新能源汽车产业链行业:蔚来发布会引发固态电池热议 量产装车任重道远 继续看好中游材料

类别:行业 机构:东方证券股份有限公司 研究员:卢日鑫/李梦强/顾高臣 日期:2021-01-13

  事件:蔚来NIO Day 正式发布了全新150kWh 高容量固态电池包,其电芯能量密度达360Wh/kg,搭载该电池的新车ET7 续航里程超过1000 公里,但预计交付日期在2022 年四季度。

      核心观点

      150 度半固态电池包应用了原位固化的固液电解质、无机预锂化处理的硅碳负极以及纳米级包覆的超高镍正极。原位固化技术将液态电解质逐步通过聚合或者其他化学方式固态化,电解质中仍然含有液态电解液。少量电解液的存在能够形成较好的界面接触和锂离子传输。预锂化技术是在电池化成时,通过额外一个锂源来弥补首次循环时负极因形成SEI 膜而消耗的锂离子,预锂化有效地避免了正极脱嵌锂离子的不可逆损失。纳米级包覆工艺是稳定高镍材料的一种有效方法,由于包覆厚度会影响锂离子的脱嵌,因此多是做成纳米级,我们认为超高镍+硅碳负极的组合+预锂化是该款电池电芯能量密度高达360Wh/kg 的主要原因。

      半固态电池只是过渡,全固态商业化任重道远。目前全球固态电池中固态电解质主要有三个材料体系,分别为聚合物全固态、氧化物全固态和硫化物全固态电解质。蔚来提到的150 度电固态电池只是半固态,即液态电解质和氧化物固体电解质的混合。固态电池确实可以很好地解决目前液态电池的安全性问题。然而固态电池界面电导率是一个理论问题而不是工艺问题,仍需要非常长的时间和高额研发投入加以解决。全固态电池的研发还处于实验室科学试验阶段,距离转向工程研究还很远。

      产业早已研发全固态,龙头电池厂和材料厂均有布局。固态电池已经吸引了多方力量布局,目前国内主要研究的是氧化物固态电池体系,如台湾辉能、江苏清陶、北京卫蓝、赣锋锂业等,部分电池已经商用于无人机等小型动力产品;CATL、国轩高科等头部电池厂也有相关专利。海外方面,日本丰田、本田、松下、日立、三井化学、NGK 等企业研究功力扎实,预计在2025 年实现硫化物全固态电芯量产;美国多为初创公司参与。在材料配套方面,国内现有电池体系的上市公司也已经积极布局,如高镍正极企业当升科技、容百科技,超高镍前驱体企业格林美、中伟股份,硅碳负极企业贝特瑞、电解液龙头天赐材料和新宙邦均对固态电解质材料进行了开发,隔膜龙头恩捷股份也专门研发了可支撑固态电解质的特殊隔膜。

      投资建议与投资标的

      我们判断真正的全固态电池距离商业化仍较远,且量产后渗透率的提升也需要一个过程,因此未来5 至10 年时间,液态电池体系仍然是主流路线。

      短期固态电池被热议对相关标的有情绪上的影响,但不影响长期价值,尤其是电解液龙头具备固态电解质技术储备,能够在量产之际继续引领技术变革。我们继续看好高镍材料供应商容百科技(688005,买入)、格林美(002340,买入),看好电解液龙头新宙邦(300037,增持)、天赐材料(002709,买入),建议关注负极技术领先型企业贝特瑞(835185,未评级)。

      风险提示

      固态电池量产时间不确定风险,产业政策变动风险,技术路线变更风险,原材料价格大幅波动风险。