我們一直以來堅定認為高鎳和磷酸鐵鋰是未來動力電池技術(shù)發(fā)展的兩個核心方向，長期以來高鎳電池技術(shù)發(fā)展的核心關(guān)鍵問題之一在于電池安全性。隨著需求爆發(fā)和技術(shù)進步，我們看好高鎳滲透率于2022年加速提升，進入長周期上升軌道，我們建議重點關(guān)注新型電池安全解決方案的各環(huán)節(jié)龍頭。

摘要

高性能和高安全性的兩方面需求貫穿電池技術(shù)發(fā)展的始終。根據(jù)我國《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》規(guī)劃，至2035年普及型、高端型動力電池比能量分別要達到300Wh/kg、500Wh/kg，現(xiàn)有電池技術(shù)較此目標差距明顯，進一步挖掘、匹配高能量密度電極材料是電池企業(yè)核心首要目標之一。然而現(xiàn)有電池體系中，高能量密度電極熱穩(wěn)定性差且與電解液副反應危害電池安全，造成高能量密度與高安全難以兼顧的局面。根據(jù)CIAPS統(tǒng)計，今年國內(nèi)三元正極市場高鎳滲透率已逐月攀升至10月份的41%，考慮高鎳電池的安全性問題較為突出，我們認為解決安全性問題是高鎳電池技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。

電芯材料體系升級致力于解決電池本征安全性。具體而言，我們認為：1.電解液改性有助于提升高鎳安全性，LiFSI新型鋰鹽、阻燃添加劑等材料有望加快應用；2.固態(tài)電池有望得到重視，半固態(tài)方案與現(xiàn)有液態(tài)電池工藝兼容度高，有望最先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，并且有望大幅提升高鎳安全性；3.涂覆隔膜滲透率繼續(xù)提升，新型阻燃型隔膜有望加快產(chǎn)業(yè)化；4.PET鍍膜等新型集流體材料有助于提升高鎳安全性，有望得到產(chǎn)業(yè)重視。

電池PACK多維構(gòu)筑高鎳安全性防線。具體而言，我們認為：1.圓柱4680封裝方案不僅具有傳統(tǒng)圓柱電池單體放熱量小、散熱面積大等優(yōu)勢，同時全極耳方案可進一步降低內(nèi)阻發(fā)熱，并增加極耳散熱通道，有望得到推廣；2.電池熱管理方面，液冷技術(shù)憑借換熱系數(shù)高、速率快、均溫性好、溫控準確等優(yōu)勢，支撐三元技術(shù)向高鎳迭代；3.阻燃材料方面，陶瓷化硅橡膠在阻燃、力學性能、制備工藝等方面具有優(yōu)于傳統(tǒng)阻燃材料特性，我們看好其加速滲透。

風險

新能源車銷量不達預期，高鎳三元電池裝機量不達預期，新型電池技術(shù)迭代等。

正文

PI鍍鎳 PET鍍鎳動力電池朝向高鎳化發(fā)展，安全性指標優(yōu)先級提升

電池技術(shù)發(fā)展的首要目標是高性能和高安全性。根據(jù)我國《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》規(guī)劃，至2035年普及型、高端型動力電池比能量分別要達到300Wh/kg、500Wh/kg，現(xiàn)有電池技術(shù)較此目標差距明顯，進一步挖掘、匹配高能量密度電極材料是重要路徑。然而現(xiàn)有液態(tài)鋰電池體系中，高能量密度電極熱穩(wěn)定性差且與電解液副反應危害電池安全，造成高能量密度與高安全難以兼顧的局面，具體來說：

從電池結(jié)構(gòu)看：隔膜高溫破裂和液態(tài)電解液燃燒直接造成了電芯熱失控?；陔姵責崾Э氐臑E用模型，電池熱失控過程按照先后階段可以分為：電池過熱-SEI層分解-隔膜融化-正極分解反應-粘結(jié)劑分解和電解液燃燒等步驟。其中隔膜破裂和電解液燃燒分別對應電池熱失控的起始和高潮階段。因此，傳統(tǒng)隔膜+液態(tài)電解液的結(jié)構(gòu)直接影響了電池熱穩(wěn)定性。

從電極材料看：高能量密度電極材料本征熱穩(wěn)定性不佳，且易與電解液發(fā)生副反應，破壞材料結(jié)構(gòu)并影響電池安全。為了追求能量密度的提升，從正極材料角度考慮，現(xiàn)行高確定性技術(shù)路線是挖掘高鎳三元材料潛力。然而三元材料本征熱穩(wěn)定性隨Ni含量增高持續(xù)下降，表現(xiàn)為熱穩(wěn)定溫度降低、熱失控時熱值增加，提升熱失控發(fā)生的可能。此外，高能量密度正極（如高鎳三元、高電壓LCO、富鋰錳基材料等）以及鋰金屬負極在充放電時會和液態(tài)電解液發(fā)生副反應，表現(xiàn)為諸如過渡金屬溶解、正極材料析氧、SEI持續(xù)生成等情況。副反應影響電極材料穩(wěn)定性、破壞電池結(jié)構(gòu)并直接危害電池安全。

從電解液看：電解液添加劑間易相互干擾，改性難度較高。電解液中添加劑直接影響電解液電化學窗口、電極/電解液界面穩(wěn)定性等關(guān)鍵問題。由于添加劑通常以溶質(zhì)形式存在于有機電解液溶劑中，因此添加劑間、添加劑溶劑間的相互反應與干擾，都會使添加劑在復雜的電解液體系中難以發(fā)揮理想的效果。