新能源汽車行業(yè)市場(chǎng)分析報(bào)告九

新能源汽車行業(yè)市場(chǎng)分析報(bào)告九2022年4月

目錄、電芯大型化趨勢(shì)明確，大圓柱路線前景可期..........................................................................................................6、18650→21700→46800，圓柱電池大型化趨勢(shì)明確.......................................................................................6、圓柱電池在一致性、安全性、材料應(yīng)用等方面優(yōu)勢(shì)明顯.................................................................................8、受益于大圓柱電池的高成組效率、低BMS難度和高電壓平臺(tái)適配性，大圓柱電池路線前景可期.................9、電池環(huán)節(jié)：電池廠商布局大圓柱電池，大圓柱多重優(yōu)勢(shì)助力圓柱份額提升.........................................................12、動(dòng)力電池行業(yè)集中度高，國(guó)內(nèi)外技術(shù)路線布局有所差異...............................................................................12、大圓柱電池產(chǎn)能即將放量，多重優(yōu)勢(shì)助力圓柱電池份額提升........................................................................13、材料環(huán)節(jié)：大圓柱電池需求增加，有望提升高能量密度材料應(yīng)用潛力................................................................15、高鎳正極：圓柱大型化趨勢(shì)下迎高鎳擴(kuò)產(chǎn)高峰，一體化布局鑄就高鎳正極材料龍頭...................................153.1.1、高鎳材料能量密度優(yōu)勢(shì)明顯，里程需求驅(qū)動(dòng)占比提升........................................................153.1.2、高鎳三元與圓柱電池優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)，高鎳大圓柱電池優(yōu)勢(shì)明顯.............................................................173.1.3、大圓柱放量提升高鎳材料需求，三元前驅(qū)體和正極材料龍頭企業(yè)受益..............................................19、硅基負(fù)極：硅基負(fù)極需求向上，商業(yè)化進(jìn)程有望加速..................................................................................253.2.1、石墨負(fù)極接近理論比容上限，高比容硅材料備受關(guān)注........................................................................253.2.2、硅基負(fù)極適配大圓柱電池，硅基負(fù)極規(guī)模商業(yè)化進(jìn)程加速.................................................................28、LiFSI：大圓柱帶動(dòng)LiFSI需求提升，國(guó)內(nèi)企業(yè)大規(guī)模布局加速...................................................................313.3.1、LiFSI性能優(yōu)勢(shì)明顯，高鎳化助力提升LiFSI需求..............................................................................313.3.2、LiFSI需求有望大幅提升，龍頭公司強(qiáng)者恒強(qiáng)....................................................................................34、碳納米管：大圓柱助力碳納米管滲透率提升，龍頭企業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)加深護(hù)城河..............................................373.4.1、碳納米管性能優(yōu)越，大圓柱電池助力碳納米管滲透率提升.................................................................373.4.2、技術(shù)與性能構(gòu)筑核心競(jìng)爭(zhēng)力，龍頭公司產(chǎn)能擴(kuò)張強(qiáng)者恒強(qiáng).................................................................40、結(jié)構(gòu)件環(huán)節(jié)：大圓柱需求放量，打開圓柱結(jié)構(gòu)件增量空間..................................................................................44、大圓柱電池前景廣闊，圓柱結(jié)構(gòu)件市場(chǎng)快速擴(kuò)張..........................................................................................44、技術(shù)壁壘構(gòu)筑行業(yè)護(hù)城河，易拉蓋生產(chǎn)設(shè)備龍頭技術(shù)升級(jí)趨勢(shì)明顯.............................................................46、投資建議..............................................................................................................................................................51、風(fēng)險(xiǎn)提示..............................................................................................................................................................5231、電芯大型化趨勢(shì)明確，大圓柱路線前景可期1.1、18650→21700→46800明確動(dòng)力電池根據(jù)封裝形式的不同，主要分為圓柱電池、方形電池和軟包電池。三“三明治層狀堆壘結(jié)構(gòu)，由正極片、隔膜、負(fù)極片依次層疊起來(lái)，外部用鋁塑膜包裝。圖：圓柱、方形、軟包電池結(jié)構(gòu)對(duì)比Promiseandrealityofpost-lithium-ionbatterieswithhighenergydensities圓柱電池的發(fā)展時(shí)間最長(zhǎng)，技術(shù)最為成熟，且標(biāo)準(zhǔn)化程度較高。最早的圓柱電池是由日本公司于1992年發(fā)明的18650鋰電池，其中18表示直徑為18mm65表示長(zhǎng)度為65mm，0表示為圓柱形電池。由于18650圓柱電池歷于消費(fèi)電子領(lǐng)域。圖2170圓柱電池較1865圓柱電池能量提升50%圖34680圓柱電池較2170圓柱電池能量提升5倍資料來(lái)源：特斯拉電池日官方材料，市場(chǎng)研究部資料來(lái)源：特斯拉電池日官方材料，市場(chǎng)研究部6由于圓柱電池的技術(shù)最為成熟、一致性較好，特斯拉將圓柱電池引入動(dòng)力電池領(lǐng)域。2008年特斯拉首次使用松下的18650圓柱電池電芯作為車輛的動(dòng)力電池，并在RoadsterS2017年特斯拉推出了與松下共同研發(fā)的21700將該電池應(yīng)用在3車型上。21700圓柱電池直徑為21mm，電池能量較18650圓柱電池提升了50%。此后特斯拉進(jìn)一步將圓柱電池向大型化升級(jí)，2019年特斯拉申請(qǐng)46800大圓柱專利，并于2020年電池日對(duì)46800大圓柱電池進(jìn)行宣傳，46800大圓柱采用無(wú)極耳、新型硅材料和無(wú)鈷技術(shù)，較21700圓柱電池的性能有較大提升，預(yù)計(jì)46800大圓柱電池能量將提升5續(xù)航里程提升16%、功率提升6相較于小圓柱電池，大圓柱電池具有高能量密度和低成本優(yōu)勢(shì)。圓柱電池尺寸從21700升級(jí)到46800448%180%的電池能量密度將有所提升，從而降低電池單Wh生產(chǎn)成本。從21700池升級(jí)到46800大圓柱可以降低14%的單位生產(chǎn)成本。電芯大型化是特斯拉降本增效的重要手段之一，圓柱電池大型化趨勢(shì)明確。圖：大圓柱電池具有低成本優(yōu)勢(shì)資料來(lái)源：特斯拉電池日官方材料，市場(chǎng)研究部圖：電池設(shè)計(jì)是特斯拉降本增效的重要手段之一資料來(lái)源：特斯拉電池日官方材料，71.2、圓柱電池在一致性、安全性、材料應(yīng)用等方面優(yōu)勢(shì)明顯圓柱電池制造工藝較為成熟，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品一致性高。由于圓柱電池在鎳氫電池和消費(fèi)類電子產(chǎn)品（3C）鋰離子電池上得到了長(zhǎng)期的應(yīng)用，業(yè)界積累了電池張力波動(dòng)控制在以下，大批量生產(chǎn)的圓柱電池產(chǎn)品一致性高。表：圓柱電池一致性和標(biāo)準(zhǔn)化程度高項(xiàng)目軟包電池方形電池圓柱電池殼體鋁塑膜鋼殼或鋁殼鋼殼或鋁殼制造工藝能量密度成組效率安全性方形疊片方形卷繞圓柱卷繞高中好低低低中高差中低低中中中高高高生產(chǎn)效率標(biāo)準(zhǔn)化程度一致性能量密度高、安全性能好、重對(duì)電芯保護(hù)作用強(qiáng)、成組效率量輕、外設(shè)計(jì)靈活一致性高成本高、一致性差、制造工藝整體重量重、一致性差、型號(hào)整體重量重、成組效率低、能要求高量密度相對(duì)較低資料來(lái)源：孚能科技招股說(shuō)明書，GGII，市場(chǎng)研究部?jī)?yōu)勢(shì)劣勢(shì)高多受益于圓柱電池?zé)崾Э貍鞑プ钄嗵匦?