1. LMFP:快速發(fā)展前期,2023 年或量產(chǎn)應(yīng)用
1.1 磷酸錳鐵鋰正極綜合優(yōu)勢顯著 正極材料是決定電池性能的關(guān)鍵因素。鋰電池的能量 E 等于平均工作電壓 與 質(zhì)量(體積)比容量 的乘積,即 = ×Q 。因此,提高平均工作電壓或者提 高材料的質(zhì)量(體積)比容量,是提高電池的能量密度兩條根本途徑。當(dāng)前規(guī)?;?應(yīng)用的正極和負(fù)極材料均為插層型(Intercalation),石墨負(fù)極的容量已接近 370mAh/g,而正極材料容量均小于 300mAh/g,故正極材料是當(dāng)前鋰電池能量密 度提升的瓶頸,是影響電池性能的關(guān)鍵因素。目前主流的正極材料是磷酸鐵鋰和三元。目前廣泛應(yīng)用的正極材料主要有層狀、 尖晶石和橄欖石三大體系,層狀正極材料有鈷酸鋰、三元材料;尖晶石正極材料 有錳酸鋰;橄欖石正極材料有磷酸鐵鋰,其中,鈷酸鋰和錳酸鋰主要應(yīng)用于消費(fèi) 電子領(lǐng)域,磷酸鐵鋰和三元材料應(yīng)用于電動車領(lǐng)域。從產(chǎn)量上看,磷酸鐵鋰具有 安全性能高、成本低和循環(huán)壽命長等優(yōu)勢,但受制于低能量密度主要應(yīng)用于中低 端電車市場,占總產(chǎn)量比重約 60%;而三元材料憑借高能量密度最高,但安全性 遜于磷酸鐵鋰,且價格較高,故主要應(yīng)用于高端電車市場,占總產(chǎn)量比重約 30%。
磷酸錳鐵鋰(LMFP)兼顧磷酸鐵鋰和三元材料優(yōu)點(diǎn)。目前磷酸鐵鋰和三元正極 材料無法同時兼顧低成本、高安全性、長循環(huán)壽命和高能量密度,行業(yè)也在不停 地探索新正極材料以期能同時兼顧這些優(yōu)點(diǎn)。磷酸鐵鋰能量密度較低的主要原因 是較低的電壓平臺(約 3.4V,而三元約 3.8V),摻雜過渡金屬錳來改善磷酸鐵鋰的 電壓平臺,以提高能量密度,同時保留低成本、高安全性、長循環(huán)壽命優(yōu)勢,是 目前的較優(yōu)選擇: (1)高穩(wěn)定性和安全性。磷酸錳鐵鋰用錳元素取代部分鐵元素,而這兩種離子 半徑相差不大(Fe2+的半徑為 0.092nm,Mn2+的半徑為 0.097nm),故兩種材料的結(jié)構(gòu)基本相同,相同的六方密堆結(jié)構(gòu)決定了其具有很好的穩(wěn)定性和安全性。(2)較高的能量密度。能量密度主要由克容量、壓實(shí)密度、電壓平臺三個因素 決定,磷酸錳鐵鋰與磷酸鐵鋰的壓實(shí)密度和克容量基本相同,而磷酸錳鐵鋰的電 壓平臺為 4.1V,高于磷酸鐵鋰,故其可將電池能量密度理論提升約 20%。

(3)具有低成本優(yōu)勢。錳金屬產(chǎn)量豐富,價格低廉,其材料成本也較低,而主 流三元正極材料所需要的鎳、鈷等金屬價格較高,導(dǎo)致三元材料成本較高。對比 磷酸鐵鋰和磷酸錳鐵鋰來看,我們根據(jù)德方納米公告的數(shù)據(jù)進(jìn)行測算,磷酸錳鐵 鋰的單噸原料成本比磷酸鐵鋰高約 21%,但考慮到磷酸錳鐵鋰的能量密度較高, 磷酸錳鐵鋰的單 Wh 材料成本與磷酸鐵鋰基本一致,且遠(yuǎn)低于三元材料的單 Wh 材料成本。1.2 磷酸錳鐵鋰的制備工藝及性能優(yōu)化路徑 錳鐵比對材料性能影響較大。根據(jù)研究顯示,隨著錳鐵比的提升,材料的放電中 壓逐漸提高,但比容量在下降,目前來看,當(dāng)錳鐵比為 4:6 時,實(shí)際能量密度相 對最高。而對于循環(huán)壽命而言,在錳鐵比為 5:5 時循環(huán)壽命最高。