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1、 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。1 证券研究报告 电力设备与新能源电力设备与新能源 新能车前沿技术之五:大圆柱电池新能车前沿技术之五:大圆柱电池 华泰研究华泰研究 电力设备与新能源电力设备与新能源 增持增持 (维持维持)研究员 申建国申建国 SAC No.S0570522020002 +(86)755 8249 2388 研究员 边文姣边文姣 SAC No.S0570518110004 SFC No.BSJ399 +(86)755 8277 6411 行业行业走势图走势图 资料来源:Wind,华泰研究 2023 年 4 月 02 日中国内地 专题研究专题研究 特斯
2、拉主导圆柱电池大型化发展,大圆柱电池产业化在即特斯拉主导圆柱电池大型化发展,大圆柱电池产业化在即 20 年 9 月,特斯拉正式发布 4680 大圆柱电池,从单体到系统层面对电池进行了全面升级,使其安全性、续航、快充等性能得到了显著提升。相关车企、电池企业自此争相布局大圆柱电池,以期抓住动力电池市场。同时在户用储能领域,国内相关电池企业已从 22 年开始布局适用储能市场的磷酸铁锂大圆柱电池。我们预计 27 年全球大圆柱电池装机量有望达 429GWh,对应市场规模 2144.8 亿元。产业节奏上,我们预计今年大圆柱电池将从小批量生产转向量产放量,带动相关电池企业受益。同时大圆柱电池引入的创新技术和
3、化学体系也有望为上游的设备厂、材料厂等带来新的发展机会。从单体到系统全面升级,大圆柱电池性能优势凸从单体到系统全面升级,大圆柱电池性能优势凸显显 相较于传统电池,大圆柱电池不仅仅是在尺寸上进行升级,更主要是在单体和系统层面上进行了全面技术创新。其在单体电池层面引入的无极耳技术,解决了快充和大倍率充放电时的温升问题,同时通过引入干法电极技术化简了极片制造工艺,大幅降低了电池制作成本。在电池系统层面,大圆柱电池采用单侧出正负极的结构改善了整体电池系统的电气连接方式,有利于电池能量密度的提升和尺寸的增加,而电池尺寸的升级使得电池结构强度增大,既能为电源设备提供续航功能,也能作为结构电池成为车体结构的
4、一部分,对车体起到支撑作用,有利于节省空间、减轻重量,并实现续航里程的提升。动力市场率先发力,户用储能紧随其后、增长有望动力市场率先发力,户用储能紧随其后、增长有望 大圆柱电池在电动汽车领域优势显著,其安全性能是目前几种主流电池形态中最高的,同时在续航、快充等方面均性能优越,未来有望成为中高端电动车的最优解。自特斯拉提出 4680 电池在车系内规模化使用后,相关车企、电池厂纷纷跟进布局,预计最快今年内可实现量产。同时大圆柱电池依托灵活适配性和快充性能优势有望切入户用储能领域,我们预计 27 年全球大圆柱户储电池装机量将达到 21.7GWh,23-27 年 CAGR 可达 168.0%。综合来看
5、,我们预计 27 年全球大圆柱电池装机量有望达 429GWh,对应市场规模 2144.8 亿元,23-27 年 CAGR 可达 110.7%。大圆柱电池推动产业升级,结构件大圆柱电池推动产业升级,结构件/工艺需求创新,材料端潜力释放工艺需求创新,材料端潜力释放 大圆柱电池在工艺、结构层面的要求更加苛刻,为极耳激光切割、揉平、激光焊接等设备环节带来了升级需求,并提高了结构件的行业壁垒,我们认为具备全球竞争力的结构件龙头企业将有望受益。在结构件中,预镀镍的国产化替代正加速推进,目前东方电热的技术指标已经接近进口产品水平,公司预计今年预镀镍钢基带出货量为 1.5-2 万吨。在电池化学材料方面,技术创
6、新使得大圆柱电池具备更高的安全上限,高镍正极、硅基负极等更高能量密度的化学体系或将迎来新一轮的增长机会,同时也将进一步推动大圆柱电池材料体系的更新,促进单壁碳纳米管、新型锂盐 LiFSI 的潜力释放。风险提示:产业链配套建设不及时;产业化进展和降本不及预期;市场规模测算存在偏差。(25)(14)(4)718Mar-22Jul-22Nov-22Mar-23(%)电力设备与新能源沪深300 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。2 电力设备与新能源电力设备与新能源 正文目录正文目录 尺寸升级只是起点,技术创新引领发展尺寸升级只是起点,技术创新引领发展.3 复盘发展:特斯拉主导
7、圆柱路线,逐步向大尺寸发展.3 开端:特斯拉联合松下开启车用圆柱电池商业化.3 趋势:圆柱电池逐步向大型化方向发展,预计 46 系成为动力电池主流.3 技术创新:大圆柱电池从单体到系统全面升级.5 动力、储能市场应用提速,打开大圆柱电池市场空间动力、储能市场应用提速,打开大圆柱电池市场空间.9 电动汽车领域优势显著,储能领域加速渗透.9 车企、电池厂量产在即,动力市场率先发力.10 户用储能有望推动大圆柱电池加速量产.11 预计 27 年全球大圆柱电池装机量有望达到 429GWh.12 大圆柱电池产业链:化学材料端变化小,主要改变在结构件大圆柱电池产业链:化学材料端变化小,主要改变在结构件/工
8、艺工艺.13 设备厂:突破量产瓶颈核心环节,亟需产品、工艺升级.13 结构件:行业壁垒提升,龙头企业受益.15 预镀镍:三元大圆柱电池结构件主流材料路线,国产替代进行时.18 预镀镍替代后镀镍应用于大圆柱电池.18 国内企业逐步发力,逼近进口产品水平.19 预镀镍未来市场空间广阔.20 正极:高镍三元是发展趋势.20 负极:硅基材料是重点方向.21 导电剂:高镍三元+硅基负极体系需使用单壁碳纳米管.23 电解液:新型锂盐 LiFSI 用量比例提升.23 风险提示.26 EYbWkZkWbVkXuVuVsX6M8Q9PtRrRmOpMjMoOqMeRnNtQ9PoPsPNZtRzRwMrNtO
9、免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。3 电力设备与新能源电力设备与新能源 尺寸升级只是起点,技术创新引领尺寸升级只是起点,技术创新引领发展发展 相较于 18650、21700 电池等传统电池,大圆柱电池依托电池尺寸的升级,实现了单体电池及整体电池系统在能量密度上的提升,并降低了电池的制造成本。然而尺寸升级只是大圆柱电池在形式上的改变,支撑大圆柱电池实现降本增效的核心来自于其在单体和系统层面上的技术创新,例如在单体电池层面引入的无极耳及干电极技术助力大圆柱电池克服快充、温升问题;在电池系统层面,大圆柱电池采用单侧出正负极的结构改善了整体电池系统的电气连接方式,进而支持圆柱
10、电池向更大尺寸方向发展。复盘发展:特斯拉主导复盘发展:特斯拉主导圆柱路线圆柱路线,逐步向,逐步向大尺寸大尺寸发发展展 开端:特斯拉联合松下开启车用开端:特斯拉联合松下开启车用圆柱圆柱电池商业电池商业化化 1991 年,全球首款圆柱锂电池由索尼发布并正式投入消费电池产品市场,由此开启了锂电池的商用时代。2008 年,特斯拉首款豪华轿跑车 Roadster 问世,创造性地启用了 7000 多节松下制造的 18650 三元锂电池,由此拉开了特斯拉与松下长达十年之久的合作序幕,两者的合作开创了纯电动汽车圆柱电池时代。2017 年,特斯拉与松下共同研发的 21700 圆柱电池成功应用于 Model 3
11、上,采用 NCA+硅碳方案,单体容量较 18650 电池提升约 35%。2020 年 9 月特斯拉召开“电池日”活动,推出 4680 大圆柱电池,带领动力电池行业进入大圆柱时代。自此,整车和电池领域内各企业争相布局大圆柱电池,希望在下一代车型和电池设计上争取主动权,抓住动力电池市场。图表图表1:圆柱电池圆柱电池的的发展历程发展历程 资料来源:钜大锂电,电池中国网,特斯拉官网,华泰研究 趋势:圆柱电池逐步向大型化方向发展,预计趋势:圆柱电池逐步向大型化方向发展,预计 46 系成为动力电池系成为动力电池主流主流 从产品型号上看,从从产品型号上看,从 18650 到到 21700 电池电池再到即将实
12、现量产的再到即将实现量产的 4680 电池电池,圆柱电池逐步,圆柱电池逐步向着更大的尺寸方向发展。向着更大的尺寸方向发展。按照特斯拉的规划,4680 电池相较于 21700 电池在性能上实现大幅提升电芯容量提升 5 倍,功率提升 6 倍,电动汽车续航里程提升 16%,逻辑在于:单体电池容量提升后,整体电池组 pack 的空间利用率和成组效率得到相应提升,从而带来电池组的能量密度提升以及成本的下降(4680 电池相比于 21700 电池,在电池组层面,每千瓦时成本降低 14%)。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。4 电力设备与新能源电力设备与新能源 图表图表2:4680
13、 电池大电芯性能优势电池大电芯性能优势 资料来源:特斯拉电池日发布会,华泰研究 46 系电池兼具性能与经济性,是最优直径尺寸的大圆柱动力电池。系电池兼具性能与经济性,是最优直径尺寸的大圆柱动力电池。在动力领域,圆柱电池尺寸增大虽然能够减少整车使用的电芯节数,降低 BMS 的管理难度,然而也会带来性能和安全方面的问题。据测算,电池容量每提升 10%,其循环寿命大约会降低 20%,充放电倍率会降低 30-40%,同时电池会有 20%左右的温升,如果持续增大电池尺寸,则会面临牺牲安全性所带来的风险。从直径 46mm 开始,整车的续航开始下降,同时降本的边际效益也逐步趋缓,因此从电池的整体性能和成本两
14、方面看,46mm 直径是当前生产工艺水平下的最优解。目前在特斯拉的主导下,相关车企、电池厂等均以 46 系大圆柱动力电池体系为主要研发对象。图表图表3:圆柱电池尺寸增大对续航、成本的影响圆柱电池尺寸增大对续航、成本的影响 资料来源:特斯拉电池日发布会,华泰研究 在户用储能领域,大圆柱电池产品规格较多,尚未形成主流型号。在户用储能领域,大圆柱电池产品规格较多,尚未形成主流型号。不同于动力大圆柱电池大多基于 46 系列,针对户用储能市场,各企业生产的电芯产品规格和型号均有所区别,亿纬锂能、鹏辉能源的大圆柱电芯以 40mm 直径为主,海辰储能则以 46mm 直径为主,高度覆盖 80-300mm,其余
15、企业生产的户储用大圆柱电芯从直径 26mm-60mm 均有布局。一方面是由于户储大圆柱电池产品尚处于早期发展阶段,未形成统一标准;另一方面,户储为适配不同场景产品需求,定制化电芯需求较多。目前,多数企业正在重点布局大圆柱磷酸铁锂电池,致力于通过工艺、材料的创新,实现电池循环寿命突破 5000 次,以满足户用储能电池产品 10 年以上的使用需求。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。5 电力设备与新能源电力设备与新能源 图表图表4:海辰储能大圆柱户用储能专用电池海辰储能大圆柱户用储能专用电池 资料来源:海辰储能官网,华泰研究 技术创新技术创新:大圆柱电池从单体到系统全面升级