、密封性好和產(chǎn)品一致性高，圓柱電池在低，可以減少熱失控蔓延初期的能量釋放總量，且圓柱電池的密封性較軟包好，受益于圓柱結(jié)構(gòu)體本身的材料力學(xué)性能，圓柱電池和高鎳材料、硅碳負(fù)極材料高鎳材料和硅碳負(fù)極材料方面，圓柱電池優(yōu)勢(shì)明顯。8圖：圓柱的弧形表面一定程度抑制了側(cè)向熱傳遞資料來(lái)源：汽車電子設(shè)計(jì)，市場(chǎng)研究部1.3、受益于大圓柱電池的高成組效率、低BMS難度和高電壓平臺(tái)適配性，大圓柱電池路線前景可期圓柱大型化可以提高成組效率，彌補(bǔ)小圓柱電池成組效率低的不足。根據(jù)鉅大87%65%，而方形電池則分別為89%和70%，圓柱電池成組效率較低。圓柱電池直徑變大圖：隨著電芯直徑增加，動(dòng)力電池支架板和集流片的孔徑變大資料來(lái)源：Astroys，市場(chǎng)研究部圓柱路線對(duì)車企的BMS技術(shù)要求較高，大圓柱路線可降低BMS控制難度。單75KWh的電動(dòng)車動(dòng)力電池組大約需要7000個(gè)18650電池，即使是21700電池也需要4400BMSBMS領(lǐng)域積累薄弱的車企來(lái)說(shuō)難度較大，而換成46800電池僅需要950個(gè)電池，所需電池?cái)?shù)量顯著減少，從而降低BMS46800電池?zé)o極耳設(shè)計(jì)縮短電子傳輸路徑，從而降低電池內(nèi)阻。極耳是從電芯9產(chǎn)生局部高溫。為降低電池內(nèi)阻，減少充放電過(guò)程中歐姆熱，特斯拉對(duì)46800盤的橫向傳輸變?yōu)榧黧w縱向傳輸，將電子傳輸路徑平均長(zhǎng)度從銅箔長(zhǎng)度（21700電池銅箔長(zhǎng)度約1000mm）降低到電池高度（80mm阻降低一個(gè)數(shù)量級(jí)。圖：極耳是電池在進(jìn)行充放電時(shí)的接觸點(diǎn)圖：46800電池采用無(wú)極耳技術(shù)資料來(lái)源：特斯拉電池日官方材料，市場(chǎng)研究部資料來(lái)源：特斯拉電池日官方材料，市場(chǎng)研究部圖10：全極耳設(shè)計(jì)可縮短電子傳輸路徑，降低電池內(nèi)阻資料來(lái)源：GGII，市場(chǎng)研究部Shen量級(jí)。研究表明無(wú)極耳設(shè)計(jì)可以減少大圓柱電池在充電過(guò)程中的產(chǎn)生的熱效應(yīng)，從而保證大圓柱電池的一致性、安全性和充電效率。10圖：無(wú)極耳設(shè)計(jì)能夠有效的降低產(chǎn)熱速率資料來(lái)源：《Optimalcelldesigncoolingstrategyforcylindricallithium-ionbatteries受益于大圓柱電池內(nèi)阻小、一致性高，大圓柱電池和高能量密度材料及高電壓情況下高能量密度材料和快充系統(tǒng)不能兼容。目前電動(dòng)汽車普遍使用的是3~4V100個(gè)左右電池串聯(lián)才能達(dá)到800V高電壓快充系統(tǒng)則需要200個(gè)左右電池串聯(lián)，800V高電壓快充系統(tǒng)對(duì)電池一致性提出了更高的要求。由于大圓柱電池具有內(nèi)阻小的特點(diǎn)，同時(shí)兼具圓柱電池自身一致性高、對(duì)高能量密度材料兼容的優(yōu)點(diǎn)，因此大圓柱電池可以兼容高能量密度材料和高電壓快充系統(tǒng)。圖12：無(wú)極耳設(shè)計(jì)可以保證大圓柱電池的充電效率資料來(lái)源：特斯拉電池日官方材料，市場(chǎng)研究部2、重優(yōu)勢(shì)助力圓柱份額提升2.1、動(dòng)力電池行業(yè)集中度高，國(guó)內(nèi)外技術(shù)路線布局有所差異動(dòng)力電池行業(yè)集中度有所提升，2021年中日韓企業(yè)市占率超過(guò)ResearchCR3由45.9%提升至2021年的65.1%CR5由58.3%提升至年的79.5%幅提升。2021年全球動(dòng)力電池企業(yè)裝機(jī)量前10名均為中日韓企業(yè)，占整體裝機(jī)量的91.2%，中國(guó)、日本、韓國(guó)企業(yè)數(shù)量分別為6家、13家。圖13：2020年全球動(dòng)力電池企業(yè)裝機(jī)情況圖14：2021年全球動(dòng)力電池企業(yè)裝機(jī)情況2%2%1%1%2%9%9%3%3%25%23%5%4%33%6%9%6%7%12%18%20%寧德時(shí)代三星SDI國(guó)軒高科LG新能源SK松下比亞迪寧德時(shí)代SKLG新能源三星SDI蜂巢能源松下比亞迪遠(yuǎn)景動(dòng)力中航創(chuàng)新中創(chuàng)新航其他國(guó)軒高科其他遠(yuǎn)景動(dòng)力資料來(lái)源：SNEResearch，市場(chǎng)研究部資料來(lái)源：SNEResearch，市場(chǎng)研究部國(guó)內(nèi)外電池廠商對(duì)圓柱、方形、軟包三種技術(shù)路線布局有所差異。日本企業(yè)以圓柱路線為主，年松下生產(chǎn)的18650圓柱電池已經(jīng)批量裝配在世界多個(gè)品牌的筆記本電腦里，由于松下對(duì)圓柱電池的技術(shù)積累較多，松下與特斯拉合作，LGSKI以軟包路線為主，LG化學(xué)依靠在消費(fèi)類電子的軟包電池領(lǐng)域的積累，將軟包電國(guó)產(chǎn)化率低，因此以寧德時(shí)代和比亞迪為首的國(guó)內(nèi)企業(yè)以方形路線為主。122017年至2020從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)看，2017年后受補(bǔ)貼退坡影響，初期配套圓柱電池的短續(xù)航低端車2017年的27.2%下降至20209.7%，軟包電池出貨量增加，擠占一定圓柱電池市場(chǎng)份額，圓柱電池市場(chǎng)份額從年的29%202023。圖15：國(guó)內(nèi)方形、圓柱、軟包電池出貨量占比圖16：全球方形、圓柱、軟包電池出貨量占比100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%20172018201920202018方形圓柱軟包資料來(lái)源：SNEResearch，市場(chǎng)研究部2020方形圓柱軟包資料來(lái)源：GGII，市場(chǎng)研究部2.2、大圓柱電池產(chǎn)能即將放量，多重優(yōu)勢(shì)助力圓柱電池份額提升在Semi卡車和Cybertruck46800電池。特斯拉把大圓柱作為核心量產(chǎn)工藝的突破點(diǎn)，預(yù)期第一款搭載46800的車型將于2022年生產(chǎn)，特斯拉的弗里蒙特產(chǎn)線的46800良率已提升至92%左右。電池企業(yè)加速布局46800，大圓柱電池產(chǎn)能即將放量。為滿足大圓柱電池需求量，除特斯拉自己的電池工廠布局46800外，國(guó)內(nèi)外電池廠商也加速擴(kuò)產(chǎn)布局46800化學(xué)正在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)與研發(fā)以期達(dá)到特斯拉的要和LG化學(xué)計(jì)劃于2023年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。表：國(guó)內(nèi)外電池廠商大圓柱電池布局情況國(guó)家電池廠商大圓柱電池布局情況2021年月26日，松下首次展示了其為特斯拉打造的新型4680電池試制品；計(jì)劃年3月在日本的一家工廠試生產(chǎn)新型4680電池日本松下2021年3月已開始為特斯拉4680電池建造一條試點(diǎn)生產(chǎn)線，最早有望在年內(nèi)開始運(yùn)營(yíng)；正在考慮在美國(guó)和歐洲設(shè)立4680工廠，以便為特斯拉供貨LG化學(xué)三星SDI韓國(guó)據(jù)韓國(guó)媒體TheElec報(bào)道，寶馬將于三星SDI合作開發(fā)新的圓柱電池，尺寸介于21700和1346800之間2021年月6日公告將投資20GWh乘用車用大圓柱電池生產(chǎn)線及輔助設(shè)施項(xiàng)目總額約為32億元，建成達(dá)產(chǎn)后預(yù)計(jì)可形成20GWh/年的乘用車用大圓柱電池產(chǎn)能；公司于2021年4月與StoreDot簽訂協(xié)議，雙方就電動(dòng)汽車4680電池分三個(gè)階段進(jìn)行合作，有效期至2024年12月31日；目前億緯鋰能已布局了46800和億緯鋰能2021年2月，江淮汽車與CBAK能源科技簽署了一項(xiàng)為期三年的聯(lián)合產(chǎn)品開發(fā)戰(zhàn)略協(xié)議，雙方將聯(lián)合開發(fā)4680鋰電池及電池組中國(guó)江淮汽車比克國(guó)內(nèi)首發(fā)46802021年3個(gè)客戶合作進(jìn)行全極耳大圓柱電池的開發(fā)，4680電芯樣品預(yù)計(jì)年內(nèi)實(shí)現(xiàn)批量下線蜂巢能源董事長(zhǎng)表示2021展示了46800電芯研發(fā)成果，采用了與特斯拉相同的無(wú)極耳結(jié)構(gòu)蜂巢能源資料來(lái)源：各公司公告，電動(dòng)汽車觀察家，電池中國(guó)網(wǎng)，thelec，市場(chǎng)研究部46800大圓柱電池的放量有望成為圓柱份額提升的重要支撐。根據(jù)特斯拉電池4680021700電池升級(jí)到46800可以降低14%2025年圓柱動(dòng)力電池全球占比有望達(dá)到，圓柱動(dòng)力電池需求量將達(dá)318.2GWh。表：圓柱電池需求量預(yù)測(cè)2017A57.12018A105.338.62019A106.256.42020A124.6136.732.22021E333.4221.965.22022E500.0251.1145.342.32023E665.8280.3230.357.72024E852.6309.5320.482.52025E1062.5338.7415.4107.31923.919.8中國(guó)新能源乘用車（萬(wàn)輛）歐洲新能源乘用車（萬(wàn)輛）美國(guó)新能源乘用車（萬(wàn)輛）30.619.636.132.7其他地區(qū)新能源乘用車（萬(wàn)輛）15.121.825.719.034.0全球新能源乘用車（萬(wàn)輛）中國(guó)新能源商用車（萬(wàn)輛）全球新能源汽車（萬(wàn)輛）122.419.8201.820.3221.014.6312.512.1654.518.6938.618.01234.218.91565.119.5142.2222.1126.151.0%29.0%36.6235.6141.027.1%38.2324.6190.535.1%23.1%43.9673.1389.4956.6557.21253.1739.132.6%23.0%170.045.3%1584.6947.428.2%25.0%236.839.3%1943.724.4%27.0%318.234.4%全球動(dòng)力電池需求量（GWh）83.5YOY104.4%43.1%圓柱動(dòng)力電池占比28.1%20.0%77.921.0%圓柱動(dòng)力電池需求量（）23.4YOY56.4%4.4%14.9%77.4%50.2%資料來(lái)源：Statista，中汽協(xié)，T&EanalysisMarklines，市場(chǎng)研究部143、量密度材料應(yīng)用潛力3.1、高鎳正極：圓柱大型化趨勢(shì)下迎高鎳擴(kuò)產(chǎn)高峰，一體化布局鑄就高鎳正極材料龍頭3.1.1、高鎳材料能量密度優(yōu)勢(shì)明顯，里程需求驅(qū)動(dòng)占比提升的30%-40%。