產品產線。中偉股份意向參股投資公司擬在印尼規劃建設正極材料工廠。資料來源:北極星儲能網,公司年報,華強電子網,平安證券研究所 3 2 1 1 7 5 12 27 31 45 95 1

83、22 182 154 10 18 18 27 21 11 21 24 51 0408012016020182019202020212022H1容百科技當升科技華友鈷業貝特瑞中偉股份 電力設備及新能源行業深度報告 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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。18/28 3.3 硅碳負極材料:有效提升能量密度,天生適配圓柱電池 從技術層面看,從技術層面看,硅碳硅碳負極有效提升電池能量密度。負極有效提升電池能量密度。鋰離子電池負極商業化以人造/天然石墨為主,克容量已經達到 365mAh/g,接近其理論比容量極限 372mAh/g,而

84、硅理論比容量高達 4200mAh/g,是石墨類負極材料的 10 倍以上,不存在析鋰隱患,安全性好于石墨類負極材料,且儲量豐富,成本低廉,是最具潛力的下一代鋰電池負極材料。同時,由于硅負極吸附鋰時會發生較大體積變化(膨脹率高達 300%),導致材料破碎,循環性能及庫倫效率惡化,所以硅碳負極材料是按一定比例(5%-10%)摻雜在石墨負極中應用,其膨脹性、循環性能相對較好。納米硅碳和氧化亞硅(SiO)是目前商業化程度最高的兩種硅碳負極材料,氧化亞硅在鋰嵌入過程中發生的體積膨脹較小,因此相對純硅負極,其循環穩定性有較為明顯改善,更適合應用于動力電池領域。從產品層面看,從產品層面看,硅碳硅碳負極研發生產

85、提速,國內負極廠商貝特瑞領先負極研發生產提速,國內負極廠商貝特瑞領先。國內負極企業已擴大硅碳負極投入,貝特瑞已量產和批量供貨,杉杉、國軒高科、正拓能源可實現量產,天津力神、湖南星城、璞泰來具有小量投產能力。貝特瑞硅氧負極已實現批量供貨,其硅氧負極材料已經突破至第三代產品,比容量從第一代的 650mAh/g 提升至第三代的 1500mAh/g,且正在開發更高容量的第四代硅碳負極材料產品。圖表圖表30 負極材料負極材料企業企業硅碳硅碳負極材料負極材料產品性能梳理產品性能梳理 企業名稱 國家 產能 主要產品 容量(mAh/g)首次庫倫效率 Nexeon 英國-NSP-1 400-450-OneD M

86、aterial 英國 年產超過 100 噸 SiNANOde 500-1600-韓國 GS 韓國-GSEMC-450 450 87%GSEMC-650 650 88%日立化成 日本-550-日本信越 日本-C-SiO 1544 80%Enevate 美國-貝特瑞 中國 已有 0.3 萬噸,新擴 0.2 萬噸,在建 4萬噸 DXA8-LA 650 90%S1000 1000 90%上海杉杉 中國 千噸級 Si-C-S-1 907 81.3%Si-C-S-2 749 86.7%國軒高科 中國 2018年投產5000噸/年硅碳負極材料項目-803.3 89.2%正拓能源 中國 2019 年實現 20

87、00 噸/年產能 ZT-SC-600 600 80%天津力神 中國 小量投產能力-754.8 89.9%湖南星城 中國 小量投產能力 GCM-450 450 90.2%GCM-600 600 88.7%璞泰來 中國 0.1 萬噸-600 84%-950 84%資料來源:GGII,CNCET,平安證券研究所 從市場層面看,商業化從市場層面看,商業化硅碳硅碳負極負極適配適配圓柱電池,圓柱電池,電池電池量產量產推動推動硅碳硅碳負極需求快速增長。負極需求快速增長。由于方形電池和軟包電池對膨脹非常敏感,而 4680 大圓柱具有受力均勻、自動化程度高、膨脹容忍度高、制造自動化程度高等優勢,硅碳負極搭配能量

