天風(fēng)證券：大圓柱電池即將放量 看好硅負(fù)極及衍生新材料投資機(jī)會

該機(jī)構(gòu)分析師認(rèn)為當(dāng)前鋰電池有兩大技術(shù)路線，以方形鐵鋰為代表的高性價比路線和以三元高鎳大圓柱為代表的高性能路線。

近兩年，方形鐵鋰得益于CTP、刀片電池的技術(shù)進(jìn)步，在續(xù)航里程600公里及以下乘用車市場性價比十足。根據(jù)鑫欏鋰電數(shù)據(jù)，22年3月25日鐵鋰方形動力電芯均價為0.77元/wh，同期三元方形動力電芯均價在0.84元/wh.得益于刀片電池技術(shù)，比亞迪LFP版車型能量密度達(dá)140Wh/kg，續(xù)航里程達(dá)565km，突破了鐵鋰?yán)m(xù)航里程天花板。

往后看，高鎳+硅基負(fù)極+大圓柱三者優(yōu)劣勢互補(bǔ)主打高能量密度，更適配600公里續(xù)航以上市場。大圓柱的優(yōu)勢是不易熱失控和弧形表面更耐膨脹。高鎳三元優(yōu)勢是能量密度高，劣勢是成本高+熱穩(wěn)定性差，成本高的改變可依賴三元一體化鎳冶煉投放降低鎳的成本，熱穩(wěn)定性差可搭配圓柱封裝形式改善。硅基負(fù)極優(yōu)勢是能量密度高+適合快充，劣勢是成本高+易膨脹，該機(jī)構(gòu)分析師認(rèn)為成本高是初期，可依賴規(guī)模化降本，易膨脹可搭配圓柱封裝形式。

硅是負(fù)極材料進(jìn)步的方向，放量在即。

目前主流石墨負(fù)極企業(yè)比容量可做到355-360mAh/g，接近理論比容量372mAh/g，負(fù)極材料急需升級，硅材料理論比容量達(dá)4200mAh/g，是石墨的10倍以上。受制于膨脹率高(硅在300%，石墨在12%)，硅負(fù)極產(chǎn)業(yè)化受阻，目前硅基負(fù)極主要應(yīng)用在高端3C數(shù)碼、電動工具、高端動力電池領(lǐng)域，在負(fù)極滲透率不足2%。

特斯拉自產(chǎn)電池大圓柱明確表示采用硅負(fù)極，此外車企電池廠如松下、三星、廣汽、蔚來等也宣布采用硅負(fù)極。

硅負(fù)極一般通過摻雜的形式到人造石墨中以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化(目前摻雜比例在5%左右)，根據(jù)硅材料選擇的不同分為硅碳、硅氧兩條技術(shù)路線。

硅碳負(fù)極：采用納米硅和石墨材料混合，目前商業(yè)化容量在450mAh/g以下，首效高，但體積膨脹系數(shù)過大，導(dǎo)致其循環(huán)差，一般在500-600周，一般用于消費電池。

硅氧負(fù)極：采用氧化亞硅和石墨材料混合，目前商業(yè)化應(yīng)用容量主要在450-500mAh/g，首效相對較低，但循環(huán)性能相對較好，既可用于消費也可用于動力。

硅碳負(fù)極的制備的核心在于球磨，硅氧負(fù)極制備的核心在于氧化亞硅的改性。正如硅負(fù)極有純品和復(fù)合品的概念(該機(jī)構(gòu)分析師所說的硅基負(fù)極指的是復(fù)合品)，硅負(fù)極的制備也有兩段工序，該機(jī)構(gòu)分析師將其分為前端的純硅制備和后端的與石墨復(fù)合，該機(jī)構(gòu)分析師認(rèn)為核心是在前端的純硅制備。硅碳的核心是制備納米硅，一般采用機(jī)械球磨法，硅氧的核心是制備氧化亞硅，且需要改性處理，一般采用化學(xué)氣相沉積法(CVD)進(jìn)行碳包覆。

硅基負(fù)極的單價、CAPEX明顯高于石墨負(fù)極。

石墨負(fù)極的價格一般在3-6萬元/噸，據(jù)該機(jī)構(gòu)分析師測算硅負(fù)極純品價格一般在30-70萬元/噸，復(fù)合品價格一般在8-12萬元/噸。人造石墨負(fù)極一體化產(chǎn)能單萬噸固定自產(chǎn)投資一般在2億元左右，硅基負(fù)極的特別是前端純品硅的單萬噸固定資產(chǎn)投資一般在10億元左右。

硅負(fù)極目前處于行業(yè)發(fā)展初期，海外日本信越較為領(lǐng)先，國內(nèi)貝特瑞研發(fā)、量產(chǎn)、客戶端全面領(lǐng)先同行。

海外：日韓企業(yè)在硅基負(fù)極上領(lǐng)先多是在專利層面，如日本信越化學(xué)硅氧負(fù)極專利數(shù)行業(yè)領(lǐng)先，但其主營半導(dǎo)體等，量的層面未見領(lǐng)先。

