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电气设备行业深度报告:从特斯拉影响力报告看新能源全面可循环与进化-220527(23页).pdf

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电气设备行业深度报告:从特斯拉影响力报告看新能源全面可循环与进化-220527(23页).pdf

1、电气设备电气设备 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 1 / 23 电气设备电气设备 2022 年 05 月 27 日 投资评级:投资评级:看好看好(维持维持) 行业走势图行业走势图 数据来源:聚源 行业周报-欧盟光伏需求超预期,中下游二季度持续环比改善-2022.5.22 行业周报-光伏超预期,户储是亮点-2022.5.15 光伏行业 2022 年中期策略报告-利润 重 新 分 配 , 技 术 引 领 未 来 -2022.5.14 从特斯拉影响力报告看新能源:全面可循环与进化从特斯拉影响力报告看新能源:全面可循环与进化 行业深度报告行业深度报告 刘强(分析师)刘强(分析师) 证书编号:S

2、0790520010001 从生产从生产-消费消费-回收全布局推动能源革命,未来全球新能源可持续闭环可期回收全布局推动能源革命,未来全球新能源可持续闭环可期 为减少全球温室气体排放,特斯拉设计与打造一个完整的能源与运输生态系统(Complete energy and transportation ecosystem)。 我们认为特斯拉是未来全球新能源可持续循环发展典型, 是推动能源革命的旗手, 其动向将一定程度上引领未来投资机会;我们重点分析了其在产品力、供应链、创新等方面起到了引领作用。 从产业链看, 上游价格在逐步松动, 电池等中下游环节盈利边际转好; 我们预计,从产业链看, 上游价格在逐

3、步松动, 电池等中下游环节盈利边际转好; 我们预计,中游未来两个月有短期去库存的压力。从出货数据看,中游未来两个月有短期去库存的压力。从出货数据看,4 月份是电动车销量增速月份是电动车销量增速的低谷(主要受疫情影响) ,的低谷(主要受疫情影响) ,5、6 月份有月份有望环比逐步改善,下半年有望迎来旺季。望环比逐步改善,下半年有望迎来旺季。总体我们认为,短期是很好的布局期,下半年成长环境将会更好;应重视三方向总体我们认为,短期是很好的布局期,下半年成长环境将会更好;应重视三方向的投资机会: (的投资机会: (a) 核心成长: 按照壁垒高低投资 (电池、 锂资源、 隔膜、 负极等) ,) 核心成长

4、: 按照壁垒高低投资 (电池、 锂资源、 隔膜、 负极等) ,宁德时代、比亚迪、璞泰来、恩捷股份、星源材质等公司受益; (宁德时代、比亚迪、璞泰来、恩捷股份、星源材质等公司受益; (b)后周期:按)后周期:按照增速的弹性投资,比如储能、换电等板块,派能科技、鹏辉能源等公司受益;照增速的弹性投资,比如储能、换电等板块,派能科技、鹏辉能源等公司受益;(c)新技术:按照渗透率提升速度投资,比如)新技术:按照渗透率提升速度投资,比如 4680、扁线等,容百科技、当升、扁线等,容百科技、当升科技、金杯电工等公司受益。科技、金杯电工等公司受益。 特斯拉特斯拉储能与电池引领产业储能与电池引领产业进化进化,未

5、来电池类型“百花齐放”,未来电池类型“百花齐放” 作为多业务布局的企业, 特斯拉将 AI 技术运用在能源软件上, 分摊了研发成本,实时监督管理的同时达到电池货币化获利。工商业储能上,特斯拉大力布局Megapack 产品至美、澳、日等国。在全球能源转型大背景下,政府及大型公用事业储能需求日益增高,工商业储能是一大发展趋势。电池技术上,特斯拉推出的 4680 电池实现了能力、续航、成本全方位提升,预计 4680 电池将引发国内电池厂商技术跟进。 在新能源汽车覆盖面逐渐扩大的背景下, 大部分厂商均制定了在新能源汽车覆盖面逐渐扩大的背景下, 大部分厂商均制定了多元化发展战略,三元电池满足高能需求,磷酸

6、铁锂电池满足低价需求,预计未多元化发展战略,三元电池满足高能需求,磷酸铁锂电池满足低价需求,预计未来电池行业仍来电池行业仍会呈现“百花齐放”局面会呈现“百花齐放”局面。 开发电池回收技术,加速开展电池回收业务开发电池回收技术,加速开展电池回收业务 为了进一步控制环境污染、降低成本,特斯拉正逐步建立完善的电池回收体系。通过第三方合作与工厂自回收,特斯拉已经实现电池 100%回收利用,未来特斯拉工厂会尽可能全部达到自生产电池自回收。 随着上游资源逐渐紧张, 国内厂商随着上游资源逐渐紧张, 国内厂商也在积极布局电池回收业务,预计电池回收业务将会加速发展也在积极布局电池回收业务,预计电池回收业务将会加