88、密度較 電力設備及新能源行業深度報告 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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。19/28 高的高鎳三元正極應用于圓柱電池優勢更加突出。4680 大圓柱電池以及長續航快充車型放量,有望推動硅碳負極材料快速增長。目前國內貝特瑞和杉杉股份有批量產品出貨。貝特瑞年年產能為 0.6 萬噸,正在擴產 4 萬噸,產品銷往 LGES和三星SDI,LGES 電池進一步供貨特斯拉汽車。寧德時代、國軒高科、星恒電源等電池廠商均將硅碳負極明確列為高比容量電池發展方向。圖表圖表31 國內國內硅碳硅碳負極材料出貨量及增長率負極材料出貨量及增長率 圖表

89、圖表32 國內國內硅碳硅碳負極材料滲透率變化負極材料滲透率變化 資料來源:GGII,平安證券研究所 資料來源:GGII,平安證券研究所 從供應鏈層面看,從供應鏈層面看,4680電池量產在即,圓柱動力電池需求有望提升。電池量產在即,圓柱動力電池需求有望提升。特斯拉于 2020 年推出的 4680 大圓柱電池于 2022 年開始逐步投產,多家電池生產企業也紛紛開始布局大圓柱動力電池,4680 圓柱動力電池的量產有望進一步催化帶動硅碳負極需求提升。4680 大圓柱電池以及長續航快充車型的規?;慨a,疊加硅碳負極產業鏈擴產提速,將推動硅碳負極材料進入快速增長階段。圖表圖表33 中國硅碳中國硅碳負極負極

90、頭部頭部企業梳理企業梳理 公司 硅碳負極產能進展 貝特瑞 已經建成年產硅碳負極量產產線 0.6 萬噸,在建 4 萬噸,批量供應海外客松下等戶。杉杉股份 硅碳負極產品已批量應用于 3C 領域。廣汽集團 具備自主量產海綿硅負極極片電池能力。凱金能源 已建有新型硅碳材料小試和中試開發生產平臺,目前已實現小批量出貨。璞泰來 已建成硅負極材料中試線,已經開始小批量出貨。石大勝華 擬在山東建設 2 萬噸/年硅碳負極材料項目。硅寶科技 50 噸/年硅碳負極中試線已實現穩定生產,擬建設 1 萬噸/年鋰電池用硅碳負極材料。翔豐華 具備產業化基本條件。資料來源:各公司公告,平安證券研究所 從國外業務拓展層面看,貝

91、特瑞、杉杉股份、璞泰來和國軒高科均有境外營收。從國外業務拓展層面看,貝特瑞、杉杉股份、璞泰來和國軒高科均有境外營收。貝特瑞主營鋰離子電池負極材料、正極材料等,2018-2021 年境外營收年均增速達到 36.9%。杉杉股份主營鈷酸鋰、鎳鈷錳三元材料、錳酸鋰、鎳鈷鋁三元材料、人造石墨、硅碳負極等,2018-2021 年境外營收年均增速達到 31.3%。璞泰來主營負極材料、涂布機、涂覆隔膜、鋁塑膜、納米氧化鋁粉等產品,2018-2021 年境外營收年均增長 80.7%,其中負極材料海外業務占比約 30%。國軒高科主營動力鋰電池和輸配電設備業務,海外業務體量總體不高,但增速較快,2018-2021

92、年境外營收年均增長119.7%。67%200%67%100%20%83%0%50%100%150%200%250%00.20.40.60.811.22015201620172018201920202021硅基負極出貨量(萬噸)增長率0.0%0.5%1.0%1.5%2.0%2015201620172018201920202021 電力設備及新能源行業深度報告 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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。20/28 圖表圖表34 2018-2022H1 負極材料負極材料頭部企業頭部企業境外境外營收營收金額對比(億元)金額對比(億元

93、)資料來源:各公司年報,平安證券研究所 當前貝特瑞當前貝特瑞、國軒高科、國軒高科海外海外負極負極產能布局進展較快產能布局進展較快,便于,便于供貨歐美客戶供貨歐美客戶。貝特瑞已于 2022 年 6 月在印尼與 STELLAR INVESTMENT PTE.LTD.合資成立新公司,投建年產 8 萬噸鋰電池負極材料項目。國軒高科準備在美國投建 15 萬噸正極材料和 5 萬噸負極材料工廠,實現正負極材料美國本土化生產。在海外新建產線有利于享受國外新一輪優惠政策,比如可享受美國通脹削減法案補貼政策等,產業化發展具有成本優勢。圖表圖表35 負極材料企業海外產能布局負極材料企業海外產能布局 負極材料企業 海

