【研報】電氣設備行業TESLA自制電池分析報告之二：創新空前難度空前-20200301[49頁].pdf

1、證券研究報告 創新空前，難度空前創新空前，難度空前 TESLA自制電池分析報告之二 分析師：朱分析師：朱 玥（玥（S0190517060001） 報告發布日期：報告發布日期：2020年年3月月1日日 2 KEY POINTSKEY POINTS投資要點投資要點 Maxwell是特斯拉自制電池的載體，自制電池意在擺脫隨松下的依賴。是特斯拉自制電池的載體，自制電池意在擺脫隨松下的依賴。松下曾獨家供應特斯拉圓柱形電池逾十載，但從 2018年開始二者就汽車銷量、電池產能和電池價格等問題產生較大分歧。特斯拉2019年4月收購Maxwell，同時與“三元 正極之父”Jeff Dahn的科學團隊合作走上了自

2、制電池的道路。 加拿大設備公司加拿大設備公司Hibar是特斯拉自制電池的最后一塊拼圖。是特斯拉自制電池的最后一塊拼圖。2019年10月Tesla收購加拿大圓柱電池設備供應商Hibar，完成 自制電池的最后一塊拼圖。Maxwell具備突出的技術能力，但能否實現商業化量產，設備的可靠性是關鍵創新和壁壘所 在，Hibar將為Maxwell定制生產電池制造設備，幫助Maxwell超級電容中的領先技術工藝成功實現在鋰電池領域應用。 設備設備 連接連接 技術技術電池電池技術技術電池電池 斷裂斷裂 缺少實現技術的設備缺少實現技術的設備 收購收購Hibar前前收購收購Hibar后后 資料來源：興業證券經濟與金

3、融研究院繪制 pOqPoOnRqNsMnPrQqPwPsN8O8QaQoMpPtRpPiNmMoNfQqQtP8OrRvNuOtOqRwMpOsO 3 KEY POINTSKEY POINTS投資要點投資要點 我們判斷我們判斷Tesla自制電池有四大創新：“干電極技術自制電池有四大創新：“干電極技術+新型電極材料（高鎳無鈷正極新型電極材料（高鎳無鈷正極+預鋰化負極）預鋰化負極）+固態電池固態電池+鋰電池鋰電池&超級電容器系統集超級電容器系統集 成”，不過四大創新均存在不小難度。成”，不過四大創新均存在不小難度。產業化較快的可能為前兩者，其中干電極技術可降低成本10-20%，提升能量密度至300

4、Wh/kg+，延 長電池壽命。但難點在于對設備的耐溫、耐摩擦性要求更高難點在于對設備的耐溫、耐摩擦性要求更高。新型正極鈷降低，電池成本降低，難點在于提升正極材料結構的穩定性難點在于提升正極材料結構的穩定性。 負極預鋰化可提升首圈充放電能量效率，難點在于生產安全性難點在于生產安全性。 我們判斷，自制電池先期成本高，將首先在高端車型中應用，走量車型主要以外部供應商為主。我們判斷，自制電池先期成本高，將首先在高端車型中應用，走量車型主要以外部供應商為主。Maxwell與Hibar在圓柱電池生產研發經驗 較豐富，預計自產電池技術會先應用于圓柱電池。但可能早期受良品率等因素影響，成本難降低，預計會用在對

5、成本敏感性較低的model X、Roadaster上。寧德時代方形、松下、寧德時代方形、松下、LG圓柱成本優勢顯著，預計仍將廣泛應用于圓柱成本優勢顯著，預計仍將廣泛應用于Model 3、Model Y等走量的車型上。遠期來看，等走量的車型上。遠期來看， Maxwell的創新技術亦可在方形電池上得以應用。的創新技術亦可在方形電池上得以應用。 投資建議：投資建議： 1）干電極技術有利于方形、軟包加速高鎳迭代，遠期方形成本優勢突眾，有望占據較大市場份額。繼續堅守TLC（Tesla產業鏈、LG產業鏈、 CATL）主線：推薦寧德時代、科達利、璞泰來、恩捷股份。推薦寧德時代、科達利、璞泰來、恩捷股份。 2

6、）新型正極將對新型鋰鹽及添加劑的需求在量和結構上均有提升，電解液壁壘及材料體系地位將大幅度提升。推薦新宙邦（化工組覆蓋），新宙邦（化工組覆蓋）， 建議關注天賜材料（化工組覆蓋）。 3）預鋰化技術增加負極側鋰金屬的用量，高鎳迭代提升氫氧化鋰需求。推薦：天齊鋰業、贛鋒鋰業（有色組覆蓋）天齊鋰業、贛鋒鋰業（有色組覆蓋） 4）超級電容技術將得到廣泛應用且有利于快充普及。推薦：新宙邦（化工組覆蓋），新宙邦（化工組覆蓋），建議關注：特銳德。 風險提示：電動車需求增速不及預期；中游產業鏈技術新技術迭代不及預期；產業鏈大幅降價風險提示：電動車需求增速不及預期；中游產業鏈技術新技術迭代不及預期；產業鏈大幅降價

