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原标题:中泰证券:全固态电池商业化尚早 半固态电池锂和碳纳米管用量增加 来源:同顺深研所
2021年1月9日,蔚来在成都举办2020NIODay,在会上正式发布了蔚来智能电动旗舰轿车ET7,新车使用了激光雷达等新一代自动驾驶技术以及150kWh半固态电池包等技术。
依据电解质分类﹐锂电池可分为液态、固态,其中固态电池可分为半固态、准固态和全固态。
与液态电池相比,固态电池:
1、续航高,能量密度可以达到传统锂电池两倍左右;
2、重量轻;
3、安全性更高,固态电解质不可燃、不挥发、不腐蚀、不漏液,高温下不会起火;
4、寿命长,固态电池在理想状态下,充电循环次数可达45000次左右。
中泰证券认为全固态电池商业化尚早。全固态电池在技术、工艺和成本上均存在一系列难题,技术指标在实验室条件下扔处于不稳定状态,距离商业化尚早。
1、技术
全固态电池目前在循环寿命、快充性能、界面阻抗上尚不达标。循环寿命上看,目前很多实验室产品循环次数只有300-500次,QUANTUM SCAPE产品的循环次数也只有800次; 由于固体电解质的离子导电率较低,全固态电池目前无法实现快充;由于电解质是固态的,且正负极充放电过程中体积变化率高达10%+,界面阻抗问题难以解决。
2、加工工艺难度大
硫化物固态电解质对生产环境要求苛刻、需隔绝水和氧气,加工工艺和大规模量产技术尚未解决。
3、生产成本高
固态电池生产成本多为生产过程成本。根据国际新能源网,与锂离子电池(过程成本仅为 20-30%)相比,固态电池生产过程成本占比超50%;银碳层大规模生产所需的贵金属纳米银成本较高。
4、全球进展
总体还处于试制阶段。_国际上看,日本车企技术规划及应用进度较快,其中丰田已经对外展示了处于试制阶段的固态电池样品。中国企业大多仍处于规划布局阶段。国内上看,部分中国车企发布了明确应用固态电池的规划,但占比较小。与传统车企相比﹐以蔚来为代表的中国新兴造车势力,在固态电池的布局上则上更为积极。
半固态电池锂和碳纳米管用量增加
ET7将要搭载的150度电池包为半固态电池。中泰证券认为,由于半固态电池仍有液态电解液﹐无固固界面阻抗问题,因而快充、膨胀等技术问题都可以解决。只要固态电解质的量产工艺和成本问题解决,半固态商业化或加速。
半固态电池配方基本沿袭现有材料体系,锂和碳纳米管等用量会增加:
1、正极
超高镍,基本沿袭现有正极材料体系;
2、负极
硅碳负极需要预锂化补锂,根据amprius数据,预锂化需要补锂约35%。另外,因硅导电性不足﹐还需添加碳纳米管。
3、电解液
固液电解质+原位聚合技术,主要用来提高安全性、抑制硅碳负极膨胀。电解质还是液态那些成分(溶剂+6F+添加剂),原位聚合是种工艺技术,通过原位聚合形成的凝胶聚合物将液体目定在想要的位置,电解液和聚合物单体先进入正负电极表面及里面颗粒上进行聚合,膨胀的时候有凝胶强度,这样可以抑制硅负极和高镍正极膨胀。
4、隔膜
仍然需要,但涂覆技术可能会有变化。
中泰证券认为未来几年,ET7等优质供给不断加速推向市场,全球电动化加速。汽车行业面临着百年变局,国内供应链有望在这一轮电动和智能化浪潮中全面崛起,重点配置具备全球竞争力的核心资产。另外,市场担忧的全固态电池距离商业化尚早,而半固态电池基本沿袭现有材料体系,且对锂、硅碳负极和碳纳米管的需求会增加。我们持续推荐:
1、全球龙头
宁德时代、恩捷股份、三花智控、克来机电、当升科技、天赐材料、新宙邦、璞泰来、拓普集团、先导智能、赢合科技、亿纬锂能、孚能科技等,关注国轩高科;
2、国产短板领域
国产替代加速的中鼎股份(空气悬挂)、保隆科技(空气弹簧)等,关注伯特利(智能刹车);
3、21年大概率出现短缺的环节
6F、电解液(新宙邦、天赐材料)、锂、铜箔,看好阻燃剂(万盛股份)等;
4、关注新技术
半固态电池商业化:预锂化导致锂用量增35%、碳纳米管用量增加,关注锂资源品、碳纳米管相关标的;激光雷达从0-1:关注禾赛科技等。
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