16、大圆柱电池从单体到系统全面升级 相比于传统电池,相比于传统电池,4680 大圆柱电池不仅仅是在尺寸上进行升级,更主要是在单体和系统层大圆柱电池不仅仅是在尺寸上进行升级,更主要是在单体和系统层面上面上进行了进行了技术创新。技术创新。在单体电芯层面,相比于 18650 和 21700 电池,4680 电池最大的创新是新增无极耳技术,又称全极耳技术,通过缩短电子移动路径、扩大散热面积,改善了单体电芯增大带来的热量增加问题,突破了电池的快充瓶颈。2023 年初,美国专利商标局授予了特斯拉电池干电极领域四项专利,可用于降低电池使用成本、提高电池使用寿命,意味着特斯拉在干电极领域取得突破。在电池系统层面,
17、4680 电池采用单侧出正负极的结构,有利于电池系统层面的电气互连,避免了导线连接造成的集流器失效问题,降低了部件电阻并增加了电池的能量密度。无极耳技术助力冲破快充瓶颈,克服大倍率充放电时温度升高无极耳技术助力冲破快充瓶颈,克服大倍率充放电时温度升高的的问题。问题。无极耳的设计具体为去掉原有极耳,在电池的一端使用导电涂层进行覆盖,让其与电池壳体直接接触,使电子可以直接在集流体和电池壳体间进行传导,而无需集中在极耳处传导。相比于传统电池技术,无极耳应用具备的优势:1)电子移动路径缩短 5%-20%,使内阻减小 5-10 倍;2)显著避免电子偏移和过电位现象的产生,提升了电池寿命;3)导电涂层和电
18、池壳体的接触面积达到 100%,分散了发热区域,有效解决了电池发热问题。图表图表5:无极耳设计的理论示意图无极耳设计的理论示意图 图表图表6:无极耳设计的实物模型示意图无极耳设计的实物模型示意图 资料来源:绿芯频道,华泰研究 资料来源:国家专利局全极耳极片及卷绕电池,华泰研究 德国亚琛工业大学 Hendrik Pegel 等人通过对比克电池提供的真实商业化的无极耳大圆柱电池进行参数化建模,探究了不同条件下电芯的最优化充电时间和热管理策略,验证了无极耳设计对电池充电效率和热稳定性能的提升。数据显示,在电芯不发生析锂的前提下:在 20环境下,4680 圆柱电池能够在 12 分钟内完成从 10%到
19、80%SOC 的快充,快充性能相比常规单极耳电芯提升三倍。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。6 电力设备与新能源电力设备与新能源 图表图表7:不同起始温度区域的最佳热管理策略不同起始温度区域的最佳热管理策略 资料来源:Fast-charging performance and optimal thermal management of large-format full-tab cylindrical lithium-ion cells under varying environmental conditions(Hendrik Pegel,2023),华泰研究 干法
20、技术化简极片制造工艺,大幅降低制作成本。干法技术化简极片制造工艺,大幅降低制作成本。传统电池一般采用湿法电极技术,制作过程中将活性材料与粘合剂、溶剂混合,干燥后压成电极材料并安装使用。而特斯拉设计4680 电池时,创新引入了干电极技术,具体过程为不使用溶剂,直接将少量(约 5-8%)细粉状 PTFE 粘合剂与正/负极粉末混合,通过挤压机形成薄的电极材料带,再将电极材料带层压到金属箔集电体上形成成品电极,化简了湿法中的浆制、涂布烘干和溶剂回收过程,极大提高了极片制备的效率,并节约了制作成本。图表图表8:干法电极制造工艺生产优势干法电极制造工艺生产优势 资料来源:嘉拓智能,华泰研究 干法技术极大地
21、提升了电池性能,且更加适配大圆柱电池体系。干法技术极大地提升了电池性能,且更加适配大圆柱电池体系。相比于传统技术,干法技术制备的电极一方面具备更高的压实密度,可以容纳更多的活性物质,另一方面,由于舍弃粘合剂,避免了溶剂和粘合剂发生反应所形成的包围活性材料的粘合剂层,显著提升了电池的导电性能和能量密度,目前干电极的能量密度超过 300Wh/kg,远期可达 500Wh/kg,电池使用寿命也得到明显改善。同时,干电极既可以减弱湿度对高镍正极的性能影响,又能对硅基负极的膨胀有更强的承受能力,能更好地适配大圆柱电池高镍掺硅的材料体系。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。7 电力设
22、备与新能源电力设备与新能源 图表图表9:干法电极和湿法电极对比干法电极和湿法电极对比 图表图表10:干法电极和湿法电极对电池倍率性能的影响干法电极和湿法电极对电池倍率性能的影响 干法干法 湿法湿法 NMP 溶剂 不需要 需要 粘合剂 少量(约 5-8%)PTFE 大量 干燥车间 降低 1/3 巨大 流程 简单 复杂 生产速度 快 慢 成本 下降 20%高 能量密度 300Wh/kg 以上 180-280Wh/kg 资料来源:力容新能源,华泰研究 资料来源:Dry Electrode Coating Technology(Hieu Duong,2018),华泰研究 单体电池采用单侧出正、负极单体
23、电池采用单侧出正、负极结构结构,有利于电池系统层面的电气互连。,有利于电池系统层面的电气互连。传统圆柱电池的正、负极位于彼此相反侧,因此相应的电连接部件也需要应用于电池的上、下表面,造成电池组电连接结构的复杂化。4680 电池采用无极耳设计,只有顶壳中间的极柱是正极,极柱以下的表面壳体均为负极,电池的正、负极位于相同方向,9 个电芯并联为一组,每组电芯的正极汇总后连接到下一组电芯的负极。同时,相比于传统电池采用的铝丝焊接,4680 电池的电芯和集流器采用激光焊接方式,消除了导线连接造成集流器失效的问题,减少了用于电连接的部件数量,降低了部件电阻,进而增加了电池的能量密度,利于电池尺寸的增加。大
24、圆柱电池尺寸升级使得大圆柱电池尺寸升级使得电池电池结构强度增大,能更好地适配结构强度增大,能更好地适配 CTC 技术。技术。CTC 一体化设计中,取消了电池的 pack 设计,直接将电芯或模组安装在车身上,电池既能为电源设备提供续航,也能作为结构电池成为车体结构的一部分,对车体起到支撑作用,节省空间也减轻重量(约 10%),提升了续航里程(约 14%)。在 4680+CTC 技术下,特斯拉直接取消座舱底板,以电池上盖作为替代,座椅直接安装在电池上盖上。图表图表11:4680 电池单体正负极分布情况电池单体正负极分布情况 图表图表12:传统圆柱电池正负极分布情况传统圆柱电池正负极分布情况 资料来
25、源:绿芯频道,华泰研究 资料来源:中国粉体网,华泰研究 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。8 电力设备与新能源电力设备与新能源 图表图表13:4680 电池组串并联拓扑结构示意图电池组串并联拓扑结构示意图 图表图表14:4680 电池包结构示意图电池包结构示意图 资料来源:绿芯频道,华泰研究 资料来源:美国专利局Integrated Energy Storage System,华泰研究 图表图表15:各尺寸圆柱电池各尺寸圆柱电池的的性能比较性能比较 Model S 传统电池包传统电池包 Model 3“大模组大模组”电池包电池包 CTC 方案方案 电池包示意图 适配电
26、芯型号 18650 21700 4680 单体能量密度 211wh/kg 263wh/kg 300wh/kg 成组电池个数 7000+4400+960 系统能量密度 120-140wh/kg 150-170wh/kg 215wh/kg 成组方式 共 16 组,每组 444 节电池,每 74 节串联 4 个模组,两个大模组,两个小模组 CTC(无模组)电池包重量 900 公斤 474 公斤 438 公斤 资料来源:能源学人,美国专利局Integrated Energy Storage System,华泰研究 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。9 电力设备与新能源电力设备
27、与新能源 动力、储能市场应用提速,打开大圆柱动力、储能市场应用提速,打开大圆柱电池电池市场空间市场空间 电动汽车领域优势显著,储能领域加速渗透电动汽车领域优势显著,储能领域加速渗透 根据封装方式和形状不同,锂电池可以分为方形、软包、圆柱三种形态。根据封装方式和形状不同,锂电池可以分为方形、软包、圆柱三种形态。方形电池单体容量大、结构简单、系统管理方便,但单体差异性较大、生产自动化水平较低,成组使用可能会存在电池组寿命远低于单体寿命的问题。软包电池体积小、能量密度高、散热性能优异,相同容量下,软包电池比钢壳电池或铝壳电池轻很多,然而其壳体强度比不上铝壳或钢壳,对成组技术的依赖性很强,技术难度高。
28、圆柱电池一致性好、生产效率高,在系统层面散热能力强,尺寸升级后可改善其原本的单体能量密度低、模组所需电芯多及其导致的寿命差、管理复杂等问题。单体性能上,单体性能上,1)能量密度:软包方形圆柱,主要考虑机械件重量在质量中的占比,随电池尺寸变大,差异变小;2)散热能力:软包、方形圆柱,圆柱电池的散热能力在系统层级,因为电池间隙更大得到改善;3)循环寿命:软包方形圆柱,圆柱的电解液量相对少;4)安全性:圆柱软包方形,此时大圆柱需要使用镀镍钢,此处安全是个相对概念,安全阈值的绝对值在电池热失控的峰值能量下,差异不明显;5)充放电倍率:圆柱方形软包;6)成本优势:圆柱方形软包。系统性能上,系统性能上,1
29、)成组效率:圆柱、方形软包,圆柱、方形、软包模组/系统成组效率分别为 87%/65%、89%/70%、85%/60%;2)可靠性:方形圆柱软包;软包封口边漏液是主要的市场失效表现;3)生产效率:圆柱方形软包;4)一致性:圆柱方形软包;5)成本优势:模块、电池包成组后圆柱成本优势逐渐削弱。图表图表16:封装方式单体性能对比分析封装方式单体性能对比分析 图表图表17:封装方式系统性能对比分析封装方式系统性能对比分析 资料来源:华泰研究 资料来源:华泰研究 大圆柱电池在电动汽车领域优势显著,有望成为中高端电动车的最优解。大圆柱电池在电动汽车领域优势显著,有望成为中高端电动车的最优解。动力电池产业的发
30、展与新能源汽车产业的发展相辅相成,动力电池的性能直接决定新能源汽车的性能。相较于方形、软包封装,大圆柱电池在动力电池领域优势明确,体现在:1)安全性:)安全性:大圆柱电池是目前几种主流电池形态中安全性最高的,因其应力均匀,散热性能好,电芯数量下降与无极耳设计等降低了电池的热管理难度,叠加泄压阀、集成结构件等技术增强了电池包的结构强度;2)性价比:性价比:由于工艺简单、高度标准化、在整包层面结构件减少、成组简单等因素,大圆柱电池在整体成本上具备一定优势;3)续航:续航:大圆柱电池的高安全上限使得其可以支持高镍三元、硅基负极等更为激进、更高能量密度的化学体系,据特斯拉数据,相比 21700 电池,