目前業(yè)內(nèi)對錳 鐵比的最佳值尚未有定論,可根據(jù)需求改變比例。制備方法與磷酸鐵鋰類似,主要有固相法和液相。磷酸錳鐵鋰的制備方法可分為 固相法和液相法兩大類,其中,高溫固相法、共沉淀法、噴霧干燥法工藝簡單, 適用于大規(guī)模生產(chǎn),但高溫固相法相比于共沉淀法、噴霧干燥法,其產(chǎn)品質(zhì)量稍 差。磷酸錳鐵鋰與磷酸鐵鋰均屬于磷酸鹽系材料,因此制備工藝和使用設(shè)備類似, 主要區(qū)別是磷酸錳鐵鋰需補(bǔ)充錳源,燒結(jié)的溫度和工藝稍有改變。磷酸錳鐵鋰材料尚有不足,須通過改性技術(shù)改善。材料主要存在以下問題:(1) 較低的電導(dǎo)率及離子擴(kuò)散系數(shù),影響充放電倍率特性;(2)存在 Mn 和 Fe 的雙電 壓問題,可能出現(xiàn)功率輸出不穩(wěn)定的情況,需重新設(shè)計電池管理系統(tǒng);(3)循環(huán)性 能較差,主因姜泰勒(John-Teller)效應(yīng)使正極 Mn 離子析出,導(dǎo)致晶格畸變和 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低,影響穩(wěn)定性和循環(huán)性;(4)溶解到電解液中的錳會沉積在負(fù)極表 面,破壞 SEI 層結(jié)構(gòu),導(dǎo)致消耗大量活性鋰來修復(fù) SEI 膜,降低循環(huán)性。現(xiàn)有改 善性能的技術(shù)主要包括碳包覆、納米化、離子摻雜以及與其他材料混合等。

1、碳包覆:有效提升材料導(dǎo)電性能和循環(huán)性能。(1)將導(dǎo)電材料包覆在磷酸鐵 鋰材料表面,形成有效的鋰離子擴(kuò)散通道,提高導(dǎo)電率;(2)防止磷酸錳鐵鋰顆 粒團(tuán)聚,提升均一性,提高電導(dǎo)率、穩(wěn)定性。(3)抑制一部分錳離子的析出,提 高電池循環(huán)壽命。在實(shí)際應(yīng)用中,碳材料是進(jìn)行包覆時的首選材料。2、納米化:改善倍率性能和低溫性能。納米化主要通過機(jī)械球磨、控制煅燒溫度等方法來減小材料晶體粒徑。(1)減小材料顆粒的尺寸可以縮短離子的擴(kuò)散路 徑,提高電導(dǎo)率從而提升倍率放電性能;(2)減小晶體粒徑提升了材料的比表面 積,增大與電解液的接觸界面,降低電極界面阻抗,改善循環(huán)壽命、低溫性能等 電化學(xué)性能。3、離子摻雜:有效改善電化學(xué)性能。摻雜原子可選擇不同的半徑,小半徑原子 摻入晶體后晶格間距會變小,鋰離子的擴(kuò)散通道會變短,提升鋰離子傳遞效率; 大半徑原子經(jīng)過原位摻雜替代晶體中的原子,使晶格間距變大,利于更多的鋰離 子通過,也會提升鋰離子的傳遞效率。以重慶長安新能源汽車科技有限公司發(fā)布 的專利為例,摻雜鎂、鎳金屬離子,可以提高磷酸錳鐵鋰正極的導(dǎo)電性,從而提 升倍率性能;同時獲得更高的比容量,循環(huán)性能更好。4、磷酸錳鐵鋰與其它材料混合改善性能。磷酸鐵錳鐵鋰和其他材料復(fù)合,有望 取長補(bǔ)短,綜合不同材料的優(yōu)勢。(1)與三元材料復(fù)合,改善倍率性能、循環(huán)壽 命和安全性。(2)添加導(dǎo)電劑(碳納米管、炭黑、Super P-Li 及導(dǎo)電石墨等), 提高電子電導(dǎo)率、提高鋰離子遷移速率以提高充放電效率和循環(huán)壽命、改善低溫 特性等;(3)添加補(bǔ)鋰劑,通過過量的鋰元素來提升電化學(xué)性能。

