电力设备及新能源行业深度研究报告-前瞻新技术之三：锂电三国，数“封”流路线，还看4680

行业研究 证券研究报告 电力设备及新能源2022年09月30日 电力设备及新能源行业深度研究报告 前瞻新技术之三：锂电三国，数“封”流路线，还看4680 推荐（维持） 华创证券研究所 证券分析师：黄麟 邮箱：huanglin1@hcyjs.com执业编号：S0360522080001 联系人：苏千叶 邮箱：suqianye@hcyjs.com 行业基本数据 占比% 2021-09-30~2022-09-29 16% -1% -18%21/09 -35% 21/12 22/0222/0522/0722/09 电力设备及新能源 沪深300 相关研究报告 《2022年8月欧洲新能源车销量点评：电动车增长趋势不改，四季度欧洲旺季可期》 2022-09-30 《电动车产业链2022中报总结：高景气趋势不改，中游环节盈利有所分化》 2022-09-30 《零跑C01：高性价比的新势力智能豪华电动轿车》 2022-09-29 多因素致圆柱发展缓慢，4680专为动力电池设计，有望加速圆柱电池导入。 复盘：1）圆柱：索尼92年发明了锂离子圆柱电池，因电池安全召回，最终16年退出。松下14年绑定特斯拉，20年不再独供，市场被LG蚕食。2）方形：三星是昔日龙头，属于大公司中的小业务，发展缓慢。CATL与BYD受益于中国补贴政策，成长为中国锂电龙头。3）软包：AESC配 套Leaf9年零电池安全事故，专注的LMO技术逐渐落后，19年被远景 收购。LG09年将软包应用于现代混动，先后拿下MEB、GM等大单， 21年遭遇召回索赔、大众改用方形电池等挫折。 股票家数(只) 296 0.04 多因素制约圆柱电池发展，4680专为动力电池设计。优质供给少、下游 总市值(亿元) 65,025.42 7.64 车企少、成本高、路径依赖等多因素制约，随着4680的出现，成本及系统集成难度降低、白名单放开、CATL和EVE等企业加入、宝马切换圆柱等有望扭转圆柱颓势。 流通市值(亿元) 相对指数表现 51,232.12 7.98 优缺点对比：1）圆柱：膨胀小、散热好、良率和生产效率高，但电芯容量小。2）方形：容量大、成本低、集成难度低，但一致性差、良率和生产效率低。3）软包：灵活性好、能量密度高、快充性能好、但一致性差、良率和生产效率低、成本高、CTP集成难度大。 % 1M 6M 12M 绝对表现 -13.3% -1.7% -12.2% 相对表现 -6.9% 5.8% 8.6% 圆柱电池热安全优势明显。 滥用工况：圆柱电池单体释放能量最低，单位散热能力、与周边电芯的隔热能力最强，热失控防护难度和成本最低。 极限工况：Model3实车测试，连续90min激烈驾驶+快充，电池最高温度49.5℃，空调仅短暂小功率开启，Model3电池热安全性能上限极高。 快充性能：高电压+大电流快充是趋势，全极耳为大电流快充而生。 手机快充复盘：初期有大电流和高电压两条路线，但最终路线均为高电压+大电流。 预计汽车快充最终路线：高电压+大电流，全极耳为大电流快充而生。Model3电压350V，最大功率250kw，保时捷Taycan电压800V，最大功率262kw，单纯提高电压无优势。各车企密集发布高电压+大电流快充技术，最大功率480kw，全极耳圆柱电池更适合大电流快充。 全极耳集流体内阻降低3个数量级，解决大电流快充发热问题。铜/铝箔内阻为常规极耳铜/铝箔内阻的1/3602和1/825。 投资建议：建议关注特斯拉电池产业链及国内4680产业链：1）4680动力电池：宁德时代，亿纬锂能；2）高镍三元正极：容百科技、厦钨新能、长远锂科、当升科技；3）负极：贝特瑞、信德新材；4）隔膜：星源材质、恩捷股份； 5）电解液：新宙邦、天赐材料；6）结构件：科达利、东山精密、东方电热； 7）导电剂：天奈科技、道氏技术；8）激光设备：联赢激光、海目星。 