7、4 目錄目錄 三大條件促能源轉型，分布式新能源是主角中的主角01 02 03 04 自供實現路徑自供實現路徑：高端車型：高端車型為主為主，走量車型保持現有體系，走量車型保持現有體系 05 投資建議投資建議 四大創新技術：創新革命，難度不小四大創新技術：創新革命，難度不小 自產電池由來：自產電池由來：降本第一，依托降本第一，依托Maxwell 最后一塊拼圖最后一塊拼圖：收購設備公司：收購設備公司Hibar，攻堅核心難題，攻堅核心難題 06 風險提示風險提示 5 自產電池：擺脫對松下圓柱的依賴自產電池：擺脫對松下圓柱的依賴 我們在Tesla視角下的動力電池全球格局推演報告中提到，Tesla與松下成

8、立合資電池工廠Gigafactory1，形成深度 綁定。2018年年Model3交付陡升，雙發出現矛盾，主要集中在汽車銷量、電池產量和電池價格上。交付陡升，雙發出現矛盾，主要集中在汽車銷量、電池產量和電池價格上。 2019年后松下和特斯拉關系迅速降溫，二者分別尋找新的合作伙伴。特斯拉在特斯拉在2019年年2月以月以8億美元、溢價億美元、溢價55%收購超收購超 級電容器全球龍頭級電容器全球龍頭Maxwell，進行技術儲備，希望能夠自產電池，擺脫對松下圓柱型電池的依賴。，進行技術儲備，希望能夠自產電池，擺脫對松下圓柱型電池的依賴。 資料來源：公司公告、公司官網、興業證券經濟與金融研究院整理 圖、圖

9、、Tesla-松下合作時間軸松下合作時間軸 2008 2009 2018 2019 萌芽萌芽積極合作積極合作矛盾初顯矛盾初顯關系冷卻關系冷卻 特斯拉：智能化電動 車的先驅，新一輪能 源革命的領跑者 松下：電池行業 的領路人，曾經 的消費鋰電龍頭 2008年，一代 Roadster交付， 使用18650， 沒有穩定電池 供應 2009年，Tesla電池 技術總監Kelty（曾 供職松下）牽頭特斯 拉-松下合作。雙方 一拍即合，簽訂協議 2014年，合資50億 美元建造超級工廠 Gigafactory 1,松下 出資16億美元 2016年M3開 始使用2170 2017年 電池總 監Kelty離職

10、 2018年 M3 需求量 增長，特斯拉認 為松下電池產能 不足影響M3產量 2018年，松下對M3 銷量預期持懷疑態度， 產能擴展意愿不足 2018年8月，松下 計劃于年末前在 GG1超級工廠單元 產值提高30% 2019年1月，松 下與豐田汽車在 日本簽署合約 2019年4月，松下 停止對特斯拉動 力電池產能擴張 2019年4月 Musk 在推特上指責松 下在GG1產能不 足影響M3產量 2019年9月，有報 道LG南京工廠已 開始大規模生產 M3用的2170 2019年9月，津賀 一宏接受采訪時公 開表示后悔與特斯 拉合建GG1 2019年12月，工信部目 錄顯示國產特斯拉M3 應用松下

11、和LGC電芯 2020年1月，宣 布CATL和LGC 為新合作伙伴 2020年2月，豐田宣 布與松下合資建設公 司生產動力電池 6 自產電池：降低度電成本，增厚產品壁壘自產電池：降低度電成本，增厚產品壁壘 Tesla迫切期望降低電池成本。目標為將降低成本可以通過：迫切期望降低電池成本。目標為將降低成本可以通過：1）引入二供、三供壓價。）引入二供、三供壓價。20年2月，Tesla年報電話會披 露引入LG、CATL為中國工廠電芯供應商。根據我們此前測算，寧德方形電芯價格已低于松下。2）自研電池降本。）自研電池降本。 根據根據Techweb及外媒報道，及外媒報道，Tesla內部有一秘密電池項目內部有

12、一秘密電池項目Roadrunner，該項目計劃未來生產一種新的電芯，該項目計劃未來生產一種新的電芯，Tesla自自 2016年起與三元正極發明者年起與三元正極發明者Jeff Dahn合作，此外也會采用合作，此外也會采用maxwell的技術，目標將每的技術，目標將每KWh成本降至成本降至100美元。美元。 研發新電池有助于提升公司產品壁壘。研發新電池有助于提升公司產品壁壘。電池作為三電系統的重要組成部分，是電動車核心環節之一。自產電池將有助 于Tesla將部分核心環節掌握在自己手中，深挖公司護城河。Tesla收購的maxwell具備多項電池相關專利儲備，我們認 為maxwell將成為tesla自