目前常見的正極材料有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料。NCM因此可以通過(guò)調(diào)整材料中鎳鈷錳元素的比例來(lái)選擇性的放大材料某方面的優(yōu)點(diǎn)，來(lái)滿足不同電池性能要求：（）鎳元素：充放電過(guò)程中的氧化還原反應(yīng)主要依靠鎳元素的變價(jià)，因此正極重的陽(yáng)離子混排現(xiàn)象（指在放電時(shí)鋰離子大量脫出的時(shí)候，受到外界因素作用，二階Ni離子占據(jù)（）鈷元素：鈷元素能夠抑制陽(yáng)離子混排，穩(wěn)定層狀結(jié)構(gòu)，起到提升電導(dǎo)率降低阻抗的作用，但是鈷元素存在價(jià)格昂貴等問(wèn)題；（）錳元素：錳有良好的電化學(xué)惰性，使材料始終保持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，并且廉價(jià)表：正極材料對(duì)比三元材料項(xiàng)目鈷酸鋰（LCO）錳酸鋰（LMO）LFP）NCM）NCA）比容量（mAh/g）循環(huán)壽命（次）安全性140-150500-1000適中100-120500-1000較好130-140>2000好150-220180-2201500-2000較好1500-2000較好成本高低低較低較低電化學(xué)性能好、循環(huán)性能好、能量密度高充放電穩(wěn)定、工藝簡(jiǎn)錳資源豐富、成本成本低、高溫性高能量密度、低溫性能好優(yōu)點(diǎn)單低、安全性能好能好缺點(diǎn)鈷價(jià)格昂貴能量密度低低溫性能差部分金屬價(jià)格昂貴部分金屬價(jià)格昂貴體積能量密度高，成成本低，能量密度安全性好，循環(huán)綜合性能較好，適綜合性能較好，適本高，安全性較差，壽命長(zhǎng)，適用客用各類數(shù)碼產(chǎn)品與用各類數(shù)碼和乘用電池產(chǎn)品相關(guān)影響適用高端數(shù)碼電動(dòng)自行車車電池乘用車電池車電池資料來(lái)源：容百科技招股說(shuō)明書，市場(chǎng)研究部15NCM型號(hào)包括622和鎳正極通常指鎳相對(duì)含量在0.6降低，三元材料的能量密度逐漸提高，但材料的容量保持率和熱穩(wěn)定性都會(huì)降覆來(lái)對(duì)高鎳三元材料進(jìn)行改性，從而改善高鎳NCM和NCA的性能：（）離子摻雜：高鎳三元材料的離子摻雜一般選擇離子半徑相近的離子進(jìn)行摻積縮小的風(fēng)險(xiǎn)，因此通過(guò)引入離子可以穩(wěn)定層狀結(jié)構(gòu)，改善材料的電化學(xué)性能，尤其是熱穩(wěn)定性；（）表面包覆：表面包覆可以抑制材料在充放電過(guò)程中晶型的轉(zhuǎn)變和過(guò)渡金屬以促進(jìn)顆粒表面的NCMLiOH和CO等雜質(zhì)，23觸，延長(zhǎng)存儲(chǔ)壽命；常用的表面包覆劑有氧化物、磷酸鹽、鋰鹽和導(dǎo)電材料等。圖17：三元材料性能與鎳鈷錳元素比例關(guān)系圖18：中國(guó)鋰電池三元正極材料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%20182019NCM622NCM8112020NCM523其他資料來(lái)源：《ComparisonofthestructuralelectrochemicalpropertiesoflayeredLi[NixCoyMnz]O2?1/3,0.5,0.6,0.7,and0.85)cathodemateriallithium-ionbatteries資料來(lái)源：GGII，市場(chǎng)研究部里程優(yōu)勢(shì)，高鎳正極在三元材料中的占比快速提升。根據(jù)GGII數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)在三元材料中的占比從2018年的提升至2020年的24%鑫欏資訊數(shù)據(jù)，2021年8月國(guó)內(nèi)41%，隨著2021Q4頭2021和NCA）的滲透率有望達(dá)到2021年h/kg，56系NCM三元材料比容量不滿足規(guī)范要求，而8系NCM和NCA高鎳三元材料滿足此要求，國(guó)家政策規(guī)范有利于高鎳材料占比的進(jìn)一步提升。表：不同三元材料性能對(duì)比項(xiàng)目NCM523NCM622170190NCA190達(dá)標(biāo)低Ah/kg）160安全性較好低較好中達(dá)標(biāo)低瓦時(shí)成本資料來(lái)源：容百科技招股說(shuō)明書，市場(chǎng)研究部3.1.2、高鎳三元與圓柱電池優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)，高鎳大圓柱電池優(yōu)勢(shì)明顯度急劇升高，發(fā)生熱失控，最終導(dǎo)致電池的燃燒，嚴(yán)重時(shí)甚至發(fā)生爆炸。圖19：鋰電池?zé)崾Э禺a(chǎn)生原因Areviewoflithium-ionbatterysafetyconcerns:Theissues,strategies,andtestingstandards，市場(chǎng)研究部的熱失控起始溫度為163.0CNCM622的熱失控起始溫度低22.5C在150-200C的溫度范圍內(nèi)，的升溫速率遠(yuǎn)高于NCM622。此外，在100%情況下在放熱峰處的放熱量是NCM622的三倍。研究且熱失控時(shí)放熱量更高，這將導(dǎo)致電池?zé)崾Э仫L(fēng)險(xiǎn)增加。17圖20：的熱穩(wěn)定性比NCM622差圖21放熱峰的放熱量是NCM622的三倍資料來(lái)源Correlationbetweenthermalstabilitiesofnickel-richcathodematerialsbatterythermalrunaway,市場(chǎng)研究部資料來(lái)源Correlationbetweenthermalstabilitiesnickel-richcathodematerialsbatterythermalrunaway,市場(chǎng)研究部充電過(guò)程中，電池一致性低將導(dǎo)致過(guò)充電，從而引起熱失控。在電池充電至特定的導(dǎo)致電池溫度緩慢增加，隨后過(guò)量的離子從正極脫嵌，導(dǎo)致正極材料不穩(wěn)定并產(chǎn)生氧氣，過(guò)量的離子沉積在負(fù)極上形成鋰枝晶，鋰枝晶逐漸生長(zhǎng)并刺破隔膜導(dǎo)致電源短路發(fā)熱，引發(fā)熱失控和安全事故。圖22：過(guò)充電和過(guò)放電易導(dǎo)致電池?zé)崾Э谹reviewoflithium-ionbatterysafetyconcerns:issues,strategies,testingstandards受益于圓柱電池?zé)崾Э貍鞑プ钄嗵匦院彤a(chǎn)品一致性高，大圓柱電池與高鎳三元18免高鎳三元鋰電池?zé)崾Э氐陌l(fā)生。高鎳三元材料應(yīng)用在大圓柱電池中可以充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)，高鎳三元材料的高能量密度可以彌補(bǔ)圓柱電池成組效率低導(dǎo)致的比容量低的缺點(diǎn)，大圓柱電池的高一致性和熱失控傳播阻斷特性可以彌補(bǔ)高鎳三元材料熱穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)。3.1.3、業(yè)受益大圓柱電池放量將提升對(duì)高鎳材料的需求，年大圓柱電池對(duì)高鎳正極的需求量將達(dá)到2012年起采用松下的NCA極鎳含量不斷提升，目前松下21700電池正極鎳含量達(dá)到80%。2021年7月，特斯拉首次使用LG化學(xué)生產(chǎn)的新型NCMA電池，該電池正極鎳含量已提升至90%。對(duì)大圓柱電池對(duì)高鎳三元正極需求影響進(jìn)行測(cè)算，參照21700對(duì)18650年圓柱電池以217002023年以后46800代217002025年大圓柱電池滲透率達(dá)到54.7%NCM8系、NCM9NCANCMA等高鎳正極，則2025年大圓柱電池對(duì)高鎳正極的需求量將達(dá)到萬(wàn)噸，是2020年全球高鎳正極需求量的近3在202545%的高鎳正極將用于大圓柱電池，大圓柱電池放量將大幅提升高鎳材料需求。表：大圓柱電池對(duì)高鎳三元正極需求預(yù)測(cè)2021E77.90.0%0.02022E10.7%12.52023E170.039.9%67.82024E236.848.0%17.12025E318.254.7%174.226.1圓柱動(dòng)力電池需求量（GWh）大圓柱電池滲透率大圓柱電池需求量（GWh）0.01.910.2資料來(lái)源：Statista，中汽協(xié)，T&EanalysisMarklines，市場(chǎng)研究部表：全球高鎳三元正極需求預(yù)測(cè)2020A2021E333.4654.518.62022E500.0938.618.02023E665.81234.218.92024E852.61565.119.52025E中國(guó)新能源乘用車（萬(wàn)輛）全球新能源乘用車（萬(wàn)輛）中國(guó)新能源商用車（萬(wàn)輛）中國(guó)三元乘用車占比124.6312.512.11062.51923.919.884.2%100.0%1.4%163.035.0%57.055.0%95.0%0.0%40.0%90.0%0.0%35.0%80.0%0.0%30.0%75.0%0.0%30.0%70.0%0.0%海外三元乘用車占比三元商用車占比三元電池需求量（GWh）高鎳滲透率273.540.0%109.416.4339.045.0%152.622.9398.955.0%219.432.9466.265.0%303.045.5553.070.0%387.158.1高鎳電池需求量（GWh）高鎳電池三元正極需求（萬(wàn)噸）9.1資料來(lái)源：Statista，中汽協(xié)，T&EanalysisMarklines，市場(chǎng)研究部19三元前驅(qū)體：高鎳化利好一體化布局前驅(qū)體企業(yè)三元正極材料產(chǎn)業(yè)鏈涉及環(huán)節(jié)較多，產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。