锂离子动力电池和碳负极材料取得新突破了吗？
来源：宝鄂实业
2019-05-05 15:38
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开发高容量负极是研制400Wh/kg锂离子电池的重要前提，硅基负极具有10倍于现有石墨负极的理论比容量，是当前负极材料开发的重点。但硅基负极在循环过程中涉及巨大的体积膨胀，导致其循环稳定差、循环库仑效率低，严重制约了高容量硅基负极的实际应用。北京大学项目团队通过原位包覆、刻蚀等途径，制备出一种蛋黄结构Si/C复合材料。由于在活性纳米Si核与碳壳之间预留了缓冲空间，复合材料在充放电过程中表现出自体积适应性和良好的结构、界面稳定性。该材料比容量达到1300mAh/g，3C、500周和5C、1000周后的容量保持率高达90%和80%。这一工作为开发能量密度达到400Wh/kg的锂离子电池奠定了基础。
进入2017年以来，已经有多家材料和电池企业加大了在硅碳负极材料生产和产业化应用。
今年4月，杉杉股份对外称，目前其硅碳负极已经具备每月吨级的出货规模，预计2017年有望完成4000吨/年的生产规模。
紧随其后，行业内颇具来头的璞泰来(-- --,诊股)宣布，计划投资50亿元在江苏溧阳建隔膜、负极材料等项目，而在该项目中，就包括与中科院物理所合作量产新型硅碳复合负极材料。
除此之外，国轩高科在其5000吨硅基负极材料项目可行性报告中表示，公司已掌握硅基负极材料表面改性及材料预锂化等关键技术；斯诺、星城石墨、湖州创亚等都在积极推进硅基负极的产业化。
2016年11月国轩高科发布公告，拟募资不超过36亿元用于动力电池相关项目建设，其中包括5000吨硅基负极材料项目。浙江湖州创亚动力电池材料有限公司（简称湖州创亚）总经理胡博也在接受媒体采访时表示:“湖州创亚硅负极能量密度可以做到1300-1400mAh/g，硅碳负极材料可以达到600mAh/g。2017上半年将进入中试量产。”此外，国内电池企业中，BYD、CATL、力神、万向A123、微宏动力等都展开了对硅碳负极体系的研发和试生产。
在电池企业的应用上，包括比亚迪、宁德时代、力神、国轩高科等主流动力电池都在进行积极的应用探索尝试。
放眼海外，目前特斯拉通过在人造石墨中加入10%的硅基材料，已在Model 3上采用硅碳负极作为动力电池新材料，电池容量达到了550mAh/g以上，电池能量密度可达300wh/kg。日本GS汤浅公司推出硅基负极材料锂电池，并成功应用在三菱汽车上；日立麦克赛尔则宣布已开发出可实现高电流容量硅负极锂电池。
相关概念股：
国轩高科：三元市场认可度提升,上下游布局保障长期竞争力
2016年11月，国轩高科发布公告称，拟使用募集资金5亿元投建年产10000吨高镍三元正极材料和5000吨硅基负极材料产业化项目，扩大高比能动力锂电池产能；斯诺同样在硅负极材料上取得了较大突破，其“高容量硅基锂电池负极材料”，首次库伦效率可达95%，500周循环材料克容量保持率为1000mAh/g以上。计划到2020年将电池能量密度提升至300-350Wh/kg，采用高镍三元正极材料，硅基负极材料，5V高电压电解液。
8月30日公司发布2017年半年报。报告期内,公司实现营业收入23.97亿元,同比降低0.11%;实现归属于上市公司股东的净利润4.45万元,同比降低16.56%;实现基本每股收益0.51元,同比降低16.39%。
受政策调整影响,上半年业绩小幅下滑。2017年上半年公司实现营收23.97亿元,同比降低0.11%;归属于上市公司股东的净利润为4.45亿元,同比下降16.56%,业绩增速略低于申万宏源预期。主要原因为年初新能源汽车行业政策变动,补贴下调拖累电池价格下降,公司营业收入与去年同期基本持平。2017年上半年公司研发投入5045.93万元,新一代三元622方形铝壳电池产业化及三元811电池、软包电池产品研发项目取得重要进展,并进一步完善全球五大研究院研发体系,为未来高端动力电池产品打下坚实基础。
先发优势和产业链布局保障公司竞争力。随着新能源汽车推广目录的稳步推进,加上“双积分”政策的推动,2017年一季度、二季度我国新能源汽车产量分别为5.48、14.5万辆,同比增长44.74%和30.90%,下半年有望继续保持较高的增长速度。公司动力电池在行业内具有先发优势,以及较完善的产业链上下游布局,因此毛利率高于行业平均水平,在电池价格不断下降的市场环境中,公司仍然保持较好的盈利能力和较高的市场竞争力。
