[研报PDF] 新能源电动化系列报告(二):【粤开新能源】材料创新,多点开花

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  电池材料是新能源电池的核心。电池材料包括正负极、隔膜、电解液、集流体(铜箔、铝箔)等。其中,正极、负极、隔膜、电解液作为“电池四大电池材料”,在电池总成本占比90%,对电池的能量密度、寿命、安全性等各项性能指标产生了深远影响。

  本文将基于四大电池材料视角,探讨电池材料行业发展超势、技术迭代路径与产业竞争格局,为电池技术迭代与材料创新提供思考视角。

  正极:多种技术路线齐头并进,市场集中度在“四大主材”中最分散

  三元锂、磷酸铁锂等多种技术将在中长期齐头并进,锚定细分市场,发挥各自优势。三元锂仍是高端乘用车市场首选;磷酸铁锂则向低端乘用车、商用车和储能市场渗透;钴酸锂由于充放电稳定,在小型电子产品上会继续发挥优势;而锰酸锂在专用车市场上仍将保持一定份额。多体系并存才能解决我国单一资源匮乏的问题。技术迭代路径上,三元材料以高镍化、无钴化、单晶化为主导方向;磷酸铁锂则以金属掺杂为主。

  产业格局上,正极材料产业集中度在四大材料中最低,竞争激烈,其中磷酸铁锂的市场集中度高于三元锂。三元材料企业纷纷在前驱体生产等上游原料环节加大投资、提高控制力;磷酸铁锂材料企业则通过加大铁源自有产能建设来降低成本。

  负极:人造石墨一体化发展,硅基负极加速渗透,“三大四小”格局稳定

  技术布局方面,中长期内人造石墨仍是主流,硅基负极加速渗透。目前石墨的比容量已经接近理论上限,提升空间较小,因此比容更高的硅基负极成为技术突破方向。纯硅负极的理论容量能达到4200mAh/g,是石墨负极的10倍以上,但其安全性、寿命、充放电功能较差,需要材料工艺不断突破。

  产业格局上,负极材料竞争格局相对固化,市场集中度较高。由于高能耗的石墨化工序对负极材料至关重要,所以负极材料多选择在能源大省自建石墨化生产。整体上,我国负极材料企业长期保持”三天四小”的格局。“三大”为贝特瑞、璞泰来、杉杉股份,“四小”为尚太科技、中科电气、东莞凯金、翔丰华。同时,环评审批趋严限制了小厂的产能扩张,短期看“三天四小”的格局仍将持续,尚难走出绝对龙头。

  隔膜:“湿法”主流,竞争“一超多强”,稳中有进

  湿法隔膜配合涂覆技术是当前及未来主流技术方向。湿法工艺熔点低,湿法隔膜的耐热性较差,因此涂覆技术成为重点技术路径。固态电池的发展虽然会对隔膜材料产生颠覆性影响,但鉴于高成本+低产能,短期内基本上不会大规模普及。

  隔膜属于典型的重资产、高壁垒行业。“重资产、高壁室”的产业特征决定隔膜行业呈现高度规模化、一体化的发展格局。恩捷股份在国内湿法隔膜上技术领先,良率已达到90%以上,国内市占率30%以上,是国内隔膜市场的绝对龙头。

  电解液:双氟磺酰亚胺锂“后来居上”,一超多强,格局稳定

  双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)替代六氟磷酸锂,进而成为下一代电解液主流锂盐的趋势愈发明显。LiFSI不仅具有优异的热稳定性,且在电导率等方面同样优于六氟磷酸锂,能够延长电池寿命,提高充放电功率以及安全性。

  固态电解质是电解液的终极形式,全面量产仍需5-10年时间。目前固态电解质几乎是由龙头电解液公司在跟进和迭代,目前造价仍然较高,缺乏配套的设备厂商,量产尚需时日。

  风险提示:下游锂离子电池需求不及预期、技术升级不及预期、上游价格波动无法向下传导

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