1.3 產(chǎn)業(yè)化前夕,多企業(yè)布局 磷酸錳鐵鋰綜合了磷酸鐵鋰和三元材料的優(yōu)點(diǎn),且生產(chǎn)工藝與磷酸鐵鋰相似,生 產(chǎn)企業(yè)學(xué)習(xí)成本低,隨著產(chǎn)能釋放、工藝優(yōu)化以及改性技術(shù)的發(fā)展,磷酸錳鐵鋰 競爭優(yōu)勢不斷強(qiáng)化,通過替代部分磷酸鐵鋰需求以及通過與三元材料形成復(fù)合材 料而不斷提高滲透率,我們認(rèn)為磷酸錳鐵鋰的需求領(lǐng)域主要來自于電動兩輪車、 中低端電動車以及儲能領(lǐng)域。磷酸錳鐵鋰需求空間廣闊。根據(jù)德方納米公告,1GWh 電池需要磷酸鐵鋰正極材 料 2200-2500 噸左右,由于 Mn 和 Fe 的原子量十分接近,假設(shè)磷酸錳鐵鋰正極 材料的單 Gwh 消耗量為 2350 噸,我們預(yù)計 2025 年電動車+儲能+小動力領(lǐng)域鋰 電池需求量為 1694.7GWh,在樂觀/中性/悲觀滲透率預(yù)期下,需求量分別達(dá)到 51.8/35.8/19.9 噸。多企業(yè)重點(diǎn)布局,2023 年或是產(chǎn)業(yè)化節(jié)點(diǎn)。磷酸錳鐵鋰是磷酸鐵鋰的重要升級 方向,許多電池廠和正極廠均積極進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)的研發(fā)和相關(guān)專利申請,同 時建設(shè)相關(guān)產(chǎn)線;同時,得益于磷酸錳鐵鋰良好前景,一些其他領(lǐng)域的公司跨界 進(jìn)入此賽道。目前整體來看,隨著產(chǎn)品驗(yàn)證以及項目的建設(shè),2023 年或是磷酸錳 鐵鋰批量化生產(chǎn)和應(yīng)用節(jié)點(diǎn)。1.4 投資分析1、德方納米磷酸鐵鋰正極龍頭。德方納米深耕鋰電材料產(chǎn)業(yè) 15 年,是全球技術(shù)領(lǐng)先的液相 法磷酸鐵鋰材料生產(chǎn)企業(yè),主要產(chǎn)品納米磷酸鐵鋰市場占有率位居行業(yè)前列。受 益于新能源汽車需求爆發(fā),公司業(yè)績快速增長,2022 年 Q1-Q3 實(shí)現(xiàn)營收 144.16 億元,同比高增 519.79%,創(chuàng)歷史新高。

技術(shù)儲備充足。公司研發(fā)自熱蒸發(fā)液相合成技術(shù),有效改善磷酸錳鐵鋰材料的錳 離子的溶出問題,提升電池循環(huán)壽命;同時,公司也研發(fā)了非連續(xù)石墨烯包覆、 納米化技術(shù)、離子摻雜技術(shù)等材料改性技術(shù),有效提升電化學(xué)性能。產(chǎn)能建設(shè)領(lǐng)先行業(yè)。2022 年 9 月,德方納米年產(chǎn) 11 萬噸新型磷酸鹽系正極材料 生產(chǎn)基地項目順利建成投產(chǎn),根據(jù)公司測算,項目滿產(chǎn)后,預(yù)計年均營業(yè)收入為 62.48 億元,年均稅后利潤為 5.11 億元,項目稅后內(nèi)部收益率為 16.30%,投資 回收期為 7.30 年。另外,公司將繼續(xù)在曲靖投資 75 億元建設(shè)“年產(chǎn) 33 萬噸新 型磷酸鹽系正極材料生產(chǎn)基地項目”,未來總產(chǎn)能有望達(dá)到 44 萬噸。2、容百科技容百科技是國內(nèi)外領(lǐng)先的三元正極材料供應(yīng)商。