94、外產能布局 貝特瑞 2022 年6 月,公司全資子公司香港貝特瑞擬與 STELLAR INVESTMENT PTE.LTD.成立合資公司印尼貝特瑞新能源材料有限公司,在印度尼西亞投資開發建設“年產 8 萬噸新能源鋰電池負極材料一體化項目”,總投資約為 4.78 億美元。國軒高科 2022 年 10 月,全資子公司美國國軒將在美國密歇根州大瀑布城投資約 168 億元建設動力電池組件工廠,將于 2030 年完工,預計每年生產 15 萬噸電池正極材料和 5 萬噸負極材料。資料來源:北極星儲能網,公司年報,華強電子網,平安證券研究所 3.4 新型鋰鹽 LiFSI:電化學性能優越,未來市場需求廣闊 從技

95、術層面看,從技術層面看,4680 高鎳化、高壓化對電解液性能要求提升。高鎳化、高壓化對電解液性能要求提升。首先,正極材料中鎳含量增加,由于 4 價鎳離子具有較高的氧化還原電位,會催化電解液氧化分解,影響電池性能。其次,高鎳體系電池循環過程中會有錳、鈷等過渡金屬溶出,會破壞負極表面的 SEI 膜。所以,高鎳電池需要添加過充和阻燃等添加劑來提升電池的安全性。雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)被認為是最佳替代品,特別適用于高鎳正極、高電壓正極等活性電極材料,可大幅提升電池充放電次數,并保持穩定,提高安全性,其滲透率有望進一步提升。LiFSI 具有良好結構穩定性和電化學性能等優異性能,成為產業化進程最快的新

96、型鋰鹽。具有良好結構穩定性和電化學性能等優異性能,成為產業化進程最快的新型鋰鹽。和 LiPF6相比,LiFSI 具有以下優點:1)LiFSI具有更高的熱穩定性,其熔點為 145,分解溫度高于 200,可耐受更高的工作溫度,抑制氣脹;2)LiFSI電導率高,可達 9.8ms/cm(LiPF6 僅 6.8ms/cm),有助于降低電池內阻、減少發熱、提升效率和安全性;3)LiFSI與 SEI膜有很好的相容性,與正負極的化學穩定性高,只會在 160以上溫度時才與其部分成分發生置換反應。10 18 18 27 21 8 17 13 19 12 1 0 2 5 8 01020302018201920202

97、0212022H1貝特瑞杉杉股份璞泰來國軒高科 電力設備及新能源行業深度報告 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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。21/28 圖表圖表36 六氟磷酸鋰和新型鋰鹽六氟磷酸鋰和新型鋰鹽LiFSI性能性能比較比較 參數指標 六氟磷酸鋰 LiPF6 新型鋰鹽 LiFSI 基礎物性 分解溫度()80 200 氧化電壓(V)5 4.5 溶解度 易溶 易溶 電導率(ms/cm)6.8 最高 9.8 化學穩定性 差 較穩定 熱穩定性 差 較好 低溫性能 一般 好 電池性能 循環壽命 一般 高 耐高溫性能 差 好 工藝成本 合成工藝 簡

98、單 復雜 成本 低 高 資料來源:康鵬科技招股書,平安證券研究所 目前目前 LiFSI 作為添加劑用量提高。作為添加劑用量提高。目前只有一線電池企業、電解液龍頭企業擁有 LiFSI作為添加劑和鋰鹽的多種配方,而二線企業大多僅有作為添加劑的配方。LiFSI作為電解液鋰鹽有兩種應用方式:1)可用作常用電解質 LiPF6 的添加劑;2)作為新型電解質替代 LiPF6,目前還處于實驗室階段。目前 LiFSI主要作為三元電池 LiPF6 的添加劑使用,添加量在 1%-18%不等。電解液中添加 LiFSI的鋰離子動力電池的使用壽命、夏季或冬季的續航里程與充放電功率、整體安全性均得到有效提升。根據多氟多公開