7、速发展。 供应链强把控力,电池生产多策略对冲风供应链强把控力,电池生产多策略对冲风险险 为把控电池上游原材料, 特斯拉对采购有两条原则: (1) 加大供应链本土化加大供应链本土化; (2)继续全球布局,继续全球布局,打造可直接在工厂回收锂电池。打造可直接在工厂回收锂电池。2021 年,特斯拉从 9 家公司直接采购了超 95%的氢氧化锂、超 50%的钴以及超 30%的镍。宁德时代、比亚迪和派能科技也均有各自的供应商管理体系和社会审核委员组等措施来保障供应链安全与绿色健康,共同推进产业链进化。我们认为,产业链的强把控力以及健我们认为,产业链的强把控力以及健康、绿色、阳光的发展将推动企业更深层次进化

8、,加速能源的可持续变革康、绿色、阳光的发展将推动企业更深层次进化,加速能源的可持续变革。 风险提示:风险提示:上游原材料风险,宏观经济风险。 -41%-21%0%21%41%62%82%--05电气设备沪深300相关研究报告相关研究报告 开源证券开源证券 证券研究报告证券研究报告 行业深度报告行业深度报告 行业研究行业研究 行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 2 / 23 目目 录录 1、 着重绿色战略,全方位可持续替代传统化石能源 . 4 2、 特斯拉户用与工业储能带领产业链变革与进化 . 5 2.1、 特斯拉:提

9、升户用储能,大力布局工业储能. 6 2.2、 派能科技:专注锂电池储能产品研发技术,积累渠道绑定海外巨头 . 7 3、 电池技术多向发展,供应链把控持续加强 . 8 3.1、 特斯拉引领大圆柱电池发展,电池工艺持续改进 . 9 3.1.1、 特斯拉:干法电极 4680 降低成本,高镍低钴化提升性能 . 9 3.1.2、 宁德时代:积极开展电池材料研究,开发可持续发展的电池价值链 . 10 3.1.3、 比亚迪:刀片电池实现磷酸铁锂进化,能量密度提升近五成 . 11 3.2、 动力电池需求不断膨胀,正极材料多样化发展. 12 3.2.1、 特斯拉:仅生产自用电池,多元化电池正极战略 . 13 3

10、.2.2、 宁德时代:多线路并行发展,大圆柱电池加速研发 . 13 3.2.3、 比亚迪:自供升级外供,磷酸铁锂为主 . 13 3.3、 加强产业链把控,完善电池回收体系 . 13 3.3.1、 特斯拉:把控电池产业链,打造可直接在工厂回收锂离子电池 . 13 3.3.2、 宁德时代:资源实现回收利用,持续研发形成全面、完善回收体系 . 15 3.4、 生产环节提升效率,打造绿色生产 . 16 3.4.1、 特斯拉:布局与科技双加持,持续提升工厂效率 . 16 3.4.2、 宁德时代:向碳中和迈出坚定步伐,绿色制造提高能源使用效率 . 18 3.4.3、 比亚迪:打造零碳园区,营造全园区绿色生

11、态环境 . 20 4、 中游短期去库存压力,下半年成长环境更好 . 21 5、 风险提示 . 21 图表目录图表目录 图 1: 特斯拉产出能源大于消费能源 . 4 图 2: 特斯拉设计打造一个完整的能源与交通生态系统. 4 图 3: 宁德时代绿色发展战略 . 5 图 4: 比亚迪公司 CSR 结构组织重新设置,加强对外交流 . 5 图 5: 储能实现了 100%的可再生能源渗透 . 7 图 6: 特斯拉储能部署量高速增长(Gwh) . 7 图 7: 派能科技注重科技创新,研发投入大、成果优且领先 . 8 图 8: 随着总行驶里程数增加电池容量下降 . 10 图 9: 钠离子电池性能优异 . 1

12、0 图 10: 宁德时代已研发出第一代钠离子电池 . 10 图 11: 宁德时代 CTP3.0 平台化模块技术及性能优势明显 . 11 图 12: 刀片电池已衍生出多种长度厚度类型 . 12 图 13: 比亚迪刀片电池针刺测试表现优异 . 12 图 14: 从原材料提取到制作电池组,电池组可持续再回收利用减少碳排放 . 14 图 15: 特斯拉工厂实现电池回收闭环 . 14 图 16: 工厂电池回收可达 95%利用率 . 15 图 17: 宁德时代负责任矿产供应链尽责管理流程 . 15 图 18: 宁德时代打造生态闭环,使原材料得以循环利用 . 16 lU8XsMsRmRtOrQqOoNaQa

