安信证券股份有限公司|惊喜连连OR稀松平常?,特斯拉系列研究之十:电池日故事

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虽无颠覆世界的革命性变化 , 但依然是碾压式的技术迭代 。 因疫情影响一再推迟的2020AnnualShareholderMeetingandBatteryDay , 终于在2020年9月23日揭开了神秘的面纱 。 为电池日造势许久的ElonMusk , 并未给关注者带来电化学层面的颠覆性革命 , 业界所期待的百万英里续航电池和无钴电池都没有如期而至 。 然而 , 无极耳的4680电池、硅负极、去钴化、CTC、干电极等5大黑科技依然是在动力电池行业碾压式的技术迭代 。 同时 , 续航里程836km、百米加速低于2.1秒的ModelSPlaid以及2.5万美元的高性价比版电动车继续引领全球电动车产业 , 丰俭由人的选择也让消费者为之兴奋 。
毫无疑问 , 持续降低成本依然是产业面临的首要任务 。 站在消费者的角度 , 最好的电池意味着在保障安全的基础上厂商可以提供的更便宜、续航更长、充电更快/性能更强的动力电池 , 至于是否是革命性的技术变化是次要的 。
ElonMusk发布的5大黑科技 , 其实就是特斯拉的电动车产业的降本宣言 。
特斯拉预期其新的电池技术有望使续航里程有54%的提升 , 每kWh成本节约56%以及投资额降低69% 。 这些成本的下降 , 有来自于设计与工艺层面的技术革新 , 比如4680的电芯设计方面将使成本下降14% , 干电极技术和组装线效率提升以及使用电子系统多电芯加工将使成本下降18% , 一体化设计预计降低7%成本;同时还有来自电池材料层面的革新 , 比如负极方面硅含量提升将使成本下降5%成本 , 正极方面重镍轻钴路线以及自制正极原料等将使成本下降12% 。 目前技术的成熟仍需要一点时间 , 预计于2022年开始实现提效降本 。
四个故事清晰明确地给业界讲明白ElonMusk将如何实现自己的降本宣言 。 首先 , 在电芯设计领域 , 特斯拉进一步增大电芯尺寸 , 新款4680电池的电芯直径为46毫米 , 长度为80毫米;与前款相比 , 能量密度增加5倍 , 电池功率提升6倍 , 续航里程增加16% , 无极耳技术有望解决电芯增大后散热和鼓胀等问题 。 其次 , 在正负极材料领域 , 负极材料特斯拉将坚持硅负极路线 , 使用重新设计的硅材料 , 通过纳米化和聚合物材料包覆的方式解决硅膨胀问题;正极材料特斯拉将贯彻重镍轻钴 , 核壳体系 , 同时 , 选择不同的正极材料对应不同车型和产品 , 而建立正极工厂与实现本地化供应将持续帮助正极材料降本 。 第三 , 在电池工厂领域 , 特斯拉正式推出干电极技术工艺 , 通过无溶剂方式执行 , 在简化工序的同时实现能量密度和循环性能的提升 , 在组装上 , 特斯拉致力于形成大体量、连续性的组装 , 有望将效率提升7倍 。
而在工艺电子化方面 , 特斯拉通过电子系统形成多个电芯同时定型加工和管控 , 特斯拉预计成本将节省86% , 程序将节省75%;且特斯拉发布自产电池产能扩张规划 , 2022年100GWh , 2030年3TWh 。 第四 , 在电池系统领域 , 特斯拉延续Model3到ModelY的一体化设计思路 , 铸件数量越来越少;与此同时 , 进行结构化电池设计 , 电池将直接内置在汽车结构中 , 有效减轻整体重量 , 减少中间工序 , 搭配碳纤维支架 , 形成蜂巢状结构 , 预计此措施将缩短制造过程约10%的时间 , 且创造出的新空间可以装进更多电池 , 提升约14%续航里程 。
【安信证券股份有限公司|惊喜连连OR稀松平常?,特斯拉系列研究之十:电池日故事】动力电池的主角 , 短期仍是中日韩三国角力 。 电池日没有出现化学性质的革命性变化 , 对动力电池产业链的企业来说 , 可以说是长舒一口气 。 特斯拉的5大黑科技 , 除干电极技术外 , 大电芯、硅基、高镍低钴、一体化设计等其他技术专业的动力电池厂商也都有积极的布局 , 比如宁德时代计划在2023年推出的CTC(CelltoChassis)技术等 。 短期来看 , 动力电池领域的主角在一定时间内仍然将是CATL、LG、松下等龙头企业 。 不过 , 特斯拉2022年100GWh、2030年3TWh的动力电池发展规划以及从上游锂资源到末端光充储一体化的能源体系建立 , 这些依然是值得我们重点关注和思考的问题 。