新能源汽车大圆柱电池发展分析( 52 页)

    2022-04-01

新能源汽车大圆柱电池发展分析( 52 页)


目录

1、 电芯大型化趋势明确,大圆柱路线前景可期 ...... 6

1.1、 18650→21700→46800,圆柱电池大型化趋势明确 ....... 6

1.2、 圆柱电池在一致性、安全性、材料应用等方面优势明显 ..... 8

1.3、 受益于大圆柱电池的高成组效率、低BMS 难度和高电压平台适配性,大圆柱电池路线前景可期 ..... 9

2、 电池环节:电池厂商布局大圆柱电池,大圆柱多重优势助力圆柱份额提升 ..... 12

2.1、 动力电池行业集中度高,国内外技术路线布局有所差异 ....... 12

2.2、 大圆柱电池产能即将放量,多重优势助力圆柱电池份额提升 .... 13

3、 材料环节:大圆柱电池需求增加,有望提升高能量密度材料应用潜力 .... 15

3.1、 高镍正极:圆柱大型化趋势下迎高镍扩产高峰,一体化布局铸就高镍正极材料龙头 ....... 15

3.1.1、 高镍材料能量密度优势明显,里程需求驱动NCM811 占比提升 .... 15

3.1.2、 高镍三元与圆柱电池优缺点互补,高镍大圆柱电池优势明显 ..... 17

3.1.3、 大圆柱放量提升高镍材料需求,三元前驱体和正极材料龙头企业受益 ...... 19

3.2、 硅基负极:硅基负极需求向上,商业化进程有望加速 ...... 25

3.2.1、 石墨负极接近理论比容上限,高比容硅材料备受关注 .... 25

3.2.2、 硅基负极适配大圆柱电池,硅基负极规模商业化进程加速 ..... 28

3.3、 LiFSI:大圆柱带动LiFSI 需求提升,国内企业大规模布局加速 ....... 31

3.3.1、 LiFSI 性能优势明显,高镍化助力提升LiFSI 需求 ...... 31

3.3.2、 LiFSI 需求有望大幅提升,龙头公司强者恒强 .... 34

3.4、 碳纳米管:大圆柱助力碳纳米管渗透率提升,龙头企业技术优势加深护城河 ...... 37

3.4.1、 碳纳米管性能优越,大圆柱电池助力碳纳米管渗透率提升 ..... 37

3.4.2、 技术与性能构筑核心竞争力,龙头公司产能扩张强者恒强 ..... 40

4、 结构件环节:大圆柱需求放量,打开圆柱结构件增量空间 ...... 44

4.1、 大圆柱电池前景广阔,圆柱结构件市场快速扩张 ...... 44

4.2、 技术壁垒构筑行业护城河,易拉盖生产设备龙头技术升级趋势明显 ..... 46

5、 投资建议 ...... 51

图表目录

图1:圆柱、方形、软包电池结构对比 ..... 6

图2:2170 圆柱电池较1865 圆柱电池能量提升50% ...... 6

图3:4680 圆柱电池较2170 圆柱电池能量提升5 倍....... 6

图4:大圆柱电池具有低成本优势 .... 7

图5:电池设计是特斯拉降本增效的重要手段之一 ....... 7

图6:圆柱的弧形表面一定程度抑制了侧向热传递 ....... 9

图7:随着电芯直径增加,动力电池支架板和集流片的孔径变大 ..... 9

图8:极耳是电池在进行充放电时的接触点 .... 10

图9:46800 电池采用无极耳技术 ...... 10

图10:全极耳设计可缩短电子传输路径,降低电池内阻 .... 10

图11:无极耳设计能够有效的降低产热速率 ...... 11

图12:无极耳设计可以保证大圆柱电池的充电效率 ....... 11

图13:2020 年全球动力电池企业装机情况 .... 12

图14:2021 年全球动力电池企业装机情况 .... 12

图15:国内方形、圆柱、软包电池出货量占比 ...... 13

图16:全球方形、圆柱、软包电池出货量占比 ...... 13

图17:三元材料性能与镍钴锰元素比例关系 ...... 16

图18:中国锂电池三元正极材料产品结构 ...... 16

图19:锂电池热失控产生原因 .... 17

图20:NCM811 的热稳定性比NCM622 差 ....... 18

图21:NCM811 放热峰的放热量是NCM622 的三倍 ..... 18

图22:过充电和过放电易导致电池热失控 ...... 18

图23:2020 年国内三元前驱体企业出货占比 .... 20

