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

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
2021年01月11日 17:07 同花顺

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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

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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