容百科技是我國三元正極供應(yīng)龍 頭,公司依托三元正極材料供應(yīng),繼續(xù)布局磷酸錳鐵鋰材料和鈉電材料等新板塊。 受益于新能源汽車需求爆發(fā),公司業(yè)績快速增長,2022 年 Q1-Q3 實(shí)現(xiàn)營收 192.80 億元,同比高增 208.41%,創(chuàng)歷史新高。收購天津斯科蘭德入局磷酸錳鐵鋰。2022 年 7 月,公司收購整合天津斯科蘭德 及其旗下主體,目前斯科蘭德具備 6200 噸/年磷酸錳鐵鋰產(chǎn)能,其中,斯科蘭德 控股子公司臨汾中貝擁有 5000 噸/年磷酸錳鐵鋰產(chǎn)能;斯科蘭德與四川新國榮簽署了 3 年獨(dú)家排他的《產(chǎn)品委托加工協(xié)議》,四川新國榮現(xiàn)有 1200 噸/年磷酸錳 鐵鋰產(chǎn)能,同時,斯科蘭德正在擴(kuò)建產(chǎn)能至萬噸級以上。 下游需求旺盛,推動產(chǎn)品放量。公司在 10 月 14 日接受機(jī)構(gòu)調(diào)研時表示,磷酸錳 鐵鋰 9 月出貨超 200 噸,正進(jìn)行產(chǎn)能爬坡,目前下游需求比較旺盛,現(xiàn)有 6000 多噸產(chǎn)線無法滿足市場需求,公司將開發(fā)萬噸級的磷酸錳鐵鋰產(chǎn)線建設(shè),以滿足 下游需求,公司磷酸錳鐵鋰的出貨量和開發(fā)進(jìn)度均在行業(yè)前列,計劃于 2025 年 磷酸錳鐵鋰產(chǎn)能達(dá)到 30 萬噸。3、當(dāng)升科技鋰電正極優(yōu)質(zhì)企業(yè)。公司是鋰電正極材料的供給商,主要從事鈷酸鋰、多元材料 及錳酸鋰等小型鋰電、動力鋰電正極材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。2022 年 Q1-Q3 實(shí)現(xiàn)營收 192.80 億元,同比高增 208.41%;實(shí)現(xiàn)歸母凈利 14.78 億元,同比高 增 103.18%。

通過合作建設(shè)產(chǎn)能。公司擬與四川蜀道新材料、攀枝花釩鈦高新區(qū)管委會簽訂合 作協(xié)議,首期擬投資 70 億元建設(shè)年產(chǎn) 30 萬噸磷酸(錳)鐵鋰項目預(yù)計于 2028 年底前全部建成達(dá)產(chǎn),遠(yuǎn)期再規(guī)劃 20 萬噸產(chǎn)能視市場情況投建。通過與其他公 司合作,有利于結(jié)合雙方在技術(shù)、礦產(chǎn)資源、磷化工產(chǎn)業(yè)等方面的優(yōu)勢,推動磷 酸錳鐵鋰產(chǎn)品落地。
2.硅基負(fù)極:4680+快充加速新一代負(fù)極產(chǎn)業(yè)化
2.1 硅基負(fù)極是負(fù)極升級新方向 快充是電車行業(yè)發(fā)展趨勢,負(fù)極是決定快充性能的關(guān)鍵材料。隨著電池技術(shù)的發(fā) 展,新能源汽車的續(xù)航里程不斷提升,與油車差距縮短,續(xù)航焦慮逐步緩解,但 充電焦慮仍是行業(yè)需要解決的另一大痛點(diǎn),故發(fā)展快充技術(shù)是當(dāng)前行業(yè)趨勢之一。 快充的目的是提高電動車充電效率,其本質(zhì)是提高充電功率,目前有增大充電電 流和提高充電電壓兩種方法。從電池端來看,據(jù)中南大學(xué)《盤點(diǎn)五類快充負(fù)極材 料》,快充電池需要在電池材料上做出改變和升級,電池的快充性能短板在負(fù)極, 它是電池充電倍率的決定因素,負(fù)極對快充的影響強(qiáng)于正極。當(dāng)前主流石墨負(fù)極比容量接近極限,且快充性能差。