13、產電池的主要依托體。 圖、圖、LG、松下、寧德時代電池價格對比、松下、寧德時代電池價格對比 圖、圖、Maxwell與與Tesla專利數量儲備充裕專利數量儲備充裕 資料來源：美國專利與商標局、興業證券經濟與金融研究院整理 資料來源：資料來源：公司公告、GGII、SNE、興業證券經濟與金融研究院整理 注：1）CATL價格為興證電新測算的三元價格為興證電新測算的三元pack價格。價格。2）松下為電芯價格。）松下為電芯價格。測算時將松下 2019財年(2018.03-2019.03)的SG&Amargin假設為動力電池的2018和2019的SG&A margin。3） LG價格為測算值乘以0.66，考

14、慮到運輸費、關稅等影響，出貨結構pack為主。 （個） 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 20182019 LGCCATL松下 (元/Wh) 7 Jeff Dahn研究團隊助力特斯拉研發自制電池研究團隊助力特斯拉研發自制電池 資料來源：Electrek、興業證券經濟與金融研究院整理 圖、圖、Tesla-Jeff Dahn合作時間軸合作時間軸 Jeff Dahn（鋰電領域的先驅、應用型鋰電泰斗）（鋰電領域的先驅、應用型鋰電泰斗） 職業：職業： NSERC/Tesla Canada Inc.工業研究主席工業研究主席、高級電池材料加拿大 研究主席、加拿大戴爾豪斯

15、大學的物理系、化學系教授 教育背景：教育背景： 1978-戴爾豪斯大學物理學學士 1980-大不列顛哥倫比亞大學物理系碩士 1982-大不列顛哥倫比亞大學物理系博士 企業顧問：企業顧問： 3M、美敦力、Moli Energy 、哥倫比亞化學、Acheson Colloids、 雷特威、英特爾、英國石油、富美實（FMC）、Sion Power and Polystor 專家證人：專家證人： ?？巳?、東芝美國、比亞迪美國、Valence Technologies、日 本電話電報（NTT） 圖、圖、Jeff Dahn及其研究團隊及其研究團隊 2020年2月27日，外媒曝光了特斯拉秘密電池項目Roa

16、drunner，計劃采用“機器制造機器” 策略，目標是將每目標是將每kWh電池的成本降到電池的成本降到100美元美元(2008年Roadster約1200美元/kWh，Model 3 約125美元/kWh)。該項目將采用特斯拉內部團隊的研發技術，包括Jeff Dahn團隊的技術以 及Maxwell的技術 2015年6月，特斯拉提前鎖定了Jeff Dahn領導的電池研究團隊與 3M 合作于 2016 年 6 月到 期后未來五年的獨家合同五年的獨家合同 2016年6月，雙方的合作正式啟動合作正式啟動 2017年3月22日，代表特斯拉在國際電池研討暨展覽會發表演講代表特斯拉在國際電池研討暨展覽會發表

17、演講的一共兩人，除了Kurt Kelty（前電池技術總監），另一位是Jeff Dahn 2019 年 9 月 6 日，Jeff 實驗室與特斯拉達成合作后的第一個重磅成果實驗室與特斯拉達成合作后的第一個重磅成果：Jeff Dahn的實驗室 發布了一篇測試單晶NCM正極和新型先進電解質的鋰離子電池情況的論文。測試發現，這 種類型的電池應該能夠為電動汽車供電超過100萬英里萬英里（160萬公里），并在電網儲能中至 少可持續20年 資料來源：Jeff Dahn課題組網站、興業證券經濟與金融研究院整理 2 5 0 7 6 8 9 6 / 4 4 3 7 4 / 2 0 2 0 0 3 0 3 1 0 :

18、 5 0 8 Maxwell：特斯拉自制電池重要的依托主體：特斯拉自制電池重要的依托主體 我們認為我們認為2019年年2月月Tesla以以8億美元收購的億美元收購的Maxwell將是本次自產電池的實施者。將是本次自產電池的實施者。 Maxwell是一家全球領先的儲能和輸電解決方案開發商和制造商，成立于1965年，是美國政府機構的合約研發服務提 供商，于上世紀九十年代開始轉向商業領域。 公司總部位于美國加利福尼亞州圣地亞哥，歐洲辦事處位于瑞士，并在德國和中國設有銷售和客戶服務部門。 截至2018年12月31日，公司擁有367名全職員工，其中美國196名、韓國132名、中國27名、德國12名。 圖

19、、圖、Maxwell發展歷程圖發展歷程圖 資料來源：公司官網、興業證券經濟與金融研究院整理 以Maxwell Laboratories Inc. 名義注冊成立 1965 1983 2016 2006 2019 2015 納斯達克IPO 1996 更名為Maxwell Technologies 于中國深圳建 立第一家合約 制造商 與中國中車合作 開發下一代電容 式儲能解決方案 宣布與中國中車合 作開發的鋰離子電 容器首次商業應用 2014 德國大陸集團聯手 Maxwell開發出針對 起處啟停的VSS 2018 向吉利2020年 新車提供超級 電容器子系統 被特斯拉以2.35 億美元收購 特斯拉引