99、資料,以 4680 電池為例,其中 LiFSI的添加量或將是普通三元電池的5 倍,從 3%提升到15%。龍頭企業把握核心龍頭企業把握核心技術技術工藝,專利布局提高行業門檻。工藝,專利布局提高行業門檻。LiFSI的純度對產品性能影響較大,電池級 LiFSI生產工藝難度較高。目前 LiFSI的合成主要采用氯磺酸法,中間產物雙氟磺酰亞胺 HClSI的收率(主產物占所有產物的比例大?。Ξa品品質的把控至關重要。純度控制以及對敏感中間物 HClSI的溫度把控決定了合成 LiFSI較高的技術壁壘。從市場層面看,從市場層面看,2021年全球年全球 LiFSI需求量為需求量為 0.68噸,預測到噸,預測到 2

100、025年全球年全球 LiFSI需求量將達到需求量將達到 7.7萬噸萬噸,年復合增長率達,年復合增長率達到到 83%。高鎳三元對 LiFSI的需求較為剛性,我們預計 4680 電池中使用量有望進一步提升。國內頭部電解液廠商包括天賜材料、多氟多、新宙邦、永太科技等,其中天賜材料產能 2020 年產能最高占比達到 32%。圖表圖表37 2021-2025 年全球年全球 LiFSI需求量需求量及及預測預測 圖表圖表38 2020 年全球年全球 LiFSI 產能結構占比情況產能結構占比情況 資料來源:Marklines,康鵬科技招股說明書,平安證券研究所 資料來源:華經產業研究院,平安證券研究所 59%

101、128%114%46%0%50%100%150%036920212022E2023E2024E2025ELiFSI需求量(萬噸)增長率32%28%13%12%5%5%3%2%天賜材料康鵬科技多氟多韓國天寶伏特電池日本觸媒新宙邦永太科技 電力設備及新能源行業深度報告 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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。22/28 從供應鏈層面看,當前國內龍頭廠家紛紛開始加速布局從供應鏈層面看,當前國內龍頭廠家紛紛開始加速布局 LiFSI。2021 年下半年,國內龍頭廠商加速布局 LiFSI。電解液龍頭天賜材料于 2021 年 6 月公告

102、年產 6.2 萬噸電解質基礎材料項目的計劃,包括年產 6 萬噸/年的雙氟磺酰亞胺(HFSI),該產品是新型鋰鹽 LiFSI 的中間體,約可用于生產 5.7 萬噸 LiFSI;鋰鹽龍頭多氟多 2021 年 7 月宣布擬投資年產 4 萬噸 LiFSI項目。其他投建 LiFSI 產能企業包括時代思康、永太科技、新宙邦、康鵬科技、研一(江山)、中立集團、宏氟鋰業等,到2025 年預計總產能超過 24.5 萬噸。圖表圖表39 各企業各企業固態固態 LiFSI 產能梳理產能梳理 企業 2022E 產能(萬噸)2025E 產能預測(萬噸)天賜材料 1.03 7.4 時代思康 1 5 多氟多 0.16 4 永

103、太科技 0.2 約 2.2(6.7 液態)新宙邦 0.14 2.2 康鵬科技 0.17 1.5 研一(江山)0 1 中立集團 0 0.8 宏氟鋰業 0 0.35 合計 2.7 24.45 資料來源:康鵬科技招股說明書,平安證券研究所 從從業務拓展層面看,業務拓展層面看,天賜天賜材料、多氟多、新宙邦、永太科技材料、多氟多、新宙邦、永太科技均有境外營收。均有境外營收。天賜材料主營鋰離子電池電解液和正極材料磷酸鐵鋰等,2018-2021 年境外營收年均增速達到 24.5%。多氟多主營無水氟化鋁、高分子冰晶石、六氟磷酸鋰、新型鋰鹽、電子級氫氟酸等,2018-2021 年境外營收年均增速達到 12.8%

104、。新宙邦主營鋰離子電池電解液、電解液添加劑、新型鋰鹽等產品,2018-2021 年境外營收年均增長 24.2%。永太科技主營醫藥類化學品、農藥類、鋰電及其他材料類,2018-2021 年境外營收年均下降 2.0%。圖表圖表40 2018-2022H1 電解液電解液頭部企業頭部企業境外境外營收營收金額對比(億元)金額對比(億元)資料來源:各公司年報,平安證券研究所 當前天賜材料、新宙邦、瑞泰新材外產能布局進展較快。當前天賜材料、新宙邦、瑞泰新材外產能布局進展較快。歐美地區快速增長的市場吸引著我國電解液企業出海意愿,頭部電解液企業紛紛布局歐美地區,搶占電解液市場。目前進展較快的有天賜材料、新宙邦和