31、4680 电池的单体电芯容量提高 5倍,续航提高 16%;4)寿命:寿命:三元电芯虽然循环次数相对较少,但是因为高能量密度,能量吞吐量和日历寿命高,因此其在使用寿命上并不存在劣势;5)快充:快充:采用无极耳技术,缩短了电子电流在电池中的移动距离,从而大幅提高充电速度。能量密度成本优势倍率特性安全性循环寿命散热能力圆柱电池软包电池方形电池成本优势一致性生产效率可靠性成组效率圆柱电池软包电池方形电池 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。10 电力设备与新能源电力设备与新能源 图表图表18:动力电池技术性能与新能源汽车性能对应关系动力电池技术性能与新能源汽车性能对应关系 图表
32、图表19:动力电池动力电池的的需求金字塔需求金字塔 动力电池性能动力电池性能 新能源汽车性能新能源汽车性能 安全性能 新能源汽车安全的决定性因素 能量密度 能量密度越高,新能源汽车续航里程越长 倍率性能 充电时间越短,整车动力性能越好 循环寿命 循环寿命越长,新能源汽车的动力电池使用寿命越长 高低温性能 高低温使用范围越广,新能源汽车适用的温度范围越广 功率性能 功率密度越高,新能源汽车加速、爬坡性能越好 资料来源:孚能科技招股说明书,华泰研究 资料来源:比克电池官网,维科网锂电,华泰研究 除了车用领域之外,大圆柱电池有望加速渗透户用储能领域。除了车用领域之外,大圆柱电池有望加速渗透户用储能领
33、域。按照正极化学材料的不同,当前锂离子电池有镍钴锰三元和磷酸铁锂两条主流技术路线。三元电池的能量密度更高,但稳定性和耐用性较差,通常用来满足电动汽车的长续航要求;磷酸铁锂电池的安全性更高,但能量密度偏低、成本低,更适用于储能领域。其中户用储能市场对容量、便携的需求不同,进而对电芯灵活串并联的要求更高,以磷酸铁锂材料为主的大圆柱电池凭借其灵活成组优势在户用储能领域性能凸显,包括亿纬锂能、鹏辉能源、海辰储能、中比新能源、时代联合等电池企业均陆续推出了针对户用储能市场的大圆柱磷酸铁锂电池。车企、电池厂量产在即,动车企、电池厂量产在即,动力市场率先发力力市场率先发力 特斯拉率先提出特斯拉率先提出 46
34、80 电池在电池在车系内规模化使用,带动多家车企纷纷跟进。车系内规模化使用,带动多家车企纷纷跟进。截至目前,宝马、沃尔沃、Stellantis、通用、东风岚图、江淮汽车、保时捷、蔚来等国内外多家车企已公开宣布将使用或考虑使用大圆柱电池。以宝马为例,其在 2022 年 9-10 月分别与亿纬锂能、宁德时代、远景动力达成 46 系圆柱电池供货协议,总体规模达 110GWh,按照纯电动汽车动力电池容量在 60-90kWh 范围计算,满产后装车辆将超过 110 万辆。图表图表20:整车厂大圆柱电池布局情况整车厂大圆柱电池布局情况 企业企业 研发电池类别研发电池类别 规划产能规划产能 预计最快投产时间预
35、计最快投产时间 总体进展情况总体进展情况 特斯拉 4680 电池 约 150GWh 已有产能 1)得州工厂:布局 4 条 4680 电池产线,1 条已投产,其余 3 条调试安装中;2)加州特里蒙特试点工厂:22 年底年产能约 4.4GWh,实现一周生产 86.8 个 4680 电池电芯的突破,能够供约 1000 辆特斯拉 Model Y 电动汽车;3)内华达工厂:100GWh。宝马 46 系电池 约 110GWh 2025 年 1)授予宁德时代和亿纬锂能大圆柱电芯需求合同,两家供应商将分别在中国和欧洲各建立两座电芯工厂,每座工厂的年产能达 20GWh;2)与远景动力达成长期合作,远景动力预计将
36、在美国南卡罗来纳州新建一座规划 46 系圆柱电池年产能 30GWh 的工厂。蔚来 4680 电池-2024 年 自研 4680 圆柱电池,计划量产,供给蔚来旗下车型及子品牌阿尔卑斯使用。江淮 4680 电池-与 CBAK 能源科技联合开发包括 4680 型号的圆柱电池及电池组。通用 类似4680 规格的大圆柱电池-在未来的新电动车平台上将支持使用类似 4680 规格的大圆柱电池。资料来源:各公司公告,各公司官网,华泰研究 自从特斯拉自从特斯拉 2020 年年 9 月电池日发布月电池日发布 4680 电池,海内外电池巨头都在加速推进大圆柱电池电池,海内外电池巨头都在加速推进大圆柱电池的研发和生产
37、。的研发和生产。2023 年 1 月,特斯拉宣布扩产 100GWh 的 4680 电池,随着良率提升,预计上半年将从小规模试制转向量产放量。其余国外企业,如松下在 2022 年 5 月已经开始小量试产 4680 电芯,并且计划将从 2023 年 4 月起进入大规模量产作业,届时将可供应特斯拉预计每年 10GWh 容量的 4680 电芯,大约可提供 15 万辆电动车使用。国内企业如亿纬能于 2022 年 9 月 9 日,收到宝马集团定点信,将为德国宝马集团 NeueKlasse 系列车型提供大圆柱锂离子电芯总供应量 40GWh,预计最快今年 Q2 实现量产。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一
38、部分,请务必一起阅读。11 电力设备与新能源电力设备与新能源 图表图表21:电池厂大圆柱电池布局情况电池厂大圆柱电池布局情况 企业企业 规划产能规划产能 预计最快投产时间预计最快投产时间 总体进展情况总体进展情况 松下 年产能 10GWh 22 年已有小量试产,23 年开始大规模量产 松下在今年 5 月已经开始小量试产 4680 电芯,并且计划将从 2023 年 4 月起进入大规模量产作业,届时将可供应特斯拉预计每年 10GWh 容量的 4680 电芯,大约可提供 15 万辆电动车使用。LG 新能源 年产能 9GWh 2023 年下半年投产 LG 新能源宣布将投资 5800 亿韩元在其韩国奥昌
39、工厂建设 4680 电池产线。三星 SDI 年产能 8-12GWh-三星 SDI 准备在韩国天安市建立一条供应特斯拉的试验电池生产线;后续将建在马来西亚芙蓉市建立量产生产线。宁德时代 年产能 40GWh 2024 年 目前宁德时代规划了 8 条产线 12GWh 的 4680 电池产能,预计 2024 年开始量产。2025年起,宁德时代将为宝马“新世代”车型架构的纯电车型供应 46 系大圆柱电池,这些产品将在位于中国和欧洲的两座电池工厂生产,每座工厂供应宝马的年产能高达 20GWh。亿纬锂能 年产能 40GWh 22 年中试线已投产,预计23 年 2 季度量产 2022 年 12 月大圆柱中试线
40、已投产,累计生产超 50 万颗电芯,整体优率超 92%:湖北荆门大圆柱年产能 20GWh 的工厂预计最快 23Q2 量产。2022 年 9 月 9 日,亿纬锂能收到宝马集团定点信,将为德国宝马集团 Neueklasse 系列车型提供大圆柱锂电池,总供应量40GWh。比克电池 年产能 15GWh-2021 年 3 月比克电池正式准出其 4680 大圆柱电池产品。郑州生产基地同年新建大圆柱电池生产线,年规划最大电池产能 15GWh。1 月 28 日比克电池宣布投资 130 亿元在江苏常州建设电池生产基地,项目涵盖 30GWh 大圆柱电池产线及研发中心,其中一期建设10GWh 产能,共建 3 条大圆
41、柱电池产线及国际化研发中心。航天锂电 总产能 50GWh 2024 年 航天锂电 50GWh 磷酸铁锂圆柱形电芯产业园项目在山东泰安举行。资料来源:各公司公告,各公司官网,华泰研究 户用储能有望推动大圆柱电池加速量产户用储能有望推动大圆柱电池加速量产 户用储能户用储能未来几年需求仍有望高增长未来几年需求仍有望高增长。户用储能电池技术路线以磷酸铁锂为主,主要包括方形、软包及圆柱等不同类型电池,其中方形以 50Ah-100Ah 为主,软包为 30Ah-80Ah,圆柱为 10Ah-50Ah。根据高工锂电发布的调研统计数据,2022 年中国储能锂电池出货量达到 130GWh,同比增长高达 170.8%
42、,其中户用储能领域增速最为显著,同比增长超过 3.5倍。我们预计到 2027 年,全球大圆柱户储电池装机量将达到 21.7GWh,2023-2027 年复合增长率可达 168.0%。大圆柱磷酸铁锂电池备受户用储能市场的青睐。大圆柱磷酸铁锂电池备受户用储能市场的青睐。目前,户用储能系统容量正从 3kWh-5kWh向 5kWh-20kWh 迭代,储能系统的升级对电池容量、成本、功率以及安全性提出了更高的要求。大圆柱电池得益于无极耳技术、制造工艺和材料体系优化,在单体容量、成本、性能、循环和安全方面优势明显,例如大圆柱电池采用的磷酸铁锂材料本身具备较高的安全性,同时大圆柱电池采用高强度钢壳设计,受极
43、组膨胀影响形变小、抗冲击、可靠性更高。结合市场需求和技术迭代来看,大圆柱电池发展趋势明显,目前相关企业正积极针对大圆柱储能电池展开研发工作,致力于将大圆柱电池的循环寿命向 5000 次甚至更高次数瞄准。多家企业密集布局大圆柱磷酸铁锂储能电池多家企业密集布局大圆柱磷酸铁锂储能电池。2023 年 1 月 24 日,特斯拉首次确认不仅会将 4680 电池用在电动汽车上,还会将其拓展到储能领域,例如户储电池 Powerwall。国内包括亿纬锂能、鹏辉能源、海辰储能、航天锂电等不少电池企业自 2022 年已经规划或开始布局适用于储能市场的磷酸铁锂大圆柱电池。亿纬锂能针对户储市场推出了 40135 系列大
44、圆柱磷酸铁锂电池。鹏辉能源推出的 40135 型号大圆柱磷酸铁锂电池已收到客户订单,适用于便携储能、户用储能等多领域。此外,时代联合、中比新能源、华立源和博立威等企业都在通过做大圆柱电芯尺寸来降低成本,进而满足户用储能电池应用场景需求。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。12 电力设备与新能源电力设备与新能源 图表图表22:国内电池国内电池企业的大圆柱企业的大圆柱户储户储电池布局情况电池布局情况 公司公司 产品型号产品型号 产品情况产品情况 亿纬锂能 主要为 40135 型 针对户储市场,已推出 40135 系列大圆柱磷酸铁锂电池。鹏辉能源 主要为 40135 型 其
45、40135 电池已经收到客户订单,采用无极耳结构、磷酸铁锂低温超导和全周期动态均衡技术,使用于便携储能、户用储能等多领域。海辰储能 基于 46mm,高度覆盖80mm-300mm 针对户储场景的大圆柱电池,产品规格覆盖 46800-46300,单体容量从 10Ah到 50Ah 不等,可灵活适配多种户用储能应用场景定制化需求。时代联合 专注于 60mm 系列 目前已将第五代“60 系列”大圆柱磷酸铁锂电池推向市场。中比新能源 主要为 32140 型 大圆柱户储解决方案使用 32140 大圆柱电池,串并联更灵活、模组形态及带电量更多样,可满足不同市场需求。资料来源:各公司公告,华泰研究 预计预计 2