目前鋰離子電池負(fù)極材料以 石墨類為主,現(xiàn)階段市場上的石墨負(fù)極產(chǎn)品比容量基本均在 350mAh/g 以上,接 近理論比容量上限 372mAh/g,為順應(yīng)電池提升能量密度的發(fā)展趨勢,需要研發(fā) 更高比容量的負(fù)極材料。另外,石墨材料較慢的嵌鋰過程阻礙了鋰離子電池的快 充應(yīng)用,主因石墨負(fù)極存在析鋰問題,會影響動力電池的使用壽命,同時析出的 鋰金屬會以枝晶的形式生長,容易刺穿隔膜,引發(fā)電池內(nèi)部短路,造成嚴(yán)重的安 全問題。
硅基材料比容量極高,快充性能好,有望成為新一代負(fù)極。硅基材料相較石墨材 料優(yōu)勢顯著:(1)硅材料擁有的理論質(zhì)量比容量高達(dá) 4200mAh/g,是石墨材料的 10 倍以上;(2)硅能從各個方向提供鋰離子嵌入和脫出的通道,快充性能優(yōu)異; (3)硅的對鋰電位高于石墨,充電時析鋰的可能性不大,安全性更高。硅基材 料的這些優(yōu)勢滿足了新一代負(fù)極材料的發(fā)展需求。硅基材料存在首次庫倫效率低、倍率性能和循環(huán)性能差等問題。(1)硅在嵌鋰過 程中將會出現(xiàn)嚴(yán)重的體積膨脹和結(jié)構(gòu)變化,體積膨脹產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力不斷破壞硅 顆粒表面的 SEI 膜,多次循環(huán)最終導(dǎo)致鋰離子消耗殆盡,循環(huán)性能變差;(2)電 解液 6 分解產(chǎn)生的微量 ,會對硅造成腐蝕導(dǎo)致硅負(fù)極的容量發(fā)生衰減,使 得電池的首次庫倫效率偏低;(3)由于硅是半導(dǎo)體材料,電子電導(dǎo)率和離子電導(dǎo) 率低影響其電級反應(yīng)速率,使得倍率性能變低。2.2 硅基負(fù)極的制備工藝及性能優(yōu)化路徑 主流硅基負(fù)極為硅碳復(fù)合材料與硅氧復(fù)合材料。由于硅有體積膨脹的問題,目前 主要通過硅與其他材料混合制成復(fù)合材料來抑制體積膨脹,碳材料在充放電過程 中體積變化較小,具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性能,且硅與碳化學(xué)性質(zhì)相近,二者能緊 密結(jié)合,因此碳常用作與硅復(fù)合的首選基質(zhì)。目前,主流硅基材料有硅碳復(fù)合材 料與硅氧復(fù)合材料,其中硅碳負(fù)極是指納米硅與石墨材料混合,其克容量更高, 首次效率高,但體積膨脹較大導(dǎo)致循環(huán)性能相對較差;硅氧負(fù)極則采用氧化亞硅 與石墨材料復(fù)合,其體積膨脹大大減小,故循環(huán)性能更好,但首次效率較低。目前國內(nèi)的主流制備工藝為機(jī)械球磨法。從制備工藝上看,制備工藝主要有機(jī)械 球磨法、化學(xué)氣相沉積法、溶膠-凝膠法、高溫?zé)峤夥?,其中機(jī)械球磨法對設(shè)備要 求較為簡單,制造成本較低,在國內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)中更為主流。制備不同硅基負(fù)極的前端工序有所不用,而后端工序基本相同。由于硅碳負(fù)極和 硅氧負(fù)極分別采用納米硅和氧化亞硅與石墨混合,故兩種負(fù)極材料的前端程序不 同,而后端工序(前驅(qū)體的表面處理、篩分、除磁包裝、成品)基本相同。硅碳 負(fù)極方面,其生產(chǎn)工藝的核心難點(diǎn)在于納米硅粉的制備,納米化可以緩沖硅在脫 嵌鋰離子過程中產(chǎn)生的應(yīng)力和形變。硅氧負(fù)極方面,其氧化亞硅前驅(qū)體制備更加 復(fù)雜,需利用二氧化硅和單質(zhì)硅作為原料制備,然后進(jìn)行后續(xù)工藝。

