汽车及汽车零部件行业研究：受益圆柱电池市场高增，预镀镍0-1国产替代将至

投资逻辑： 25年全球预镀镍钢需求有望达近50万吨，CAGR=45%，市场近百亿。我们预计23-25年全球预镀镍钢需求预计分别为 21/31/47万吨，CAGR=45%，其中动力电池所需预镀镍钢需求预计为13/21/33万吨，储能电池所需预镀镍钢需求预计为0.3/0.8/3.1万吨，小型电池所需预镀镍钢需求预计为8/9/10万吨。假设25年产品均价1.9万元/吨，对应25年市场约88亿元。 驱动因素1：圆柱电池需求高增，大圆柱电池量产后进一步助推增长。1）特斯拉为全球电车龙头，随着未来Cybertruck 等车型投产上市，销量有望持续攀升，我们预计23/25年特斯拉圆柱动力电池（含大、小圆柱）需求量分别为90/228GWh，同比+56%/+47%，推升预镀镍钢需求；2）相比方形电池，大圆柱电池在安全性上具备天然优势，电芯理论上可实现更高能量密度，量产后制造费用预计较方形具备优势，我们预计到25年，在动力+储能双轮驱动下，大圆柱电池需求超220GWh（均采用预镀镍钢），CAGR超200%，预计24-25年行业步入大规模量产，进一步推动预镀镍钢需求。 驱动因素2：预镀镍工艺将持续替代后镀镍。相较后镀镍，预镀镍工艺优势在于更优的镀层均匀性、更低的漏铁率、 更好的电压一致性、更长的储存寿命和更少污染，随着工艺完善，预镀镍与后镀镍价差已小，后镀镍预计将逐步被预镀镍工艺所替代。 海外扩产谨慎，全球市场供给缺口预计由国产企业补充。2H22起全球预镀镍钢供不应求，22年全球预镀镍钢产能基 本被海外厂商垄断，且海外没有明确的大规模扩产计划，若仅考虑海外产能，预计23-25年全球供给差（供给-需求）分别达-1/-8/-24万吨，我们预计国内企业中东方电热/甬金股份25年产能规划达15/7.5万吨，有望补充供给缺口。预镀镍钢生产难点在于基材、退火、电镀，国产均有望突破。1）基材质量：当前新日铁钢基材质量最优，出现砂眼 频率最低，国内宝钢技术最优，较海外差距已小，在大圆柱领域中差距已基本抹平，未来有望得到更多客户认可；2） 电镀工艺：对于预镀镍的电镀液配方，企业间各有方案，国内东方电热、甬金股份、湖南永盛均有各自布局；3）退火工艺：连续退火较罩式退火生产效率高、受热均匀、产品一致性好，但对温度控制与设备精度要求高，海外客户多提出连续退火要求，国内东方电热、甬金股份已布局连续退火工艺。 当前已有国产产品性能逼近海外水平，价格优势凸显，国产替代时点将至。1）技术端，19年东方电热子公司东方九 天的预镀镍钢带在渗透合金层厚度、漏铁率等关键性能上接近海外水平，当前产品在客户验证顺利，且公司自有的第一条连续退火线预计将于2H23落地，进一步适配海外客户需求，甬金股份的连续退火线预计也将于明年逐步落地，并开启产品送样；2）价格端，预镀镍成本主要由钢基材、镍、人工+制造费用构成，钢基材占据预镀镍钢主要成本，占成本约60-70%，而国产宝钢钢基材采购价预计相较进口钢基材低15%-20%，国内的人工费用及国产设备投资额预计相较海外更低。当前东方电热产品售价维持比进口预镀镍产品低2000-3000元/吨，国产价格优势显著。 投资建议与估值 预镀镍行业若仅依赖海外产能，未来将面临供不应求，当前部分国产产品性能接近海外，产能陆续释放，验证持续推进，有望形成国产替代，建议重点关注东方电热（当前快速导入消费电池领域客户，动力类客户材料性能验证也已基本完成，国内企业中产品验证进展最前&产能释放最快），甬金股份（从不锈钢领域延伸至预镀镍钢，具备成熟的退火、平整工艺，预计在明年初落地产线，并开启产品验证）。 风险提示 下游新能源汽车需求不及预期风险、下游消费电池需求不及预期风险、下游电池企业大圆柱电池产能落地不及风险、预镀镍钢材料客户验证不及预期风险、预镀镍钢行业竞争加剧风险、商业模式切换风险。 