图24:三元前驱体成本构成 ....... 21

图25:2020 年国内前驱体公司直接材料成本占比 ..... 21

图26:2021 年国内三元材料市场份额 ....... 22

图27:2021 年1-10 月国内高镍市场竞争格局 ...... 22

图28:高镍三元正极材料制备工艺流程 ..... 23

图29:负极材料分类 ...... 25

图30:2021H1 负极市场占比 ..... 25

图31:嵌锂生成Li-Si 合金的体积膨胀率高达320% ...... 26

图32:硅基负极失效机制示意图 .... 26

图33:硅碳复合负极循环稳定性好 .... 27

图34:硅纳米管中铿离子通道示意图 ..... 27

图35:特斯拉生硅负极将使制造成本降至1.2 美元/kWh ....... 27

图36:特斯拉生硅负极示意图 .... 28

图37:硅碳负极材料生产流程 .... 28

图38:电解液由有机溶剂、电解质锂盐和添加剂组成 ....... 32

图39:正极过渡金属溶解对电池性能的危害 ...... 32

图40:LiFSI 分子式 .... 33

图41:LiFSI 具有更好的抗水解性能 ...... 33

图42:LiFSI 在高温下具有更好的电池循环性能 .... 34

图43:LiPF6 价格走势 .... 35

图44:硫酸在天赐材料产业链循环中的示意图 ...... 36

图45:不同接触类型导电剂示意图 .... 37

图46:导电剂接触形式....... 37

图47:2016-2021 年中国锂电池导电剂出货量情况 ....... 40

图48:2020 年中国碳纳米管导电浆料市场竞争格局 ..... 40

图49:天奈科技生产碳纳米管的工艺流程 ...... 41

图50:天奈科技生产碳纳米管导电浆料的工艺流程 ....... 41

图51:动力电池结构件主要为壳体和顶盖 ...... 44

图52:圆柱和方形壳体示意图 .... 45

图53:圆柱电池顶盖(安全阀)示意图 ..... 45

图54:精密级进冲压模具示意图 .... 47

图55:动力锂电池顶盖主要生产工艺及模式 ...... 48

图56:动力锂电池壳体的主要生产工艺及模式 ...... 48

表1:圆柱电池一致性和标准化程度高 ..... 8

表2:国内外电池厂商大圆柱电池布局情况 .... 13

表3:圆柱电池需求量预测 ..... 14

表4:正极材料对比 .... 15

表5:不同三元材料性能对比 ...... 17

表6:大圆柱电池对高镍三元正极需求预测 .... 19

表7:全球高镍三元正极需求预测 ...... 19

表8:三元前驱体材料组成 ..... 21

表9:三元前驱体企业一体化布局情况 ....... 21

表10:三元正极材料企业高镍技术储备情况 ...... 23

表11:国内龙头三元正极企业高镍产能规划(万吨) .... 24

表12:负极材料对比 ...... 26

表13:不同制备方式制备的硅基负极材料的技术特征对比 .... 29

表14:国内硅基负极产业化进度 .... 29

表15:三类电解质锂盐的技术指标对比 ..... 33

表16:动力电池高镍化对LiFSI 需求影响测算 ....... 35

表17:LiFSI 主要厂商产能情况...... 36

表18:导电剂优缺点对比 ....... 38

表19:碳纳米管在力学、电学、热学、化学性能方面优势明显 ..... 38

表20:天奈科技三代产品生产技术和产品性能对比 ....... 41

表21:主流碳纳米管公司产品性能对比 ..... 42

表22:主要碳纳米管企业产能情况 .... 43

表23:天奈科技新增碳纳米管导电浆料产能明细(单位:吨) ..... 43

表24:圆柱结构件市场空间测算 .... 46

表25:动力电池精密结构件是冲压件 ..... 46

表26:国内外锂电池结构件厂商情况 ..... 48

表27:科达利主要客户情况(销售金额单位:亿元) ....... 49

表28:斯莱克结构件产能情况 .... 50


[报告关键词]:   电池  
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