46、7 年全球大圆柱电池年全球大圆柱电池装机量装机量有望有望达到达到 429GWh 我们预计 2027 年全球大圆柱电池装机量有望达到 429.0GWh,对应总体市场规模将达到2144.8 亿元,2023-2027 年 CAGR 为 110.7%。测算假设与过程如下:1.动力电池需求假设:动力电池需求假设:短期来看,46 系大圆柱电池的需求主要由特斯拉、宝马等车企拉动增长,按照相关车企对 46 系大圆柱电池的需求规划,我们预计 2027 年全球 46 系大圆柱电池装机量有望达到 407.3GWh,对应市场规模 2036.6 亿元。2.储能电池需求假设:储能电池需求假设:据高工锂电统计,2021 年
47、全球户储电池装机量约 6.4GWh,2022年全球户储电池装机量约为 25.4GWh,我们预计 2027 年全球户用储能电池装机量可达240.6GWh。根据目前各企业在大圆柱户储电池领域的布局情况,我们预计到 2027 年大圆柱电池在全球户用储能领域的渗透率可达到 9%,对应全球大圆柱户储电池装机量为21.7GWh,2023-2027 年 CAGR 可达 168.0%。3.单单 GWh 电池价值量假设:电池价值量假设:三元动力锂电池在 2020 年底价格为 0.9-0.94 元/Wh,我们预计随着锂电池原材料价格下降及电芯能量密度提升,单 GWh 电池价值量也将逐年下降,到2027 年高镍三元
48、动力电池的售价有望下降到 0.5 元/Wh;储能锂电池在 2020 年单价为 0.85元/Wh,我们预计到 2027 年其单价有望下降到 0.5 元/Wh。图表图表23:大圆柱电池大圆柱电池的的市场空间测算市场空间测算 2020 2021 2022 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 动力电池动力电池 全球大圆柱动力电池装机量(GWh)15.6 65.9 153.1 259.3 407.3 三元动力电池单价(元/Wh)0.92 0.84 0.77 0.68 0.57 0.50 0.50 0.50 全球大圆柱动力电池市场空全球大圆柱动力电池市场空间(亿元)间(亿元)106
49、.1 375.8 765.7 1296.5 2036.6 储能电池储能电池 全球户储电池装机量(GWh)4.5 6.4 25.4 42.0 67.2 104.8 160.4 240.6 YOY 42%298%65%60%56%53%50%大圆柱电池渗透率(%)1%2%4%7%9%全球大圆柱户储电池装机量(GWh)0.4 1.3 4.2 11.2 21.7 储能电池单价(元/Wh)0.85 0.78 0.73 0.67 0.60 0.50 0.50 0.50 全球大圆柱户储电池市场空全球大圆柱户储电池市场空间(亿元)间(亿元)2.8 8.1 21.0 56.1 108.3 合计合计 全球大圆柱电
50、池装机量(GWh)16.0 67.3 157.3 270.5 429.0 全球大圆柱电池市场空间(亿元)108.9 383.9 786.7 1352.7 2144.8 资料来源:特斯拉官网,宝马官网,GGII,Statista,华泰研究预测 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。13 电力设备与新能源电力设备与新能源 大圆柱大圆柱电池产业链:电池产业链:化学材料化学材料端端变化小,主要改变在结构件变化小,主要改变在结构件/工艺工艺 结构件和工艺方面,结构件和工艺方面,随着产业化放量大潮将近,相关电池公司扩产意愿逐渐明朗,极耳激光切割、揉平、激光焊接等设备环节面临着升级需求
51、,以激光设备和激光器为代表的设备有望率先受益,同时由于电池结构件的复杂程度提高,单体价值量随之提升,围绕特斯拉产业链的结构零件和零件材料公司有望受益。化学材料方面,化学材料方面,技术创新使得大圆柱电池具备更高的安全上限,相比于 21700 电池,大圆柱电池可以适配高镍正极、硅基负极等更高能量密度的化学体系,从而充分发挥其优势,这进一步推动了大圆柱电池材料体系的更新:为解决硅基负极的膨胀问题,导电剂需要使用单壁碳纳米管;为适配正极高镍化,需要提升新型锂盐 LiFSI 的用量比例。图表图表24:大圆柱电池产业链大圆柱电池产业链 资料来源:华泰研究 设备厂:突破量产瓶颈核心环节,亟需产品、工艺升级设
52、备厂:突破量产瓶颈核心环节,亟需产品、工艺升级 大圆柱电池大圆柱电池现阶段现阶段的量产瓶颈主要来自工艺层面,亟需联合锂电设备企业进行产品和工艺的量产瓶颈主要来自工艺层面,亟需联合锂电设备企业进行产品和工艺升级。升级。大圆柱电池的无极耳创新技术在极耳模切、揉平、无极耳与集流盘激光焊接等工艺环节增加了较多难点,直接影响了 4680 电池的良品率,导致电池规模量产困难。实现规模量产需达到 90%以上的良率,这仅靠电芯企业开发设计大圆柱电池装配段难以实现,还需要联合锂电设备企业进行产品升级和工艺革新,从而实现良率突破,以达到规模量产要求。图表图表25:无极耳电芯的制作工艺流程无极耳电芯的制作工艺流程
53、资料来源:国家专利局一种多极耳电芯的制作工艺及多极耳电芯,财联社,华泰研究 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。14 电力设备与新能源电力设备与新能源 极耳模切极耳模切/卷绕:部分设备企业致力于打造激光模切卷绕一体化,新产品技术迭代加快。卷绕:部分设备企业致力于打造激光模切卷绕一体化,新产品技术迭代加快。无极耳结构对激光切割的速度、精度提出更高的要求,也增加了卷绕环节的难度,其中卷绕张力控制、卷绕速度及效率都是影响电池产品良率的关键。部分企业从设备集成化着手,通过结构和功能的创新设计,将激光切割设备、卷绕设备、极耳成型结构集成,大幅节约占地面积,并降低了成本和能耗。目前
54、,易鸿智能激光模切卷绕一体机已应用于头部动力电池企业产线,其在张力精度控制、线速度适当匹配等均处于行业优势地位。赢合科技的激光切卷绕一体机产品可以有效解决模切制片毛刺大、效率低、除尘不彻底、一致性不好等行业痛点,目前已开始向特斯拉、LG 等头部企业供货。图表图表26:无极耳极片模切示意图无极耳极片模切示意图 资料来源:国家专利局全极耳极片及卷绕电池,华泰研究 图表图表27:易鸿智能激光模切卷绕一体机易鸿智能激光模切卷绕一体机 图表图表28:赢合科技激光切卷绕一体机赢合科技激光切卷绕一体机 资料来源:易鸿智能公司官网,华泰研究 资料来源:赢合科技公司官网,华泰研究 极耳揉平:无极耳揉平工艺产生新
55、需求。极耳揉平:无极耳揉平工艺产生新需求。在大圆柱电池制造工艺中,无极耳电芯卷绕后通常端部不平整且有较多毛刺,为避免电芯入壳时对电池外壳的内侧壁造成刮伤,需对电芯端部进行揉平处理,待电池卷芯的断面平整后再与集流体焊接。传统的揉平方法是通过揉平机的揉平头直接接触在无极耳上,随着揉平头的自转靠近无极耳后,碾转带动无极耳揉平在卷绕电芯的端部,然而这种传统的揉平方法存在以下问题:1)揉平速度过快时,极片容易外翻;2)揉平时候容易产生较多金属屑,导致内部短路;3)揉平时由于摩擦容易产生大量粉尘。新型无极耳揉平技术有望打开新的市场空间。新型无极耳揉平技术有望打开新的市场空间。目前,逸飞激光通过创新开发的行
56、星式揉平整形技术,在正负极集流体许用应力范围值内,实现了无极耳高速、无损成型,严格控制了因摩擦导致集流体受损、破裂产生的粉尘与颗粒。骄成超声采用的超声波揉平设备具有所需压力小、揉平过程变形小、箔材紧密程度高、需要能量小,瞬间功率小等特点,近年来已与宁德时代、比亚迪、亿纬锂能等锂电头部企业建立了良好的合作关系。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。15 电力设备与新能源电力设备与新能源 图表图表29:行星式揉平结构原理图行星式揉平结构原理图 图表图表30:揉平前后效果对比图揉平前后效果对比图 资料来源:电池中国网,华泰研究 资料来源:逸飞激光招股说明书,华泰研究 激光焊接:
57、设备有望实现单体价值量提升,并受益于大圆柱电池放量,迎来量价齐升。激光焊接:设备有望实现单体价值量提升,并受益于大圆柱电池放量,迎来量价齐升。无极耳圆柱电池规模化生产应用的核心在于通过激光焊接实现集流体与集流盘、正负极盖板的全面积焊接。极耳数量的增加对焊接的精度、质量、一致性提出了更高的要求,促使激光工艺设备从传统电池的脉冲激光器点焊,转变为 4680 的连续激光焊接设备,激光焊接工序从 5 道增加至 7 道。单颗方形电池的电池容量约为 150-250Ah,而单颗 4680 电池的电池容量仅为 25Ah,生产一台特斯拉 Model Y 需要约 960 颗 4680 电池。因此无论从单体电芯层面
58、,还是从所需电池总数层面,4680 电池技术带来的焊点数量相较传统电池均增加约5 倍,即生产单 GWh 的 4680 电池相较于 18650 和 21700 电池产线增加 5 台焊接设备。图表图表31:无极耳电池激光焊接示意图无极耳电池激光焊接示意图 资料来源:电池中国网,华泰研究 结构件:行业壁垒提升,龙头企业受益结构件:行业壁垒提升,龙头企业受益 动力电池精密结构件是锂电池的主要构成部分,包括电芯外壳顶盖、铝动力电池精密结构件是锂电池的主要构成部分,包括电芯外壳顶盖、铝/钢外壳、连接片和钢外壳、连接片和安全结构件等。安全结构件等。动力电池结构件主要起到传输能量、承载电解液、保护安全性、固定
59、支承电池等作用,直接影响电池的安全性、密封性、能量密度等。大圆柱电池由于尺寸增大、能量密度提高、使用环境复杂化,其安全方面的隐患也在增加,因此对动力锂电池结构件公司的持续创新、产品更新换代速度、研发能力等提出了更高的标准。图表图表32:动力锂电池精密结构件示意图动力锂电池精密结构件示意图 资料来源:锂电联盟会长,华泰研究 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。16 电力设备与新能源电力设备与新能源 4680 大圆柱电池结构件大圆柱电池结构件相较于相较于 18650、21700 电池电池技术壁垒更高技术壁垒更高,相应的价值量和毛利率,相应的价值量和毛利率更高。更高。一方面,