13、O9PoMpPtRtRlOnNtOkPsRnNbRrQqQNZnRqMNZnRpQ行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 3 / 23 图 19: 特斯拉工厂布局更加紧凑、高效 . 17 图 20: 特斯拉上海工厂能耗相比加州工厂提升 17% . 17 图 21: 特斯拉通过创新持续减少不可回收材料的使用. 18 表 1: 特斯拉掌握核心技术发展户用、工商业储能,占据美国市场 . 6 表 2: Megapack 为首的工商业储能是未来发展趋势 . 7 表 3: 特斯拉从多个矿场直接采购 . 9 表 4: 宁德时代加速推进节能减排项目 . 18 表 5: 宁德时代积极开

14、展节水项目 . 18 表 6: 宁德时代积极探索绿色包装解决方案 . 19 表 7: 宁德时代开展严格的排放管理 . 19 表 8: 比亚迪将绿色产品应用到园区生产生活 . 21 表 9: 新能源车产业受益公司盈利预测与估值表(股价截止至 2022/5/27 收盘) . 21 行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 4 / 23 1、 着重绿色战略,全方位可持续替代传统化石能源着重绿色战略,全方位可持续替代传统化石能源 生产生产-消费消费-回收全产业链全面循环进化, 打造全方位气候变化治理体系回收全产业链全面循环进化, 打造全方位气候变化治理体系。 为减少全球温室气体

15、排放,特斯拉打造了一个完整的能源与交通生态系统(Complete energy and transportation ecosystem)。在能源生产阶段,发展光伏与储能业务,为工厂、家庭提供美观、 高效、 低成本的清洁能源。 在能源利用即交通阶段, 提供跑车、 轿车、 卡车、出租车等多种类、多车型的电动汽车,扩大电动汽车的覆盖范围。从生产到消费,均有软件智能化系统辅助管理, 扩大市场竞争力, 加速可持续能源变革。 2012-2021 年,特斯拉的太阳能光伏板发电 25.39TWh,高于车辆和工厂生产电耗的 25.27TWh,体现出特斯拉所构想的“完整的能源与交通生态系统”的可行性。我们认为,

16、特斯拉将我们认为,特斯拉将继续扩大产出,从“生产继续扩大产出,从“生产-消费消费-回收”全链条推进产业链进化,引领上下游企业绿色回收”全链条推进产业链进化,引领上下游企业绿色可持续发展可持续发展。 图图1:特斯拉产出能源大于消费能源特斯拉产出能源大于消费能源 图图2:特斯拉设计打造一个完整的能源与交通生态系统特斯拉设计打造一个完整的能源与交通生态系统 数据来源:特斯拉 2021 影响力报告、开源证券研究所 资料来源:特斯拉 2021 影响力报告、开源证券研究所 宁德时代以电动化宁德时代以电动化+智能化为核心,为提供绿色产品与服务构筑技术基础,实现市场智能化为核心,为提供绿色产品与服务构筑技术基

17、础,实现市场应用的集成创新。应用的集成创新。宁德时代的发展目标是以先进电池和风光水等可再生能源的高效电力系统, 替代传统化石能源为主的固定和逸动能源系统。 为此, 宁德时代持续在材料及材料体系、 系统结构、 极限制造以及商业模式四重维度突破创新, 立足技术领先优势和供应链整合能力,构建电动化和智能化相结合的新能源产业生态,助力全球新能源转型和电动化发展。我们认为,宁德时代为特斯拉整车上游供应商及行业龙头企业,公司绿色发展战略有望加速推进世界可持续能源变革。 为绿色交通网络提供动力电池系统与服为绿色交通网络提供动力电池系统与服务,为清洁能源存储提供解决方案与服务务,为清洁能源存储提供解决方案与服

18、务。在绿色出行方面,宁德产品涉及电芯、模组和电池包等。2017-2021 年,在电动汽车市场,宁德时代动力电池系统使用量连续五年全球第一。2021 年,公司全球动力电池系统使用量达 96.7GWh。在清洁能源存储方面,产品涉及电柜、储能系统和储能电站,覆盖美国、中国、英国、德国和澳大利亚等储能主要市场,为当地提供清洁能源消纳、电网辅助服务、削峰填谷等储能服务。 行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 5 / 23 图图3:宁德时代绿色发展战略宁德时代绿色发展战略 资料来源:宁德时代 2021 年度 ESG 报告、开源证券研究所 比亚迪通过强有力市场布局,用技术创新助力

19、实现“碳达峰、碳中和”目标比亚迪通过强有力市场布局,用技术创新助力实现“碳达峰、碳中和”目标。截止2021 年底,比亚迪在全球累计申请专利约 3.4 万项、授权专利约 2.3 万项。自 2010年起, 比亚迪已连续 11 年发布社会责任报告, 全方位披露比亚迪在履行经济、 环境、社会责任及推动行业发展方面做出的努力。2021 年,比亚迪公司企业社会责任委员会(CSR 委员会)组织结构重新设置,进一步加强对外交流,积极参加行业内企业社会责任活动,并作为工作组成员参与编制中国汽车行业社会责任指南 。比亚迪比亚迪在汽车领域、轨道交通领域、新能源领域和电子领域均有布局,肩负高度的社会责在汽车领域、轨道

