宁德时代6月发布的麒麟电池,体积利用率高达72%,能量密度高达255Wh/kg,拥有快充功能,整体效能大幅提升。值得注意是,电池结构的改变也伴随着相关材料的升级与增长。因此麒麟电池在隔热、轻量化、绝缘等方面的进步或将给相关材料领域带来投资机会。本文将从麒麟电池的介绍、优势拆解、结构改变给材料领域带来的机会等方面阐述该行业核心投资机会。
一、麒麟电池介绍
大事件:6 月23 日下午,宁德时代携第三代CTP 技术-麒麟电池亮相,宣布2023年这款麒麟电池就将量产问世。
2019年,宁德时代在全球首创了无模组电池包CTP,率先使电池体积利用率突破50%大关,开启了电池结构的“无模组时代”。但是核心工艺、核心算法、核心材料的全方位提升,如今麒麟电池,不是电芯技术,是电池系统技术,是由方形电芯组成的电池系统,体积利用率突破72%,系统集成度创全球新高。采用三元材料电芯时,麒麟电池系统能量密度可达255Wh/kg,轻松实现整车1000公里续航;采用磷酸铁锂时,系统能量密度也超过160Wh/kg。在相同电芯化学体系和同等电池包尺寸下,麒麟电池能量密度相比圆柱4680电池系统要高13%。
二、麒麟电池优势拆解
麒麟电池最大的特点之一就是电芯倒置。宁德时代倒置电芯的方式,显然比躺式电芯电池包的空间利用率更高。宁德时代还将水冷、隔热和横纵梁集成,进一步提升了电池包的集成度。
电芯空间利用率达到72%
电池包需要给电芯上下都留出空间,上面要给热失控留出排气空间,底部要留出防底部球击的空间。
集成为多功能弹性夹层
宁德时代取消了横纵梁、水冷板与隔热垫原本各自独立的设计,集成为多功能弹性夹层。内置微米桥连接装置,配合电芯呼吸进行自由伸缩,提升电芯全生命周期可靠性。
换热面积扩大四倍
宁德时代通过将底部水冷功能件置于电芯之间,使换热面积扩大四倍。这项电芯大面冷却技术,将电芯控温时间缩短至原来的一半,从而适应更大电流和更高电压的快充。目前麒麟电池可支持5分钟快速速热启动及10分钟快充至80%。有效适应车企接下来800V电压平台车型的推出。
三、结构改变 将给材料领域带来机会
麒麟电池的效能大幅提升,主要是麒麟电池通过设立弹性夹层、改变水冷板结构、智能利用底层空间等方式实现了电池更安全、更长续航里程、实现快充等性能提升。那么电池结构的改变也伴随着相关材料的升级与增长。
1、 水冷板;热管理系统核心部件 需求高增长
电池最佳工作温度在10-30℃范围,,工作温度过热可能导致电池热失控,环境过冷导致放电效率降低影响续航里程。液冷板是电池热管理系统水冷功能模块的核心部件。
麒麟电池改进水冷板设计,水冷板臵于每两个电芯之间,横纵梁、水冷板与隔热垫合三为一。
改进方案主要有三点优势:
(1)降低了电芯热传导,单个电芯出问题时其热扩散降低,提升了安全性。
(2)改善了快充的效率,快充的缺点就是发热太快,电芯之间的水冷板加强了冷却效率,使得电池能用4C充电,提升快充效率。
(3)水冷板具有缓冲作用,可一定程度提高电池寿命。每两个电芯之间使用水冷板使得单车使用量增加,单车使用水冷板的价值量有望提升。
目前国内液冷板市场近五年增速超35%,预计2025 年市场规模近70 亿元。其中乘用车液冷板单车价值量大概为800 元,国内商用车液冷板单车价值量大概为1200 元。
个股方面:液冷板生产厂家一类是银轮股份、三花智控等本身是综合性热管理零部件及系统厂商,第二是纳百川、科创新源子公司瑞泰克等专门从事冷却板生产和销售的企业。2020 年液冷板市占率前三名包括三花智控、纳百川和银轮股份,其中银轮股份市占率超过30%,纳百川市占率超过25%,科创新源(瑞泰克)2020 年市占率1.5%。