國內(nèi)：貝特瑞于2010年取得硅基負(fù)極材料的技術(shù)突破，并于2013年實現(xiàn)批量出貨，客戶系松下、三星。貝特瑞產(chǎn)品持續(xù)更新迭代，高代產(chǎn)品比容量、首次效率明顯領(lǐng)先同行。貝特瑞現(xiàn)有硅負(fù)極產(chǎn)能3000噸(該機(jī)構(gòu)分析師預(yù)計為純品)，規(guī)劃產(chǎn)能4萬噸。而同行尚處于百、千噸中試線水平，未見大批量出貨。

硅基負(fù)極放量為衍生材料帶來放量契機(jī)，典型如單壁碳管、補(bǔ)鋰劑、負(fù)極粘結(jié)劑。

單壁碳管：可在材料內(nèi)部形成發(fā)達(dá)網(wǎng)絡(luò)，覆蓋在硅顆粒表面并在硅顆粒之間建立高度導(dǎo)電和持久的連接，顯著提升硅負(fù)極循環(huán)壽命。

補(bǔ)鋰劑：硅負(fù)極表面SEI膜的形成需消耗大量鋰源，這使得硅基負(fù)極的首次效率顯著低于石墨，石墨材料有5%~10%的首次不可逆鋰損耗，而硅的不可逆容量損失達(dá)15%~35%，故硅負(fù)極一般需要搭配補(bǔ)鋰劑使用。

PAA粘結(jié)劑：對于充放電循環(huán)中具有極高體積膨脹的硅基負(fù)極，合理設(shè)計粘結(jié)劑可大大改善其循環(huán)壽命。

前文以硅基負(fù)極為主線，衍生出單壁碳納米管、補(bǔ)鋰劑、PAA粘結(jié)劑，25年硅負(fù)極市場空間有望達(dá)300億+，其他材料有望在50億左右，21-25年復(fù)合增速在100%左右。

21年負(fù)極全球產(chǎn)量88萬噸，預(yù)計21-25年鋰電池復(fù)合增速40%，硅基負(fù)極滲透率該機(jī)構(gòu)分析師預(yù)計在23年迎來放量拐點達(dá)6.5%，25年達(dá)14%(滲透率的假設(shè)和大圓柱放量相匹配)。單價硅純品價格和人造石墨價格按照加權(quán)平均而得，純品硅摻雜比例22年在5%，預(yù)計25年達(dá)8%，純品硅價格22年在45萬元/噸，25年降至30萬元/噸，人造石墨22年在6萬元/噸，25年降至4萬元/噸，則硅基負(fù)極(復(fù)合品)22年單價在8萬元/噸。25年降至6.1萬元/噸。基于以上邏輯和假設(shè)，該機(jī)構(gòu)分析師對四大新材料25年市場空間、龍頭公司利潤空間預(yù)測如下：

硅基負(fù)極：全球需求量達(dá)52萬噸，市場空間319億元，21-25年復(fù)合增速135%。該機(jī)構(gòu)分析師預(yù)計龍頭系貝特瑞，市占率達(dá)40%，20%凈利率下利潤空間在19億元。

單壁碳管粉體：全球需求量達(dá)524噸，市場空間42億元(多壁市場空間在200億)，21-25年復(fù)合增速153%。該機(jī)構(gòu)分析師預(yù)計龍頭系天奈科技，市占率50%，40%凈利率下利潤空間在7.3億元。

補(bǔ)鋰劑：全球需求量達(dá)1.8萬噸，市場空間44億元，21-25年復(fù)合增速157%。該機(jī)構(gòu)分析師預(yù)計單噸凈利潤25年在5萬元(對應(yīng)17%凈利率)，市占率在50%下，利潤空間在4.8億元。

PAA粘結(jié)劑：全球需求量達(dá)5.1萬噸，市場空間54億元。21-25年復(fù)合增速94%。該機(jī)構(gòu)分析師預(yù)計龍頭30%凈利率(茵地樂毛利率60%)，市占率在50%下，利潤空間在8.4億元。

投資建議

1、大圓柱：推薦【億緯鋰能】。預(yù)計23年出貨5GWh，貢獻(xiàn)利潤3.2億元，占比總利潤5%。

2、硅基負(fù)極：推薦龍頭【貝特瑞】。該機(jī)構(gòu)分析師預(yù)計23年出貨5萬噸(混合品)，單噸凈利1.4萬元，貢獻(xiàn)利潤7.1億元，占比總利潤18%。

3、衍生材料：1)單壁碳納米管推薦【天奈科技】。該機(jī)構(gòu)分析師預(yù)計天奈23年單壁管出貨20噸，單噸凈利潤400萬元，貢獻(xiàn)利潤0.8億元，占比總利潤7%。2)PAA粘結(jié)劑推薦【璞泰來】，其參股公司茵地樂(26%股權(quán))在PAA上行業(yè)領(lǐng)先。3)補(bǔ)鋰劑建議關(guān)注【德方納米】，其已公告4.5萬噸補(bǔ)鋰劑項目，后續(xù)有望放量增利。

（文章來源：天風(fēng)證券）

標(biāo)簽： 刀片電池 天風(fēng)證券 投資機(jī)會