NCM三元產(chǎn)業(yè)鏈上3C前驅(qū)體環(huán)節(jié)是正極材料產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以三元正極材料為例，前驅(qū)體占據(jù)正極總成本的左右。三元前驅(qū)體是鎳鈷錳鋁氫氧化物，通過(guò)與鋰MHP、MSP）再到硫酸鎳，最后加工為前驅(qū)體。國(guó)內(nèi)三元前驅(qū)體行業(yè)集中度較高，2020年CR5達(dá)到65%。在全球動(dòng)力電池市場(chǎng)需求持續(xù)旺盛的背景下，三元正極需求增加，帶動(dòng)三元前驅(qū)體行業(yè)不斷擴(kuò)張，據(jù)鑫欏資訊統(tǒng)計(jì)，2021年國(guó)內(nèi)三元前驅(qū)體總產(chǎn)量為62.0682.3%。目前國(guó)內(nèi)三元前驅(qū)體行業(yè)集中度較高，據(jù)GGII統(tǒng)計(jì)，2020年國(guó)內(nèi)三元前驅(qū)體別為21.8%15.5%、12.1%和4.5%。圖23：2020年國(guó)內(nèi)三元前驅(qū)體企業(yè)出貨占比22%35%15%5%11%12%中偉股份邦普格林美華友鈷業(yè)佳納能源其他資料來(lái)源：中偉股份公司公告，GGII，市場(chǎng)研究部隨著正極高鎳化，鎳在三元前驅(qū)體成本中占比提升，將利好一體化布局的三元高，以華友鈷業(yè)生產(chǎn)的三元前驅(qū)體為例，硫酸鹽原材料成本占比達(dá)87%正極鎳含量的增加，單噸前驅(qū)體硫酸鎳使用量增多，硫酸鎳的成本占比將提高。根據(jù)鑫欏資訊，截至年3月23日國(guó)產(chǎn)電池級(jí)硫酸鎳價(jià)格為4.85萬(wàn)元/2021年年初的萬(wàn)元噸上漲64.4%20企業(yè)成本優(yōu)勢(shì)，行業(yè)集中度有望提升。圖24：三元前驅(qū)體成本構(gòu)成圖25：2020年國(guó)內(nèi)前驅(qū)體公司直接材料成本占比3%3%100%92.9%4%3%86.4%86.9%0%87%原材料輔助材料能源人工其他中偉股份格林美華友鈷業(yè)資料來(lái)源：華友鈷業(yè)公司公告，市場(chǎng)研究部資料來(lái)源：Wind，市場(chǎng)研究部表：三元前驅(qū)體材料組成NCM523NCM6221.75-1.800.590.610.37硫酸鎳單噸耗材（噸）硫酸鈷單噸耗材（噸）硫酸錳單噸耗材（噸）1.46-1.500.59-0.630.552.20-2.500.32-0.380.10-0.18資料來(lái)源：容百科技公司公告，市場(chǎng)研究部表：三元前驅(qū)體企業(yè)一體化布局情況三元前驅(qū)體企業(yè)一體化布局公司投資建設(shè)印尼318萬(wàn)噸三元前驅(qū)體產(chǎn)能及萬(wàn)金噸硫酸鎳、1萬(wàn)金噸硫酸鈷配套產(chǎn)能，加速延伸上游冶煉環(huán)節(jié)在青山實(shí)業(yè)與邦普循環(huán)等合作企業(yè)的支持下，公司提升了對(duì)印尼鎳資源項(xiàng)目的控制地位，取得了印尼鎳資源項(xiàng)目51%的控股權(quán)；公司與青山合作建設(shè)印尼鎳資源基地，鎖定50萬(wàn)金屬噸鎳資源中長(zhǎng)期供應(yīng)，基計(jì)劃2021202210萬(wàn)噸電池級(jí)高純鎳鈷鹽晶體（硫酸鎳、硫酸鈷和氯化鈷晶體）項(xiàng)目于2021年6月日正式開工建設(shè)2018Morowali工業(yè)園區(qū)建設(shè)年產(chǎn)6萬(wàn)噸鎳金屬量的紅土鎳礦濕法冶煉項(xiàng)目，2021年12月產(chǎn)線完成設(shè)備安裝調(diào)試工作，并于近日投料試生產(chǎn)，成功產(chǎn)出第一批產(chǎn)品中偉股份格林美華友鈷業(yè)資料來(lái)源：Wind，市場(chǎng)研究部21三元正極材料：高鎳化提高技術(shù)壁壘，具有技術(shù)儲(chǔ)備的正極企業(yè)具備發(fā)展?jié)摿ξ覈?guó)三元正極材料市場(chǎng)格局相對(duì)分散，高鎳化有望促使行業(yè)集中度提升。由于年我國(guó)三元正極市場(chǎng)CR5為53%5家頭部企業(yè)的市占率均在10%明顯的集中趨勢(shì)，2020年1-10月國(guó)內(nèi)高鎳正極材料市場(chǎng)的CR2和CR5分別為56%和84%，高鎳三元正極材料市場(chǎng)龍頭優(yōu)勢(shì)明顯。圖26：2021年國(guó)內(nèi)三元材料市場(chǎng)份額圖27：2021年1-10月國(guó)內(nèi)高鎳市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局2%2%6%6%14%33%7%40%12%10%7%14%23%9%7%8%容百科技貴州振華當(dāng)升科技天津巴莫廣東邦普湖南杉杉貝特瑞長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科其他容百科技貴州振華天津巴莫南通瑞翔當(dāng)升科技其他長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科資料來(lái)源：鑫欏資訊，市場(chǎng)研究部資料來(lái)源：鑫欏資訊，市場(chǎng)研究部前驅(qū)體和氫氧化鋰混合后燒結(jié)制成。相對(duì)于NCM523等常規(guī)三元正極材料，高鎳三元正極材料的制備工序相對(duì)更為復(fù)雜，對(duì)設(shè)備要求更高，且技術(shù)難度更大：（）混合工序難點(diǎn)：由于氫氧化鋰與高鎳三元前驅(qū)體的粒度和密度大小差異較速又容易破壞三元前驅(qū)體顆粒，因此，高鎳三元生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)混合機(jī)要求較高；（）燒結(jié)工序難點(diǎn)：由于高鎳三元材料中的二價(jià)鎳難以氧化成三價(jià)鎳，必須在的耐堿腐蝕性；（）水洗工序難點(diǎn)：高鎳三元材料的表面殘堿含量過(guò)高，會(huì)給材料電化學(xué)性能液比、水洗時(shí)間、攪拌強(qiáng)度、過(guò)濾時(shí)間與干燥過(guò)程均很難控制，如果處理不好，之后的三元材料容量與循環(huán)性能明顯下降而達(dá)不到動(dòng)力電池的使用要求。22圖28：高鎳三元正極材料制備工藝流程資料來(lái)源：長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科招股說(shuō)明書，市場(chǎng)研究部龍頭企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)加速，高鎳化有望助力具備技術(shù)儲(chǔ)備的企業(yè)進(jìn)一步提高市占率。在高鎳正極需求大幅增加的背景下，具有量產(chǎn)能力且通過(guò)客戶認(rèn)證的容百科技、2023年國(guó)內(nèi)高鎳正極產(chǎn)能突破50萬(wàn)噸，較2020年年末產(chǎn)能提升近370%，三元正極行業(yè)集中度有望進(jìn)一步提升。表10：三元正極材料企業(yè)高鎳技術(shù)儲(chǔ)備情況核心技術(shù)名稱特點(diǎn)及技術(shù)優(yōu)勢(shì)通過(guò)低熔點(diǎn)鋰源配鋰混料及富氧煅燒技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高鎳正極材料中鋰離子和二價(jià)鎳離子混排度≤1.0%，相比同類產(chǎn)品降低50%，提升了材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及循環(huán)性能正極材料氣氛燒結(jié)技術(shù)容百科技采用特殊的洗滌、包覆、干燥相結(jié)合的表面處理技術(shù)，使高鎳層狀正極材料的殘留鋰、硫等雜質(zhì)在原有基礎(chǔ)上降低50%加工性能和循環(huán)壽命正極材料表面處理技術(shù)23正極材料，相比同類的二次顆粒產(chǎn)品，能防止正極片在輥壓、充放電過(guò)程中顆粒碎裂，減少與電解液在高電壓下的副反應(yīng)，安全性能大幅度提升，循環(huán)壽命提升30%以上，尤其在高電壓下提升更加明顯高電壓?jiǎn)尉Р牧仙a(chǎn)技術(shù)通過(guò)摻雜工藝優(yōu)化，改變正極材料晶體表面能，在電池充放電過(guò)程中有效減少結(jié)構(gòu)由層狀向尖晶石進(jìn)而向巖鹽狀的轉(zhuǎn)變，從而減少活性氧和熱的釋放，功率特性和高溫循環(huán)壽命較常規(guī)產(chǎn)品顯著提升正極材料摻雜技術(shù)資料來(lái)源：容百科技招股說(shuō)明書，市場(chǎng)研究部表：國(guó)內(nèi)龍頭三元正極企業(yè)高鎳產(chǎn)能規(guī)劃（萬(wàn)噸）202042021E12在建/規(guī)劃產(chǎn)能容百科技巴莫科技當(dāng)升科技1352.5517.5525資料來(lái)源：Wind，投資者互動(dòng)平臺(tái)，同花順金融研究中心，中國(guó)寧波網(wǎng)，高工鋰電，光明日?qǐng)?bào)，市場(chǎng)研究部243.2、硅基負(fù)極：硅基負(fù)極需求向上，商業(yè)化進(jìn)程有望加速3.2.1、石墨負(fù)極接近理論比容上限，高比容硅材料備受關(guān)注前動(dòng)力電池負(fù)極材料以石墨為主，據(jù)GGII統(tǒng)計(jì)，2021H1人造石墨和天然石墨負(fù)極出貨量占比分別為和14%，石墨負(fù)極出貨占比達(dá)到99%。石墨材料負(fù)極接近理論比容量上限。目前高端石墨負(fù)極材料比容量已達(dá)到360-365mAh/g，接近其理論比容量最大值372mAh/g。隨著新能源汽車對(duì)續(xù)航的負(fù)極材料，具有高比容量的硅元素受到研究人員的關(guān)注。圖29：負(fù)極材料分類圖30：2021H1負(fù)極市場(chǎng)占比14%85%人造石墨天然石墨其他資料來(lái)源：市場(chǎng)研究部資料來(lái)源：GGII，市場(chǎng)研究部SEI層不穩(wěn)定，硅基負(fù)極商業(yè)化程度低。硅在自然界分布很廣，在地殼中占比約26.3%，僅次于氧。