20、交通领域、新能源领域和电子领域均有布局,肩负高度的社会责任感和历史使命感,构建“电动车治污、云巴治堵”绿色大交通体系,助力实现“碳任感和历史使命感,构建“电动车治污、云巴治堵”绿色大交通体系,助力实现“碳达峰、碳中和”目标。达峰、碳中和”目标。 图图4:比亚迪公司比亚迪公司 CSR 结构组织结构组织重新设置,加强对外交流重新设置,加强对外交流 资料来源:比亚迪 2021 社会责任报告、开源证券研究所 2、 特斯拉户用与工业储能带领产业链变革与进化特斯拉户用与工业储能带领产业链变革与进化 特斯拉在能源软件技术的运用上引领行业产业链变革,工商业储能发展为未来一大特斯拉在能源软件技术的运用上引领行业

21、产业链变革,工商业储能发展为未来一大趋势。趋势。特斯拉将 AI 技术布局进入到能源产品上进行实时监督、管理和电池货币化买卖,实现能源产品的创新和技术壁垒。目前欧洲其他电力供应商已经开始布局类似产品留住客户,并且能源生态系统闭环上的客户粘性是其户储发展的一大支撑。工行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 6 / 23 商业储能发展上可以看到国内东方日升、阳光电源已经签署大型储能项目,储能巨头派能科技已经完成大型储能产品布局,未来工商业储能是一大发展趋势。特斯拉特斯拉打造技术与产品交叉是打造技术与产品交叉是引领行业引领行业的,也是其能源业务的护城河。的,也是其能源业务的护

22、城河。研发的 AI 技术可以运用到能源、整车多个业务上,全产品升级并分摊了成本,运用到 Autobidder 上从而创造出能源上的创新技术和核心竞争力。 产品上光伏-储能-电动车的能源生态系统打造汽车界的苹果公司,形成业务闭环保持客户粘性。 派能科技依据“技术派能科技依据“技术+渠道”打造竞争力。渠道”打造竞争力。派能科技在 2021 年投入的研发费用高达15562.84 万元,使成本下降达到利润增高的作用,目前已开始了磷酸铁锂电池的投入使用。相比于特斯拉户用储能市场大部分集中在美国,派能科技市场遍布全球各洲, 保证了储能市场的多样性和稳定性。 能看到在渠道与市场方面, 以美国市场为主的特斯拉

23、也开始放眼全球,目前 Megapack 向澳、日等国迈出步伐,Powerwall 也开始看向欧洲、中国市场。 随着行业变革需求增大且多元化,派能科技开始布局发展工商业储能。随着行业变革需求增大且多元化,派能科技开始布局发展工商业储能。户用储能龙头特斯拉在 2020 年开拓了大型工商业储能产品和市场,且派能科技在 2021 年也已经完成了工商业储能产品认证、 市场开拓、 合作伙伴上的大型储能产品布局, 国内市场已有产品和出货。 相信未来特斯拉引领下, 不仅是派能科技, 会有更多的企业投入进工商业储能中, 共同完成绿色革命。 可以看出, 特斯拉在光储方面引领全球能源变可以看出, 特斯拉在光储方面引

24、领全球能源变革,已从户用进军到工商业储能并稳定发展。革,已从户用进军到工商业储能并稳定发展。 表表1:特斯拉掌握核心技术发展户用、工商业储能,占据美国市场特斯拉掌握核心技术发展户用、工商业储能,占据美国市场 公司公司 客户市场客户市场 技术技术 发展方向发展方向 特斯拉 主要美国 软件技术、自研逆变器、BMS 户储和工商业 派能科技 欧洲、非洲、东南亚等 电芯到系统集成的一系列核心技术 移动备电、深耕户储、逐渐布局工商业 资料来源:各公司官网、开源证券研究所 2.1、 特斯拉:提升户用储能,大力布局工业储能特斯拉:提升户用储能,大力布局工业储能 全球第一户用储能,全球第一户用储能,Solar

25、Roof、Solar panels、Powerwall 持续发展。持续发展。特斯拉 2021 年交付 4GWh 储能产品,超过 15%全球市占率(全球 25GWh) ,截止 2021 年 11 月已部署 Powerwall 超过 25 万个,但依然供不应求。为了实现可持续能源全球化下的零碳目标,特斯拉预测全球储能年产量需达到 1 万 GWh。理论上太阳所生产的太阳能就可满足美国所有的电需求,通过安装 Solar Roof、Solar panels 与 Powerwall 配合可以来显著减少人们的碳足迹。并且,一个太阳能或储能系统可以节约十年的使用成本,随着成本的下降,越来越多的消费者选择购买特