优质客户贡献充足订单,加速乘用车三元市场开发。2017年上半年公司与龙头车企中通客车、南京金龙保持紧密合作,订单量及订单金额提升显著,2017年上述两家公司的电池组订单合计18600套,较去年增长55%,订单金额合计28.2亿元,较去年增长34.61%。今年公司加速乘用车三元电池市场布局,三元产能有序释放,与北汽新能源、众泰、奇瑞等新能源乘用车企合作,其中北汽新能源的订单量达到12900套,订单金额14.91亿元,三元电池将成为今明两年公司一大业绩增长点。
下调盈利预测,维持评级不变:我们认为由于新能源汽车产业经过大规模扩张以及政策调整,动力电池行业降价压力较大,公司作为动力电池龙头短期业绩承受压力,但长期发展受益市场格局集中和产业链上下游布局。下调盈利预测,预计公司2017-2019年归属于母公司净利润分别为11.37亿元、14.64亿元、16.64亿元(调整前分别是14.94亿元、18.33亿元、20.34亿元),每股收益分别为1.30、1.67、1.90元/股,对应当前股价的PE分别为25倍、19倍、17倍。维持“增持”评级。
杉杉股份：新品探路高筑墙,掌控核心广积粮
2017年4月，杉杉股份已经实现硅碳负极量产，杉杉股份硅碳负极研发始于 2009 年，目前已经具备每月吨级的出货规模。参照公司建设规划，公司 2017 年有望完成 4000 吨/年的硅碳负极生产规模。
负极材料新晋霸主,产能规模全球第一:公司16年负极材料出货量位列全球前三甲,今年成功并购湖州创亚,年内将实现有效产能6.8万吨,成为全球产能规模最大的负极材料企业,问鼎负极行业世界龙头。同时公司产品覆盖高容量、长寿命、高功率石墨负极及中间相碳微球、硅系负极材料等全系列负极产品,客户覆盖ATL、LG、三星等国内外一线电池企业并配套BENZ、BMW等国际一线整车企业,行业领先者地位稳固。
技术创新常领先,新品探路,高筑墙:公司是国内首家实现中间相炭微球产品量产化的企业,在人造石墨领域率先推出FSN等多款高容量、长寿命负极材料产品,研发实力突出;公司作为全球少数实现硅系负极材料量产出货的企业,2016年在日本、韩国获得硅系负极国际专利两项,打造技术壁垒,将率先受益TeslaModel3量产带来的硅碳负极放量进程。
一体工厂石墨化,掌控核心,广积粮:人造石墨负极材料非物料成本占比高达80%,其中石墨化工序占比超过25%,是负极材料核心工艺之一;石墨化工序具备高能耗、高投资壁垒。公司现有7000吨石墨化产能,公司新建宁德、包头工厂均为一体化生产基地,配套石墨化产能享受能源价格优势,单吨能耗成本下降达到1500元,规模化成本控制能力突出。
投资建议:公司并购湖州创亚,产能规模达到6.8万吨问鼎全球负极龙头;
新建宁德、包头一体化生产基地,扩建规模15万吨配套石墨化工序,享受能源价格优惠,成本控制能力突出;硅碳负极率先量产并打造国际专利壁垒,直接受益硅系负极材料产业化加速。考虑到人造石墨负极涨价带来的公司产品盈利能力恢复,石墨化能力扩建带来的成本优势提升,以及硅碳负极量产化加速,我们上调公司17/18/19年盈利预测EPS分别为0.72/1.04/1.45元(前值0.69/0.93/1.18元),对应9月1日收盘价PE分别为30.4/21.0/15.1倍,上调评级由“推荐”至“强烈推荐”。
风险提示:负极材料涨价低于预期、硅碳负极供货低于预期、产能扩建进度低于预期。
比亚迪：开放电池合作,业绩大幅增长可期
计划在2018年三元电池能量密度做到240Wh/kg，2020年做到300Wh/kg。正极采用高镍三元材料，负极采用氧化亚硅或纳米硅。
电池起家的比亚迪,一直对自身的汽车动力电池充满了自信,比亚迪的新能源车均采用自主研发的磷酸铁锂电池和三元锂电池。但比亚迪的动力电池只自供,还未曾对外开放供应。除比亚迪电池之外,主流动力电池由宁德时代,力神电池、国轩高科、波士顿电池供应。比亚迪在此时开放电池业务合作是瞄准了未来新能源汽车巨大的增长量背后庞大的动力电池需求,预计年底会披露首单合作。
上汽与宁德时代的合资、金沙江资本收购日产电池业务,给了比亚迪不小的压力,为了避免动力电池市场份额下降以及分享未来新能源汽车高速发展的市场红利,比亚迪正式开始电池业务合作。比亚迪电池开放供应后增加集团整体营收,减少因新能源政策补贴退坡对集团利润的不利影响。