60、为了适配 CTC 技术,4680 电池结构件需要起到结构支撑的作用,因此 4680电池的壁厚相较于 21700 电池有所增加(21700 电池壁厚约为 0.3mm,4680 电池壁厚约为 0.6mm),需要采用预镀镍钢带增加强度。另一方面,镀镍钢壳的加工性相比铝壳更弱,容易在冲压过程中产生镀层破裂等现象,因此对冲压设备的精度、冲压力及最大拉伸高度等加工能力提出了更高的要求,技术难度有所增加。图表图表33:动力锂电池顶盖主要生产工艺及模式动力锂电池顶盖主要生产工艺及模式 图表图表34:动力锂电池壳体主要生产工艺及模式动力锂电池壳体主要生产工艺及模式 资料来源:震裕科技招股说明书,华泰研究 资料来
61、源:震裕科技招股说明书,华泰研究 目前各厂商设计目前各厂商设计的的 4680 电池结构件电池结构件不同不同,属于非标件属于非标件。当前各家企业设计的 4680 电池结构件均存在一定差异,进而导致不同设计下壳体和盖帽的价值量也存在一定差异。例如,根据特斯拉 4680 电池的专利说明,电池的上、下表面均与电池侧面壳体机械连接;而根据LG 新能源的 4680 电池专利说明,电池的上表面独立组装,下表面与侧面合为一体。图表图表35:特斯拉特斯拉 4680 电池的内部结构剖面图电池的内部结构剖面图 图表图表36:LG 新能源新能源 4680 电池的内部结构剖面图电池的内部结构剖面图 资料来源:美国专利局
62、Energy Storage Cell,华泰研究 资料来源:国家专利局二次电池、电池组及汽车,华泰研究 壳体:壳体:DWI 新型工艺运用于大圆柱电池壳体制造,兼具成本和效率优势。新型工艺运用于大圆柱电池壳体制造,兼具成本和效率优势。DWI(即 Draw and Wall Ironing)是易拉罐生产线特有的核心工艺,目前也应用于锂电池壳生产领域,本质上是一种超薄金属减薄拉伸工艺,可以使电池组织结构更紧密,在大圆柱电池上有较大的应用潜力。在产品生产速率方面,相较于传统电池壳体生产方式,DWI 工艺可以实现高速生产,生产速度可达目前市场传统生产方式的 10 倍左右。在电池壳体品质方面,能够保证产品
63、质量较高的一致性,同时能提高电池壳体的表面光洁度,板材利用率较传统方式提升15-20%。目前,斯莱克是亚洲唯一易拉罐设备厂商,凭借易拉罐独有 DWI 技术,未来在与传统电池壳企业竞争中有潜力占据优势。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。17 电力设备与新能源电力设备与新能源 图表图表37:DWI 单次拉伸示意图单次拉伸示意图 图表图表38:DWI 总体工艺示意图总体工艺示意图 资料来源:海博锐材料科技,华泰研究 资料来源:学海网,华泰研究 盖帽:盖帽:4680 电池电池采用全新适配采用全新适配无无极耳设计的盖帽极耳设计的盖帽,防爆设计提升电池的安全性能,防爆设计提升电池
64、的安全性能。动力锂电池的防爆设计是关乎产品质量、安全的最重要因素,因此需要对动力锂电池结构件进行合理工艺研发,合理设置安全阀,对电池泄压及泄压前断电情况进行管理。现有技术中装有顶盖的电池盖帽在内部压力过大时容易引起电池短路的风险。无极耳圆柱电池的盖帽去除了顶盖的设计,外部电连接件可以直接连接在铝质的防爆阀的连接部上,减小了接触电阻,同时通过设置防爆阀的连接部和防爆部的厚度,当电池内部气压过大,冲破防爆阀上的破裂刻线,使得气流顺利排出,确保电池的安全性。图表图表39:全极耳圆柱锂电池盖帽示意图全极耳圆柱锂电池盖帽示意图 资料来源:国家专利局全极耳圆柱锂电池帽盖及全极耳圆柱锂电池,华泰研究 结构件
65、龙头企业有望受益。结构件龙头企业有望受益。动力电池精密结构件由于技术壁垒高、验证周期长,对行业潜在竞争者构成了较高的壁垒,市场集中度较高。我们预计 4680 电池的产业趋势将推动动力电池结构件市场的迅速发展,越来越多中小企业将被市场淘汰,市场集中度有望进一步提升,行业龙头科达利、斯莱克等具备全球竞争力的结构件企业将有望受益。目前,科达利的 4680 电池结构件处于批量生产阶段,主要供给欧美客户,将根据客户的实际需求来规划产能并配套生产。斯莱克大圆柱钢壳的主要设备都已经准备就绪,并完成了自动化高速生产线组合,现在正在进行小批量试生产,未来将根据下游客户的量产情况进行正式生产。免责声明和披露以及分
66、析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。18 电力设备与新能源电力设备与新能源 图表图表40:国内锂电池结构件行业主要竞争情况国内锂电池结构件行业主要竞争情况 公司公司 大圆柱电池结构件进展大圆柱电池结构件进展 科达利 公司 4680 电池结构件目前处于批量生产阶段,主要供欧美客户,将根据客户的实际需求去规划产能,配套生产。东山精密 4680 电芯三合一顶盖从 2020 年及开始配合大客户研发,现阶段已经批量出货;4680 电芯圆柱壳体进展迅速,送样验证积极。震裕科技 公司在 4680 电池结构件方面已进行了技术储备。长盈精密 公司在四川宜宾、常州溧阳、福建宁德利用租赁厂房投建的动力电池结构件
67、生产线都已陆续投产,可就近服务客户,充分发挥产业链的区域优势。宁波精达 2021 年公司顺利推出用于特斯拉 4680 电池壳体成形伺服压力机,且通过客户验收。斯莱克 目前大圆柱钢壳的主要设备都已经准备就绪,并完成了自动化高速生产线组合,现在正在进行小批量试生产,未来将根据下游客户的量产情况进行正式生产。资料来源:各公司公告,华泰研究 随着未来随着未来 CTP 或者或者 CTC 的普及,系统的集成度越来越高,将会加大胶的用量,的普及,系统的集成度越来越高,将会加大胶的用量,CTP 预计预计用量水平翻倍。用量水平翻倍。pack 里面常见的胶分三种:导热胶,结构胶,密封胶。用量最大的是结构胶,凝固之
68、后能够提供一定强度,作为结构支撑;导热胶用来传导电芯或模组之间的发热,与水冷系统接触;密封胶水在接口密封,价值量含量最低。涂胶的难点是电池制造环境,核心是涂胶路径和工艺参数的设计。一般导热胶优先涂在底部,结构胶涂抹根据设计来定。伴随电池包结构的变化,水冷系统也随之发生变化,一是水冷板从之前的单一结构变成集成化结构;二是电池之间增加云母板或隔热垫,在整个热管理系统中发挥其绝缘性强、耐高温的作用。预镀镍:三元大圆柱电池结构件主流材预镀镍:三元大圆柱电池结构件主流材料路线,国产替代进行时料路线,国产替代进行时 预镀镍替代后镀镍应用于预镀镍替代后镀镍应用于大圆柱大圆柱电池电池 圆柱电池圆柱电池通常采用
69、镀镍的方式保护钢壳的铁基体。通常采用镀镍的方式保护钢壳的铁基体。目前锂离子电池按外壳材料可以划分为钢壳、铝壳和软包三种类型。圆柱形锂电池一般采用钢壳作为外壳材料,因为钢制材料的物理稳定性、抗压力远高于铝壳材质,且在各厂家的设计结构优化后,钢壳锂电池的安全性相对更高。为了防止电池正极活性材料对圆柱钢壳的氧化,生产企业通常采用镀镍的方式来保护钢壳的铁基体。预镀镍凭借性能优势,将替代后镀镍应用于大圆柱电池领域。预镀镍凭借性能优势,将替代后镀镍应用于大圆柱电池领域。根据镀镍环节所处顺序的不同,圆柱电池钢壳可分为预镀镍钢壳和后镀镍钢壳。由于工艺原因,后镀镍材料内的镀层厚薄不均匀,且存在防腐问题,易导致安
70、全缺陷。预镀镍采用先镀镍再冲壳的工艺,通过高温融合渗透,使得镍和钢基带融合形成镍铁合金层,一方面可以更加精确地控制镀层的厚薄以实现轻量化,另一方面可以大大提升冲压后电池壳的一致性、耐腐蚀性、气密性等关键指标,满足高端锂电池的性能需求。图表图表41:预镀镍预镀镍与后镀镍生产流程对比与后镀镍生产流程对比 图表图表42:预镀镍钢壳和后镀镍钢壳的优劣势对比预镀镍钢壳和后镀镍钢壳的优劣势对比 预镀电池钢壳预镀电池钢壳 后镀电池钢壳后镀电池钢壳 镀层均一性 良好 差,壳口厚,内底薄 滚槽 封口性能良好 封口时镍层容易脱落 内底 不掉镍粉 掉镍粉 电池性能 电池放电性能良好 电池容易短路 成品率 高 低 资
71、料来源:东方电热定增说明书,华泰研究 资料来源:永盛新材,华泰研究 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。19 电力设备与新能源电力设备与新能源 预镀镍钢带拉伸过程减薄量大、一致性高,对冲压要求高。预镀镍钢带拉伸过程减薄量大、一致性高,对冲压要求高。预镀镍钢带在冲压成钢壳过程中会随钢带延伸,镍层的减薄量接近钢带的减薄量,以 0.25mm 厚度钢带冲 LR06 型号钢壳为例,其在最薄位置减至 0.18mm,减薄量为 72%。通过对钢壳不同位置的检测结果发现,镀层的减薄量约为 71%。同时相比后镀镍,预镀镍材料可以提升内侧面镀层的均匀性,提高产品品质,因此预镀镍钢带对冲压的要
72、求更高,需要用高硬度的钨钢合金材料制成专用模具,否则容易造成模具损坏、钢壳损伤及裂纹等现象。图表图表43:预镀镍钢壳内部镀层分布示意图预镀镍钢壳内部镀层分布示意图 图表图表44:预镀镍与后镀镍镀层均匀性预镀镍与后镀镍镀层均匀性对比对比 资料来源:预镀镍钢壳在电池中的应用展望(路兴浩,2019),华泰研究 资料来源:新日铁住金公司官网,华泰研究 国内国内企业企业逐步发力,逼近进口产品水平逐步发力,逼近进口产品水平 全球预镀镍主要厂家包括日系的东洋、新日铁,韩系的 TCC 以及欧洲的塔塔。目前海外公司在 2024 年前均没有明确的大幅扩产计划,结合东方电热的公告等信息,我们认为:1)下游需求有限,
73、目前市场容量还不够大,全球预镀镍材料实际需求仅为 20 余万吨,大圆柱电池的放量尚需要时间;2)海外企业项目建设流程相比国内更长,一般在两年以上;3)成本方面,尽管海外企业尤其是日企公司在 2022 年已经大幅上调预镀镍售价,然而利润并没有得到明显提升,对控制成本没有明确的把握。我们认为国内企业有望抓住 4860 电池放量机会来获取预镀镍市场份额。国内国内技术层面技术层面差距缩小至持平。差距缩小至持平。以东方电热的预镀镍产品在力学性能方面与新日铁产品的对比为例,两者产品原本在镀层均匀度上有少许差距,经过工艺改进后,该差距已经很小。力学性能的好坏主要对产品的冲制过程产生影响,例如产品是否会出现卡
74、磨具、冲裂、划伤、掉屑等情况,目前公司生产的预镀镍产品在品质方面和进口产品相比基本没有差别。图表图表45:国内外预镀镍钢带力学性能对比国内外预镀镍钢带力学性能对比 技术指标技术指标 屈服强度屈服强度 MPa 抗拉强度抗拉强度 MPa 伸长率伸长率%钢带硬度钢带硬度 HV0.2 镀层硬度镀层硬度 HV0.01 镀层厚度镀层厚度 m 厚度公差厚度公差 mm 进口新日铁镀镍钢带 256 345 34 134 210 B 面1.5 A 面1.5 0.250.005 国产九天镀镍钢带 245 335 35 131 205 B 面1.5 A 面1.9 0.250.005 资料来源:预镀镍钢壳在电池中的应用
