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特斯拉4680电池大规模量产在即,哪些公司有望率先受益?(附股)
0人浏览 2022-08-10 09:15

引言:近日,特斯拉CEO埃隆·马斯克在2022年股东大会上表示,公司有信心在年底前实现4680圆柱电池大批量生产,并且目前的电池供应可以满足今年150万辆汽车的生产需求。随着,特斯拉4680大规模量产在即,相关厂商正加速进入备货阶段,有望为相关上市公司带来新的业绩增长点。到底哪些公司有望率先受益?


特斯拉4680电池产业化进程加速

资料来源:能源学人,汽车电子设计


4680电池,续航里程提升下的降本最优解决方案。最早特斯拉采用直径18mm,高65mm的1865电池,后续采用直径21mm,高70mm的2170电池,相较于1865电池能量密度提升,成本下降。2020年特斯拉电池日上,特斯拉发4680电池,相较于此前采用的2170电池,4680电池的电芯容量是其5倍,能够提高相应车型16%的续航里程,输出功率6倍于2170 电池。其中电池直径为46mm是做大电池后成本降低和续航里程提升同时达到最优得出。


1865、2170、4680电池尺寸及能量密度对比

资料来源:特斯拉电池日


4680搭配全极耳,提升能量密度的同时,为功率密度提升打开空间。由于全极耳比单极耳多出两块集流盘,而小电池中集流盘占到电池体积比例更高,影响能量密度,因此大电池更适配全极耳。在产热方面,全极耳结构的电池由于电流在集流体上流过的电流路径更短,电阻减小而产热减小为单极耳结构的20%;散热方面,全极耳结构电池沿径向形成强导热路径,热管理难度与能耗降低。因此 4680 电池扩大尺寸提升容量的同时,全极耳结构减小了电阻发热和电池冷却所带来的损耗,最终电池的有效能量及能量密度增加。另外,由于全极耳产热小,散热快,为4680电池实现大功率快充创造了物理条件。


全极耳相比单极耳能效提升

资料来源:《Communication—Prediction of Thermal Issues for Larger Format 4680 Cylindrical Cells and Their Mitigation with Enhanced Current Collection》(Thomas George Tranter 等),中信证券研究部


激光焊接受益于大圆柱渗透率提升。相比传统电池单极耳使用脉冲激光器进行点焊,4680圆柱电池的全极耳结构采用连续激光器进行面焊,焊接工序和焊接量增加;同时激光强度和焦距较难控制,易焊穿到电芯内部或者虚焊进而影响良率。


添加剂体系及比例同步变化,增量添加为相关公司带来新的业绩增长动力。由于六氟磷酸锂作为主要溶质的电解液在电压提高到4.2V以上时会加速分解,影响电池的循环使用寿命,降低电池性能,因此在全极耳模式下4680 电池体系并未升级电压平台,在电解液的研发体系上,LiFSI和六氟磷酸锂相比具有更高的氧化电压和热稳定性,因此添加量会提升至3%以上。在添加剂层面,FEC由于在金属负极中有较好地抑制膨胀作用,因此添加量将会从2%上升到8%左右。此外其他一些适配高电压及高电导率和低电阻的添加剂如LiTFSI 、DTD等将会逐步添加进4680电解液体系。


高镍体系添加剂变化

数据来源:公开资料整理,东北证券


4680量产有望推动高镍、硅碳等一系列材料放量。1)正极:三星SDI圆柱引入镍91方案、LG采用NCMA方案,高镍正极得到广泛应用;2)负极:松下、三星此前都引入了硅碳负极,未来伴随技术完善和能量密度需求提升有望快速应用;3)隔膜涂覆:4680比2170节省15%-20%隔膜,但硅基负极需要在隔膜涂覆PVDF以增强循环稳定性;4)导电剂:现在多为sp导电炭黑和多壁碳纳米管,硅基负极应用后将推动单壁碳纳米管用量增加;5)电解液:4680高镍+硅碳负极体系将拉动新锂盐LiFSI的用量。


4680电池相关上市公司梳理
4680电解液体系相关上市公司:

天赐材料:LiFSI扩产规模位居前列。2021年底公司拥有 LiFSI年产能6300吨。远期规划南通天赐建设LIFSI 产能2 万t/a、九江天赐建设LIFSI产能3万 t/a。在LiFSI原材料端,2021年6月,天赐材料公告扩产 6 万吨双氟磺酰亚胺(HFSI),可以作为生产5.7万吨 LiFSI 的原材料,预计2022年底建成投产。


瑞泰新材:LiTFSI量产应用。公司已成功研发并量产双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)以及三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)等几款产品,在质量以及技术层面处于领先水平,对于主要电解液生产企业覆盖率较高。公司的部分产品已应用于固态锂离子电池等新型电池中。公司目前有新型锂盐添加剂487.5 吨产能,部分用于自供,部分外售。


华盛锂电:FEC扩产规划领先。公司于2003年进入锂电池电解液添加剂市场,曾主导起草VC国家标准及FEC行业标准。根据EV Tank统计,2020年华盛锂电FEC出货占整体市场份额约48.8%。在远期规划中,华盛锂电FEC产能布局领先,规划有6000吨VC及3000吨FEC。


4680激光焊接相关上市公司:

联赢激光:据公司2021年半年报,公司已完成圆柱电池装配线的样机设计,目标匹配满足21700、32131、4680等圆柱电池的自动化装配生产,目前处于样机装配调试中。

杭可科技:据公司2021年半年报,大圆柱一体机及后处理系统样机完成,目前已经供客户生产使用;4680圆柱项目技术方案处于探讨阶段,后续将进行样机设计。

先导智能:在原有18650、21700及32系列等圆柱电池整线的技术基础上,不断开发创新,最终在46系列实现再度突破,可提供4680电池的卷绕、组装等核心装备。

海目星:公司的高速激光制片机用于极耳切割,在行业内首先实现量产;19年进入特斯拉供应链。


4680其它环节相关上市公司:
宁德时代:公司已规划8条产线对应12GWh的大圆柱产能,
亿纬锂能:公司此前曾表示,公司已完成大圆柱电池战略布局,包括4680和4695两大型号,预计2023年产能释放20GWh,2024年达到40GWh。据悉,公司4680圆柱电池厂房正在建设中。
斯莱克:日前接受机构调研时透露,公司目前是满负荷生产状态。公司去年下半年开始研发的4680大圆柱电池壳产线核心主机制造即将完成,预计三季度安装调试后进行试生产。

当升科技:公司曾表示,欧美重要客户是公司高镍正极材料主要用户之一,公司高镍及超高镍产品已广泛应用于欧美客户包括4680大圆柱电池在内的各类动力电池。


4680其它相关上市公司:贝特瑞、杉杉股份、国轩高科、石大胜华、天奈科技、翔丰华 等。

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研究作者:
杨树 投资顾问 执业证书编号:S0910619040002

张仔燕 投资顾问 执业证书编号:S0910621090001



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