成本較石墨更高,規(guī)模化下成本有望降低。由于硅料的價格高于石墨,故硅基負(fù) 極的材料成本高于石墨負(fù)極,當(dāng)前硅料價格較高的原因主要是光伏行業(yè)需求旺盛 所致,考慮到當(dāng)前上游硅料端的企業(yè)正在積極布局?jǐn)U產(chǎn),未來隨著產(chǎn)能的逐步釋 放,硅料價格有望理性回歸。另外,由于硅基負(fù)極對生產(chǎn)設(shè)備的要求較高,也導(dǎo) 致其單噸投資額(約 4-5 億元/噸)高于石墨負(fù)極(約 3-4 億元/噸),根據(jù)產(chǎn)業(yè)反 饋,規(guī)?;懂a(chǎn)后,硅基負(fù)極投資額會逐步下降。考慮到兩大硅基負(fù)極材料的不足,當(dāng)前行業(yè)的優(yōu)化方向主要是解決硅碳負(fù)極的低 循環(huán)壽命問題和硅氧負(fù)極的低首次效率問題:1、硅碳負(fù)極優(yōu)化:通過縮小硅粉的硅粒尺寸提升循環(huán)壽命。硅碳負(fù)極循環(huán)壽命 低的原因是由于其體積變化率大,致使負(fù)極材料粉化、脫落,使電池失效。目前 行業(yè)主要通過縮小硅粒尺寸來解決,研究表明,隨著粒徑減小,循環(huán)性能相應(yīng)提 升,其核心在于硅粉制備工藝的升級改進(jìn)。國內(nèi)納米硅粉制備以球磨法為主,海外制備技術(shù)領(lǐng)先。目前,納米硅粉的制備方 法主要有機(jī)械球磨法、化學(xué)氣相沉積法、等離子蒸發(fā)冷凝法三種。西方國家工業(yè) 生產(chǎn)納米硅粉的起步較早,日本帝人、美國杜邦、德國 H.C.Stark、加拿大泰克 納等均能夠應(yīng)用等離子蒸發(fā)冷凝法生產(chǎn)多種不同粒度的高純納米硅粉,生產(chǎn)技術(shù) 方面處于世界地位。國內(nèi)對納米硅粉的研制起步較晚,制造水平相對落后,通常 采用機(jī)械球磨法合成納米硅粉,化學(xué)氣相沉積法和等離子蒸發(fā)冷凝法僅處于實(shí)驗(yàn) 水平,無法達(dá)到批量化生產(chǎn),未來隨著對新工藝的不斷探索,有望實(shí)現(xiàn)高性能納 米硅粉的國產(chǎn)化突破。2、硅氧負(fù)極優(yōu)化:通過預(yù)鋰化工藝提升首效。硅氧負(fù)極首效低其嵌鋰機(jī)制密切 相關(guān),硅氧材料在首次嵌鋰過程生成的不可逆的 Li4SiO4 和 Li2O,消耗了大量的 鋰,導(dǎo)致了其首效低。另外,SEI 的形成和界面副反應(yīng)、材料體積膨脹效應(yīng)大和 固有電導(dǎo)率低也導(dǎo)致了收效降低。業(yè)內(nèi)主要通過預(yù)鋰化,在電池組裝之前對材料 進(jìn)行補(bǔ)鋰,以彌補(bǔ)首次充放電的不可逆損耗。