105、瑞泰新材,均為國內電解液行業頭部企業,海外布局國家包括捷克、波蘭、荷蘭等歐洲地區。2.6 2.8 5.0 5.0 5.3 5.5 3.9 7.6 4.6 4.9 6.3 8.8 7.6 23.0 21.3 20.9 21.4 13.2 051015202520182019202020212022H1天賜材料多氟多新宙邦永太科技 電力設備及新能源行業深度報告 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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。23/28 圖表圖表41 電電解液解液企業海外產能布局企業海外產能布局 負極材料企業 海外產能布局 天賜材料 2020 年 8

106、月,捷克天賜投資 2.75 億元建設年產 10 萬噸鋰電池電解液項目(一期)。2020 年11 月,九江天賜與特斯拉簽署協議,電解液產品將供給特斯拉美國弗里蒙特、奧斯汀工廠和德國柏林工廠使用。新宙邦 2020 年5 月,波蘭新宙邦總投資 3.6 億元建設鋰離子電池材料項目(年產 4 萬噸鋰離子電池電解液、5000 噸 MMP 和 5000 噸導電漿項目)。2021 年8 月,荷蘭新宙邦擬總投資 15 億元建設鋰電池電解液及材料項目(年產 10 萬噸鋰離子電池電解液、20 萬噸碳酸酯溶劑和 8 萬噸乙二醇)。瑞泰新材 2021 年12 月,國泰華榮(波蘭)擬投資 1.8 億美元建設投資年產 26

107、 萬噸鋰離子電池電解液項目。資料來源:各公司公告,平安證券研究所 四、四、投資建議投資建議 特斯拉 4680 圓柱電池量產在即,隨著 46 系大圓柱電池實現降本增效進程加快,預計 25 年全球需求量超過 200GWh。特斯拉已實現 4680 圓柱批量試產,年化產能已達到 3.4GWh,預計 2025 年 4680 圓柱動力電池市場需求將達到 167.8GWh,占特斯拉裝機量總量的 37.2%,達到150 萬輛。從全球來看,2025 年 46 系大圓柱電池市場規模將突破 200GWh。46 系大圓柱市場逐步打開,46 系大圓柱電池及上游不可或缺的超高鎳正極材料、硅碳負極材料、新型鋰鹽 LiFSI

108、 3 大關鍵原材料有望率先受益。超高鎳正極材料和硅碳負極材料能夠保證 46 系大圓柱電池實現降本增效的重要原材料;LiFSI能有效提升超高鎳正極 46 系大圓柱電池的安全性。1、電池環節,建議關注國內、電池環節,建議關注國內 46 系大圓柱龍頭企業億緯鋰能系大圓柱龍頭企業億緯鋰能 億緯鋰能(億緯鋰能(300014):圓柱技術積累深厚,國內圓柱電池龍頭,擴產開啟大圓柱空間。):圓柱技術積累深厚,國內圓柱電池龍頭,擴產開啟大圓柱空間。公司技術積累深厚,是國內率先掌握三元大圓柱電池技術的廠商之一;在圓柱電池領域積累深厚,是國內圓柱電池龍頭企業,預計 2022 年全年圓柱電池出貨量達到 8 億顆,約

109、10GWh,持續國內領先。公司已在率先完成 46 系列等三元高比能大圓柱電池產品的布局,在湖北荊州投建年產 20GWh 乘用車用大圓柱電池項目,并已完成定向募集資金。公司已分別獲得寶馬、成都大運等至少 4 家國內外客戶的 46 系大圓柱供應訂單。2、正極材料環節:建議關注、正極材料環節:建議關注技術實力較強且已有技術實力較強且已有海外海外產線布局產線布局的高鎳三元正極材料企業容百科技和已有特斯拉訂單的中偉的高鎳三元正極材料企業容百科技和已有特斯拉訂單的中偉股份股份 容百科技(容百科技(688005):):高鎳三元產品龍頭企業高鎳三元產品龍頭企業,超高鎳產品技術積累深厚,韓國,超高鎳產品技術積累