20、入 Maxwell 干 電池專利 為國電風電場儲 能示范項目提供 超級電容器 推出新型超級電容 器模塊讓發電機組 “重啟”更可靠 CAF選擇Maxwell 超級電容器用于無 架線鐵路組件 Peterbilt 將Maxwell 超級電容器作為新 推出卡車標配 與康寧簽訂開發協 議 共同推動超級 電容器技術發展 推出電子式電壓互 感器用分壓電容實 現更精確電網測量 美國政府機構的合 約研發服務提供商 轉向商業領域 1990s以后 1990s前 9 Maxwell主營產品為超級電容器及高壓電容器主營產品為超級電容器及高壓電容器 Maxwell主要產品為超級電容器超級電容器和高壓電容器高壓電容器，主要

21、技術為干電極技術干電極技術和DuraBlueTM技術技術（結合Maxwell專利干電極技 術、制造工藝和牢固可靠的獨有單體結構滿足極端場景的抗沖擊及振動要求）。 Maxwell超級電容器單體產品系列包括標準系列、XP系列、DuraBlue和PualCopaPcCask。 資料來源：公司官網、興業證券經濟與金融研究院整理 圖、圖、Maxwell超級電容單體產品超級電容單體產品 標準系列標準系列 產品應用產品應用 煙霧探測器煙霧探測器無線發射器無線發射器機器人技術機器人技術 應急照明應急照明 消費消費/ /工業電子產品工業電子產品 固態驅動器固態驅動器(SSD)(SSD) 手持設備手持設備 UPS

22、UPS與工業電源與工業電源 安全設備安全設備備份系統備份系統遠程信息處理遠程信息處理緩存到閃存應用緩存到閃存應用 程序的備用電源程序的備用電源 產品應用產品應用 消費電子產品消費電子產品 應急照明應急照明安全設備安全設備 機器人技術機器人技術醫療器械醫療器械智能計量智能計量 執行器執行器 遠程信息處理遠程信息處理 汽車汽車- -數據記錄數據記錄汽車汽車- -后備動力后備動力自主駕駛自主駕駛駕駛員輔助系統 駕駛員輔助系統 XPTM系列系列 DuraBlue 產品應用產品應用 風力渦輪機風力渦輪機 重型工業設備重型工業設備 汽車峰值功率助力汽車峰值功率助力 船上船上/ /路邊欄桿路邊欄桿 重型載貨

23、汽車發動機起動重型載貨汽車發動機起動 太陽能地磚太陽能地磚 混合動力與插電式混合動力與插電式 混合動力客車（混合動力客車（UPSUPS） 混合動力汽車混合動力汽車 Pseudocapacitors 產品應用產品應用 點膠設備點膠設備 UPSUPS與電信系統與電信系統手電筒手電筒小型不間斷電源（小型不間斷電源（UPSUPS） 離網照明離網照明太陽能充電器太陽能充電器 手動工具手動工具 LEDLED 電動窗、緊急呼叫系統、門鎖等汽車電子系統電動窗、緊急呼叫系統、門鎖等汽車電子系統 10 Maxwell超級電容器模塊產品應用領域廣泛超級電容器模塊產品應用領域廣泛 圖、圖、Maxwell超級電容器模塊

24、產品超級電容器模塊產品 Pseudocapacitors 資料來源：公司官網、興業證券經濟與金融研究院整理 75V模塊模塊 產品應用產品應用產品應用產品應用 90V模塊模塊240V模塊模塊 風力渦輪機風力渦輪機 節距控制節距控制 風力渦輪螺距風力渦輪螺距 控制系統控制系統 工業工業UPSUPS和和DVRDVR 產品應用產品應用 風力渦輪螺距風力渦輪螺距 控制系統控制系統 工業工業UPSUPS和和DVRDVR 125V交通運輸模塊交通運輸模塊 產品應用產品應用 港口和重型機械港口和重型機械客車客車軌道交通軌道交通卡車卡車 56VUPS模塊模塊 產品應用產品應用 公共電網和微電網公共電網和微電網發

25、電機發電機燃料電池燃料電池 160V模塊模塊 產品應用產品應用 風機變槳風機變槳短時不間斷短時不間斷 電源電源 可再生能源可再生能源 系統系統 75V電源模塊電源模塊 產品應用產品應用 風機變槳風機變槳 ESM發動機啟動模塊發動機啟動模塊 產品應用產品應用 卡車卡車 16V小型模塊小型模塊 產品應用產品應用 風機變槳風機變槳小型小型UPSUPS 16V大型模塊大型模塊 產品應用產品應用 港口和重型機械港口和重型機械軌道交通軌道交通 風機變槳風機變槳 全新全新48V模塊模塊 產品應用產品應用 軌道交通軌道交通卡車卡車 港口和重型機械港口和重型機械 5V模塊模塊 產品應用產品應用 煙霧探測器煙霧探