鋰離子嵌入過(guò)程中形成硅鋰合金Si相，對(duì)應(yīng)的理論容量是天然石墨50.4VSEI材料的商業(yè)化應(yīng)用：25（）材料粉化與電極破壞：硅在充放電過(guò)程中會(huì)發(fā)生巨大的體積膨脹效應(yīng)，嵌鋰生成Li-Si合金的體積膨脹率高達(dá)320%，這種不斷收縮膨脹會(huì)造成硅負(fù)極材性；（2）不穩(wěn)定的SEI層：嵌鋰過(guò)程中，電解質(zhì)會(huì)發(fā)生分解并沉積在硅表面形成SEISEI膜厚度持續(xù)增加，持續(xù)生長(zhǎng)的SEI膜會(huì)不斷地消耗來(lái)自正極的鋰和電解液，最終導(dǎo)致電池的內(nèi)阻增加和容量的迅速衰減；（:表12：負(fù)極材料對(duì)比類型天然石墨負(fù)極材料人造石墨負(fù)極材料硅基負(fù)極材料理論容量首次效率循環(huán)壽命安全性倍率性成本340-370mAh/g310-360mAh/g400-4000mAh/g>93%>93%>77%一般較好較差較好較好一般一般一般較好較低較低較高優(yōu)點(diǎn)能量密度高、加工性能好電解液相容性較差，膨脹較大膨脹低，循環(huán)性能好能量密度低，加工性能差能量密度高缺點(diǎn)膨脹大、首次效率低、循環(huán)性能差資料來(lái)源：貝特瑞公告，市場(chǎng)研究部圖31Li-Si合金的體積膨脹率高達(dá)圖32：硅基負(fù)極失效機(jī)制示意圖ImprovementofcyclabilityofanodeforLi-ionbatteries資料來(lái)源：《NanostructuredSiliconAnodesforHigh-PerformanceLithium-IonBatteries廠家通過(guò)預(yù)鋰化技術(shù)、納米化技術(shù)和復(fù)合材料技術(shù)來(lái)提升硅基負(fù)極的電化學(xué)性能，以加速硅基負(fù)極的商業(yè)化進(jìn)程：（SEI26穩(wěn)定金屬鋰粉（SLMP）是一種在商業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的預(yù)鋰化試劑；（）納米化技術(shù)：納米材料表面的原子也具有更高的平均結(jié)合能，因此，納米嵌鋰過(guò)程中的體積膨脹；但是其較大的比表面積會(huì)加劇硅表面SEI層的形成，低維化的納米硅管硅碳復(fù)合材料；（）硅碳復(fù)合技術(shù)：通過(guò)在硅顆粒表面包覆碳材料可以有效緩沖循環(huán)過(guò)程中的硅顆粒和電解液之間的快速傳輸；（SiO、44LiO以及納米硅顆粒，LiSiO和O可以有效地緩解硅顆粒的體積效應(yīng)。2442圖33：硅碳復(fù)合負(fù)極循環(huán)穩(wěn)定性好圖34：硅納米管中鏗離子通道示意圖資料來(lái)源：《NanostructuredSiliconAnodesforHigh-PerformanceLithium-IonBatteriesSiliconNanotubeBatteryAnodes究所特斯拉全新生硅材料有望促進(jìn)硅基負(fù)極推廣。特斯拉在電池日公布全新生硅負(fù)穩(wěn)定性和安全性。生硅負(fù)極可以提高電池20%的續(xù)航里程，并推動(dòng)電池成本降低5%1.2美元/kWh促進(jìn)硅基負(fù)極的推廣。圖35：特斯拉生硅負(fù)極將使制造成本降至1.2美元/kWh資料來(lái)源：特斯拉電池日官方材料，市場(chǎng)研究部27圖36：特斯拉生硅負(fù)極示意圖資料來(lái)源：特斯拉電池日官方材料，市場(chǎng)研究部3.2.2、硅基負(fù)極適配大圓柱電池，硅基負(fù)極規(guī)模商業(yè)化進(jìn)程加速目前商業(yè)化硅基負(fù)極主要應(yīng)用于圓柱電池，大圓柱電池放量將提升硅基負(fù)極需5%-10%拉大圓柱電池放量，硅基負(fù)極需求量將大幅度提升。較石墨負(fù)極材料而言，硅基負(fù)極材料的制備工藝復(fù)雜，擁有較高技術(shù)門檻。硅碳負(fù)極材料是將納米硅與基體材料通過(guò)造粒工藝形成前驅(qū)體，然后經(jīng)表面處理、理、燒結(jié)、篩分、除磁等工序制備而成的負(fù)極材料。為確保產(chǎn)品具備高一致性、入硅基負(fù)極材料領(lǐng)域的主要門檻。圖37：硅碳負(fù)極材料生產(chǎn)流程資料來(lái)源：貝特瑞公告，市場(chǎng)研究部28表13：不同制備方式制備的硅基負(fù)極材料的技術(shù)特征對(duì)比制備方式技術(shù)特點(diǎn)充放電效率，碳層均勻穩(wěn)定、不易出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象。此種制備方法對(duì)設(shè)備要求簡(jiǎn)單，反應(yīng)過(guò)程環(huán)境友好,復(fù)合材料雜質(zhì)含量少，適合工業(yè)化生產(chǎn)?；瘜W(xué)氣相沉積法會(huì)生成較多不導(dǎo)電的SiO2，導(dǎo)致負(fù)極材料的首次充放電效率較低。溶膠凝膠法高溫?zé)峤夥C(jī)械球磨法溫?zé)峤夥óa(chǎn)生的復(fù)合材料中的硅的分散性較差，碳層會(huì)有分布不均的狀況，并且顆粒容易產(chǎn)生團(tuán)聚等現(xiàn)象。機(jī)械球磨法制備的復(fù)合材料顆粒粒度小、各組分分布均勻，而且機(jī)械球磨法制備硅/碳復(fù)合材料具有工藝簡(jiǎn)以解決。資料來(lái)源：貝特瑞公告，市場(chǎng)研究部該材料在日本已經(jīng)得到批量使用，日本松下公司發(fā)布的NCR18650C型電池的容量高達(dá)4000mAh/g，并于2013年量產(chǎn)，此外日立、信越、三菱均已實(shí)現(xiàn)硅等。表14：國(guó)內(nèi)硅基負(fù)極產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度公司硅基負(fù)極產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度公司掌握了硅基負(fù)極材料前驅(qū)體批量化合成核心技術(shù)，搭載該技術(shù)所合成的材料已經(jīng)通過(guò)下游核心客戶測(cè)試。2021杉杉股份年中報(bào)顯示，公司硅基負(fù)極產(chǎn)品已批量應(yīng)用于3C領(lǐng)域，且預(yù)計(jì)在2021年下半年進(jìn)入全球知名電動(dòng)工具企業(yè)的供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)批量供貨，在動(dòng)力電池應(yīng)用領(lǐng)域，已經(jīng)通過(guò)主流車企的多輪評(píng)測(cè)，待車型上市后，將實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用。公司8月璞泰來(lái)試品在客戶端應(yīng)用。隨著產(chǎn)業(yè)鏈的配套，例如低膨脹的粘結(jié)劑、改善首效率的添加劑等的推出，會(huì)加大硅碳和硅氧材料在方形電池的應(yīng)用；公司已經(jīng)具備中試規(guī)模的硅碳負(fù)極和硅氧負(fù)極的能力，根據(jù)市場(chǎng)需要會(huì)加大規(guī)模。2019年月日公司公告擬投資建設(shè)4000噸/年硅碳負(fù)極材料項(xiàng)目，整體項(xiàng)目分3期建設(shè)，其中一期600/年硅碳負(fù)極材料生產(chǎn)裝置及4000噸/年硅碳負(fù)極材料對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施，建設(shè)期自2020年至2021年，二期和三期分別建設(shè)1400噸/年和2000噸/年硅碳負(fù)極材料生產(chǎn)裝置，建設(shè)期均為12個(gè)月，根據(jù)市場(chǎng)情況擇機(jī)建設(shè)；2021年3月29日公司公告擬投資建設(shè)1000噸/年硅碳負(fù)極材料項(xiàng)目，本項(xiàng)目生產(chǎn)技術(shù)來(lái)自美國(guó)HICO公司，該公司相關(guān)技術(shù)已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，2021年月4日公司公告該項(xiàng)目生產(chǎn)裝置及配套的儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施已經(jīng)安裝完畢并通過(guò)竣工驗(yàn)收，后續(xù)進(jìn)入試生產(chǎn)階段。石大勝華公司于2019年建成噸/水平；2021年月日公告，公司擬投資建設(shè)5萬(wàn)噸/年鋰電池用硅碳負(fù)極材料及專用粘合劑項(xiàng)目，第一期在30個(gè)月內(nèi)完成建設(shè)投產(chǎn)，第二期在12個(gè)月內(nèi)完成建設(shè)投產(chǎn)，建成后公司將擁有1萬(wàn)噸/年鋰電池用硅碳負(fù)極材料產(chǎn)能；目前，公司生產(chǎn)的硅碳負(fù)極材料已通過(guò)數(shù)家電池廠商測(cè)評(píng)并實(shí)現(xiàn)小批量供貨，亟待產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。公司材料核心技術(shù)源于中國(guó)科學(xué)院物理研究所，產(chǎn)業(yè)化制造技術(shù)源于江西紫宸科技有限公司，目前鋰離子電池硅負(fù)極材料年產(chǎn)能可以達(dá)到2000噸。硅寶科技天目先導(dǎo)新安股份2020年8月公告稱公司與上海大學(xué)（浙江·嘉興）新興產(chǎn)業(yè)研究院共同推進(jìn)碳硅復(fù)合負(fù)極材料制備關(guān)鍵技術(shù)研究開發(fā)，在上海大學(xué)嘉興研究院已取得該領(lǐng)域小試成果的基礎(chǔ)上，成立聯(lián)合開發(fā)項(xiàng)目組，進(jìn)行中試項(xiàng)目建設(shè)與開發(fā)，加29快負(fù)極材料的產(chǎn)業(yè)化；2021年7月公司在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，該項(xiàng)目預(yù)計(jì)將于7月底之前完成中試的工程建設(shè)，預(yù)計(jì)下半年可以中試出樣進(jìn)行量產(chǎn)測(cè)試。2021年月17日公司在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，公司硅基負(fù)極材料項(xiàng)目推進(jìn)順利，目前已具備5000噸硅碳負(fù)極材料的生產(chǎn)能力。國(guó)軒高科凱金能源公司硅基負(fù)極材料為氧化亞硅和納米硅，氧化亞硅負(fù)極材料已開發(fā)至第三代，第三代首次效率90%，容量≥1400mAh/g，納米硅負(fù)極材料也已開發(fā)至第三代，容量≥1500mAh/g，首次效率≥87%；公司已建有新型硅基負(fù)極材料小試研究和中試開發(fā)生產(chǎn)硬件平臺(tái)，同時(shí)建有年產(chǎn)300噸的生產(chǎn)線，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)寧德時(shí)代等知名客戶的批量出貨。