风险提示：新能源车销量不及预期、新车上市进程不及预期，原材料上涨过快削弱企业盈利、行业扩产过快加剧行业竞争、地缘政治、贸易摩擦阻碍海外供应链、安全事故影响企业产销，新技术落地不及预期。 重点公司盈利预测、估值及投资评级 简称 股价（元） EPS（元） PE（倍） PB（倍） 评级 2022E 2023E 2024E 2022E 2023E 2024E 2022E 宁德时代 419 11.67 15.76 22.00 35.90 26.58 19.04 8.51 强推 亿纬锂能 87.18 1.59 3.10 4.34 54.87 28.17 20.11 6.98 强推 容百科技 87.9 4.40 5.69 8.14 19.97 15.45 10.79 5.31 强推 星源材质 20.66 0.62 1.02 1.38 33.33 20.22 15.02 5.07 强推 资料来源：Wind，华创证券预测注：股价为2022年9月29日收盘价 投资主题 报告亮点 一、研报中复盘了圆柱电池发展缓慢的原因，包括：优质供给少、下游车企少、成本高昂、路径依赖等；但这些限制因素都随着4680的出现而有所改善。 优质供给增加：白名单放开，万亿龙头入场 电池数量降低，集成难度降低 容量增加，成本差距缩小 宝马率先切换圆柱电池 二、研报中增加了许多科研及工程开发过程中的测试数据，阐述了4680在核 心的安全性能、快充性能的优势，用最详实的数据证实4680电芯的优异性。 投资逻辑 4680作为全新品类，渗透率为0%，目前正经历着从0到1的过程。 建议关注已经布局4680的相关电池企业及其供应链、4680核心增量零件（包括预镀镍钢带，激光设备，揉平设备、聚氨酯材料等）、4680与高镍、硅碳负极的适配性更加，利好高镍及硅碳负极厂商。 目录 一、4680：吹响圆柱电池升级的号角5 （一）发展历史复盘：技术路线三分天下，胜负难分5 1、圆柱电池发展历史复盘5 2、方形电池发展历史复盘5 3、软包电池发展历史复盘5 （二）发展历史复盘：技术路线三分天下，胜负难分6 （三）圆柱电池生产工艺，全极耳工艺不成熟影响良率7 （四）众多因素影响圆柱电池发展，4680专为动力电池设计，克服多种缺陷10 二、安全性能：圆柱电池具有天然优势，Model3极限工况实测12 （一）滥用工况：相同化学体系下，圆柱电池系统最安全12 （二）极限工况：Model3实车90min激烈驾驶+快充，仅小幅触发降温措施13 1、特斯拉电池热管理优势明显13 2、Model3连续极限工况测试电池未开启强制冷却14 三、快充性能：大电流+高电压是快充终极路线，4680更有优势18 （一）手机快充复盘：高电压+大电流快充是趋势18 （二）新能源车快充：仅靠800V快充不尽人意，800V搭配大电流才最快19 （三）全极耳：集流体内阻下降3个数量级，解决大电流快充发热问题20 图表目录 图表1不同封装方式发展历史6 图表2封装方式介绍6 图表3圆柱电池生产工艺介绍7 图表44680全极耳关键生产工艺介绍9 图表5汽车集团封装技术路线选择9 图表6布局大圆柱的电池企业11 图表7热失控防护要素12 图表84680电芯侧面13 图表94680电芯底部支架13 图表10Model3热管理系统示意图13 图表11Model3Superbottle智能冷却液储罐14 图表12ModelY八通阀设计管路14 图表13电池冷却系统措施14 图表14极限工况测试15 图表15Model3实车工况4测试：20次百公里加速15 图表16Model3实车工况5测试：60~100kpm急加减速16 图表17Model3实车工况6测试：快充17 图表18手机快充功率复盘18 图表19Model3与Taycan快充功率19 图表20Model3与Taycan补能速度19 图表21埃安800V快充（480kw）20 