75、展望(路兴浩,2019),华泰研究 国内企业国内企业客户客户结构良好结构良好。以东方电热为例,根据公司投资者关系活动记录表,其在预镀镍领域的直接客户为结构件公司,如东山精密、科达利等,其全资子公司东方九天目前正在建设一个年产 2 万吨的锂电池预镀镍钢基带项目,计划今年上半年实现满产。2022 年 9 月,东方电热发布公告称,公司及全资子公司东方九天与东山精密签订框架合作协议,东山精密承诺向东方电热采购总量不低于 5 万吨锂电池钢壳预镀镍钢基带,产品合同金额约为 11亿元。此外,公司对江苏海四达及 LG 中国的供应商乐通、日光、科达利都有送样,并且已经通过送样检验。免责声明和披露以及分析师声明是
76、报告的一部分,请务必一起阅读。20 电力设备与新能源电力设备与新能源 国产替代潜力大国产替代潜力大。国内厂商已经开始积极布局预镀镍,东方电热目前已有 3500 吨预镀镍产量,其 2 万吨预镀镍产线已试车成功,并预计将于今年下半年具备达产能力,公司预计今年预镀镍钢基带出货目标为 1.5-2 万吨。从公司目前生产产品的整体质量指标来看,已经和进口材料基本一致。目前国内厂商正在积极扩产,预计未来产品规模化之后会使成本下降,叠加国内厂商的质量提升,国产替代指日可待。图表图表46:国内主要预镀镍企业进展情况国内主要预镀镍企业进展情况 公司名称公司名称 规划产能规划产能 现有情况现有情况 东方电热 23,
77、500 吨 目前产能为 3500 吨,在建的 2 万吨预镀镍锂电池材料募投项目已于 2023 年 2 月 5日产品下线,公司预计该募投项目将于今年下半年具备达产能力。永盛新材-已实现电池结构件用预镀镍钢带材料万吨级销售,产品覆盖汽车、新能源、电子、5G等关键领域。三美新材-公司于 2010 年开始着力 K 处理镀镍研究及生产,并于 2017 年与上海宝钢成立“预镀镍钢带研究联合实验室”,一同进行 K 处理镀镍钢带研究及产品推广。资料来源:各公司公告,华泰研究 预镀镍未来市场空间广阔预镀镍未来市场空间广阔 我们假设未来用在动力领域和户用储能领域的大圆柱电池均采用预镀镍材料,随着大圆柱电池的放量,
78、预镀镍将迎来持续增长。我们预计到 2027 年全球预镀镍总体需求量有望达到59.6 万吨,对应市场空间达到 95.3 亿元。同时,我们预计大圆柱电池将是未来预镀镍的主要增量,消费电子产品市场需求量将保持小幅增长至稳定水平。图表图表47:全球全球预镀镍市场空间测算预镀镍市场空间测算 2023E 2024E 2025E 2026E 2027E 大圆柱电池大圆柱电池 全球大圆柱电池装机量(GWh)16.0 67.3 157.3 270.5 429.0 预镀镍单 GWh 需求量(吨/GWh)1000 980 960 941 922 预镀镍需求量(万吨)1.6 6.6 15.1 25.5 39.6 消费
79、电子产品消费电子产品 预镀镍需求量(万吨)15.0 17.0 18.0 19.0 20.0 合计合计 全球预镀镍总体需求量(万吨)16.6 23.6 33.1 44.5 59.6 预镀镍单价(万元/吨)1.87 1.75 1.70 1.60 1.60 预镀镍市场空间(亿元)31.0 41.3 56.3 71.1 95.3 资料来源:东方电热公告,华泰研究预测 正极:高镍三元是发展趋势正极:高镍三元是发展趋势 高镍动力电池即将进入高镍动力电池即将进入 9 系时代。系时代。动力电池的主流体系是三元电池,其正极材料体系主要包括 NCM532、NCM622、NCM811 和 NCA 等,然而这些正极材
80、料中的钴含量较高带动电池成本升高。各企业为实现降低电池成本、提升电池能量密度,致力于提升正极材料中的正极材料的镍含量以降低钴含量。其中,镍含量高达 90%及以上的 NCM9 系、NCA9 系和NCMA 电池可以将钴含量降低至 10%以下,成为众多电池企业的主要研发对象,然而 9 系高镍电池的工艺难度更高,对电池企业的生产工艺控制和材料体系优化提出了更高要求。目前,包括宁德时代、松下、LG 新能源、三星 SDI、SKI 等头部企业已经开始大规模量产供应镍含量超过 80%的 NCM 和 NCA 电池,并加快超高镍电池的研发进展。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。21 电力
81、设备与新能源电力设备与新能源 图表图表48:不同系列三元正极材料性能比较不同系列三元正极材料性能比较 资料来源:高能量密度锂电池开发策略(李文俊,2020),华泰研究 图表图表49:主要电池企业主要电池企业 4680 电池电池正极技术路线梳理正极技术路线梳理 企业企业 正极三元技术路线进展正极三元技术路线进展 4680 电池电池技术路线技术路线 特斯拉 NCM 超高镍方案 NCM91 宁德时代 聚焦 NCM:第二代 NCM811 跟 SiC 结合,高镍电池样品比容量 304Wh/kg NCM811 亿纬锂能 NCM 和 NCA 体系并行 NCM8系,未来将提高到NCM9,正在尝试 NCA/NC
82、MA 松下 NCA 体系,已向 Tesla 大批量供应钻含量低于 5%的 NCA 电池,计划继续推广无钴电池 NCA9 SKI 聚焦 NCM9,钴含量低于 5%NCM9 LG 新能源 聚焦 NCMA,计划供应 Tesla,第五代动力电池应用 NCA 材料,镍含量90%NCMA/NCA9 三星 SDI 聚焦 NCA,镍含量 91%,未来计划将镍含量提升至 94%甚至更高 NCA9 资料来源:MIR DATABANK,华泰研究 负极:硅基材料是重点方向负极:硅基材料是重点方向 硅基负极能有效提升电池能量密度,但规模应用仍存在一定问题。硅基负极能有效提升电池能量密度,但规模应用仍存在一定问题。目前商
83、业化的锂离子电池负极以人造/天然石墨为主,其比容量已经达到 365mAh/g,接近理论比容量极限 372mAh/g,而硅理论比容量高达 4200mAh/g,是石墨类负极材料的 10 倍以上,安全性好于石墨类负极材料,且储量丰富,成本低廉,是最具潜力的下一代锂电池负极材料。然而硅基负极要实现大规模应用,还存在一些关键问题:1)充放电过程中,硅的体积会发生 100-300的膨胀,造成硅负极材料产生裂纹直至粉化;2)当负极处于低电位时,有机电解质会在负极表面进行分解,产生的物质在电极表面沉积形成 SEI 膜,阻止电池副反应的发生;3)硅的导电性能较差,在高倍率下不利于电池容量的有效释放。图表图表50
84、:电池充放电期间硅体积膨胀示意图电池充放电期间硅体积膨胀示意图 图表图表51:硅负极锂化过程中硅的体积膨胀导致的退化机理硅负极锂化过程中硅的体积膨胀导致的退化机理 资料来源:锂电联盟会长,华泰研究 资料来源:Promise and reality of post-lithium-ion batteries with high energy densities(Jang Wook Choi,2017),华泰研究 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。22 电力设备与新能源电力设备与新能源 图表图表52:石墨负极材料与硅基负极材料对比石墨负极材料与硅基负极材料对比 性能指标性
85、能指标 天然石墨天然石墨 人造石墨人造石墨 硅基复合材料硅基复合材料 克容量(mAh/g)340-370 310-360 4200 首次效率(%)90 93 84 循环寿命(次)1000 1500 300-500 工作电压 0.2V 0.2V 0.3-0.5V 快充性能 一般 一般 好 倍率性能 差 一般 一般 安全性 良好 良好 差 优点 技术及配套工艺成熟,成本低 配套工艺成熟,循环性能好 理论比能量高 缺点 比能量已到极限,循环性能及倍率性能较差,安全性较差 比能量低,倍率性能差 技术及配套技术不成熟,成本高,充放电体积变形,导电率低 资料来源:国际能源网,华泰研究 硅基负极可通过硅碳复
86、合材料及其结构设计、氧化亚硅负极材料等进行改性,以解决体积硅基负极可通过硅碳复合材料及其结构设计、氧化亚硅负极材料等进行改性,以解决体积效应、维持效应、维持 SEI 膜稳定并提高首次库伦效率。膜稳定并提高首次库伦效率。硅碳复合材料通过将硅基负极与不同的碳源复合,可以显著改善硅基材料的性能,其中复合材料的结构设计对提高材料的性能同样至关重要。氧化硅技术路线多用氧化亚硅,相较于单质硅颗粒,氧化亚硅在锂嵌入过程中发生的体积膨胀较小,因此相对纯硅负极,其循环稳定性有较为明显改善,但是氧化亚硅负极在充放电过程中会生产 Li2O 等非活性物质,导致 SiOx材料首次效率较低(约 70%),一般采用氧化硅掺
87、杂,掺杂含量约 5%,氧化亚硅负极理论比容量 2600mAh/g 且循环稳定性较好,各大负极材料厂商对氧化亚硅负极均有布局。图表图表53:硅碳复合材料合成示意图硅碳复合材料合成示意图 图表图表54:无定型无定型 SiO 的“重建异质结构”模型的“重建异质结构”模型 资料来源:包覆结构硅碳复合锂离子电池负极材料研究进展(任玉杰,2022),华泰研究 资料来源:中国储能网,华泰研究 图表图表55:各类硅基负极材料的优劣势各类硅基负极材料的优劣势 主要种类主要种类 优势优势 劣势劣势 SiO 负极材料 A.可逆容量高,达 1700-1800mAh/g,接近理论容量 A.首次效率低,无法单独使用,需要
88、进行提高首效处理 B.循环性能和倍率性能相比其他硅基负极材料好 B.SiO 工艺复杂,生产成本非常高 硅碳复合负极材料 A.克容量高 A.大批量生产电化学性能优异的产品难度较高 B.首次充放电效率高 B.循环性能和首次效率有待提高 C.工艺相对于其他硅基负极材料较为成熟 C.电极膨胀率较高 硅基合金负极材料 体积能量密度高 A.工艺难度大、成本高 B.首次充放电效率低 C.循环性能较差 资料来源:凯金新能源招股说明书,高工锂电,华泰研究 国内负极企业纷纷扩大硅基负极投入,并加速研发进度。国内负极企业纷纷扩大硅基负极投入,并加速研发进度。杉杉股份、国轩高科、正拓能源均已具备量产能力,天津力神、湖
89、南星城、璞泰来具有小量投产能力,贝特瑞硅氧负极已实现批量供货,其硅氧负极材料已经突破至第三代产品,比容量从第一代的 650mAh/g 提升至第三代的 1500mAh/g,且正在开发更高容量的第四代硅碳负极材料产品。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。23 电力设备与新能源电力设备与新能源 图表图表56:国内主要硅基负极企业扩产情况国内主要硅基负极企业扩产情况 公司公司 材料路线材料路线 具体进展具体进展 贝特瑞 硅碳+硅氧 公司硅基材料第三代已实现量产,第四代处于开发中,现有硅基负极产能 5000 吨,另有 4 万吨硅基负极产能正在建设,一期 1.5 万吨预计于 202