26、測器 應急照明應急照明執行器執行器 UPSUPS系統系統 智能計量智能計量 醫療器械醫療器械 11 超級電容器超級電容器VS普通電容器普通電容器 性能區別性能區別 超級電容器具有充電時間短、使用壽命長（充電時間短、使用壽命長（10w次循環壽命）、溫度特性好、節約能源和綠色環保次循環壽命）、溫度特性好、節約能源和綠色環保等特點，超級電超級電 容的能量密度大于普通電容，小于鋰電池。它的功率密度小于普通電容，大于鋰電池容的能量密度大于普通電容，小于鋰電池。它的功率密度小于普通電容，大于鋰電池。 超級電容器儲存電荷的方式有雙電層超級電容（EDLC）和贗電容（Pseudocapacitance）兩種。雙

27、電層超級電容器正負 極相同，一般均為碳材料；而贗電容超級電容器正負極采用不同的材料，一般為金屬氧化物材料。Maxwell的主要產的主要產 品為雙電層超級電容器，雙電層超級電容較贗電容循環壽命更高，但能量密度稍小。品為雙電層超級電容器，雙電層超級電容較贗電容循環壽命更高，但能量密度稍小。 超級電容器與傳統電容器相比其缺點為僅限于直流電流，價格較貴，而傳統電容器可適用于交流和直流電路，價格較 便宜。 圖、雙電層超級電容器圖、雙電層超級電容器（EDLC）與傳統電容器對比與傳統電容器對比 資料來源：murata、興業證券經濟與金融研究院整理 圖、超級電容器圖、超級電容器（EDLC）與傳統電容器、鋰電池

28、對比與傳統電容器、鋰電池對比圖、超級電容器主要使用場景圖、超級電容器主要使用場景 資料來源：murata、興業證券經濟與金融研究院整理資料來源：murata、興業證券經濟與金融研究院整理 12 Maxwell主要主要營收來源于中國、美國、德國和匈牙利客戶營收來源于中國、美國、德國和匈牙利客戶 Maxwell主營超級電容器產品下游客戶包括下游客戶包括：汽車、重型運輸、可再生能源、后備能源、無線通信、工業、消費類電：汽車、重型運輸、可再生能源、后備能源、無線通信、工業、消費類電 子、衛星和航天器抗輻射微電子組件和系統。子、衛星和航天器抗輻射微電子組件和系統。 中國是中國是Maxwell主要主要市場

29、。市場。2018年Maxwell的營收主要來源于中國32%、美國17%、德國14%和匈牙利13%等國家的客 戶，2018年Maxwell最大的兩個客戶為北京天誠同創和大陸汽車，貢獻營收分別占比12%和10%。 圖、圖、Maxwell貢獻營收貢獻營收10%以上重要客戶以上重要客戶 2017201820172018 圖、圖、Maxwell營收主要來源于中國、美國、德國和匈牙利等國家的客戶營收主要來源于中國、美國、德國和匈牙利等國家的客戶 資料來源：公司公告、興業證券經濟與金融研究院整理資料來源：公司公告、興業證券經濟與金融研究院整理 13 Maxwell近年來經營狀況不佳近年來經營狀況不佳 近年來

30、營收有所下降，營收近年來營收有所下降，營收2012年年-2018年從年從11.0億元降至億元降至6.2億元，億元，CAGR為為-10.8%。主因Maxwell主要產品為能量密 度較低的傳統雙電層超級電容器，其下游傳統應用（軍品、民用等領域）需求趨于飽和，公司暫未橫向布局新產業鏈 （如新能源車相關業務）。此外，2018年Maxwell在中國區的營收占比下滑9pct，中國區業務開展不利。 近年來毛利率和凈利率有所下降，凈利率連續五年為負。毛利率近年來毛利率和凈利率有所下降，凈利率連續五年為負。毛利率2012年年-2018年從年從40.8%降至降至11.1%，凈利率，凈利率2012年年- 2018年

31、從年從4.5%降至降至-40.4%。 圖、圖、Maxwell近年來營收有所下降近年來營收有所下降圖、圖、Maxwell近年來毛利率和凈利率有所下降近年來毛利率和凈利率有所下降 資料來源：公司公告、興業證券經濟與金融研究院整理 注：2017年營業收入取2018年年報披露值，匯率取1美元=6.98元 資料來源：公司公告、興業證券經濟與金融研究院整理 14 Maxwell研發團隊實力強大研發團隊實力強大 Maxwell研發團隊實力強大，核心研究人員學歷均為博士，行業工作經驗豐富，其中研發團隊實力強大，核心研究人員學歷均為博士，行業工作經驗豐富，其中Porter Mitchell于于2019年年5月開

