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摘要大圆柱产业趋势明确特斯拉率先提出,宝马跟进,电池厂宁德、亿纬、LG、松下等全面响应、松下等全面响应从当前时间点看,动力电池形状技术路线方形是主流。18-19年全球方形电池占比达57%,20年略有下降,21、22年未有全球数据,我们根据头部电池厂市占率预计方形占比超60%(宁德+比亚迪+三星+中航等)。从性能看,方形成组效率最高,软包单体能量密度最高,圆柱生产效率和一致性最高。
往未来看,我们认为大圆柱是大势所趋
✔提出特斯拉在20年电池日首次提出4680电池,并规划自产电池。特斯拉2008年开始采用18650电池,后升级为2170,到2020年发布了4680电池。4680与2170电池相比,单体带电量提升5倍,减少结构件等非活性物质占用体积,整体续航里程提升16%,无极耳(全极耳)设计大幅提升了电池功率,带来更快充电速度。
✓跟进车企和电池厂全面布局、响应。车企方面宝马、保时捷、宝马、保时捷、江淮、东风岚图等多家主流车企积极布局,电池厂方面宁德时代、亿纬锂能、LG新能源、松下电池、三星SDI、远景动力、比克电池、国轩高科、蜂巢能源等多家头部企业积极响应。大圆柱火热的背后是高安全性和高经济性驱动,我们预计23/25年全球大圆柱电池出货33/280GWh,在动力电池渗透率4.0%/19%。
✓高安全性圆柱的形状热扩散性能较好,因此可以搭配高镍、硅负极等高性能材料。
✓高经济性生产效率可以做到非常高,制造成本会大幅下降。亿纬锂能董事长表示大圆柱电池(46系列圆柱电池)制造效率可提升30%,宝马基于当前市场环境的预判,第六代电池相较于第五代产品,成本可降低多达50%。
大圆柱产业链变化大圆柱电池有望带动锂电主材体系升级,圆柱辅材国产替代加速。主材升级包括正极高镍化,负极硅基化,碳管三代化+单壁化,结构件等强度要求提升。✓高镍化大圆柱的优势是不易热失控,高镍三元优势是能量密度高,劣势是成本高+热稳定性差,大圆柱搭配高镍三元是优劣势互补,故大圆柱的应用加速会促进正极高镍化。
✓硅基化圆柱天生更适合用硅负极,其各向同性的特点使得圆柱电池更耐膨胀(硅负极最大问题是膨胀),此外特斯拉4680电池明确表示使用硅,我们预计25年全球硅基负极市场空间有望达300亿,21-25年复合增速136%。
✓电解液LiFSi使用加速大圆柱电池体系一般匹配高电压、高镍材料,而高倍率电池对电池材料有较高要求。LiFSi具有较好的热稳定性、电化学稳定性、更高电导率,能更好的配合高电压、高镍、高倍率电池。
✓碳管三代化+单壁化在大圆柱体系中,正极高镍化将加速三代碳管的应用,负极硅基化将加速单壁碳管的应用。
✓结构件强度升级相较于2170圆柱电池,大圆柱4680电池的容量及输出功率更高,对安全以及电流输出装置要求更为严格,需要的零件也更多,其产品结构更为复杂,对制造工艺要求也更高,对生产设备的要求也不一样,我们预计单GWh价值量有望提升(宁德方形在3000万元出头)。辅材0-1国产替代包括预镀镍、芳纶涂覆。
✓预镀镍预镀镍应用于圆柱电池,此前多为日韩企业垄断,我们认为随着大圆柱产业趋势加速,有望实现国产替代。预镀镍建议关注国产替代供应商东方电热,其在技术、客户进展端领先。
✓芳纶涂覆芳纶涂覆与传统陶瓷涂覆相比优势在于高安全性、强快充和循环性能,劣势在于成本高,此前多为海外企业垄断,目前泰和新材正致力于国产替代,我们认为能率先突破的应用场景为3C和圆柱,我们认为随着在大圆柱产业趋势下,国产替代有望加速。投资建议1、电池首推【宁德时代】、【亿纬锂能】。2、材料主产业链重点推荐高镍化产业趋势下的【中伟股份】、【当升科技】(化工组联合覆盖),硅负极进展领先的【贝特瑞】,LiFSi领先的【天赐材料】,三代碳管占比提升+单壁碳管放量的【天奈科技】,大圆柱结构件客户、量产领先的【科达利】。3、国产替代建议关注预镀镍【东方电热】、芳纶涂覆【泰和新材】。风险提示电动车销量不及预期、大圆柱进展不及预期、测算存在主观性。
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锂电新技术大圆柱虽迟但到,产业链或乘风起行业投资策略(天风证券)