90、3 年底投产。璞泰来 硅碳+硅氧 公司在江西和江苏溧阳均建设有硅基负极中试线,已经通过部分客户认证。杉杉股份 硅氧 22 年 6 月于宁波投建年产 4 万吨锂离子电池硅基负极材料一体化基地项目,一期 1 万吨于 22 年底开工,计划于 23 年投产;目前公司已完成了第二代硅氧产品的量产,正在进行第三代硅氧产品和新一代硅碳产品的研发。资料来源:各公司公告,华泰研究 导电剂:导电剂:高镍三元高镍三元+硅基硅基负极体系负极体系需使用单壁碳纳米管需使用单壁碳纳米管 硅基负极将拉动单壁碳纳米管需求增长。硅基负极将拉动单壁碳纳米管需求增长。硅基负极自身存在体积膨胀大、导电率较差的问题限制着其商业化应用。单
91、壁碳纳米管可凭借优越性能针对性解决以上两个问题:1)单壁碳纳米管具有更高的抗拉强度和弹性模量,能在电极体积膨胀时,通过其力学增强效果,维持结构稳定性不坍塌;2)单壁碳纳米管的螺旋管状结构使其具备更好的导电性和更高的载流量。天奈科技表示,相较于传统导电剂,单壁碳纳米管可以明显维持硅基负极的循环稳定性,未来想把硅基负极产业化运用到电动汽车上,单壁碳纳米管将是唯一的解决方案。图表图表57:单壁碳纳米管与多壁碳纳米管参数对比单壁碳纳米管与多壁碳纳米管参数对比 参数参数 单壁碳纳米管单壁碳纳米管 多壁碳纳米管多壁碳纳米管 核心参数 典型管径比 1-2nm 7-100nm 长径比 高达 10000 50-
92、4000 机械性能 弹性模量 1000-3000GPa 300-1000GPa 抗拉强度 50-100GPa 10-50GPa 电子结构性能 300K 时的导热系数 3000-6000W/(m K)2000-3000W/(m K)资料来源:TUBALL,华泰研究 单壁碳纳米管引领发展趋势,相关企业纷纷布局。单壁碳纳米管引领发展趋势,相关企业纷纷布局。目前多家企业已开展对单壁碳纳米管的研发,其中天奈科技对单壁碳纳米管的研发居行业前列,据其 2022 年发布的公告,将在镇江投资 12 亿元建设年产 450 吨单壁碳纳米管项目,预计今年出货 30 吨。青岛昊鑫、无锡东恒等导电剂企业目前正在进行单壁碳
93、纳米管的研发工作。中科时代纳米最早在国内实现碳纳米管的工业应用(用于锂离子电池导电剂),其高纯度单壁碳纳米管产能可达 2 吨/年。图表图表58:国内主要碳纳米管企业进展情况国内主要碳纳米管企业进展情况 公司公司 客户客户 单壁碳管进展单壁碳管进展 天奈科技 宁德时代、比亚迪、ATL、中航锂电、亿纬锂能、珠海冠宇、天津力神等 2022 年公告 450 吨单壁管项目,预计 23 年出货 30吨。道氏技术(青岛昊鑫)比亚迪,国轩高科、南都电源等 第五代产品进入中试研发阶段,主要为单壁、双壁管,核心应用于硅基负极、高镍电池产品。无锡东恒 宁德时代、比亚迪、中航锂电、三星 SDI 等 23 年与自贡市携
94、手打造年产 300 吨单壁碳纳米管生产线,并配套建设尾气综合利用设施项目。中科时代纳米-高纯度单壁碳纳米管产能达到 2 吨/年。资料来源:各公司公告,华泰研究 电解液:电解液:新型锂盐新型锂盐 LiFSI 用量用量比例提升比例提升 大圆柱电池体系高镍化发展倒逼新型锂盐大圆柱电池体系高镍化发展倒逼新型锂盐 LiFSI 快速导入产业链。快速导入产业链。相较于传统电解液 LiPF6,LiFSI 具有以下优点:1)LiFSI 具有更高的热稳定性,其熔点为 145,分解温度高于 200,可耐受更高的工作温度,抑制气胀;2)LiFSI 的电导率高,有助于降低电池内阻、减少发热、提升效率和安全性;3)LiF
95、SI 与 SEI 膜的两种主要成分有很好的相容性,只有在 160时才会与其部分成分发生置换反应。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。24 电力设备与新能源电力设备与新能源 图表图表59:LiFSI 与与 LiPF6 性能对比性能对比 比较项目比较项目 LiFSI LiPF6 基础物性 分解温度 200 80 氧化电压 4.5V 5V 溶解度 易溶解 易溶解 电导率 最高 较高 化学稳定性 较稳定 差 热稳定性 较好 差 电池性能 低温性能 好 一般 循环寿命 高 一般 耐高温性能 好 差 工艺成本 合成工艺 复杂 简单 成本 高 低 资料来源:康鹏科技招股说明书,华泰研
96、究 LiFSI 市场供给倍增,各厂家扩产加速,预计未来市场供给倍增,各厂家扩产加速,预计未来 LiFSI 的使用替代比例将逐步提高。的使用替代比例将逐步提高。根据鑫椤数据库统计预测,由于各企业厂家纷纷加速扩产,2022 年 LiFSI 全球总产能有望超过1.4 万吨,2025 年 LiFSI 全球总产能有望超过 25 万吨。多氟多目前运行的 LiFSI 生产线产能为 1600 吨/年,正在按照技术迭代后的新工艺建设年产 1 万吨的产线,预计今年三季度前,一期 5000 吨产能达产。新宙邦投资建设年产 2400 吨 LiFSI 项目,其中一期 800 吨,去年上半年投产部分产能,后续拟引入日资将
97、其 LiFSI 项目产能扩大至 1 万吨/年。未来随着 LiFSI 供应出现大幅盈余,LiFSI 的价格有望进一步下调。当 LiFSI 的价格与六氟磷酸锂价格接近时,LiFSI 凭借更优的表现性能,对六氟磷酸锂的替代效应将更加明显。图表图表60:国内主要新型锂盐国内主要新型锂盐 LiFSI 企业进展情况企业进展情况 公司名称公司名称 现有产能(吨现有产能(吨/年)年)扩产项目扩产项目 扩产产能(吨扩产产能(吨/年)年)预计投产日期预计投产日期 天赐材料 6,300 公开发行可转债募投项目年产 2 万吨双氟磺酰亚胺锂项目 20,000 2023 年 天赐材料(南通)有限公司年产 24.3万吨锂电
98、及含氟新材料项目 20,000 2024 年 九江天赐高新材料年产 9.5 吨锂电基础材料及 10 万吨二氯丙醇项目 30,000-康鹏科技 1,700 兰州康鹏新能源科技有限公司 2.55 万吨/年电池材料项目(一期)15,000 2024 年 多氟多 1,600 年产 4 万吨双氟磺酰亚胺锂项目 40,000 2025 年底 年产 1 万吨双氟磺酰亚胺锂项目 10,000-新宙邦 1,200 湖南福邦年产 2,400 吨双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)项目(二期)湖南福邦项目共 2,400 吨 福邦项目(一期)正式投产后提供1,200 吨产能 资料来源:康鹏科技招股说明书,华泰研究 图表图表6
99、1:本文涉及公司及代码本文涉及公司及代码 公司名称公司名称 代码代码 特斯拉 TESLA US 宝马 BMW GY 松下 6752 JP 亿纬锂能 300014 CH 科达利 002850 CH 震裕科技 300953 CH 斯莱克 300382 CH 东山精密 002384 CH 索尼 SONY US 鹏辉能源 300438 CH 海辰储能-沃尔沃 VOLVB SS Stellantis STLA US 通用 GM US 东风汽车 600006 CH 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。25 电力设备与新能源电力设备与新能源 公司名称公司名称 代码代码 江淮汽车 60
100、0418 CH 保时捷 P911GR 蔚来 NIO SP 宁德时代 300750 CH 远景动力-LG 化学 LGCHEM SDI 006400 KS 航天锂电-时代联合-中比新能源 CBAT US 当升科技 300073 CH 龙蟠科技 603906 CH 璞泰来 603659 CH 贝特瑞 835185 CH 天赐材料 002709 CH 新宙邦 300037 CH 天奈科技 688116 CH 先导智能 300450 CH 赢合科技 300457 CH 大族激光 002008 CH 海目星 688559 CH 蜂巢能源-易鸿智能-骄成超声 688392 CH 比亚迪 002594 CH
101、长盈精密 300115 CH 宁波精达 603088 CH 东方电热 300217 CH 新日铁-江苏海四达-乐通-日光-永盛新材-三美新材-SKI 361610 KS 杉杉股份 600884 CH 道氏技术 300409 CH 无锡东恒-中科时代纳米-ATL-中航锂电-珠海冠宇 688772 CH 天津力神-南都电源 300068 CH 国轩高科 002074 CH 康鹏科技-多氟多 002407 CH 宝钢股份 600019 CH 杰普特 688025 CH 资料来源:Wind,华泰研究 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。26 电力设备与新能源电力设备与新能源 风
102、险提示风险提示 产业链配套建设不及时产业链配套建设不及时。大圆柱电池引入无极耳、干电极等创新技术,同时在电池结构上也进行了调整,需要多部门协同配合,可能造成相关产业链环节研发难度提高,导致产业链配套建设不及时。产业化进展和降本不及预期产业化进展和降本不及预期。大圆柱电池创新采用超高镍正极、硅碳负极、新型锂盐 LiFSI 等高能量密度材料体系,但目前相关材料仍处于产业化初期,且产品单价较高,若未来量产后成本下降不及预期,相比传统材料的性价比优势不明显。市场规模测算存在偏差市场规模测算存在偏差。电池新技术应用推广进程缓慢、新的技术路径出现,或各厂商战略及市场接受度将市场规模测算存在偏差。免责声明和
103、披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。27 电力设备与新能源电力设备与新能源 免责免责声明声明 分析师声明分析师声明 本人,申建国、边文姣,兹证明本报告所表达的观点准确地反映了分析师对标的证券或发行人的个人意见;彼以往、现在或未来并无就其研究报告所提供的具体建议或所表迖的意见直接或间接收取任何报酬。一般声明及披露一般声明及披露 本报告由华泰证券股份有限公司(已具备中国证监会批准的证券投资咨询业务资格,以下简称“本公司”)制作。本报告所载资料是仅供接收人的严格保密资料。本报告仅供本公司及其客户和其关联机构使用。本公司不因接收人收到本报告而视其为客户。本报告基于本公司认为可靠的、已公开
104、的信息编制,但本公司及其关联机构(以下统称为“华泰”)对该等信息的准确性及完整性不作任何保证。本报告所载的意见、评估及预测仅反映报告发布当日的观点和判断。在不同时期,华泰可能会发出与本报告所载意见、评估及预测不一致的研究报告。同时,本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可能会波动。以往表现并不能指引未来,未来回报并不能得到保证,并存在损失本金的可能。华泰不保证本报告所含信息保持在最新状态。华泰对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改,投资者应当自行关注相应的更新或修改。本公司不是 FINRA 的注册会员,其研究分析师亦没有注册为 FINRA 的研究分析师/不具有 FINRA 分