图表22埃安400V快充（250kw）20 图表2350Ah-LFP电池3C快充温度示意图20 图表24方形电池圆柱电池X光照片20 图表25圆柱电池拆解及示意图21 图表2618650电池2C放电温度仿真22 图表27圆柱电池于全极耳电池22 图表2818650电池2C放电温度仿真22 图表29圆柱电池于全极耳电池22 图表30全极耳与单极耳的产热对比23 一、4680：吹响圆柱电池升级的号角 （一）发展历史复盘：技术路线三分天下，胜负难分 1、圆柱电池发展历史复盘 索尼：最早发明者，最终退出行业。1992年发明锂离子电池，一经推出就以超高的能量密度碾压传统镍氢电池，1994年索尼成为最大笔记本生产商戴尔的电池供应商，2006年某会议上戴尔笔记本着火，索尼召回1000万块电池，而后韩国和中国电池生产商崛起，索尼深陷亏损泥潭，2016年出售锂电业务。 松下：与特斯拉相互成就。1994年研发锂离子电池，1997年丰田Prius采用松下圆柱18650电池，2008年收购三洋电机，并供应特斯拉Roasder，2010年押注等离子电视巨亏，转型动力电池并入股特斯拉，2014年美国建厂，与特斯拉相互成就。 LG：牵手特斯拉迎来高光时刻。1999年就量产了18650电池，但直到2019年才进入特斯拉供应链。 SDI：大公司小业务。1999年量产业内最大容量1.8Ah电池，曾经在笔记本电脑市场中占有优势地位，但在动力电池中一直踌躇不前。 2、方形电池发展历史复盘 SDI：昔日方形电池的龙头老大。1999年开发出方形动力电池，2009年成为宝马动力电池供应商，2016年因中国白名单政策，转向欧洲布局，锂电池业务在公司营收占比较低。 CATL：补贴政策的最大受益者，崛起的万亿龙头。2011年因被宝马相中，独立出来专做动力电池。2014年因补贴政策出货量剧增，2014年转向研发高能量密度三元材料，2016年白名单政策以及补贴政策倾向高能量密度材料，出货量得到突破。 BYD：1995年公司成立，1997年手机电池全球出货量第4，2003年进入汽车领域，2006年研制F3e纯电动轿车，2009年量产纯电动客车，2010年纯电动乘用车e6量产，受益于补贴政策，成为国内龙头，2016年补贴政策倾向三元材料，叠加BYD不外供电池，出货量占比日益降低，2020年发布刀片电池和DMI车型，市占率持续走高。 3、软包电池发展历史复盘 AESC：早期的�者，点错了科技树。2007年成立，专注于锰酸锂技术路线，2010年搭载AESC的经典车型日产Leaf上市，创造了9年零电池安全事故的质量佳话。2017年因锰酸锂优势不再，AESC不再是Leaf独家供应商，2019年被远景收购。 LG：软包电池集大成者。LG在手机电池中沉淀多年，2009进入动力电池市场，首款车型为现代混动车型，2010年配套雪佛兰Volt，2017年雪佛兰Volt和Bolt销量突破5万 辆，2018年和大众合作开发MEB，LG软包电池达到鼎盛，2021年现代和通用因电池安全问题召回，大众电池日宣布选择方形标准电芯，软包电池遭遇挫折。 图表1不同封装方式发展历史 资料来源：华创证券整理 （二）发展历史复盘：技术路线三分天下，胜负难分 图表2封装方式介绍 圆形锂电池 方形锂电池 软包锂电池 结构制造工艺 圆形卷绕 方形卷绕 方形叠片 包装材质 一般钢壳，也有铝壳 铝壳为主 铝塑膜 优点 工艺成熟，一致性高，适宜大批量连续生产；比表面积大，散热效果好（优于方形电池）；外壳耐压高，使用中不出现膨胀现象。 结构强度高，承受机械载荷能力好；重量小，相对能量密度高；可以定制化生产。 可鼓气裂开，安全性能好；较铜壳、铝壳重量轻；同等尺寸下电池容量更高；内阻小，自耗电低；设计灵活，可按照需求定制。 缺点 容量小，大容量需并联连接，工艺复杂、成本更高；爆炸可能性大；体积大，空间利用率低。 工艺复杂，壳体与电芯配合需要考虑；产品良率低，一致性差。