摘要
大圆柱产业趋势明确特斯拉率先提出,宝马跟进,电池厂宁德、亿纬、LG、松下等全面响应、松下等全面响应
从当前时间点看,动力电池形状技术路线方形是主流。18-19年全球方形电池占比达57%,20年略有下降,21、22年未有全球数据,我们根据头部电池厂市占率预计方形占比超60%(宁德+比亚迪+三星+中航等)。从性能看,方形成组效率最高,软包单体能量密度最高,圆柱生产效率和一致性最高。
往未来看,我们认为大圆柱是大势所趋
✔提出特斯拉在20年电池日首次提出4680电池,并规划自产电池。特斯拉2008年开始采用18650电池,后升级为2170,到2020年发布了4680电池。4680与2170电池相比,单体带电量提升5倍,减少结构件等非活性物质占用体积,整体续航里程提升16%,无极耳(全极耳)设计大幅提升了电池功率,带来更快充电速度。
✓跟进车企和电池厂全面布局、响应。车企方面宝马、保时捷、宝马、保时捷、江淮、东风岚图等多家主流车企积极布局,电池厂方面宁德时代、亿纬锂能、LG新能源、松下电池、三星SDI、远景动力、比克电池、国轩高科、蜂巢能源等多家头部企业积极响应。大圆柱火热的背后是高安全性和高经济性驱动,我们预计23/25年全球大圆柱电池出货33/280GWh,在动力电池渗透率4.0%/19%。
✓高安全性圆柱的形状热扩散性能较好,因此可以搭配高镍、硅负极等高性能材料。
✓高经济性生产效率可以做到非常高,制造成本会大幅下降。亿纬锂能董事长表示大圆柱电池(46系列圆柱电池)制造效率可提升30%,宝马基于当前市场环境的预判,第六代电池相较于第五代产品,成本可降低多达50%。
大圆柱产业链变化大圆柱电池有望带动锂电主材体系升级,圆柱辅材国产替代加速。
主材升级包括正极高镍化,负极硅基化,碳管三代化+单壁化,结构件等强度要求提升。
✓高镍化大圆柱的优势是不易热失控,高镍三元优势是能量密度高,劣势是成本高+热稳定性差,大圆柱搭配高镍三元是优劣势互补,
故大圆柱的应用加速会促进正极高镍化。
✓硅基化圆柱天生更适合用硅负极,其各向同性的特点使得圆柱电池更耐膨胀(硅负极最大问题是膨胀),此外特斯拉4680电池明确表
示使用硅,我们预计25年全球硅基负极市场空间有望达300亿,21-25年复合增速136%。
✓电解液LiFSi使用加速大圆柱电池体系一般匹配高电压、高镍材料,而高倍率电池对电池材料有较高要求。LiFSi具有较好的热稳定性、
电化学稳定性、更高电导率,能更好的配合高电压、高镍、高倍率电池。
✓碳管三代化+单壁化在大圆柱体系中,正极高镍化将加速三代碳管的应用,负极硅基化将加速单壁碳管的应用。
✓结构件强度升级相较于2170圆柱电池,大圆柱4680电池的容量及输出功率更高,对安全以及电流输出装置要求更为严格,需要的零件
也更多,其产品结构更为复杂,对制造工艺要求也更高,对生产设备的要求也不一样,我们预计单GWh价值量有望提升(宁德方形在
3000万元出头)。
辅材0-1国产替代包括预镀镍、芳纶涂覆。
✓预镀镍预镀镍应用于圆柱电池,此前多为日韩企业垄断,我们认为随着大圆柱产业趋势加速,有望实现国产替代。预镀镍建议关注国
产替代供应商东方电热,其在技术、客户进展端领先。
✓芳纶涂覆芳纶涂覆与传统陶瓷涂覆相比优势在于高安全性、强快充和循环性能,劣势在于成本高,此前多为海外企业垄断,目前泰和
新材正致力于国产替代,我们认为能率先突破的应用场景为3C和圆柱,我们认为随着在大圆柱产业趋势下,国产替代有望加速。
投资建议
1、电池首推【宁德时代】、【亿纬锂能】。
2、材料主产业链重点推荐高镍化产业趋势下的【中伟股份】、【当升科技】(化工组联合覆盖),硅负极进展领先的【贝特瑞】,LiFSi领先的【天赐材料】,三代碳管占比提升+单壁碳管放量的【天奈科技】,大圆柱结构件客户、量产领先的【科达利】。
3、国产替代建议关注预镀镍【东方电热】、芳纶涂覆【泰和新材】。
风险提示电动车销量不及预期、大圆柱进展不及预期、测算存在主观性。
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