【研究报告内容摘要】
技术迭代驱动电池发展,特斯拉引领行业回顾 200多年的发展历史,总体来看,电池向更高的能量密度(体积&重量)发展,此外,安全性、循环性及成本等因素也影响电池的商业化应用。就汽车领域来看,车用动力电池发展主要经历了镍氢/锰酸锂-磷酸铁锂-三元锂电三个阶段,电池性能持续优化,成本不断下降。电池环节的技术更新会带来风险但也伴随着机遇,因此关注技术路线十分重要;特斯拉搭载的动力电池始终引领行业,有必要对其电池战略加以重视。
材料 层面: 无钴 化、 硅碳负极、 电解液 添加剂、 碳纳米管对于三元电池,镍含量的增加有助于提升能量密度,钴的成本较高,因此高镍低钴电池成为重要的发展趋势,特斯拉已申报单晶 nca 材料的制备专利;高镍三元电池的循环性较差,因此可以通过掺杂元素形成四元电池或者改性包覆来改善电池寿命,jeff dahn团队在2019年提出了al 2o 3涂层如何提升正极材料性能的新见解;磷酸铁锂电池具有低成本、长寿命等优势,宁德时代将为特斯拉供应磷酸铁锂电池。电解液添加剂具有抑制阻抗等作用,过去几年,jeff dahn 对 dmi、odto 等电解液添加剂进行了研究,特斯拉于 2018年提交了名称为《二恶唑酮与亚硫酸腈作为锂电池电解液添加剂》的专利文件。碳纳米管可以使锂电池循环过程中保持良好的电子和离子传导,从而大幅提升锂电池的循环寿命。
结构 层面:ctp 、 刀片 电池 方案整合精简电芯、模组硬件成为动力电池降本的重要路径之一。2019年 9月,宁德时代推出了全新的 ctp 方案,可以使空间利用率提升15%-20%,零件数量减少 40%,能量密度提升 10%-15%。比亚迪开发的“刀片电池”将于 2020年量产,体积比能量密度提升 50%,比亚迪“汉”将搭载该电池,计划于 2020年 6月上市。
工艺 层面 : 干电极、 预 补 锂干电极是一种极片制作工艺,与湿法电极相比,
(1)会节省一部分设备投资,同时生产效率提升;
(2)节省溶剂成本,但降本效果较小,粘结剂存在变化的可能性;
(3)可降低阻抗,提升极片材料厚度,进而提升电池性能。预补锂技术可以通过预锂化对电极材料进行补锂,抵消形成 sei 膜造成的不可逆锂损耗,从而提升锂电池的首次充放电效率。
其他 体系 : 超级电容、 固态 电池超级电容是物理式储能装置,优点包括快速充电、循环性极好、安全性好等,缺点主要是能量密度很低,不到锂电池的 10%。未来超级电容+锂电池结合的技术路线值得关注。向全固态电池过渡是锂电技术进步的重要趋势,目前全球都在加快固态电池的研发,但距离商业化应用尚需时日。
投资建议 :
电池的技术更新会出现新的投资机会。特斯拉于 2019年收购了maxwell 和 hibar,并且与著名的锂电池专家 jeff dahn 合作多年,也正在与宁德时代进行联合研究。我们通过公开信息整理了一些主流的技术创新方向,涉及企业包括宁德时代、德方纳米、贝特瑞、璞泰来、新宙邦、赣锋锂业、巨化股份等,建议投资者积极关注相关企业。
风险分析:政策风险、技术路线变更风险、竞争加剧风险、原材料价格波动风险、疫情持续时间过长的风险。

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