32、始月開始 在特斯拉任職在特斯拉任職Research Engineer，Maxwell已經開始與已經開始與Tesla開展對接業務。開展對接業務。 圖、圖、Maxwell近年來營收有所下降近年來營收有所下降 資料來源：美國專利局、興業證券經濟與金融研究院整理 資料來源：領英、興業證券經濟與金融研究院整理 ） 核心研究人員（部分）核心研究人員（部分） 學歷背景學歷背景職業背景職業背景 Porter Mitchell南密西西比大學高分子科學博士（1976-1982）， 南密西西比大學數學學士（1973-1976） 2011.08-2019.05于Maxwell任職Sr.Manager Electrod

33、e Manufacturing and Engineering；2019.05至今于Tesla任Research Engineer Xiaomei Xi奧本大學博士（1993-1996）、北航學士2002.09至今任職于Maxwell，現任Director of Research Linda Zhong范德堡大學材料科學及工程博士于Maxwell任職Sr. Director of Research and Development 圖、核心研究人員（部分）專利數量一覽圖圖、核心研究人員（部分）專利數量一覽圖 15 目錄目錄 三大條件促能源轉型，分布式新能源是主角中的主角01 02 03 04 自

34、供實現路徑自供實現路徑：高端車型：高端車型為主為主，走量車型保持現有體系，走量車型保持現有體系 05 投資建議投資建議 四大創新技術：創新革命，難度不小四大創新技術：創新革命，難度不小 自產電池由來：自產電池由來：降本第一，依托降本第一，依托Maxwell 最后一塊拼圖最后一塊拼圖：收購設備公司：收購設備公司Hibar，攻堅核心難題，攻堅核心難題 06 風險提示風險提示 16 特斯拉收購特斯拉收購Maxwell，推進可持續能源藍圖，推進可持續能源藍圖 Musk的教育、家庭和興趣造就了他深厚的物理、材料和經濟學基礎，他長期思考并勾勒五個領域的藍圖：互聯網、的教育、家庭和興趣造就了他深厚的物理、材

35、料和經濟學基礎，他長期思考并勾勒五個領域的藍圖：互聯網、 太空、可持續能源、人工智能和基因，太空、可持續能源、人工智能和基因，Musk的事業布局也和這五件事緊密相關。特斯拉屬于的事業布局也和這五件事緊密相關。特斯拉屬于Musk的可持續能源藍的可持續能源藍 圖的一部分，而特斯拉收購圖的一部分，而特斯拉收購Maxwell正是看中了其技術推進未來可持續能源藍圖中起到的關鍵作用正是看中了其技術推進未來可持續能源藍圖中起到的關鍵作用 資料來源：維基百科、興業證券經濟與金融研究院繪制 圖、圖、Musk事業版圖分析事業版圖分析 Zip2：在斯坦福退學后與開始Zip2項目（為新聞機構開發的在線出 版軟體）。1

36、999年Zip2被Compaq的AltaVista部門以3.07億美元先進 和3400美元股票期權收購 PayPal：聯合創辦Paypal網上付費機智，2010年10月eBay以15億美 元收購Paypal SpaceX：成立私人太空發射公司SpaceX并出任CEO和CTO，2012年5 月SpaceX開啟了太空私營化時代 Tesla：2004年通過A倫融資進入特斯拉，是特斯拉的聯合創始人， 并帶領設計了Roadster Solarcity：2008年成立了專門發展家用光伏發電項目的Solarcity,為 公司最大股東和董事。2012年馬斯克宣布Solarcity和Maxwell將共享 電動車

37、電池技術，以降低屋頂太陽能板對地區電網的沖擊。2013年 SolarCity宣布退出采用特斯拉電池技術的智能能源存儲系統 SolarCity DemandLogic The Boring Company:馬斯克為了解決地面交通擁堵問題而成立的， 在地下挖掘隧道來解決地面交通擁堵 OpenAI：2015年發起成立一家從事人工智能研究的非營利性組織 OpenAI，其目標是研發一款家庭用機器人 Neuralink:2016年成立神經網絡公司，試圖研發一種技術，將人腦與 計算機系統融合在一起，公司將開發“神經蕾絲” 技術，在人腦中 植入細小的電極，可能有朝一日能用來上傳、下載人的思想 互聯網互聯網 可

38、持續發展可持續發展 （新能源）（新能源） 太空太空 人工智能人工智能 基因基因 教育教育 家庭家庭 興趣興趣 父親電動機械電動機械工程師 加拿大皇后大學（兩年） 美國賓夕法尼亞皇后大學- 經濟學經濟學學士、物理學物理學學士 斯坦福大學-物理與材料學物理與材料學 博士生-（兩天后退學） 酷愛閱讀，廣泛閱讀酷愛閱讀，廣泛閱讀 動手能力強動手能力強 物理基礎物理基礎 材料基礎材料基礎 經濟學基礎經濟學基礎 對人類未來的對人類未來的 擔憂與思考擔憂與思考 + + + 17 Maxwell鋰電池領域預計將有四大技術創新鋰電池領域預計將有四大技術創新 Maxwell的主要產品是超級電容，核心技術有望移 植