穩(wěn)定金屬鋰粉預(yù)鋰化應(yīng)用較多,規(guī)?;蟪杀居型陆?。預(yù)鋰化方式主要包含鋰 化添加劑法、自放電預(yù)鋰化法、電化學(xué)預(yù)鋰化法和化學(xué)預(yù)鋰化法。采用穩(wěn)定的金屬鋰粉進(jìn)行預(yù)鋰化是目前商業(yè)化最有效、最直接的方法,但對環(huán)境的生產(chǎn)環(huán)境的 水分、氧氣要求苛刻,需要研發(fā)密閉的混漿設(shè)備,因此成本也較高,但規(guī)?;?成本有望下降。2.3 4680+快充帶動需求,行業(yè)正處產(chǎn)業(yè)化初期 新一代 4680 電池推出,有望成為動力電池主流之一。2020 年 9 月特斯拉在電池 日上公布 4680 電池,相比上一代 2170 電池,4680 電池直徑增加到 46mm,pack 系統(tǒng)管理難度減小,降低電池材料成本,每 kWh 成本下降約 14%;同時,4680 采用激光雕刻的無極耳技術(shù),縮短電子運(yùn)動距離,電池內(nèi)阻減少,電芯容量提高 且更加安全,續(xù)航里程增加 16%,單體能量密度提高 5 倍,能量密度可達(dá) 300Wh/kg。優(yōu)異的性能有望使 4680 電池成為未來動力電池主流之一。4680 布局迅速推進(jìn),2023 年或?yàn)榉帕吭?。特斯拉發(fā)布 4680 電池以來,國內(nèi) 外各廠商迅速推進(jìn)布局,從各個廠商公告來看,目前海外的特斯拉、松下、LG 布局進(jìn)度較為領(lǐng)先,國內(nèi)億緯鋰能也明確表示有 4680 電池的產(chǎn)能布局。從各廠 商產(chǎn)能規(guī)劃進(jìn)度來看,預(yù)計 2023 年有望成為 4680 電池放量元年。硅基負(fù)極更適配圓柱電池,4680 電池有望推動硅基負(fù)極量產(chǎn)。硅基負(fù)極膨脹系 數(shù)較大,圓柱電芯相比方形電芯內(nèi)應(yīng)力分布更均勻,不易造成內(nèi)部材料損毀,故 硅基負(fù)極更適合圓柱電池,早在特斯拉 Model3 的 2170 電池負(fù)極中,就有采用硅 基材料。同時,圓柱電池的成組效率較低,為了達(dá)到和方形電池相同的能量密度, 需要使用比容量更高的硅基負(fù)極。特斯拉推出的 4680 圓柱電池已明確搭配硅基 負(fù)極,4680 電池的量產(chǎn)有望推動硅基負(fù)極的應(yīng)用。2022 年后快充電車陸續(xù)推出,快充性更好的硅基負(fù)極有望受益。早在 2019 年保 時捷的 Taycan 全球首次推出 800V 高電壓電氣架構(gòu),搭載 800V 直流快充系統(tǒng)并 支持 350kw 大功率快充。進(jìn)入 2021 年后更多車企加入高壓快充路線,先后有 現(xiàn)代、起亞、比亞迪、長城、廣汽、小鵬等車企布局高壓快充,且蔚來和廣汽埃 安等車企在電池技術(shù)上均提及硅負(fù)極,高壓快充車型的量產(chǎn)有望帶動快充性能更 加優(yōu)秀的硅基負(fù)極需求。預(yù)計 2025 年硅基負(fù)極的需求量有望達(dá)到 26 萬噸。假設(shè):(1)據(jù)特斯拉公告,其 2022 年銷售目標(biāo)為 150 萬輛,到 2030 年銷售目標(biāo)為 2000 萬輛,考慮到特斯拉產(chǎn)能建設(shè)規(guī)劃,我們預(yù)計 2025 年特斯拉銷量有望達(dá)到 422 萬輛;(2)考慮到硅 基負(fù)極高比容量、快充性能的優(yōu)勢,以及規(guī)?;a(chǎn)后成本降低,預(yù)計其他車企 也有望在高鎳三元電池技術(shù)中加入硅基負(fù)極來應(yīng)用于中高端車型,假設(shè)高鎳三元 正的裝車占比為 40%,到 2025 年硅基負(fù)極在高鎳三元電池的滲透率為 30%;(3) 在高端消費(fèi)電子領(lǐng)域以及小動力電池領(lǐng)域(包括電動工具等),高端領(lǐng)域?qū)Τ杀久?