26、斯拉的能源产品。 Autobidder、Opticaster 进行能源交易,光储产品打造能源生态。进行能源交易,光储产品打造能源生态。特斯拉的核心力已经从能源制造转为了 AI 技术,可以看到 Autobidder 和 Opticaster 等能源管理软件的创新使客户拥有稳定电网的同时还能使电池资产货币化获利,且先进的应用程序给予客户个性化的服务和实时监督管理能源的权利。其次,特斯拉户用储能与光伏屋顶的共同售卖打造了“发-储-用”业务闭环,客户能享受到屋顶吸收能量、Powerwall储能、 电动车充电的一条龙服务。 同时, 其储能产品的实用性和美观性也得到了市场认可。 行业深度报告行业深度报告

27、请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 7 / 23 图图5:储能实现了储能实现了 100%的可再生能源渗透的可再生能源渗透 图图6:特斯拉储能部署量高速增长(特斯拉储能部署量高速增长(Gwh) 资料来源:特斯拉 2021 影响力报告 数据来源:特斯拉 2021 影响力报告、开源证券研究所 大力布局工商业储能业务,源头改善能源结构。大力布局工商业储能业务,源头改善能源结构。每个 Megapack 有平均 3000KWh 储能量,且得益于其高延展性,电站总容量可高达 100 万 KWh,目前在美国、澳洲和日本均有部署,其中包含了 371MWh 的加州项目,491MWh 的澳大利亚维多利亚项目。在

28、全球碳中和共识下,特斯拉在能源业务上的迅速发展体现在其储能产品上的积压订单, 2022 年 Megapack 的产能已经在 2021 年售罄。 面对储能产品的供不应求,特斯拉计划 2021 年开始部署新储能设施,以实现每年 4000 万 KWh 储能量。 特斯拉为首的工商业储能是发展趋势。特斯拉为首的工商业储能是发展趋势。相比户用储能,工业储能电芯数量高达数万个, 且研发技术壁垒更高, 相对来说竞争力度和发展强度不及户用, 但是真正的能源变革在于大型的工商业储能, 因为电容量更大, 能满足日益增长的储能需求; 并且各国政府的电网升级改造表现了对大型储能系统的需求。目前各储能公司业先后推出了超大

29、型储能集成系统, 其中东方日升、 海博思创已拥有大型的工业储能产品, 在海内外收获了各大发电项目;阳光电源、沃太能源在小型工商业储能集成系统上也持续发展。随着各国能源转型政策的推行、储能行业需求增长带动成本下降的经济性推动下,我们认为更多超大型储能产品的出现是未来的发展趋势,以应对增长的储我们认为更多超大型储能产品的出现是未来的发展趋势,以应对增长的储能需求,改善能源转型。能需求,改善能源转型。 表表2:Megapack 为首的工商业储能是未来发展趋势为首的工商业储能是未来发展趋势 公司公司 产品产品 单位容量单位容量 电池类型电池类型 特斯拉 Megapack 最大 3Mwh LFP 东方日

30、升 储能集成系统 500kwh3Mwh - 海博思创 HyperA3-C1526 1.52Mwh LFP 阳光能源 ST129CP-50HV 129Kwh LFP 沃太能源 Powerplug 97.2Kwh LFP 资料来源:各公司官网、开源证券研究所 2.2、 派能科技:专注锂电池储能产品研发技术,积累渠道绑定海外巨头派能科技:专注锂电池储能产品研发技术,积累渠道绑定海外巨头 公司注重研发, 技术优势显著。公司注重研发, 技术优势显著。 派能科技会进行垂直整合储能锂电池研发生产、 BMS 研发、 系统集成三大核心环节。 自成立至今, 逐步掌握从电芯到系统集成的全产业链核心技术, 具备储能电

31、池系统的完整生产工艺及品质管理能力, 累计形成 17 项核心技术,均为自主研发取得。在研的在研的 14 个项目中,达到国内外领先水准的项目为个项目中,达到国内外领先水准的项目为 100%。 产品开发注重生命周期成本,利用科技创新提升竞争力产品开发注重生命周期成本,利用科技创新提升竞争力。派能科技产品在使用寿命结束之后的回收利用或弃置等,在产品研发设计时,会将环保、安全等要素考虑在行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 8 / 23 内。 在保持产品具备高安全、 低成本、 长循环寿命特点的同时, 分别从提高能量密度、新型电池结构、提升循环寿命、新型储能电池材料体系等方面

32、开发新产品。 (1)新产品研发新产品研发:高容量低成本备用电源电池、超长循环寿命软包电池、钠离子电池预研等项目。正在开发设计并将应用于高端家用储能、大型集装箱电力储能的超长寿命储能型磷酸铁锂电池, 预期常温循环寿命将高于 12,000 次, 能量密度不低于 155Wh/kg。能量密度方面,正开发能量密度 175185Wh/kg 的大容量磷酸铁锂储能电芯; (2)新工艺技术研究新工艺技术研究:高固含浆料分散、正极边缘陶瓷涂层、极片二次辊压工艺、高效高速叠片、 变压力化成等新技术, 并应用于量产产品。 已经结题并广泛应用的储能型磷酸铁锂电池复合导电剂分散技术,将大大提升电池的电化学特性和长循环寿命