39、進入鋰電池領域，實現四大創新： 干電極；干電極； 新型電極材料：正極新型電極材料：正極無鈷化；負極無鈷化；負極預鋰化；預鋰化； 固態電池；固態電池； 鋰電池鋰電池+超級電容器系統集成。超級電容器系統集成。（注：系統集 成Maxwell干電極技術中暫未提及，但已有專 利布局） 資料來源：Maxwell官網、興業證券經濟與金融研究院整理 圖、圖、Maxwell下一代干電極技術優勢下一代干電極技術優勢 18 干電極技術：工藝簡單且不使用溶劑，大幅度降低成本干電極技術：工藝簡單且不使用溶劑，大幅度降低成本 干電極技術（也稱干法電極技術）工藝流程干電極技術（也稱干法電極技術）工藝流程 【不使用溶劑不使用

40、溶劑】 將少量（約5-8）粉狀PTFE粘合劑與電極粉末混合； 然后將混合的粘合劑+電極粉末通過擠壓機形成薄的電 極材料帶； 再將擠出的電極材料帶層壓到金屬箔集流體上形成成品 電極。 濕法電極技術工藝流程濕法電極技術工藝流程 【使用具有粘合劑材料的溶劑，如使用具有粘合劑材料的溶劑，如NMP】 電極材料+導電劑+粘結劑溶解在溶劑NMP（存在較大毒 性）中，混勻得到漿料； 用涂布機將漿料涂在集流體（鋁箔/銅箔）上并干燥。 資料來源：Astroys、興業證券經濟與金融研究院整理 圖、干電極技術工藝流程示意圖圖、干電極技術工藝流程示意圖 19 干電極技術的優點：降本、簡化、環保干電極技術的優點：降本、簡

41、化、環保 干電極技術優點干電極技術優點 工藝簡化，降低成本工藝簡化，降低成本：在傳統濕法電極工藝中，溶劑干燥的時間約為100分鐘，且毒性較大，回收成本大增，同時設備價格昂貴+體積巨 大。干電極技術工藝簡化，節省空間的同時理論上降本效用明顯，可比濕電極工藝節省10-20%的成本。 能量密度提升：能量密度提升：干電極有助于防止材料體系膨脹，提升安全性，有助于正極朝高鎳迭代、負極朝硅碳負極迭代，能量密度大幅提升。目 前Maxwell電極使能量密度超過了300Wh/kg，較當前特斯拉電池高出了20-40%，規劃在2020年左右實現385Wh/kg，2025年后達到 500Wh/kg。 延長電池壽命：延

42、長電池壽命：改善耐久性，電池壽命翻倍。 環境友好：環境友好：無有毒溶劑，生產過程更加環保。 資料來源：Maxwell、興業證券經濟與金融研究院整理 圖、干電極技術優點示意圖圖、干電極技術優點示意圖 資料來源：Maxwell、興業證券經濟與金融研究院整理 圖、干電極技術實現能量密度規劃圖圖、干電極技術實現能量密度規劃圖 資料來源Astroys、興業證券經濟與金融研究院整理 圖、圖、Gigafactory 1中電極涂覆設備巨大且昂貴中電極涂覆設備巨大且昂貴 20 干干電極技術可使國產電極技術可使國產Model 3成本降低成本降低0.41萬元萬元 我們假設當前國產M3標準續航版毛利率25%，不考慮良

43、品 率變化的情況下，若能實現電池自供，可降低成本約0.47 萬元，若采用若采用Maxwell干電極技術，成本可再降干電極技術，成本可再降0.41萬元萬元。 國產Tesla標準續航版含稅售價32.28萬元，我們假設單車 毛利率25%，對應外購電池下整車含稅成本為24.3萬元。 若假設自供圓柱電池，假設圓柱自供電池可節約成本12%， （CATL的凈利率），則標準續航版整車可降成本0.47萬元。 若自供電池+采用Maxwell的干電極技術，能量密度可由當 前的265Wh/kg提升至300Wh/kg+，假設四大材料等原材料 等成本不變，電芯成本可再降低0.41萬元。（能量密度提 升攤?。?資料來源：儲

44、能科學與技術、興業證券經濟與金融研究院整理、預測 注：不考慮生產良品率變化?？紤]到良品率等變化，未來M3成本有望進一步降低 圖、國產圖、國產Model 3實現電池自供降本測算實現電池自供降本測算 21 干電極電池技術難關：尚未有成熟產業鏈配套干電極電池技術難關：尚未有成熟產業鏈配套 干電極技術可用在Maxwell超級電容器中，暫未在鋰電池中商業化使用，技術移植會有一定難度。 超級電容的電極材料是活性炭，活性炭的比表面積較大，活性炭可以與粘合劑良好地粘合，在充放電過程中活性材料 體積基本上不發生變化，對粘結度的要求較低；鋰電池的正極和負極材料比表面積遠遠小于石墨，并且在充放電過程 中活性材料體積