2、导热球铝:新能源车放量与电池结构升级 需求高增
球形氧化铝作为导热用界面材料的填充料,应用于动力电池 BMS 电池管理系统及同类型新能源储能电池模块防护、导热及粘接固定等多元场景需求;应用于动力电池 PACK 的热管理系统中,起到导热、灌封、防潮、防腐蚀、防震的作用。
新能源车行业高β驱动导热用球形氧化铝高速增长,麒麟电池或至球形氧化铝单车用量提升。麒麟电池将水冷功能臵于电芯之间,使换热面积扩大四倍,或导致球形氧化铝单车用量提升。
根据壹石通的公告,预估每辆新能源汽车大约需要使用不低于10 公斤的导热用球形氧化铝。机构预测到2025年2025 年纯电动车销量增长至1486 万台,对应全球球形氧化铝需求量为4.2 万吨,4 年复合增速45%。
个股方面:在导热球形氧化铝方面有布局的联瑞新材、壹石通。近两年国内企业如联瑞、壹石通逐步将产品导入新能源电池领域21 年联瑞与导热球形氧化铝相关的其他项业务收入增长59%,壹石通与导热球形氧化铝相关的电子通信功能填充材料收入增长71%。
3、聚氨酯:动力电池催生高端聚氨酯新材料需求
聚氨酯材料独特的软硬段嵌段共聚的结构赋予了其优秀机械性能,以及非常宽的硬度可调节范围,其在锂离子电池恶劣的使用工况下依旧可以提供可靠的缓冲、隔振和密封性能是其他弹性体产品无法替代的。
CTP、4680 等工艺创新提升能量密度,对安全性要求也有提升,同时提升了电池散热、隔热、缓冲、保温等性能的需求。聚氨酯材料的使用已经在传统锂电池中得到验证,随着电池容量的进一步扩大,厂商对于轻量化、缓冲性、导热性新材料的需求将更加旺盛。
个股方面:汇得科技2021 年中报披露,公司成功研制出多种新能源车配套聚氨酯产品,部分产品已通过客户要求的产品测试,开始小批量生产并试销。
4、气凝胶;隔热材料性能突出 规模应用可期
电池安全性要求带动隔热材料需求持续提升,在具有极高的隔热要求,且需要轻度较低,稳定性较好的应用领域,气凝胶是极佳的应用材料。
目前建筑领域是拉动气凝胶需求的主力军,但是作为锂电池隔热材料极具潜力,与传统的IXPE 隔热泡棉相比,气凝胶隔热片在使用温度、导热系数、阻燃性能等多方面核心指标具有明显优势。未来有望大规模应用。
机构预测:假如2025 年我国新能源车销量在1200 万辆,气凝胶在新能源车的使用渗透率达到一半,平均每辆新能源车使用3 平方的气凝胶,预计气凝胶在我国新能源车领域的需求市场有望提升至1800 万平,以80 元/平计算,对应的市场空间有望达到14.4 亿元。同时其他领域市场规模在150亿左右。
个股方面:国内早期主要将气凝胶应用于航空、军工等领域,目前民用应用需求的提升,较多企业切入布局,核心企业有中国化学、泛亚微透、华阳股份、宏柏新材、晨光新材。其中,中国化学(石化客户资源优势明确,已有产能万方,另有规划25万方)、泛亚微透(目标客 户群体明确为锂电,在建产能0.16万方)。
核心观点总结:随着宁德时代麒麟电池的诞生,再次刷新记录,将中国纯电动汽车续驶里程轻松推到1000公里,有效解决电动汽车冬季续航短、续驶里程焦虑的问题,综合性能更胜特拉斯4680,明年量产,更多的企业将会受益。很多投资者质疑,现在相关概念股已经连续大涨,会不会现在推荐就是接盘。这个问题就要分开来讲,目前A股只是炒作概念,离商业落地还有一年的时间,没有基本面的支撑,股价也将跌回起点。大部分投资者需要更多了解整个产业链的变化,后期部分相关企业的业绩也会真正落地,才是企业股价长牛的必经之路。简单来说,A股投资分两步走,先炒概念,再炒业绩落地。没有业绩落地的东西,事后都是一地鸡毛,股价再无回归之日。大家需要辩证去看待问题。