105、析师的注册资格。华泰力求报告内容客观、公正,但本报告所载的观点、结论和建议仅供参考,不构成购买或出售所述证券的要约或招揽。该等观点、建议并未考虑到个别投资者的具体投资目的、财务状况以及特定需求,在任何时候均不构成对客户私人投资建议。投资者应当充分考虑自身特定状况,并完整理解和使用本报告内容,不应视本报告为做出投资决策的唯一因素。对依据或者使用本报告所造成的一切后果,华泰及作者均不承担任何法律责任。任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失的书面或口头承诺均为无效。除非另行说明,本报告中所引用的关于业绩的数据代表过往表现,过往的业绩表现不应作为日后回报的预示。华泰不承诺也不保证任何预示的回报
106、会得以实现,分析中所做的预测可能是基于相应的假设,任何假设的变化可能会显著影响所预测的回报。华泰及作者在自身所知情的范围内,与本报告所指的证券或投资标的不存在法律禁止的利害关系。在法律许可的情况下,华泰可能会持有报告中提到的公司所发行的证券头寸并进行交易,为该公司提供投资银行、财务顾问或者金融产品等相关服务或向该公司招揽业务。华泰的销售人员、交易人员或其他专业人士可能会依据不同假设和标准、采用不同的分析方法而口头或书面发表与本报告意见及建议不一致的市场评论和/或交易观点。华泰没有将此意见及建议向报告所有接收者进行更新的义务。华泰的资产管理部门、自营部门以及其他投资业务部门可能独立做出与本报告中
107、的意见或建议不一致的投资决策。投资者应当考虑到华泰及/或其相关人员可能存在影响本报告观点客观性的潜在利益冲突。投资者请勿将本报告视为投资或其他决定的唯一信赖依据。有关该方面的具体披露请参照本报告尾部。本报告并非意图发送、发布给在当地法律或监管规则下不允许向其发送、发布的机构或人员,也并非意图发送、发布给因可得到、使用本报告的行为而使华泰违反或受制于当地法律或监管规则的机构或人员。本报告版权仅为本公司所有。未经本公司书面许可,任何机构或个人不得以翻版、复制、发表、引用或再次分发他人(无论整份或部分)等任何形式侵犯本公司版权。如征得本公司同意进行引用、刊发的,需在允许的范围内使用,并需在使用前获取
108、独立的法律意见,以确定该引用、刊发符合当地适用法规的要求,同时注明出处为“华泰证券研究所”,且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节和修改。本公司保留追究相关责任的权利。所有本报告中使用的商标、服务标记及标记均为本公司的商标、服务标记及标记。中国香港中国香港 本报告由华泰证券股份有限公司制作,在香港由华泰金融控股(香港)有限公司向符合证券及期货条例及其附属法律规定的机构投资者和专业投资者的客户进行分发。华泰金融控股(香港)有限公司受香港证券及期货事务监察委员会监管,是华泰国际金融控股有限公司的全资子公司,后者为华泰证券股份有限公司的全资子公司。在香港获得本报告的人员若有任何有关本报告的问题,
109、请与华泰金融控股(香港)有限公司联系。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。28 电力设备与新能源电力设备与新能源 香香港港-重要监管披露重要监管披露 华泰金融控股(香港)有限公司的雇员或其关联人士没有担任本报告中提及的公司或发行人的高级人员。亿纬锂能(300014 CH)、鹏辉能源(300438 CH)、骄成超声(688392 CH)、斯莱克(300382 CH)、科达利(002850 CH)、东山精密(002384 CH)、天奈科技(688116 CH)、多氟多(002407 CH)、当升科技(300073 CH)、海目星(688559 CH)、杰普特(688025
110、CH):华泰金融控股(香港)有限公司、其子公司和/或其关联公司实益持有标的公司的市场资本值的 1%或以上。天奈科技(688116 CH):华泰金融控股(香港)有限公司、其子公司和/或其关联公司在本报告发布日担任标的公司证券做市商或者证券流动性提供者。有关重要的披露信息,请参华泰金融控股(香港)有限公司的网页 https:/.hk/stock_disclosure 其他信息请参见下方“美国“美国-重要监管披露”重要监管披露”。美国美国 在美国本报告由华泰证券(美国)有限公司向符合美国监管规定的机构投资者进行发表与分发。华泰证券(美国)有限公司是美国注册经纪商和美国金融业监管局(FINRA)的注册
111、会员。对于其在美国分发的研究报告,华泰证券(美国)有限公司根据1934 年证券交易法(修订版)第 15a-6 条规定以及美国证券交易委员会人员解释,对本研究报告内容负责。华泰证券(美国)有限公司联营公司的分析师不具有美国金融监管(FINRA)分析师的注册资格,可能不属于华泰证券(美国)有限公司的关联人员,因此可能不受 FINRA 关于分析师与标的公司沟通、公开露面和所持交易证券的限制。华泰证券(美国)有限公司是华泰国际金融控股有限公司的全资子公司,后者为华泰证券股份有限公司的全资子公司。任何直接从华泰证券(美国)有限公司收到此报告并希望就本报告所述任何证券进行交易的人士,应通过华泰证券(美国)
112、有限公司进行交易。美国美国-重要监管披露重要监管披露 分析师申建国、边文姣本人及相关人士并不担任本报告所提及的标的证券或发行人的高级人员、董事或顾问。分析师及相关人士与本报告所提及的标的证券或发行人并无任何相关财务利益。本披露中所提及的“相关人士”包括FINRA 定义下分析师的家庭成员。分析师根据华泰证券的整体收入和盈利能力获得薪酬,包括源自公司投资银行业务的收入。国轩高科(002074 CH)、龙蟠科技(603906 CH):华泰证券股份有限公司、其子公司和/或其联营公司在本报告发布日之前的 12 个月内担任了标的证券公开发行或 144A 条款发行的经办人或联席经办人。杉杉股份(600884
113、 CH)、国轩高科(002074 CH)、龙蟠科技(603906 CH):华泰证券股份有限公司、其子公司和/或其联营公司在本报告发布日之前 12 个月内曾向标的公司提供投资银行服务并收取报酬。国轩高科(002074 CH):华泰证券股份有限公司、其子公司和/或其联营公司预计在本报告发布日之后 3 个月内将向标的公司收取或寻求投资银行服务报酬。亿纬锂能(300014 CH)、鹏辉能源(300438 CH)、骄成超声(688392 CH)、斯莱克(300382 CH)、科达利(002850 CH)、东山精密(002384 CH)、天奈科技(688116 CH)、多氟多(002407 CH)、当升科
114、技(300073 CH)、海目星(688559 CH)、杰普特(688025 CH):华泰证券股份有限公司、其子公司和/或其联营公司实益持有标的公司某一类普通股证券的比例达 1%或以上。天奈科技(688116 CH):华泰证券股份有限公司、其子公司和/或其联营公司在本报告发布日担任标的公司证券做市商或者证券流动性提供者。华泰证券股份有限公司、其子公司和/或其联营公司,及/或不时会以自身或代理形式向客户出售及购买华泰证券研究所覆盖公司的证券/衍生工具,包括股票及债券(包括衍生品)华泰证券研究所覆盖公司的证券/衍生工具,包括股票及债券(包括衍生品)。华泰证券股份有限公司、其子公司和/或其联营公司,
115、及/或其高级管理层、董事和雇员可能会持有本报告中所提到的任何证券(或任何相关投资)头寸,并可能不时进行增持或减持该证券(或投资)。因此,投资者应该意识到可能存在利益冲突。免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分,请务必一起阅读。29 电力设备与新能源电力设备与新能源 评级说明评级说明 投资评级基于分析师对报告发布日后 6 至 12 个月内行业或公司回报潜力(含此期间的股息回报)相对基准表现的预期(A 股市场基准为沪深 300 指数,香港市场基准为恒生指数,美国市场基准为标普 500 指数),具体如下:行业评级行业评级 增持:增持:预计行业股票指数超越基准 中性:中性:预计行业股票指数基本与基
116、准持平 减持:减持:预计行业股票指数明显弱于基准 公司评级公司评级 买入:买入:预计股价超越基准 15%以上 增持:增持:预计股价超越基准 5%15%持有:持有:预计股价相对基准波动在-15%5%之间 卖出:卖出:预计股价弱于基准 15%以上 暂停评级:暂停评级:已暂停评级、目标价及预测,以遵守适用法规及/或公司政策 无评级:无评级:股票不在常规研究覆盖范围内。投资者不应期待华泰提供该等证券及/或公司相关的持续或补充信息 法律实体法律实体披露披露 中国中国:华泰证券股份有限公司具有中国证监会核准的“证券投资咨询”业务资格,经营许可证编号为:941011J 香港香港:华泰金
117、融控股(香港)有限公司具有香港证监会核准的“就证券提供意见”业务资格,经营许可证编号为:AOK809 美国美国:华泰证券(美国)有限公司为美国金融业监管局(FINRA)成员,具有在美国开展经纪交易商业务的资格,经营业务许可编号为:CRD#:298809/SEC#:8-70231 华泰证券股份有限公司华泰证券股份有限公司 南京南京 北京北京 南京市建邺区江东中路228号华泰证券广场1号楼/邮政编码:210019 北京市西城区太平桥大街丰盛胡同28号太平洋保险大厦A座18层/邮政编码:100032 电话:86 25 83389999/传真:86 25 83387521 电话:86 10 63211
118、166/传真:86 10 63211275 电子邮件:ht- 电子邮件:ht- 深圳深圳 上海上海 深圳市福田区益田路5999号基金大厦10楼/邮政编码:518017 上海市浦东新区东方路18号保利广场E栋23楼/邮政编码:200120 电话:86 755 82493932/传真:86 755 82492062 电话:86 21 28972098/传真:86 21 28972068 电子邮件:ht- 电子邮件:ht- 华泰金融控股(香港)有限公司华泰金融控股(香港)有限公司 香港中环皇后大道中 99 号中环中心 58 楼 5808-12 室 电话:+852-3658-6000/传真:+852-2169-0770 电子邮件: http:/.hk 华泰证券华泰证券(美国美国)有限公司有限公司 美国纽约公园大道 280 号 21 楼东(纽约 10017)电话:+212-763-8160/传真:+917-725-9702 电子邮件:Huataihtsc- http:/www.htsc- 版权所有2023年华泰证券股份有限公司