锂电池行业新技术系列报告-高镍+高电压+大圆柱：放量拐点，看好硅负极及衍生新材料投资机会-20220330-天风证券-48页_1mb

新技术系列报告——高镍+高电压+大圆柱总结

核心内容

本报告分析了锂电池技术路线及硅基负极材料的商业化前景，并探讨了硅基负极产业链中相关衍生材料的投资机会。

技术路线对比

当前锂电池主要分为两种技术路线：

• 方形铁锂：以高性价比为主，适用于续航里程600公里及以下乘用车市场，具有成本低、高温性能好等优势。
• 高镍+硅基负极+大圆柱：主打高性能，适用于600公里以上续航市场，具有高能量密度、强快充性能等优势。

正极材料性能对比

电池形状对比

硅基负极材料

硅基负极优势与挑战

硅基负极具有极高的理论比容量（4200mAh/g），是石墨的10倍以上，同时具备良好的快充性能。然而，其高膨胀率（300%）和低首次效率（77%）限制了其商业化应用。

硅基负极商业化路径

硅基负极主要通过掺杂方式与人造石墨复合，分为硅碳（Si/C）和硅氧（SiO/C）两条技术路线。目前硅氧负极更为主流，因其体积膨胀更低、循环性能更优，适用于动力电池领域。

生产工艺与成本

硅基负极生产分为前端纯硅制备和后端与石墨复合两个阶段，其中前端纯硅制备是核心难点，投资成本高（约10亿元/万吨）。石墨负极一体化产能单万吨固定投资一般在2-3亿元，硅基负极则更高。

硅基负极市场空间

预计2025年全球硅基负极市场空间达319亿元，2021-2025年复合增速达135%。硅基负极渗透率预计从1.5%提升至14%。

衍生材料机会

硅基负极的放量将带动相关辅材市场增长，包括：

• 单壁碳纳米管：提升硅基负极的导电性和循环寿命，预计2025年市场空间达42亿元，复合增速153%。
• 补锂剂：用于补偿硅基负极SEI膜形成的锂消耗，预计2025年市场空间达44亿元，复合增速157%。
• PAA粘结剂：改善硅基负极体积膨胀，预计2025年市场空间达54亿元，复合增速94%。

投资建议

• 大圆柱电池：推荐【亿纬锂能】，预计2023年出货5GWh，贡献利润3.2亿元。
• 硅基负极：推荐【贝特瑞】，预计2023年出货5万吨，单吨净利1.4万元，贡献利润7.1亿元。
• 衍生材料：
  • 单壁碳纳米管：推荐【天奈科技】，预计2023年出货20吨，贡献利润0.8亿元。
  • PAA粘结剂：推荐【璞泰来】，其参股公司茵地乐在PAA上行业领先。
  • 补锂剂：建议关注【德方纳米】，其已公告4.5万吨补锂剂项目。

风险提示

• 电动车销量不及预期
• 大圆柱进展不及预期
• 硅负极进展不及预期
• 产能扩建不及预期
• 测算具有主观性

竞争格局

• 海外：日本信越化学在硅氧负极技术上领先，但产能有限。
• 国内：贝特瑞在硅基负极研发、量产和客户端全面领先，预计2023年产能达4.3万吨，2025年有望实现更大规模生产。

市场预测

• 硅基负极：预计2025年全球需求量达52万吨，市场空间319亿元。
• 单壁碳纳米管：预计2025年全球需求量达524吨，市场空间42亿元。
• 补锂剂：预计2025年全球需求量达1.8万吨，市场空间44亿元。
• PAA粘结剂：预计2025年全球需求量达5.1万吨，市场空间54亿元。

总结

硅基负极作为下一代负极材料，其高能量密度和快充性能使其成为动力电池领域的关键材料。尽管存在成本高和体积膨胀的问题，但通过技术改进和规模化生产，这些问题有望逐步解决。硅基负极的放量将带动单壁碳纳米管、补锂剂和PAA粘结剂等衍生材料市场快速增长，相关企业如贝特瑞、天奈科技、德方纳米和璞泰来等将受益。