資料來(lái)源：Wind，同花順金融研究中心，中國(guó)粉體網(wǎng)，投資者關(guān)系平臺(tái)，市場(chǎng)研究部303.3、LiFSILiFSI大規(guī)模布局加速3.3.1、LiFSI性能優(yōu)勢(shì)明顯，高鎳化助力提升LiFSI需求電解液是鋰電池四大關(guān)鍵材料之一，其主要成分為有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽和添SEI鋁箔鈍化等特質(zhì)：（1）高離子導(dǎo)電性：高電導(dǎo)率的電解液可迅速傳導(dǎo)鋰離子，提高充放電效率；由于鋰鹽在溶液中溶解伴隨著鋰鹽中陰陽(yáng)離子的解離,形成溶劑化的溶液結(jié)構(gòu)，因此低解離能保證鋰鹽溶解后形成的電解液具有較高的電導(dǎo)率,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電池的高倍率；（）高溶解度：高溶解度保證電解液中具備足夠的鋰離子進(jìn)行傳輸；（可以避免電解液電導(dǎo)率驟降的風(fēng)險(xiǎn)，從而保證電池在低溫環(huán)境下可以正常工作；（）高穩(wěn)定性：鋰鹽應(yīng)具有較好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性，當(dāng),SEI層過(guò)程除（SEI，這層鈍化膜能夠允許鋰離子而阻擋電子通過(guò),并阻止電解液的連續(xù)消耗,對(duì)電池循環(huán)穩(wěn)定性具有重要意義，因此良好的SEI成膜性能可保證后續(xù)循環(huán)過(guò)程中電解液不會(huì)被持續(xù)消耗；電解液中鋰鹽和添加劑成分均會(huì)影響SEI層的性能和穩(wěn)定性；（）強(qiáng)抗水解能力：有些鋰鹽的陰離子與水接觸會(huì)后會(huì)發(fā)生水解（尤其是在高HF儲(chǔ)存和處理的額外成本；（）對(duì)鋁箔鈍化：鋰鹽需對(duì)鋁箔集流體具有良好的鈍化作用，防止高電壓下電解液腐蝕鋁箔。性能穩(wěn)定的六氟磷酸鋰LiPF66有危險(xiǎn)性的HFLiPF6解液電導(dǎo)率下降。31圖38：電解液由有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽和添加劑組成資料來(lái)源：天賜材料公司公告，市場(chǎng)研究部隨著電池正極鎳含量的增加，材料熱穩(wěn)定性和安全性降低，高鎳電池對(duì)電解液正極材料中鎳將催化電解液氧化分解；此外電解液中的痕量水會(huì)與反應(yīng)，6生成具有酸性物質(zhì)的，侵蝕電池正極，導(dǎo)致過(guò)渡金屬的溶解，使過(guò)渡金屬離和劣化負(fù)極側(cè)的界面SEI層結(jié)構(gòu)，甚至導(dǎo)致電解液在負(fù)極表面持續(xù)分解，影響能量密度的電解液替代普通電解液是未來(lái)的重要趨勢(shì)。圖39：正極過(guò)渡金屬溶解對(duì)電池性能的危害UnderstandingTransition-MetalDissolutionBehaviorinLiNi0.5Mn1.5O4SpinelLithiumIonBatteries相比于LiPF，雙氟磺酰亞胺鋰（LiFSI）具有電導(dǎo)率高、抗水解能力強(qiáng)和熱穩(wěn)6定性好等優(yōu)點(diǎn)，更適用于高鎳電池：（）電導(dǎo)率高：LiFSI分子中的氟原子具有強(qiáng)吸電子性,能使N上的負(fù)電荷離Li離子更容易解離,因而LiFSI具有較高的電導(dǎo)率；32（）抗水解能力強(qiáng)：通過(guò)對(duì)LiPF和LiFSI進(jìn)行水解測(cè)試，結(jié)果顯示測(cè)試期間6LiFSI溶液中的水含量和HF濃度幾乎保持不變，而LiPF溶液中的水在第9天6就被全部耗盡，HF濃度大幅增加，這表明FSI-陰離子具有更好的抗水解性能；（）熱穩(wěn)定性好：研究顯示25℃環(huán)境中使用作為鋰鹽的電解液和使用6LiFSI60℃高溫環(huán)境中，LiPF6電池的容量只有LiFSILiFSILiFSI的電池在高溫下性能更好。雖然LiFSI氟鈍化鋁箔添加劑等來(lái)解決。此外，LiFSI擁有更低的結(jié)晶點(diǎn)，使其在低溫下不以正常工作。因此，LiFSI與LiPF相比能夠顯著改善新能源電池的使用壽命，6提升新能源汽車在夏季和冬季的續(xù)航里程與充放電功率，并改善新能源汽車在極端條件下的安全性，LiFSI有望成為下一代主流鋰鹽。圖40：LiFSI分子式圖41：LiFSI具有更好的抗水解性能資料來(lái)源：NIPPONSHOKUBAI公司官網(wǎng)，市場(chǎng)研究部資料來(lái)源Lithiumbis(fluorosulfonyl)imide(LiFSI)conductingsaltnonaqueousliquidelectrolyteslithium-ionbatteries:Physicochemicalelectrochemicalproperties表15：三類電解質(zhì)鋰鹽的技術(shù)指標(biāo)對(duì)比比較項(xiàng)目LiFSI>200℃≤4.5V易溶最高較穩(wěn)定較好好LiPF6>80℃>5V易溶較高差LiTFSI>100℃>5V易溶中等穩(wěn)定好分解溫度氧化電壓溶解度基礎(chǔ)物性電導(dǎo)率化學(xué)穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性低溫性能循環(huán)壽命耐高溫性能合成工藝成本差一般一般差較好高電池性能工藝成本高好好復(fù)雜高簡(jiǎn)單低復(fù)雜高資料來(lái)源：康鵬科技招股說(shuō)明書，CNKI，市場(chǎng)研究部33圖42：LiFSI在高溫下具有更好的電池循環(huán)性能UnravelingofLiFSIelectrolyteinthesuperiorperformanceofgraphiteanodesLi-ionbatteries目前LiFSI主要作為L(zhǎng)iPF的添加劑使用。研究表明，將LiFSI與LiPF按照特66LiPF6液中添加有LiFSILiFSI的添加比例在2-10%的高鎳化和高壓化，LiFSI添加比例有望提升。3.3.2、LiFSI需求有望大幅提升，龍頭公司強(qiáng)者恒強(qiáng)LiFSI進(jìn)入規(guī)?；a(chǎn)階段，價(jià)格下降促使產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加快。由于LiFSI在有水其性能帶來(lái)不利影響。為滿足電解液使用要求，對(duì)于水分、金屬離子、游LiFSILiFSI在應(yīng)用之初LiFSI20182019年和2020年單噸LiFSI的價(jià)格分別為52.949.0和41.4LiFSI產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程進(jìn)一步加快。LiPF價(jià)格持續(xù)上漲，LiFSI經(jīng)濟(jì)性逐漸顯現(xiàn)。2018-2020年單噸LiPF66直維持在LiPF成為主流的溶質(zhì)鋰鹽。6在下游裝機(jī)需求高速增長(zhǎng)的背景下，LiPF市場(chǎng)出現(xiàn)供不應(yīng)求的狀態(tài)，疊加上游6原材料瓶頸和疫情的影響，LiPF擴(kuò)產(chǎn)速度較慢，使得LiPF價(jià)格大幅度上漲。66根據(jù)百川盈孚數(shù)據(jù)，截至2021年12月15日，LiPF達(dá)到55萬(wàn)元6的10.7萬(wàn)元噸上漲超過(guò)400%。由于短期內(nèi)市場(chǎng)LiPF新增產(chǎn)能投放有限，后6續(xù)將繼續(xù)上漲，2023LiPF價(jià)格有望維持高位，GGII預(yù)計(jì)，66有望突破萬(wàn)元噸。在LiPF價(jià)格高企的背景下，LiFSI經(jīng)濟(jì)性逐漸顯現(xiàn)，有6望加快新型鋰鹽LiFSI的替代。34圖43：LiPF價(jià)格走勢(shì)6萬(wàn)元噸60504030201002017-04-152018-04-152019-04-152020-04-152021-04-15資料來(lái)源：Wind，百川盈孚，市場(chǎng)研究部電池高鎳化和LiFSI成本下降助力LiFSILiFSI的新能源電池隨著動(dòng)力電池的高鎳化和LiFSI成本的下降，LiFSI年高鎳電池LiFSI10%需求量將達(dá)到萬(wàn)噸，2020-2025年5年復(fù)合增速達(dá)132.5%表16：動(dòng)力電池高鎳化對(duì)LiFSI需求影響測(cè)算2020A163.02021E2022E339.0152.633.915.32.0%4.0%0.62023E398.9219.439.921.93.0%6.0%1.32024E466.2303.046.630.34.0%8.0%2.42025E553.0387.155.3三元電池需求量（GWh）273.5109.427.410.91.0%2.0%0.2高鎳三元電池需求量（GWh）三元電池電解液需求量（萬(wàn)噸）高鎳電池電解液需求量（萬(wàn)噸）中低鎳三元電池LiFSI高鎳三元LiFSI添加比例57.016.35.738.70.5%1.0%0.15.0%10.0%3.9高鎳電池LiFSI需求量（萬(wàn)噸）三元電池LiFSI需求量（萬(wàn)噸）0.10.41.01.93.14.7資料來(lái)源：Statista，中汽協(xié)，T&EanalysisMarklines，市場(chǎng)研究部LiFSI需求即將迎來(lái)放量，廠商擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)程加速。目前LiFSI國(guó)內(nèi)產(chǎn)能主要集中在6500LiFSI1LiFSI需求的增LiFSILiFSI產(chǎn)能將在2023-2025年陸續(xù)投產(chǎn)，預(yù)計(jì)到年我國(guó)LiFSI萬(wàn)噸，較目前產(chǎn)能增長(zhǎng)超過(guò)1000%。35表17：LiFSI主要廠商產(chǎn)能情況已有產(chǎn)能（噸）2300在建/規(guī)劃產(chǎn)能（噸）天賜材料康鵬科技新宙邦54000150020090016003007403002400永太科技多氟多67000（液態(tài)）40000氟特電池韓國(guó)天寶日本觸媒3000資料來(lái)源：Wind，同花順金融研究中心，市場(chǎng)研究部HFSILiFSI產(chǎn)業(yè)鏈循環(huán)和成本優(yōu)勢(shì)，龍頭公司有望強(qiáng)者恒強(qiáng)。