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浅谈麒麟电池结构改变带来的材料升级机遇

  研报院   2022-10-14 次浏览

宁德时代近日发布的麒麟电池体积利用率高达72%,能量密度高达255W/kg,拥有快充功能,整体效能大幅提升。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,电池结构的改变也伴随着相关材料的升级与增长。

国金证券认为,麒麟电池在隔热、轻量化、绝缘等方向上的升级将会给水冷板、导热球铝LIFSI、聚氨酯、气凝胶、绝缘材料等带来投资机遇。

1)水冷板:热管理系统核心部件,国内市场高速增长

电池热管理包括加热和冷却两个部分,目前电池冷却技术按照冷却媒介的不同主要分为空气冷却、液体冷却和相变冷却三类,其中液体冷却比容大、换热系数高,是目前新能源汽车最主流的冷却技术。

液冷板是一种通过液冷流动实现热交换的模组装酪。麒麟电池将原本处于电芯底部的水冷板,放到了每两个电芯之间,能够有效降低电芯热传导,改善快充效率,单车水冷板使用量增加,价值量有望提升。2021年国内液冷板市场规模28.92亿元,2017-2021年复合增速超35%,未来高增长态势有望延续,预计2025年市场规模接近70亿元。


我国液冷板行业市场格局尚未定型,综合性热管理零部件及系统厂商具备先发优势。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%,其他厂商2020年合计市占率约为9%。凭借热管理技术的相通性,飞荣达等也切入冷却板行业。

2)导热球铝:跟随新能源车放量与电池结构升级,需求高速增长

导热球铝作为导热界面材料的填充料,用于保证新能源汽车的核心部件电池组、电控系统驱动电机及充电桩的安全性能与使用寿命。伴随着新能源车销量的增长和电池结构的升级,导热界面材料有望迎来10年10倍的需求增长,作为其主要填充料的导热球铝也有望实现快速增长。2021年全球球形氧化铝的市场规模1.7亿美元,预计到2025年仅纯电动车领域的导热球铝市场规模就有望超过1.9亿美元。


当下麒麟电池全球首创的电芯大面冷却技术,基于电芯的变化,将水冷功能置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,单价假设为3万元/吨,保守估计每辆纯电动车使用5公斤,2025年提升至7公斤/辆,同时假设导热用球形氧化铝在纯电动汽车中的渗透率是40%,则2021年,全球销售460万台纯电动汽车对应的球形氧化铝需求为0.9万吨,假设2025年纯电动车销量增长至1486万台,则对应全球球形氧化铝需求量为4.2万吨,4年复合增速45%。


3)LiFSi:新型锂盐性能优异,技术不断成熟助力其推广使用

相较于传统锂盐六氟磷酸锂,双氟磺酰亚胺锂(LiFSi)具有电导率高、热稳定性高、耐水解、抑制电池胀气等诸多优势,但是过去昂贵的价格制约了其进一步推广,随着LiFSi生产工艺日益成熟、成本将逐渐下降,为LiFSi的商用创造了条件。预计2025年LIFSI需求有望达到6.6-9.3万吨。

4)聚氨酯:动力电池安全要求提升,聚氨酯在电池材料中应用功能不断增加。

CTP(CelltoPack)、CTC(CelltoChassis)、4680电池等工艺创新,提升电池包的能量密度的同时,也提升了电池散热、隔热、缓冲、保温等性能的需求,催生了新材料在动力电池领域的应用。而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。


麒麟电池对于新材料使用存在巨大边际带动。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。

5)气凝胶:隔热材料领域佼佼者,有望迎来大规模应用

依赖于自身独特的结构,气凝胶通过无对流效应、无穷遮挡效应以及无穷长疏松路径效应具备了远超硅酸铝、玻璃棉等传统隔热材料的隔热性能。因而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。


气凝胶隔热材料在新能源汽车领域主要应用于动力电池电芯之间的隔热阻燃以及模组与壳体之间的隔热防震、电池箱的外部防寒层和高温隔热层,从而更好地实现电池的温控和电控管理,大幅降低电池发生热失控的可能性。新能源车的放量有望拉动气凝胶的单个新能源应用市场接近15亿元的市场空间;同时伴随气疑胶逐步进行规模化发展,伴随成本的下降,未来有望在建筑材料保温领域进行渗透,从而带动更多的产品需求和潜在空间。

6)绝缘材料:需求稳步向上,新领域带来新增长

绝缘材料是在允许电压下不导电的材料需要具备高电阻率、耐热性和耐潮性。我国是最大的电气绝缘材料市场,2020年的市场份额高达占45%,近几年我国绝缘材料行业的市场规模持续扩大,2018年市场规模约为250亿元,目前已经逐渐增长至接近300亿元的规模。

麒麟电池散热面积增大,对应电接触面积增大后对绝缘漆的需求或将同步提升。绝缘漆由基料、阻燃剂、固化剂、颜填料、和溶剂等组成。按照使用范围绝缘漆可以分为浸渍漆、漆包线漆、覆盖漆、硅钢片漆、防电晕漆等五类,根据产品的特性可应用在各种不同的领域,其中漆包线漆的细分品类较为丰富,应用也相对广泛。麒麟电池结构的变化导致散热面积扩大,未来对绝缘漆的需求也有望提升。


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