感性不高,對電池的能量密度和快充性能要求較高,有望推動硅基負(fù)極的滲透, 我們假設(shè) 2025 年硅基負(fù)極的滲透率為 25%;(4)根據(jù)石大勝華 2021 年 11 月會 議紀(jì)要,按添加量 10%的硅計算,1GWh 的 4680 電池大概需要消耗 750 噸左右 的硅碳負(fù)極材料。綜上,我們預(yù)計 2025 年硅基負(fù)極的需求量有望達(dá)到 26 萬噸。企業(yè)積極布局,有望逐步放量。硅基負(fù)極前景較好,從布局企業(yè)來看,傳統(tǒng)石墨 類負(fù)極企業(yè)如貝特瑞、璞泰來等企業(yè)布局較早;同時也有電池和其他領(lǐng)域的公司 如寧德時代、國軒高科等企業(yè)跨界進(jìn)入。從進(jìn)度上看,已有少量產(chǎn)能釋放,多數(shù)項目推進(jìn)順利,正在進(jìn)行中試,有望逐步放量滿足下游需求。2.4 投資分析杉杉股份公司主要從事鋰離子電池正極材料、負(fù)極材料和電解液、LCD 偏光片的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。主要產(chǎn)品包括鈷酸鋰、鎳鈷錳三元材料、錳酸鋰、鎳鈷鋁三元材料、 三元正極材料前驅(qū)體、人造石墨、天然石墨、硅基負(fù)極、復(fù)合石墨、電解液等。 2022 年 Q1-Q3 實(shí)現(xiàn)營收 158.41 億元,同比增長 0.82%,營收增速放緩主因出 售正極業(yè)務(wù)子公司杉杉能源的部分股權(quán),以及與之配套的上游鋰鹽制造子公司湖 南永杉的 100%股權(quán),上述業(yè)務(wù)于 2021 年 9 月 1 日起不再納入公司合并報表。

硅氧負(fù)極產(chǎn)品性能優(yōu)秀,處于行業(yè)領(lǐng)先水平。公司硅氧亞硅負(fù)極材料的性能和產(chǎn) 業(yè)化處于領(lǐng)先位置,產(chǎn)品具有可逆容量高、循環(huán)性能和倍率性能優(yōu)秀等性能,與 其他公司的相關(guān)產(chǎn)品相比,公司硅氧負(fù)極顆粒更小,首次容量性能好、首次效率 優(yōu)異。此外公司已掌握硅基負(fù)極材料前驅(qū)體批量化合成核心技術(shù),相關(guān)材料已經(jīng) 通過下游核心客戶測試。下游應(yīng)用上,目前公司硅基負(fù)極產(chǎn)品已批量應(yīng)用于數(shù)碼 等消費(fèi)電池領(lǐng)域,進(jìn)入全球知名電動工具企業(yè)的供應(yīng)鏈;在動力電池領(lǐng)域,公司 硅基產(chǎn)品通過了全球優(yōu)質(zhì)動力客戶的產(chǎn)品認(rèn)證,已實(shí)現(xiàn)裝車。進(jìn)入全球供應(yīng)鏈,下游客戶資源優(yōu)質(zhì)。公司已經(jīng)與全球主流鋰電池制造商建立緊 密合作,客戶包括 ATL、LG ES、CATL、比亞迪、力神、蜂巢能源、孚能科技、 國軒高科、億緯鋰能、SDI 等國內(nèi)外主流的電芯企業(yè)。2022 年 4 月 20 日公告,寧德時代、比亞迪、ATL、中國石油集團(tuán)昆侖資本等對上海杉杉鋰電增資,有望 加強(qiáng)公司與上下游的合作關(guān)系。(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關(guān)信息,請參閱報告原文。)精選報告來源:【未來智庫】。「鏈接」