内容目录 一、圆柱电池持续放量，且后镀镍逐步被替代，预镀镍市场迎放量4 1.1需求驱动因素1：圆柱电池需求高增，大圆柱电池量产后进一步助推增长4 1.2需求驱动因素2：预镀镍工艺将持续替代后镀镍7 1.3预镀镍钢需求高增，CAGR=45%，25年市场预计近百亿元8 二、突破核心生产难点，国产替代时点将至9 2.1海外扩产谨慎，全球市场供给缺口预计由国产企业补充9 2.2预镀镍钢生产难点在于基材、退火、电镀，国产均有望突破10 2.3当前部分国产产品性能逼近海外水平，价格优势凸显，国产替代将至13 三、重点关注公司15 3.1东方电热：为国内产品验证进展最前，产能释放最快15 3.2甬金股份：国内不锈钢冷轧行业龙头，拥有成熟退火、平整工艺15 3.3非上市公司：湖南永盛具备一定工艺、产品基础16 四、风险提示16 图表目录 图表1：圆柱电池壳体材料以钢为主4 图表2：特斯拉圆柱电池需求量及预测（GWh，22-25E）4 图表3：大圆柱电池与方形电池比较5 图表4：大圆柱电池需求测算（22-25E，GWh）5 图表5：电池企业纷纷布局4680电池6 图表6：预镀镍钢基带生产流程7 图表7：后镀镍钢壳生产流程7 图表8：与后电镀钢壳比，预镀镍壳体内面镀层更均匀7 图表9：预镀镍钢壳内外镀层分布均在1-3um7 图表10：预镀镍钢壳电池初始电压一致性表现更优8 图表11：预镀镍钢壳电池电压衰减更少，寿命更长8 图表12：预镀镍钢壳较后镀镍钢壳具备多方面优势8 图表13：全球预镀镍钢需求测算（万吨）8 图表14：若仅依靠海外产能，全球预镀镍钢预计23-25年形成较大供需缺口（万吨）9 图表15：国内预镀镍企业产能规划（万吨）10 图表16：电池壳体砂眼问题10 图表17：国内主要预镀镍厂商电镀技术专利整理11 图表18：国内主要预镀镍厂商退火技术专利整理12 图表19：东方九天预镀镍钢带力学性能接近新日铁产品13 图表20：东方九天预镀镍钢壳漏铁率接近新日铁产品13 图表21：东方九天预镀镍钢带合金层接近新日铁产品13 图表22：国产动力电池预镀镍钢较海外产品具备价格优势（万元/吨）14 图表23：国产动力电池预镀镍材料成本有望进一步下探（万元/吨）14 图表24：公司有望持续突破下游客户15 图表25：2021年度中国精密冷轧不锈钢板带主要厂商市场份额16 图表26：2021年度中国宽幅冷轧不锈钢板带主要厂商市场份额16 一、圆柱电池持续放量，且后镀镍逐步被替代，预镀镍市场迎放量 1.1需求驱动因素1：圆柱电池需求高增，大圆柱电池量产后进一步助推增长 当前动力圆柱电池基本使用钢壳，需要镀镍处理。钢壳的强度、工艺成熟度、生产效率等较铝壳更高，但是为了防止电池正极活性材料腐蚀，需要对钢壳做镀镍保护。目前车用小圆柱电池主要采用预镀镍钢，大圆柱电池均采用预镀镍钢，行业内新增布局圆柱电池路线的企业也基本采用预镀镍钢。 电池 圆柱电池 方形电池 软包电池 主流材料 钢壳 铝壳 铝塑膜 优点 物理稳定性较强，自动化工艺成熟，良率高，一致性好 密度为钢的1/3，轻量化空间大；导热能力是钢的5倍；延伸性能好 能量密度高，延展性好 缺点 较重，为防止电池正极活性材料腐蚀，需要镀镍保护，对钢基带要求较高 良率较低，强度较钢低 良率低，容易破损漏液 图表1：圆柱电池壳体材料以钢为主 来源：锂电前沿微信公众号，国金证券研究所 受特斯拉销量驱动，圆柱动力电池需求高增。特斯拉为全球电车龙头，在降价策略下依旧保有领先的单车利润水平，拉低购入门槛增强公司在市场的竞争力，随着后续Cybertruck及Model2/Q的投产上市，公司销量有望持续攀升。特斯拉当前车型以圆柱电池为主，部分采用方形铁锂，我们预计圆柱电池未来仍为特斯拉的主要选择，且由于IRA政策更有利于松下等在美国建有基地的圆柱电池企业出货，及更高带电量车型（Cybertruck预计单车150-200kWh）未来量产（明确采用4680电池），通过对特斯拉销量及单车带电量进行假设，我们测算23/25年特斯拉圆柱动力电池需求量分别为90/228GWh，同比+56%/+47%，推升预镀镍钢需求。 