33、; (3)机理探索研究机理探索研究:三电极评价充电能力、电池循环过程极片膨胀机理、多阶梯充电制式控制析锂、电池老化速率快速评价等课题。 图图7:派能科技注重科技创新,研发投入大、成果优且领先派能科技注重科技创新,研发投入大、成果优且领先 资料来源:派能科技 2021 年度 ESG 报告、开源证券研究所 打造渠道优势壁垒, 绑定海外巨头公司。打造渠道优势壁垒, 绑定海外巨头公司。 派能科技拥有多项国际安全认证, 资质的具备完全才能获得客户认可。公司储能产品在欧洲、非洲国家市占率高,同时布局北美、 日本户用储能市场。 与英国光伏系统供应商 Segen、 德国光储系统提供商 Krannich、意大利

34、储能系统供应商 Energy 等优质客户建立了良好的合作关系,保证了下游客户的粘性。 3、 电池技术多向发展,供应链把控持续加强电池技术多向发展,供应链把控持续加强 在电池技术领域,特斯拉持续引领行业发展,其推出的 4680 大圆柱电池实现性能提行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 9 / 23 升和成本下降双突破,预计将引发国内电池厂商在三元大圆柱电池方面的技术跟进。同时, 在新能源车辆覆盖范围持续扩大的大背景下, 为适应多样化电池需求, 电池类型将会呈现百花齐放的局面。 随着电池需求量上升, 发展电池回收以节约资源、 降低成本将会成为重要发展方向。 3.1、 特

35、斯拉引领大圆柱电池发展,电池工艺持续改进特斯拉引领大圆柱电池发展,电池工艺持续改进 目前特斯拉推出的 4680 大圆柱电池引领了三元大圆柱电池的科技前沿,其配合的干法电极等先进生产工艺使得动力电池首次实现了能量、 续航、 成本全方位提升。 而目前国内厂商的优势主要集中在方形电池,包括宁德时代三元方形系列电池及比亚迪刀片电池。 我们认为, 受特斯拉影响, 三元大圆柱电池及相关工艺将会成为未来国内三元大圆柱电池及相关工艺将会成为未来国内厂商技术研发的新方向厂商技术研发的新方向。 3.1.1、 特斯拉:干法电极特斯拉:干法电极 4680 降低成本,高镍低钴化提升性能降低成本,高镍低钴化提升性能 干法

36、电极技术生产干法电极技术生产 4680 电池,减少电池,减少 70%能源消耗能源消耗。传统湿法电极制造工艺中,需将正负极材料与有机溶剂混合成浆料,涂布后再烘干去除有机溶液与水。这一生产过程工艺复杂,效率低,会消耗大量的能源资源。而特斯拉新推出的 4680 电池将采用干法电极技术进行生产, 直接将正负极材料粉末与 PTFE 粘合剂混合, 压制或喷涂在铜铝箔上,制成极片。这一技术省去了烘干环节,大幅提高了生产效率,能够减少生产环节中 70%能源消耗,降低生产成本。 特斯拉三元锂电池(包括特斯拉三元锂电池(包括 NCM 和和 NCA)未)未来发展方向是高镍低钴。来发展方向是高镍低钴。镍含量的提升有助

37、于提高电池的比容量和能量密度, 同时镍资源相对丰富, 价格较低。 钴有助于提升电导率和倍率性能, 但资源相对匮乏, 价格较高。 高镍低钴化能够增强电池续航能力,减少电池成本,还不会牺牲电池的安全性和寿命等方面。不过特斯拉提出,公司对钴的需求在未来几年内会继续上升,因为特斯拉的车和电池生产增长率会超过钴降低的速度(比例) 。2022 年,特斯拉会继续拓展锰、石墨、铜和云母的投资矿产上年,特斯拉会继续拓展锰、石墨、铜和云母的投资矿产上游游。 表表3:特斯拉从多个矿场直接采购特斯拉从多个矿场直接采购 供应商供应商 原材料原材料 国家国家 类型类型 Albemarle 锂 澳大利亚(矿) ;中国(精炼

38、) 综合矿场+精炼厂 Livent 锂 阿根廷(矿) ;中国、美国(精炼) 综合矿场+精炼厂 Ganfeng 锂 中国 精炼厂 Yahua 锂 中国 精炼厂 Guizhou CNGR 钴、镍 中国 精炼厂 Hunan CNGR 钴、镍 中国 精炼厂 Huayou 钴、镍 中国 精炼厂 Glencore Kamoto Copper Company 钴 刚果民主共和国 矿场 Glencore Murrin Murrin 镍 澳大利亚 综合矿场+精炼厂 BHP Nickel West 镍 澳大利亚 综合矿场+精炼厂 Prony Resources 镍 新喀里多尼亚 矿场 Vale 镍 加拿大 综合矿