45、會有變化，與粘結劑的粘合效果不佳。 干法電極工藝的粘接劑是氟化物PTFE，與鋰會發生副反應形成氟化鋰，少量氟化鋰可以起到生成穩定的SEI/CEI層的 作用，過量的氟化鋰對電池性能不利。 無溶劑混料對設備的耐溫、耐摩擦性要求更高。無溶劑混料對設備的耐溫、耐摩擦性要求更高。目前通常采用三種制作方案：軋鋼方式、塑料膜方式和擠壓機。 Maxwell采用的是傳統的擠壓機方式。 資料來源：Maxwell、興業證券經濟與金融研究院整理 超級電容器超級電容器鋰電池鋰電池 充放電原理雙電層結構，正負離子附著在級片表面鋰離子在正負結構之間往返 充放電過程變化物理變化，活性材料體積基本不變化學變化，活性材料體積有變

46、化 電極材料正負極材料相同，為多孔材料如活性炭，比表面積 1000/g 正極三元/磷酸鐵鋰/鈷酸鋰，負極石墨/硅碳，比 表面積小，約在0.3-3/g 干電極技術可行性高低 表、超級電容器和鋰電池應用干電極技術的可行性分析表、超級電容器和鋰電池應用干電極技術的可行性分析 22 新型高鎳正極技術：與頂尖可研團隊長期合作新型高鎳正極技術：與頂尖可研團隊長期合作 2018年在美國能源局的資助下，年在美國能源局的資助下，Maxwell與與UCSD Shierly Meng教授、陸軍實驗室教授、陸軍實驗室Xu Kang教授等展開合作，研發新教授等展開合作，研發新 型無鈷高鎳正極型無鈷高鎳正極LNMO及其適

47、配的高電壓電解液（添加劑），并將無鈷正極及其適配的高電壓電解液（添加劑），并將無鈷正極LNMO與干電極技術結合，提升動力電與干電極技術結合，提升動力電 池性能。池性能。開發新型高鎳電池一直是Musk的想法，2018年他表示當前TSL動力電池鈷含量0.9）的體系中，除）的體系中，除Ni之外的元素均起摻雜的作用，而摻雜之外的元素均起摻雜的作用，而摻雜Al、 Mn、Mg等或可以起到替代摻雜鈷的作用。等或可以起到替代摻雜鈷的作用。從最終的全電池（扣電）性能來看，NCA、NA、NM、NMg電池容量相 近，均可循環100cycle（扣電體系、非方形/軟包）。 高鎳去鈷是降低成本的重要途徑之一。高鎳去鈷是降

48、低成本的重要途徑之一。20年2月鈷價約為27萬元/噸，而同期的鎳價為10萬元/噸，Al、Mg和Mn的價格 分別為1.3萬元/噸、1.6萬元/噸和1.3萬元/噸。 圖、圖、18年馬斯克稱年馬斯克稱tesla電池鈷含量電池鈷含量3% 資料來源：推特、興業證券經濟與金融研究院整理 圖、無鈷電池不一定是圖、無鈷電池不一定是LFP 資料來源：Tesla、興業證券經濟與金融研究院整理 23 新型高鎳正極技術難關：技術穩定性、成熟性新型高鎳正極技術難關：技術穩定性、成熟性 在傳統動力電池NCA/NCM正極中鈷主要起到穩定結構、阻止Li和Ni的結構坍塌與重排的作用，Co含量越低，結構穩 定性越差，循環性能及安

49、全性越差。因此，開發新型無鈷高鎳正極的難題在于提升正極材料結構的穩定性。因此，開發新型無鈷高鎳正極的難題在于提升正極材料結構的穩定性。 我們判斷特斯拉的新型無鈷正極材料大概率為無鈷高鎳正極，包括我們判斷特斯拉的新型無鈷正極材料大概率為無鈷高鎳正極，包括LNAO（A：Al）、）、LNMO（M：Mn）、）、LNMgO 等，新型正極材料能夠降低電池成本，等，新型正極材料能夠降低電池成本，Maxwell此前一直致力于與頂尖科研機構合作研發新型正極材料電池，但當前此前一直致力于與頂尖科研機構合作研發新型正極材料電池，但當前 具體進度是否可以成熟商業化，尚無法判斷。具體進度是否可以成熟商業化，尚無法判斷。 表、表、NCA、NA、NM、NMg電池首循環性能相似電池首循環性能相似 資料來源：資料來源：Journal of The Electrochemical Society、 興業證券經濟與金融研究院整理 圖、文獻報道圖、文獻報道NA、NMg、NCA電池循環性能相近（扣電性能對比，非方形電池循環性能相近（扣電性能對比，非