110、深厚,韓國忠州忠州新產線投產。新產線投產。公司核心產品為 NCM811系列、NCA 系列、Ni90 及以上三元正極及前驅體材料,高鎳三元正極市占率多年國內第一。公司三元正極產品向著高鎳化、高電壓、單晶化方向加速發展,行業技術壁壘持續增高,有利于提升其行業市占率。公司全球化和一體化布局加速,公司韓國忠州 2 萬噸有望年內投產,實現全球供給新突破。中偉股份(中偉股份(300919):國內前驅體龍頭地位穩固,三元材料一體化布局,海外客戶充足并供貨特斯拉。國內前驅體龍頭地位穩固,三元材料一體化布局,海外客戶充足并供貨特斯拉。2022H1 三元前驅體市占率 26%,四氧化三鈷市占率達到 25%,均列行業

111、第一。高鎳三元一體化布局穩步推進,公司逐步打造礦產資源-礦產精煉-前驅體-三元材料-三元材料回收利用一體化的綜合國際化企業。公司海外客戶充足,已實現對特斯拉、LGES 等企業批量供貨。3、負極材料:建議關注、負極材料:建議關注硅碳硅碳負極負極產品技術領先、產品技術領先、硅碳硅碳負極材料龍頭負極材料龍頭貝特瑞貝特瑞 貝特瑞(貝特瑞(835185):硅碳硅碳負極龍頭企業,正負極技術實力強悍,加快高鎳三元材料上下游一體化布局,長期供貨松下等外企。負極龍頭企業,正負極技術實力強悍,加快高鎳三元材料上下游一體化布局,長期供貨松下等外企。電力設備及新能源行業深度報告 請通過合法途徑獲取本公司研究報告,如經

112、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尾頁的聲明內容。24/28 現有硅碳負極產能 0.6 萬噸/年,深圳 4 萬噸硅碳負極產能在建。受益于快充+長續航+耐低溫和 46 系大圓柱發展,硅碳負極未來發展前景良好。公司也發展高鎳三元材料材料,聚焦 NCA、NCM811 等高鎳三元正極材料,實現高鎳三元正極材料出貨量國內排名第三。公司加強上下游合作和一體化布局,聯合億緯鋰能、韓國 SK 合資在常州建設 5 萬噸高鎳產能;搶灘海外建廠,聯合中偉股份,打造印尼礦產資源采選及冶煉+前驅體+三元正極材料一體化布局,有望繼續供應松下。4、電解液:建議關注、電解液:建議關注 LiFSI 龍頭

113、企業天賜材料龍頭企業天賜材料 天賜材料(天賜材料(002709):):LiFSI 等等新型鋰鹽新型鋰鹽快速布局快速布局,致力于產業鏈一體化發展戰略,供貨特斯拉且,致力于產業鏈一體化發展戰略,供貨特斯拉且擁有擁有海外基地。海外基地。公司已布局上游鋰鹽、新型鋰鹽以及添加劑產品產能,穩定原材料供應,降低生產成本;擁有海外基地,已實現供貨特斯拉;在海外建設10 萬噸鋰電池電解液項目,強化海外供給能力。圖表圖表42 4 46 6 系大圓柱電池系大圓柱電池產業鏈相關標的業績情況產業鏈相關標的業績情況(億元)億元)代碼代碼 名稱名稱 2021 年年營收營收 營收營收 yoy 2021 年年歸母凈利歸母凈利潤

114、潤 歸母凈利歸母凈利潤潤 yoy 2022 年年三季三季營收營收 營收營收 yoy 2022 年年三季三季歸母歸母凈利潤凈利潤 歸母凈利歸母凈利潤潤 yoy 300014.SZ 億緯鋰能 169.00 107.06%29.06 75.89%242.83 112.12%26.66 20.30%688005.SH 容百科技 102.59 170.36%9.08 327.59%192.80 208.41%9.20 67.32%300919.SZ 中偉股份 200.72 169.81%9.39 123.48%222.86 60.64%10.85 41.74%835185.BJ 貝特瑞 104.91 1