图表2：特斯拉圆柱电池需求量及预测（GWh，22-25E） 250 200 150 100 50 0 22A23E24E25E 特斯拉圆柱电池需求量（GWh）YOY 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 来源：特斯拉公告，国金证券研究所测算 大圆柱动力+储能双轮驱动，预计24-25年步入大规模量产。 安全性方面，大圆柱电池在安全性上较方形电池具备天然优势。圆柱电池单体容量较小，单个电池热失控释放能量低，泄压速度更快，相较于方形和软包不易引起热失控蔓延；圆柱单体电池接触为线接触，热传导较慢，且具备弧形表面，天然预留散热空隙，而方形、软包是面接触、接触面积较大，散热空间小，一旦单体电池发生热失控易蔓延至电池组；大圆柱电池因为壳体强度以及卷芯的结构，整个生命周期膨胀率非常小，保证阻抗稳定，而方形铝壳电池在整个寿命周期一直膨胀，很难准确预测方形铝壳的寿命。 性能方面，大圆柱电池弧形表面更耐硅负极的膨胀，电芯理论上可实现更高能量密度。圆柱电池极片卷绕的特点可以尽量使极片各个位置膨胀力均匀，减少破损和褶皱的出现，方型和软包电池在R角处易出现应力集中而导致的破损和褶皱，另外大圆柱电池的钢壳机械强度大，可充分吸收负极的膨胀力，同时具备更高的熔点，有助于电芯实现更高能量密度。然而当前大圆柱电芯在应用高性能材料体系时仍有问题待解决，且大圆柱电池成组效 率天然低于方形，因此目前在电池包能量密度上较方形暂未展现明显优势。 成本方面，大圆柱电池在制造费用上较方形具备优势，然而当前受制于良率等成本预计较高。根据湖北亿纬动力战略部负责人桂客的陈述，一方面大圆柱本身的形状决定了卷绕工艺及组装工艺段都可以进行连续高速不间断生产，另一方面大圆柱的整道制造工序只有10道，生产时长7天，均少于软包和方形铝壳生产30%以上，因而大圆柱电池生产效率更高，理论上可达到300ppm的高速制造（方形铝壳一般为10-20ppm）。依据亿纬锂能董事长刘金成21年的分享，亿纬锂能的大圆柱电池单线产能可达6.5GWh，比方形电池的制造费用下降42%，未来一条生产线可达20GWh，单GWh人工、制造费用将进一步降低。然而大圆柱电池在焊接等环节难度较小圆柱明显提升，整体难度较大，受制于良率等因素，大圆柱电池当前成本预计较方形高，未来有望进一步改善。 图表3：大圆柱电池与方形电池比较 比较类目 大圆柱电池 方形电池 安全性 泄压时间 由于大圆柱电池本身的柱状结构以及盖板设计，所以5秒可释放75%的电池容量和物质 方形铝壳电池，它的防爆阀面积是有限的并且一般设计在盖板的中间部位，所以15秒内仅能释放50%的电池能量和物质 热扩散 圆柱的结构设计下，柱体是无法相交的只能相切，相邻电池是线接触，受热比只有1/6，大圆柱电池成组时可以做到没有热扩散 而方形铝壳电池是面对面相靠，相邻电池受热比达到1/2，方形铝壳很难避免热扩散 电池寿命 大圆柱电池因为壳体强度以及卷芯的结构，整个生命周期膨胀率非常小，即便膨胀也是向内膨胀而不是向外。对于大圆柱电池来说，电池在整个 生命周期形态不变，保证阻抗不变 方形铝壳电池在整个寿命周期一直膨胀，尤其在生命周期末尾，方形铝壳电池的膨胀肉眼可见，导致很难准确预测方形铝壳的寿命，而大 圆柱电池则可以实现 电池壳体 采用高强度预镀镍钢壳体，抗冲击性能更优，但需要镀镍保护，且对钢基带要求较高 多采用铝壳，延展性好，质量较轻，对铝壳要求相对较低，但强度不如钢壳 性能 当前单体电芯能量密度(Wh/kg) 280-300Wh/kg 278-308Wh/kg（宁德麒麟电池1000公里续航版） 成组效率 预计50%-65% 预计65%-72%（宁德麒麟电池1000公里续航版） 当前电池包能量密度（Wh/kg） 约180-195Wh/kg 200Wh/kg（宁德麒麟电池1000公里续航版） 成本 单位人工、制造费用 制造工序较