睿智投资|中国动力电池行业 – CIBF 2023:创新不止,技术为王

上周我们在深圳参加了两年一度的中国国际电池技术交流会/展览会（CIBF），有超过2,500家的相关展商参会。我们认真学习了诸多企业与专家于“新能源汽车及动力电池研讨会”上的演讲，并将精华内容归集成一份120+页的纪要，本报告是对重点内容的总结和提炼。动力电池行业经过近几年的飞速发展，竞争格局已经趋于稳定，产业链也面临产能过剩风险，但技术创新仍在多点开花，仍有投资的价值。我们认为在快速变革的行业当中，保持技术领先是维持竞争优势的关键，新材料和新技术的开发和落地是企业利润的驱动力，也是投资者关注的核心。 市场空间和碳酸锂价格。随着电动车增长和储能需求的释放，全球锂电池需求持续增长，2023年全球锂电需求将进入TWh时代，其中中国的出货量占比有望达到80%。碳酸锂价格在4月下旬降至17万/吨的低点，近期随着市场需求回暖及上游库存减少，碳酸锂的价格也迎来反弹。蜂巢能源认为随着供给释放，碳酸锂的价格长期有望下行，四季度可能回落至15万左右的合理区间。 电池安全是电车发展过程中的永恒话题。欧阳明高院士认为，本征安全的最终目标是全固态电池（主攻硫化物），储能电站对被动安全要求特别高，同时通过开发下一代的智能电池实现主动安全。一般认为磷酸铁锂电池是比较安全的，但是大容量像320Ah的电池，它的内部温度可以超过磷酸铁锂正极分解的温度，热失控会很激烈。三元电池是自己把自己点着，而磷酸铁锂电池的气体爆炸风险比三元电池要高，一旦在外面遇到火花是更危险的。 充换电的选择。虽然换电也是政府鼓励的补能方式，但现在坚持做换电的乘用车企业只有蔚来（NIOUS,买入）。小鹏（XPEVUS，持有）主要关注电芯平台化和新材料（钠离子，LMFP，LMFP+NCM，LNMO，富锂+石墨）的研发，以满足低成本快充的需求。埃安则认为2025年会是充换电的分水岭，2025年以后高压快充会成为主流，对换电的需求降低；巨湾技研的思路是用梯度电极提升离子传输速率，实现超级快充。深蓝认为换电更适用于2B市场，更加注重于改善正负极材料、电解液和添加剂等方面，以提高快充性能。智锂物联认为，换电是纯电重卡的最优运营模式，全生命周期成本可降低16%，未来将继续降低。弗迪电池为商用车换电开发了“刀片换电包”。换电重卡目前在纯电重卡的销售占比已超过50%。 电池产业链出海。目前亿纬锂能（300014CH，未评级）在马来西亚等东南亚国家、波兰和匈牙利都在推进投资，为宝马供应圆柱电池的匈牙利德布勒森工厂将于2026年投产。目前国外单瓦时的总投入比国内高很多，比如国内投30亿，国外可能要投90亿，因为海外的认证、调试、建设的费用都很高。蜂巢能源的泰国模组pack工厂将于今年年底投产，欧洲也会有电芯模组和pack工厂。瑞浦兰钧的出海首选是东南亚和欧洲，沿着一带一路，国内将新增佛山、柳州基地，国外新增印尼和欧洲各一个工厂，2026年预计产能200GWh。力神目前出口业务占1/3，美国、法国、德国客户希望公司去当地布局，但由于国内新基地还在建设，暂时不考虑海外建厂。 锂电技术路线演化。随着市场不断细分，电化学体系和电芯结构设计趋向多元化，主要聚焦的方向为：高性价比、长里程和高安全。蜂巢能源认为未来的技术趋势为：1）结构上长薄化或采用大圆柱来提升体积利用率，2）CTP、CTC提升系统布局效率，3）采用热电分离和高压系统提升系统效率，4）采用钠离子电池、去钴化、采用硅负极等降低资源限制，5）极限制造，6）全生命周期监控。捷威动力认为前沿材料技术还包括LATP/LMFP包覆NCM；高负载LFP复合电极；锰基电池等，系统方面的创新还包括：全浸没冷却、分仓布局、导向排气、无限通信技术等。 结构创新：“问顶”技术，大圆柱电池。瑞浦兰钧今年推出的问顶技术，通过把极耳折叠，可以提升方形电池空间利用率超过7%，实现行业内最高的体积利用率，超越大圆柱。大圆柱方面，逸飞激光的大圆柱电芯组装产线节拍可以达到150/180PPM，对应年产能5GWh，只需要8名工人，整线合格率可以达到99.8%；特斯拉大圆柱的全极耳设计对涂布、分切、卷绕等工艺要求更加严格，增加了焊接量，新增了揉平工艺，久钜智能为此开发了无损揉平设备；此外，大圆柱对集流盘焊接、封口和传送线都有特殊的要求。 半固态电池。对于半固态电池，瑞浦兰钧认为电解液的凝胶一致性是很大的难点。沧州中孚研发的“撒拉弗”准固态凝胶聚合物电解质膜技术，可以成功构建500Wh/kg以上的高能体系。蜂巢能源认为，如果LFP/LMFP或者三元中镍做得足够好，通过系统设计做到足够安全，半固态电池会是很尴尬的技术路线，虽然公司的半固态方形电池今年会定型应用于特定领域的小众车型，但公司的长期重点还是围绕硫化物全固态电池开发。