事件:2021年1月9日,蔚來汽車(NIO.US)在其2020年NIO Day上正式發布了蔚來智能電動旗艦轎車ET7,並將搭配150kwh半固態電池包技術,預計將於2022年Q4推出,能量密度達到360Wh/kg,負極將採用預鋰化的矽碳負極。
固態電池具備高能量密度,是動力電池未來的發展方向。根據「中國製造2025」規劃,至2020年鋰電池能量密度要達到300Wh/kg,2025年為400Wh/kg,2030年為500Wh/kg,而根據鉅大鋰電的報導,液態電池能量密度上限或為350Wh/kg,難以滿足能量密度提升的最終要求。另外一方面,傳統液態鋰離子電池容易發生電解液洩露、電極短路等現象,且液態鋰離子電池使用金屬鋰作為負極提升能量密度,容易發生鋰枝晶的問題,安全性的問題受到詬病,固態電池可以有效解決這些問題,安全性能更好。
金屬鋰負極可以大幅提升能量密度。在液態鋰離子電池首次充放電的過程中,電極材料與電解液在固液相界面上發生反應,形成一層覆蓋於電極材料表面的鈍化層(SEI膜),SEI膜具有固體電解質的特徵,會消耗部分鋰離子,使得首次充放電不可逆容量增加,降低了電極材料的充放電效率。預鋰化或者金屬鋰作為負極材料,可以有效地解決SEI膜對鋰離子的消耗,進而提升能量密度。從技術路線來看,固態電池負極將從石墨/矽負極、過渡到預鋰化負極、富鋰複合負極、金屬鋰負極。
金屬鋰目前供給格局較為集中。目前全球金屬鋰總供給量約4000金屬噸左右,其中贛鋒鋰業金屬鋰產能為1600金屬噸,天齊鋰業金屬鋰產能為600金屬噸,市佔率分別為40%和15%。
固態電池遠期將顯著提升鋰用量的市場空間。從單位消耗量來看,根據amprius,預鋰化可以將鋰單耗提升35%,而根據雅寶投資者公告,全固態電池採用金屬鋰作為負極,鋰單耗存在翻倍的空間;從總量角度來看,固態電池單位體積能量密度更大,2020年3月份Nature Energy刊物中,三星高等研究院發表的一項固態電池能量密度達到900wh/L,將同容量的電池比傳統鋰離子電池縮小了50%,這意味著在固態電池商業化後,單車帶電量將顯著提升。
固態電池有望提振鋰遠期市場空間,回到當下,資源端的瓶頸導致碳酸鋰供不應求仍然是2021年的投資主線。根據Lux Research報告,固態電池2035年市佔率有望達到25%左右,固態電池對我們近期的供需平衡表影響較小。經過2019-2020年兩年的洗牌,鋰資源產能和庫存得到出清,傳統需求領域持穩的情況下,在新能源汽車銷量快速增長下,在全球新能源汽車銷量為420萬輛+的假設下,碳酸鋰存在顯性的供需缺口,碳酸鋰迎來的是持續的漲價。建議關注:天齊鋰業、贛鋒鋰業(01772)、雅化集團等。
風險提示事件:新能源汽車銷量不及預期的風險、固態電池釋放不及預期的風險、產業政策波動的風險、行業供需測算基於一定前提假設,存在不及預期風險、研究報告使用的公開資料可能存在信息滯後或更新不及時的風險等。
(編輯:張金亮)