115、35.67%14.41 191.39%175.68 156.43%13.58 24.52%002709.SZ 天賜材料 110.91 169.26%22.08 314.42%164.29 148.06%43.61 180.65%資料來源:wind,平安證券研究所 五、五、風險提示風險提示 1、新能源汽車下游需求不及預期。受疫情和局部地區沖突影響,未來全球宏觀經濟和市場存在需求下滑風險,將影響新能源汽車產銷量,進而對 46 系大圓柱電池行業的發展產生不利影響。2、46 系大圓柱電池降本不及預期。目前生產成本和良率是限制 4680 電芯大規模量產的關鍵因素,若未來特斯拉、松下等廠商生產降本遇到瓶頸

116、,將顯著拖慢 4680 電芯的量產化節奏,從而影響相關電池盈利和上游材料供給。3、新型材料成本下降不及預期。在性能角度,46系大圓柱電池更加適配超高鎳、硅碳負極、新型鋰鹽 LiFSI等新材料體系,但目前這些材料還處于產業化初期,產品單價較高。未來量產后若成本下降不及預期,相比傳統材料性價比優勢不明顯。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究報告,請慎重使用并注意閱讀研究報告尾頁的聲明內容。25/28 平安證券研究所投資評級:平安證券研究所投資評級:股票投資評級:強烈推薦(預計 6 個月內,股價表現強于市場表現 20%以上)推 薦(預計 6 個月內,股價表現強于市場表現 1

117、0%至 20%之間)中 性(預計 6 個月內,股價表現相對市場表現在10%之間)回 避(預計 6 個月內,股價表現弱于市場表現 10%以上)行業投資評級:強于大市(預計 6 個月內,行業指數表現強于市場表現 5%以上)中 性(預計 6 個月內,行業指數表現相對市場表現在5%之間)弱于大市(預計 6 個月內,行業指數表現弱于市場表現 5%以上)公司聲明及風險提示:負責撰寫此報告的分析師(一人或多人)就本研究報告確認:本人具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格。平安證券股份有限公司具備證券投資咨詢業務資格。本公司研究報告是針對與公司簽署服務協議的簽約客戶的專屬研究產品,為該類客戶進行投資決策

118、時提供輔助和參考,雙方對權利與義務均有嚴格約定。本公司研究報告僅提供給上述特定客戶,并不面向公眾發布。未經書面授權刊載或者轉發的,本公司將采取維權措施追究其侵權責任。證券市場是一個風險無時不在的市場。您在進行證券交易時存在贏利的可能,也存在虧損的風險。請您務必對此有清醒的認識,認真考慮是否進行證券交易。市場有風險,投資需謹慎。免責條款:此報告旨為發給平安證券股份有限公司(以下簡稱“平安證券”)的特定客戶及其他專業人士。未經平安證券事先書面明文批準,不得更改或以任何方式傳送、復印或派發此報告的材料、內容及其復印本予任何其他人。此報告所載資料的來源及觀點的出處皆被平安證券認為可靠,但平安證券不能擔

119、保其準確性或完整性,報告中的信息或所表達觀點不構成所述證券買賣的出價或詢價,報告內容僅供參考。平安證券不對因使用此報告的材料而引致的損失而負上任何責任,除非法律法規有明確規定??蛻舨⒉荒軆H依靠此報告而取代行使獨立判斷。平安證券可發出其它與本報告所載資料不一致及有不同結論的報告。本報告及該等報告反映編寫分析員的不同設想、見解及分析方法。報告所載資料、意見及推測僅反映分析員于發出此報告日期當日的判斷,可隨時更改。此報告所指的證券價格、價值及收入可跌可升。為免生疑問,此報告所載觀點并不代表平安證券的立場。平安證券在法律許可的情況下可能參與此報告所提及的發行商的投資銀行業務或投資其發行的證券。平安證券股份有限公司 2022 版權所有。保留一切權利。平安證券研究所 電話:4008866338 深圳深圳 上海上海 北京北京 深圳市福田區益田路 5023 號平安金融中心 B 座 25 層 郵編:518033 上海市陸家嘴環路 1333 號平安金融大廈 26 樓 郵編:200120 北京市西城區金融大街甲 9號金融街中心北樓 16 層 郵編:100033

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