天賜材料新增6萬(wàn)噸HFSI產(chǎn)能建設(shè)，對(duì)應(yīng)約5.5-6萬(wàn)噸LiFSI供應(yīng)能力，一體化布局有望推動(dòng)LiFSI成本40萬(wàn)噸硫磺制酸項(xiàng)目”在此循環(huán)中處于重要位置，在為L(zhǎng)iFSI提供部分原材料的同時(shí)降低了LiFSI裝置及尾氣處理的成本，起到了降低成本和循環(huán)減排的效圖44：硫酸在天賜材料產(chǎn)業(yè)鏈循環(huán)中的示意圖資料來(lái)源：天賜材料公司公告，市場(chǎng)研究部363.4、碳納米管：大圓柱助力碳納米管滲透率提升，龍頭企業(yè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)加深護(hù)城河3.4.1、碳納米管性能優(yōu)越，大圓柱電池助力碳納米管滲透率提升導(dǎo)電劑作為動(dòng)力電池的關(guān)鍵輔材，可以增加活性物質(zhì)之間的導(dǎo)電接觸，提升鋰電池中電子在電極中的傳輸速率，從而提升鋰電池的倍率性能和改善循環(huán)壽命。充放電性能，在極片制作時(shí)通常加入一定量的導(dǎo)電劑，在活性物質(zhì)之間、活性物質(zhì)與集流體之間起到收集微電流的作用，以減小電極的接觸電阻，加速電子的移動(dòng)速率。VGCF（氣相生長(zhǎng)碳纖屬于傳統(tǒng)絡(luò)，石墨烯在活性物質(zhì)間形成面接觸式導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。圖45：不同接觸類型導(dǎo)電劑示意圖圖46：導(dǎo)電劑接觸形式資料來(lái)源：三順納米公司公告，市場(chǎng)研究部資料來(lái)源：三順納米公司公告，市場(chǎng)研究部根據(jù)三順納米招股說(shuō)明書，傳統(tǒng)炭黑導(dǎo)電劑添加量一般為正極材料重量的左右，而碳納米管、石墨烯等新型導(dǎo)電劑添加量可降低至0.5%-1.0%。37離子傳導(dǎo)，從而大幅提升鋰電池的循環(huán)壽命：（）導(dǎo)電性能優(yōu)勢(shì)：碳納米管的碳原子以正六邊形的微觀形式組成基礎(chǔ)單元結(jié)形成連續(xù)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，碳納米管的用量?jī)H為傳統(tǒng)導(dǎo)電劑的1/6-1/2就可以達(dá)到同樣的導(dǎo)電效果；此外，碳納米管具有雙電層效應(yīng)，能有效提升鋰電池倍率性能；（）導(dǎo)熱性能優(yōu)勢(shì)：碳納米管具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，可以沿管長(zhǎng)方向迅速傳導(dǎo)高低溫性能，提升電池循環(huán)性能；（）結(jié)構(gòu)強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)：碳納米管具有極高的強(qiáng)度和極大的韌性，添加碳納米管后極片有較高的韌性,能改善充放電過(guò)程中材料體積變化而引起的剝落,提高循環(huán)壽命。表18：導(dǎo)電劑優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比導(dǎo)電劑種類優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)導(dǎo)電性能優(yōu)異，添加量小，提升電池能量密度，提升電池循環(huán)壽命性能碳納米管導(dǎo)電劑需要預(yù)分散，價(jià)格較高物質(zhì)占比，全依賴進(jìn)口SP價(jià)格便宜，經(jīng)濟(jì)性高炭黑類導(dǎo)電劑科琴黑添加量較小，適用于高倍率、高容量型鋰電池吸液性較好，有助提升循環(huán)壽命顆粒度較大，有利于提升極片壓實(shí)性能導(dǎo)電性優(yōu)異價(jià)格貴，分散難，全依賴進(jìn)口乙炔黑導(dǎo)電石墨類導(dǎo)電劑添加量較大，主要依賴進(jìn)口VGCF(氣相生長(zhǎng)碳纖維)分散困難，價(jià)格高，全依賴進(jìn)口（主要用于磷酸鐵鋰電池）石墨烯導(dǎo)電劑資料來(lái)源：天奈科技公司公告，市場(chǎng)研究部表19：碳納米管在力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、化學(xué)性能方面優(yōu)勢(shì)明顯項(xiàng)目性能優(yōu)勢(shì)1001/6。碳納米管還有極高的韌性，硬而不脆，當(dāng)外部施加巨大的壓力時(shí)，碳納米管會(huì)發(fā)生彎曲、打卷絞結(jié)的情況，但是不會(huì)斷裂；當(dāng)外力釋放后，碳納米管又將恢復(fù)原狀。力學(xué)性能碳納米管具有良好的電學(xué)性能，碳納米管的碳原子以正六邊形的微觀形式組成基礎(chǔ)單元結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)下共軛電子通過(guò)碳納米管時(shí)不會(huì)產(chǎn)生熱量，因此能損失微小，其導(dǎo)電性能優(yōu)于常規(guī)導(dǎo)電材料。電學(xué)性能其理論導(dǎo)熱效率約為自然界最好導(dǎo)熱材料金剛石的3-6倍。熱學(xué)性能化學(xué)穩(wěn)定性碳納米管化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有耐酸性和耐堿性。在高分子復(fù)合材料中添加碳納米管可以提高材料本身的阻酸抗38氧化性能，可以應(yīng)用于航天、航空、國(guó)防、軍工等領(lǐng)域。資料來(lái)源：天奈科技公司公告，市場(chǎng)研究部雖然碳納米管在性能方面明顯占優(yōu)，但是目前我國(guó)導(dǎo)電劑市場(chǎng)仍以炭黑、導(dǎo)電石墨等傳統(tǒng)導(dǎo)電劑為主。根據(jù)GGII統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2020年我國(guó)導(dǎo)電劑市場(chǎng)傳統(tǒng)導(dǎo)電劑占比近80%。碳納米管作為一種新型材料，在市場(chǎng)應(yīng)用的早期價(jià)格較年碳納米管和SP的粉體價(jià)格分別為45-55萬(wàn)元5.6-6.5萬(wàn)元10池生產(chǎn)企業(yè)對(duì)使用碳納米管導(dǎo)電劑依然需要一個(gè)逐步接受的過(guò)程。大圓柱電池與高鎳正極圓柱電池散熱性能良好的特性可以在一定程度上彌補(bǔ)高鎳材料熱穩(wěn)定性差的缺明確。大圓柱放量將推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈降本增效，同時(shí)促進(jìn)高鎳正極和硅基負(fù)極滲透率的提升。由于碳納米管具備優(yōu)異的導(dǎo)電性能、導(dǎo)熱性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，大圓柱電池放量帶來(lái)的高鎳正極1,能改善硅基負(fù)極在充放電過(guò)程中硅材料體積膨脹效應(yīng)引起的SEI層剝落,35著大圓柱電池放量以及碳納米管大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的普及，性能優(yōu)異的碳納米管有望加速對(duì)炭黑的替代進(jìn)程，GGII預(yù)測(cè)到年中國(guó)導(dǎo)電劑市場(chǎng)碳納米管導(dǎo)電劑占比將達(dá)。39圖47：2016-2021年中國(guó)鋰電池導(dǎo)電劑出貨量情況100%0%20162017石墨烯2018201920202021E炭黑碳納米管導(dǎo)電石墨其他資料來(lái)源：天奈科技公司公告，GGII，市場(chǎng)研究部2017年之前按5%2017年開始按4%固含量折算；石墨烯按3%固含量折算，且石墨烯粉體量已扣除碳納米管及炭黑的量3.4.2、技術(shù)與性能構(gòu)筑核心競(jìng)爭(zhēng)力，龍頭公司產(chǎn)能擴(kuò)張強(qiáng)者恒強(qiáng)由于生產(chǎn)合格的碳納米管導(dǎo)電劑對(duì)碳納米管導(dǎo)電漿料企業(yè)的綜合實(shí)力要求較高，碳納米管導(dǎo)電劑行業(yè)集中度高，CR5接近90%。作為符合動(dòng)力鋰電池需要的導(dǎo)納米管行業(yè)集中度較高。根據(jù)GGII統(tǒng)計(jì)分析，2020年我國(guó)碳納米管導(dǎo)電漿料市占率分別為32.3%、23.8%和19.6%，CR3和CR5分別為75.7%和89.2%，行業(yè)集中度較高。圖48：2020年中國(guó)碳納米管導(dǎo)電漿料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局11%5%32%8%20%24%天奈科技集越納米卡博特青島昊鑫無(wú)錫東恒其他資料來(lái)源：天奈科技公司公告，GGII，市場(chǎng)研究部40催化劑制備和碳納米管分散是生產(chǎn)碳納米管導(dǎo)電劑的核心步驟及難點(diǎn)。碳納米管粉體制備的關(guān)鍵步驟在于催化劑的制備，因?yàn)樘技{米管的生長(zhǎng)依賴于催化劑，圖49：天奈科技生產(chǎn)碳納米管的工藝流程圖50：天奈科技生產(chǎn)碳納米管導(dǎo)電漿料的工藝流程資料來(lái)源：天奈科技公司公告，市場(chǎng)研究部資料來(lái)源：天奈科技公司公告，市場(chǎng)研究部天奈科技掌握的碳納米管催化劑制備技術(shù)，可以控制碳納米管的定向增長(zhǎng)，做到直接控制碳納米管管徑、長(zhǎng)度以及純度等三個(gè)核心指標(biāo)。清華大學(xué)的“基于應(yīng)的碳納米管產(chǎn)品中的活性金屬殘留量低、導(dǎo)電性更優(yōu)異。表20：天奈科技三代產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品性能對(duì)比項(xiàng)目第一代產(chǎn)品第二代產(chǎn)品第三代產(chǎn)品納米聚團(tuán)流化床宏量制備碳納定向生長(zhǎng)流化床宏量制備碳納尖晶石復(fù)合催化劑流化床宏量使用和量產(chǎn)的技術(shù)名稱米管技術(shù)米管技術(shù)制備碳納米管技術(shù)鈷、鎂、錳、鋁尖晶石復(fù)合結(jié)構(gòu)高溫固相反應(yīng)法配方元素結(jié)構(gòu)鐵、鋁、鉬納米聚團(tuán)無(wú)定型結(jié)構(gòu)共沉淀法鈷、鐵、硅、鋁、鎂、鈣微米層狀結(jié)構(gòu)浸漬法催化劑制備技術(shù)湍動(dòng)式流化、高空速、催化劑氣泡式流化、低空速、催化劑氣泡式流化、低空速、催劑不預(yù)活化、裂解時(shí)間短、碳納米不需要預(yù)活化、裂解時(shí)間長(zhǎng)、需要預(yù)活化、裂解時(shí)間更長(zhǎng)、流化床量產(chǎn)工藝碳納米管指標(biāo)管非定向生長(zhǎng)10-15nm碳納米管定向生長(zhǎng)碳納米管半定向生長(zhǎng)5-10nm管徑長(zhǎng)度3-10μm5-20μm5-30μm體電阻率29.74Ω23.54cm5.29cm41資料來(lái)源：天奈科技公司公告，市場(chǎng)研究部天奈科技技術(shù)優(yōu)勢(shì)構(gòu)建護(hù)城河，產(chǎn)品性能領(lǐng)先行業(yè)鍛造核心競(jìng)爭(zhēng)力。