39、场+精炼厂 资料来源:特斯拉 2021 影响力报告、开源证券研究所 特斯拉电池设计是车辆终生不换电池。特斯拉电池设计是车辆终生不换电池。根据特斯拉测算,车辆在美国会在达到 20 万行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 10 / 23 英里后报废,欧洲是 15 万英里。特斯拉设计出的电池可以达到 100 万英里的行驶总里程数,相当于充 4000 次电。不过里程不是唯一影响电池容量的因素,电池寿命也是一个很重要的问题。 图图8:随着总行驶里程数增加电池容量随着总行驶里程数增加电池容量下降下降 数据来源:特斯拉 2021 影响力报告、开源证券研究所 3.1.2、 宁德时代

40、:积极开展电池材料研究,开发可持续发展的电池价值链宁德时代:积极开展电池材料研究,开发可持续发展的电池价值链 材料及材料体系加速创新,拓展更多应用场景。材料及材料体系加速创新,拓展更多应用场景。在材料及材料体系创新方面,宁德时代持续打造全球领先的数字化研发平台,将大数据、云计算和人工智能嵌入到电池研发, 加速在钠离子电池、 锂金属电池、 无钴无贵金属电池等新化学体系方面的研发进程。 第一代钠离子电池灵活适配全场景应用需求,进一步提升电池能量密度第一代钠离子电池灵活适配全场景应用需求,进一步提升电池能量密度。2021 年宁德时代通过高通量材料集成计算平台,在原子级别对材料进行仿真设计优化,研发出

41、高能量密度、高稳定性和低温性能优异的第一代钠离子电池技术。钠离子电池具备高能量密度、高倍率充电、优异的热稳定性、良好的低温性能与高集成效率等优势。 其电芯单体能量密度高达 160Wh/kg; 常温下充电 15 分钟, 电量可达 80%以上;在-20低温环境中,也拥有 90%以上的放电保持率;系统集成效率可达 80%以上;热稳定性远超国家强标的安全要求。 第一代钠离子电池将在第一代钠离子电池将在2023年形成基本产业链,年形成基本产业链,既可应用于各种交通电动化场景,尤其在高寒地区具有突出优势,又可灵活适配储既可应用于各种交通电动化场景,尤其在高寒地区具有突出优势,又可灵活适配储能领域全场景的应

42、用需求能领域全场景的应用需求。2021 年,宁德时代也已布局无负极金属电池技术,进一步提升钠离子电池能量密度。 图图9:钠离子电池性能优异钠离子电池性能优异 图图10:宁德时代宁德时代已研发出已研发出第一代钠离子电池第一代钠离子电池 资料来源:DeepTech 深科技 资料来源:DeepTech 深科技 行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 11 / 23 CTP 技术已升级迭代出第三代, 通过智能化动力域控制器优化动力分配和降低能耗。技术已升级迭代出第三代, 通过智能化动力域控制器优化动力分配和降低能耗。2019 年,宁德时代在全球首创无模组 CTP 动力电池包,

43、通过提高体积利用率,减少零部件数量等使电池能量密度得到大幅度提升,该技术 2020 年获全球新能源车创新技术奖。该技术不断搭载在乘用车上形成正反馈,目前宁德时代已将 CTP 技术进化到3.0版本麒麟电池, 电池系统能量密度可超过250Wh/kg, 电量比4680系统高13%。麒麟电池还优化了进一步热管理系统, 兼顾了加热过程的极速、 无损、 安全和高效。宁德时代已布局下一代结构创新 CTC 技术,将电芯与车身、底盘、电驱动、热管理及各类高低压控制模块等集成一体,进一步提升体积利用率。 图图11:宁德时代宁德时代 CTP3.0 平台化模块技术及性能优势明显平台化模块技术及性能优势明显 资料来源:

44、电车汇 EV、开源证券研究所 AB 电池系统解决方案实现优势互补,拓展更多应用场景。电池系统解决方案实现优势互补,拓展更多应用场景。2021 年 7 月,宁德时代正式推出锂钠混搭 AB 电池包,将钠离子与锂离子两种电池按一定比例混搭后集成到同一个电池系统中,通过 BMS(电池管理系统)精准算法进行不同电池体系的均衡控制。 该电池系统解决方案实现锂和钠电池的取长补短, 具有高功率、 低温性能好的优势,可有效提升电池性能稳定性,延长使用寿命。以此系统结构创新为基础,可为锂钠电池系统拓展更多应用场景。 3.1.3、 比亚迪:刀片电池实现磷酸铁锂进化,能量密度提升近五成比亚迪:刀片电池实现磷酸铁锂进化