捷威动力的第一代半固态电池产品装车验证在即。 钠离子电池。钠离子电池在近两年碳酸锂价格快速上涨的背景下得到了比较好的发展，重要优势包括低材料成本、良好的低温性能（零下20度还有90%的放电能力）、较好的安全性能和出色的倍率性能（电芯可实现10分钟充满80%电量）。华宇的钠电将于今年下半年在雅迪的电动两轮车上量产。珠海赛纬认为胀气是钠离子电池最大的问题之一，解决思路主要从溶剂或成膜添加剂两个角度入手。昆仑材料也开发了针对钠电的N507新型溶剂。 双离子电池。锂离子电池是锂离子在正负极里储存，而双离子电池是阴阳离子协同氧化还原反应，分别在正负极里储存。中国科学院的成会明院士认为，双离子电池可能会有安全优势、成本优势，在储能领域有比较好的应用。其开发的一种宽温域高安全低成本的铝碳负极双离子电池，具有高的能量密度，极端情况下可以在-70度下使用，功率特性、安全性比较好。已经经过一系列电动汽车、电动两轮车头部企业的测试。目前在中石油支持下开展产业化生产，估计今年年底可以开始供货。 负极材料创新。在高比能电池领域，硅材料有着石墨无法替代的优势。硅材料分为硅氧和硅碳，之前硅氧应用更广泛，近年来为满足350Wh/Kg以上电池的需求，更高比容量的硅碳也在加快开发。但是硅的高膨胀和低电导率也带来了寿命和功率方面的问题。目前主要通过预锂化、碳包覆、导电网络优化、材料结构优化、粘结剂调整、电解液组成优化等方式解决硅负极首效、电导率、膨胀和界面稳定性的问题。但捷威动力认为石墨负极的优化仍然是重要的方向。此外，微宏动力的LTO（钛酸锂）负极的优点是寿命长、支持快充，主要用于商用车。Echion的铌基负极的使用场景与LTO负极类似，都是用于快充长循环寿命的商用领域。但如果将来商用车的补能方式以换电为主，主要满足快充需求的LTO负极和铌基负极的市场空间可能会受到限制。 集流体。一般铝箔只能用作正极集流体，负极用成本更高的铜箔，因为负极电位低，铝会和锂反应。钠离子电池正负极都可以用铝箔，可以降低成本。铝箔工艺目前最重要的就是在保证抗拉强度、延展性和可加工性的情况下减薄。大亚科技开发的微纳结构非碳基涂层同时还有耐水、耐NMP、耐电解液的性能特点。光莆电子利用 其在半导体封装、柔性集成电路和卷对卷工艺上的积累在进行复合集流体的开发。比较成熟的工艺为蒸镀一步法和磁控溅射+水电镀两步法。复合集流体可以降低重量、降低成本、改善安全性，是非常好的细分赛道，但目前其大规模量产还存在一定挑战性。 电解液。捷威动力认为目前中镍高电压是三元正极非常重要的方案，能够兼顾能量密度、安全性和成本。对于高电压方案的电解液，可通过添加剂稳定正负极界面，并使用低HOMO能溶剂，提高溶剂耐氧化性。电化学窗口可以拓宽到6V以上的高压，4.45V高压循环次数可升到1,500次。中化蓝天的电解液低阻抗技术主要通过对锂盐、溶剂、添加剂三方面的调配设计，提高电解液电导率和锂离子迁移数、降低界面阻抗来降低整体阻抗，可以改善电池寿命、功率和能量效率。昆仑材料认为LiFSi的高电导率，低粘度和高温稳定性在快充趋势下成为最有希望替代LiPF6的电解质，但最大的问题是在非水电解液中对电池某些组件的腐蚀严重，用于钠离子电池时腐蚀的问题就更明显，NaFSi会腐蚀铝箔。目前昆仑化学的新型添加剂N863可以明显抑制腐蚀现象。此外，昆仑化学开发的燃沸点高的新型溶剂N11和含磷阻燃剂FPN，可以对热失控过程进行延迟，提高电池安全性。 铝塑膜。铝塑膜当前应用于软包电池封装，向全固态电池发展的过程中，软包封装的应用会增多。铝塑膜有干法和热法两种工艺。新纶新材认为铝塑膜的发展方向主要为1）开发更适合固态锂电池使用的高性能铝塑膜；2）从耐热提升、冲深提升等维度进行产品升级迭代。 工艺创新。制浆设备方面，红运机械推荐管线式设备，强调浆料品质；曼恩斯特（301325CH，未评级）推荐双螺杆设备，强调生产效率的提升。涂布设备方面，利元亨（688499CH，未评级）的双层高速宽幅涂布机，创新烘箱技术，宽幅可以达到1.6m，涂布速度可以达到100m/min。赢合科技（300457CH，未评级）采用超宽幅涂辊分解决方案，1.6m双层涂布机，1.5m辊分一体机，具备高度自动化，可以8小时不停机。叠片机方面，光大激光的设备，390的电芯可以达到0.125s/pcs，590电芯可达到0.17s/pcs；利元亨叠片设备也可以达到0.125s/pcs的速度，下一代将达到0.06s/pcs。先导智能（300450CH）拥有整个展会最大的展台，也吸引了最多的参观者。 免微信涉及的内容仅供参考，版权归招银国际及相关内容提供方所有，免责声明见招银国际官方网站：责 https://www.cmbi.com 声明