车友料在电池材料和制备加快创新,动力电池与电气系统:特斯拉自制电池

?特斯拉自身在电池领域有一定积累 , 并与Jeff在电化学领域合作 。 特斯拉外部电池供应商有松下、LGC和宁德时代 , 其自身也有400余项电池领域专利 , 主要集中在热管理、pack、BMS等领域 。 2016年特斯拉与JeffDahn教授开始合作 , 先后在ECS等期刊上合作发布超过40篇关于高镍正极、新型电解液添加剂的论文 , 其中部分研究成果已转化为专利 。
?高镍、单晶、无钴是特斯拉重点研究方向 。 Jeff团队2017年至今的正极论文大多涉及高镍 , 并基于此展开了单晶和无钴材料的研究 。 其中 , 单晶NCM材料已开始应用 , 虽然克容量稍低 , 但在长循环下的容量保持、结构稳定性、安全性能等方面有较明显的优势 , 其去年探讨的两步锂化合成单晶NCA的工艺 , 有望解决现有单晶材料的克容量瓶颈 。 此外 , Jeff团队认为钴在改善热稳定性、容量保持、稳定材料结构等方面作用并不明显 , 进而认为无钴可能是未来的方向 , 但可能会从低钴高镍开始逐步实现“无钴”应用 。
?新型电解液添加剂也是其重点突破口 。 Jeff团队2017年至今的研究成果中 , 涉及添加剂的比例也很高 。 其众多研究成果中讨论了包括VC、FEC等传统添加剂 , 以及DTD、LFO、PDO等新型添加剂的优秀性能 。 我们推测DTD、LFO在特斯拉体系已开始商用化应用 。 展望未来 , 新型添加剂的广泛使用有可能成为行业趋势 , 其市场规模可能快速增长 , 并在可见的时期内接近六氟磷酸锂的市场规模 。
?有可能推出干法电极等工艺创新 。 特斯拉2019年收购Maxwell , 后者2014年就申请了以PTFE为粘合材料的锂电池干电极专利 。 理论上看 , 干法制备锂电电极可以解决现行湿法工艺带来的流程复杂、加工慢、能耗高、有杂质等一系列问题 , 未来不排除特斯拉进行干法电极等工艺体系方面的创新 。
?投资建议 。 新型电解液添加剂推荐天赐材料、新宙邦(化工联合) 。 继续推荐与关注:宁德时代、亿纬锂能、嘉元科技(有色联合)、当升科技(化工联合)、恩捷股份、科达利(汽车)、杉杉股份、星源材质(化工联合) 。 磷酸铁锂关注湘潭电化、德方纳米 , 干电极推荐思源电气 。
风险提示:新能源汽车销量低于预期 , 新技术无法顺利的商业化应用 。
车友料在电池材料和制备加快创新,动力电池与电气系统:特斯拉自制电池
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1.特斯拉的电池大批量供应始于松下
2009年起开始与松下合作 。 特斯拉与松下合作已久 , 2009年双方就签署协议 , 由松下向特斯拉供应18650圆柱电池 。 2012年搭载松下18650圆柱电池的ModelS下线 , 随后双方于2014年9月决定建设Gigafactory加码电池产能 。
2017年合作产品由18650向21700升级 。 特斯拉与松下在合作初期使用18650圆柱电池 , 主要是因该型号电池具备工艺成熟度高、自动化程度高、良品率高、一致性高等优势 , 但受限于体积等因素 , 18650单体容量提升空间较为有限 。
综合考虑电池物理性能(持续增大规格会加速牺牲安全性)与经济性 , 2017年特斯拉与松下合作产品升级为21700圆柱电池 。
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2.出于供应链安全等考虑 , 引入LGC与CATL
【车友料在电池材料和制备加快创新,动力电池与电气系统:特斯拉自制电池】2.1电池超级工厂产能不足拖累特斯拉交付
Model3多次交付延期主要是因电池产能不足 。 自2017年7月Model3开始交付之后的半年多的时间内产能爬坡一直低于预期 , 5000辆/周的目标连续2次延后 。 问题主要在于新采用21700电池在生产方面出现问题 。 由于Gigafactory产线投入时间延后 , 部分Model3的电池组装不得不依靠手工组装 , 但这又带来了效率低和良品率低的问题 。


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