45、,能量密度提升近五成 刀片电池突破性创新, 提升磷酸铁锂电池性能。刀片电池突破性创新, 提升磷酸铁锂电池性能。 比亚迪一直坚持深耕磷酸铁锂电池,自 2005 年开始持续推进相关技术的改进,于 2020 年推出了突破性技术刀片电池,并装备全系车型。刀片电池主要创新点在于电池工艺,采用长电芯磷酸铁锂方案,将电芯进行扁长化、减薄设计。通过大幅增大电芯表面积体积比,刀片电池的放电倍率大幅提升同时,比亚迪刀片电池采用无模组技术组成电池包,可以提升电芯的成组效率,零部件数量减少 40%以上,成本可以节约 30%,VCTP 体积能量密度提升 50%。截止目前,刀片电池布局的专利至少超过了 400 件。目前刀

46、片电池已经衍生出多种长度厚度类型,包括单串刀片电池、多车刀片电池和多串方块电池三大类。 行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 12 / 23 图图12:刀片电池已衍生出多种长度厚度类型刀片电池已衍生出多种长度厚度类型 资料来源:汽车动力总成 安全性能大幅提升,针刺测试表现优异。安全性能大幅提升,针刺测试表现优异。刀片电池采用了稳定性更好的磷酸铁锂材料。酸铁锂 LFP 热失控温度在 500以上,远高于三元 NCM 热失控温度为 205210。 而 NCM 材料分解会产生氧, 使得其放热速率远远大于 LFP。 针刺测试显示,针刺后,刀片电池无明火、无烟,表面温度仅 60

47、,表现出优异的安全性能。热扩散方面, 刀片电池在整个测试过程中最高温度350, 邻近电池背面温度最高约80,无明火,无爆炸,远超国标要求。 图图13:比亚迪刀片电池针刺测试表现优异比亚迪刀片电池针刺测试表现优异 资料来源:汽车之家 纯电混电采用不同工艺,纯电混电采用不同工艺,DMi 技术技术行业前沿。行业前沿。比亚迪刀片电池针对纯电和插电产品的不同需求采用了不同的工艺。 纯电车型使用能量型刀片电池, 采用叠片工艺, 电芯紧密排布,减少横纵梁的使用,降低材料成本。混动车型使用功率型刀片电池,采用二次封装技术,极芯用软包铝塑膜包装,极芯串联形成的极芯组用硬铝外壳二次封装,结构件和连接件数量显著减少

48、。目前比亚迪整个混动系统可以实现 3.8L/百公里亏电油耗,有效降低了燃油损耗,在各项性能指标上实现领先。 3.2、 动力电池需求不断膨胀,正极材料多样化发展动力电池需求不断膨胀,正极材料多样化发展 当前市面上主流动力电池包括磷酸铁锂电池与三元电池两种。考虑到新能源汽车适用范围正在不断扩大, 应用场景、 目标客户群体均处于扩张阶段, 电池需求也呈现多元化特点。 与之相应, 大部分电池厂商均制定了多元化发展战略, 同时布局磷酸铁锂行业深度报告行业深度报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 13 / 23 电池与三元电池。我们认为,在未来一段时间内,电池行业仍会呈现“百花齐放”局在未来一段时

49、间内,电池行业仍会呈现“百花齐放”局面,多种类型的电池均有发展利用空间面,多种类型的电池均有发展利用空间。 3.2.1、 特斯拉:仅生产自用电池,特斯拉:仅生产自用电池,多元化电池正极战略多元化电池正极战略 多元化电池正极战略,跟进自身产品需求。多元化电池正极战略,跟进自身产品需求。为了满足多种车型、储能领域的需求,特斯拉目前使用了多种不同正极材料的电池。 其中, 镍钴铝(NCA) 和镍钴锰 (NCM) 为正极的电池能量密度更高,续航长,用于高能应用;磷酸铁锂 (LFP) 安全稳定性更强,价格低,用于低能应用。未来,特斯拉将继续推进磷酸铁锂、富镍和富锰正极的多元化正极战略,并根据原料可用性灵活

50、定价。 3.2.2、 宁德时代:多线路并行发展,宁德时代:多线路并行发展,大圆柱电池加速研发大圆柱电池加速研发 多线路并行发展, 加速研发圆柱电池多线路并行发展, 加速研发圆柱电池。 宁德时代作为全球龙头电池厂商, 覆盖市场主流车企客户, 面临着多样化需求, 建立了多条线路并行的电芯事业核心思想。 三元锂电池主要应用于高端乘用车,以 NCM523 为主,NCM811 满足更高需求。磷酸铁锂产品主要应用于中低端乘用车, 商用车以及储能领域。 电池封装形态上, 目前宁德时代主要优势领域为方形电池, 大圆柱电池也在加速研发中, 预计于2024年实现量产。 3.2.3、 比亚迪:自供升级外供,磷酸铁锂

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