除催化劑內(nèi)領(lǐng)先地位，同時(shí)，天奈科技基于自身強(qiáng)大的自主研發(fā)能力，每2-3年推出一代新產(chǎn)品，通過(guò)產(chǎn)品迭代保持自身競(jìng)爭(zhēng)力。表21：主流碳納米管公司產(chǎn)品性能對(duì)比公司名稱產(chǎn)品型號(hào)直徑(nm)長(zhǎng)度(μm)純度(%)純化前純化后純化前純化后純化前純化后≥99.2≥99.5≥97.5≥99.2≥98.7>98≥95.0≥98.5≥90.0≥99.8≥97.5≥99.8第三代產(chǎn)品5-105-30天奈科技第二代產(chǎn)品第一代產(chǎn)品5-203-1010-1530-5010-2010-205-105-125-125-12≥155-1210-205-105-1010-2020三順納米20-308-15青島昊鑫德方納米/7-12≥99.99≥99.98>9850-10040-6050DH-S1粉末DH-P1-5B漿料DH-P2-5漿料GCN168-CO2GCN168-CO1GCN168-CO4GCN168-COHNTP3003NTP3021無(wú)錫東恒>9810-2030-6010-257-1520>98/97.5/97.5金百納納米港/97.55-12/>99.5>957-155-155-1515-25>95資料來(lái)源：天奈科技公司公告，市場(chǎng)研究部天奈科技產(chǎn)能加速擴(kuò)張，深度綁定鋰電客戶龍頭地位穩(wěn)定。目前公司具有年產(chǎn)2000噸碳納米管粉體及年產(chǎn)30000噸納米碳材與2000母粒、800042“碳納米管復(fù)合產(chǎn)品生產(chǎn)項(xiàng)目”及“年產(chǎn)8000噸碳納米管導(dǎo)電漿料生產(chǎn)線項(xiàng)2027年天奈科技碳納米管導(dǎo)電漿料年產(chǎn)能將達(dá)到萬(wàn)噸。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，天奈科技在碳納米管及導(dǎo)電漿料市場(chǎng)上已經(jīng)望在項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后穩(wěn)步擴(kuò)大市場(chǎng)規(guī)模，進(jìn)一步提高公司市占率。表22：主要碳納米管企業(yè)產(chǎn)能情況公司產(chǎn)能天奈科技卡博特截至2021年三季度公司具有年產(chǎn)2000噸碳納米管粉體及年產(chǎn)30000噸碳納米管導(dǎo)電漿料產(chǎn)能20202000噸碳納米管粉體及年產(chǎn)13000噸碳納米管導(dǎo)電漿料產(chǎn)能2020年在青島擁有17000噸復(fù)合漿料產(chǎn)能青島昊鑫德方納米目前具有年產(chǎn)300噸碳納米管粉體及年產(chǎn)4500噸碳納米管導(dǎo)電漿料產(chǎn)能資料來(lái)源：天奈科技公司公告，市場(chǎng)研究部表23：天奈科技新增碳納米管導(dǎo)電漿料產(chǎn)能明細(xì)（單位：噸）項(xiàng)目2023年2024年2025年2026年2027年年產(chǎn)300噸納米碳材與2000噸導(dǎo)電母粒、8000噸導(dǎo)電漿料項(xiàng)目碳納米管與副產(chǎn)物氫及相關(guān)復(fù)合產(chǎn)品生產(chǎn)項(xiàng)目4,0006,4008,0008,0008,0004,000-6,00010,0006,4008,00020,0008,00010,00035,0008,00010,00050,0008,000碳納米管復(fù)合產(chǎn)品生產(chǎn)項(xiàng)目年產(chǎn)8000噸碳納米管導(dǎo)電漿料生產(chǎn)線項(xiàng)目2,400新增產(chǎn)能合計(jì)10,40040,40028,80058,80044,00074,00061,00091,00076,000所有產(chǎn)能合計(jì)106,000資料來(lái)源：天奈科技公司公告，市場(chǎng)研究部434、增量空間4.1、大圓柱電池前景廣闊，圓柱結(jié)構(gòu)件市場(chǎng)快速擴(kuò)張鋰電池精密結(jié)構(gòu)件主要包含鋰電池的殼體和頂蓋，精密結(jié)構(gòu)件占電池材料成本比重為在10-16%能等特性。般為鋼殼或鋁殼。圖51：動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)件主要為殼體和頂蓋資料來(lái)源：震?？萍脊竟妫袌?chǎng)研究部圓柱殼體規(guī)格型號(hào)較為統(tǒng)一，根據(jù)電池尺寸分為18系列、21系列、系列和46系列等。方形殼體標(biāo)準(zhǔn)化程度較低，規(guī)格型號(hào)構(gòu)成較為分散。44圖52：圓柱和方形殼體示意圖資料來(lái)源：金楊股份公司公告，市場(chǎng)研究部圓柱電池頂蓋（安全閥）主要用于電池過(guò)載時(shí)的斷電與釋壓，以防止電池內(nèi)壓過(guò)高而發(fā)生爆炸，是鋰電池等高能量密度電池安全防護(hù)的必備部件。圓柱電池12到臨界值時(shí)及時(shí)斷開電路、釋放電池內(nèi)部壓力，從而實(shí)現(xiàn)防爆功能。圖53：圓柱電池頂蓋（安全閥）示意圖資料來(lái)源：金楊股份公司公告，市場(chǎng)研究部大圓柱電池放量將提升對(duì)圓柱結(jié)構(gòu)件的需求，2021-2025年CAGR達(dá)據(jù)動(dòng)力電池需求量、圓柱電池滲透率和寧德時(shí)代鋰電池外殼頂蓋成本以及寧德45根據(jù)寧德時(shí)代招股書，年外購(gòu)?fù)鈿ろ斏w成本約7.23億元，而當(dāng)年寧德時(shí)代電池銷量2017年鋰電池結(jié)構(gòu)件價(jià)格約為0.61億元/GWh；根據(jù)寧德時(shí)代2019-2020年動(dòng)力電池單位銷售價(jià)格的變化，假設(shè)動(dòng)力電池單價(jià)年降7.5%2017-2025年結(jié)構(gòu)件單位價(jià)值量年降7.5%。結(jié)合前文表3測(cè)算結(jié)果得到2025年動(dòng)力電池圓柱結(jié)構(gòu)件市場(chǎng)空間將達(dá)到2021年提升超200%2021-2025年CAGR達(dá)。表24：圓柱結(jié)構(gòu)件市場(chǎng)空間測(cè)算2021E2022E0.412023E189.80.382024E264.30.352025E359.60.33圓柱動(dòng)力電池需求量（GWh）單位價(jià)值量（億元/GWh)85.60.4538.3圓柱結(jié)構(gòu)件市場(chǎng)空間（億元）48.572.693.5資料來(lái)源：寧德時(shí)代公司公告，市場(chǎng)研究部大圓柱趨勢(shì)致單位電池結(jié)構(gòu)成本下降，助力結(jié)構(gòu)件廠商盈利性提升和產(chǎn)業(yè)鏈降于動(dòng)力電池對(duì)動(dòng)力鋰電池精密結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量、性能和安全性都具有很高的要求，動(dòng)力鋰電池精密結(jié)構(gòu)件供應(yīng)商在進(jìn)入鋰電池生產(chǎn)采購(gòu)體系前須履行嚴(yán)格的資格一步提高。在未來(lái)圓柱電池大型化的趨勢(shì)下，單GW結(jié)構(gòu)件用量減少，單位結(jié)構(gòu)件成本有望進(jìn)一步降低，助力結(jié)構(gòu)件廠商盈利性提升和產(chǎn)業(yè)鏈降本。4.2、技術(shù)壁壘構(gòu)筑行業(yè)護(hù)城河，易拉蓋生產(chǎn)設(shè)備龍頭技術(shù)升級(jí)趨勢(shì)明顯動(dòng)力電池精密結(jié)構(gòu)件（包括頂蓋和殼體）是沖壓加工的沖壓件。沖壓加工是指利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加變形力使其產(chǎn)生變形或分離的一種壓力精密結(jié)構(gòu)件的核心技術(shù)。業(yè)可能及時(shí)響應(yīng)客戶的需求，模具開發(fā)企業(yè)進(jìn)入結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域有先天優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)池結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域。表25：動(dòng)力電池精密結(jié)構(gòu)件是沖壓件產(chǎn)品精密級(jí)進(jìn)沖壓模具動(dòng)力鋰電池精密結(jié)構(gòu)件主要生產(chǎn)工藝146床沖壓成各種金屬件,CNC光焊接機(jī)和摩擦焊接機(jī)等將各金屬件、外購(gòu)件焊接、組裝在,一起，再通過(guò)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行性能、氣密性等檢測(cè)合格后包裝出廠。型腔等部位進(jìn)行精加工，以獲得更精密的模具,2成圓形、多次拉伸成圓體半成品，再將開口修剪、成品清洗付客戶進(jìn)行外試,合格后出廠。機(jī)清洗表面后，經(jīng)人工檢驗(yàn)合格后包裝出廠。1、動(dòng)力鋰電池頂蓋：模具開發(fā)（新產(chǎn)品）-沖壓-清洗-退火-焊接-檢驗(yàn)-與注塑件、密封圈、外協(xié)產(chǎn)品等一起組裝-檢驗(yàn)-包裝入庫(kù)-出廠。模具設(shè)計(jì)-工藝編制-備料--自檢和檢查-與外購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)件模具裝配-自檢-試模-客戶確認(rèn)交付工序設(shè)備2、動(dòng)力鋰電池殼體：模具開發(fā)（新產(chǎn)品）-沖壓-拉伸-剪切-清洗-包裝入庫(kù)-出廠。坐標(biāo)磨床、數(shù)控加工中心、慢走絲線切割機(jī)床、顯微鏡、高速?zèng)_床等高速?zèng)_床、精密沖壓模具、摩擦焊接機(jī)、激光焊接機(jī)、數(shù)控車床、清洗機(jī)、影像測(cè)量?jī)x、測(cè)量顯微鏡精密級(jí)進(jìn)沖壓模具開發(fā)技術(shù),高精密模具沖壓工藝、激光焊接技術(shù)、摩擦焊接技術(shù)、注塑技術(shù)應(yīng)用發(fā)、制造與裝配等技術(shù)技術(shù)等壓制造動(dòng)力鋰電池的核心結(jié)構(gòu)件資料來(lái)源：震?？萍脊竟妫袌?chǎng)研究部圖54：精密級(jí)進(jìn)沖壓模具示意圖資料來(lái)源：震裕科技公司公告，市場(chǎng)研究部電池精密結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)技術(shù)對(duì)鋰電池安全性、壽命、一致性、連通性和電