请参阅最后一页的重要声明证券研究报告·行业动态电池科技前瞻系列报告之一：巨匠扛鼎，后继不竭行业动态信息肯定，2019年锂离子电池斩获诺贝尔奖锂电池是继LED后又一个对人类文明作出突出贡献并使其研究开拓者获得诺贝尔奖的工业产品，是截至目前移动供电的最佳物质载体，催生/优化了新能源汽车、笔记本电脑、功能/智能手机、电动工具、电化学储能、无人机等多个行业，是一系列里程碑式应用创新的底层支持者。跨越，锂电具备综合优势自上世纪下半叶以来，锂离子电池的主要组成部分正极、负极、电解液、隔膜持续取得技术进展。在多指标评价体系中，锂离子电池的表现大幅优于其他二次电池。质量/体积能量/功率密度、日历/循环寿命、充放效率等参数在众多储能技术中拔得头筹；规模、自放率、寿命等技术指标也居于前列。前进，技术工程层面优化中我们认为，动力电池的技术发展方向在经历为时总计约5年的“能量密度为王”时代之后，已开始逐步转向“N专多能”的均衡实用时代；消费电池的单体带电量、倍率性能等还将有所提升；储能电池对成本、寿命的要求仍将持续。从电池单体能量密度计算式E=U/[1/Qc+1/Qa+minact]出发，综合考虑成组效率，我们估计，现有体系下的动力电池包质量能量密度约200Wh/kg或稍多，体积能量密度约300Wh/L或稍多，深充深放倍率3C基本就是极限。技术-工程层面的优化难以使得电池及新能源汽车再一次经历“脱胎换骨”级别的改变，只有科学层面的创新才可能让电池的常规使用性能走向下一次跨越。远瞻，不确定之下科学征程“下一代电池”概念宽泛且概念间有交叉，但回归本质，多立足某一种载流子，对相应的正负极、电解质等进行革新。我们估计，最适合作为动力电池载流子的元素大概率仍然是锂；“下一代电池”将主要面向动力电池的质量/体积能量密度提升，正极仍然是电池性能的主要瓶颈，负极、电解质的作用也相当关键。固态电池、锂硫电池等等均有相当价值。“科学创新性”和“工程应用性”将同时贯穿“下一代电池”研究工作始终。投资建议当前的锂离子电池在较长一段时间之内仍然是动力、消费、储能电池的首选。建议投资者关注电池核心环节的全球动力电池龙头企业及材料、结构件、电气部件企业：容百科技、当升科技、长远锂科、厦门钨业、德方纳米、湘潭电化；中科电气、凯金能源；天赐材料、新宙邦；恩捷股份；科达利；宏发股份。维持买入杨藻杨藻yangzao@csc.com.cn执业证书编号：S1440520010003研究助理张亦弛zhangyichi@csc.com.cn010-85159272研究助理张鹏zhangpengyf@csc.com.cn010-86451496yang1862执业发布日期：2020年03月20日市场表现相关研究报告-18%-8%2%12%22%2019/3/202019/4/202019/5/202019/6/202019/7/202019/8/202019/9/202019/10/202019/11/202019/12/202020/1/202020/2/20电气设备上证指数电气设备1电气设备行业动态研究报告请参阅最后一页的重要声明行业动态信息评述1、肯定，2019年锂离子电池斩获诺贝尔奖2019年诺贝尔化学奖授予美国德州大学奥斯汀分校的JohnB.Goodenough教授（锂离子电池正极），纽约州立大学Binghamton分校的M.StanleyWhittingham教授，以及日本旭化成公司化学家AkiraYoshino，以表彰三人在锂电池研究开发的卓越贡献。97岁的Goodenough成为史上最年长的诺奖得主。锂电池是继LED后又一个对人类文明作出突出贡献并使其研究开拓者获得诺贝尔奖的工业产品，是截至目前移动供电的最佳物质载体，催生/优化了新能源汽车、笔记本电脑、功能/智能手机、电动工具、电化学储能、无人机等多个行业，是一系列里程碑式应用创新的底层支持者。图表1：锂电池基本组成资料来源：中信建投证券研究发展部2、跨越，锂电具备综合优势自上世纪下半叶以来，锂离子电池的主要组成部分正极、负极、电解液、隔膜持续取得技术进展。商业化的锂离子电池以石墨或硅碳复合材料为负极，以含锂的化合物如钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂（三元材料）、磷酸铁锂等作正极，以有机溶剂溶解锂盐并掺杂不同类型添加剂形成耐正极氧化、耐负极还原的电解液作为锂离子传输介质，以多孔的聚乙烯、聚丙烯薄膜本身或辅以涂覆改性手段物理隔离正负极、绝缘电子而又允许锂离子通过。锂离子在正负极材料中嵌入、脱嵌从而实现充放电过程；在锂离子嵌入或脱嵌的过程中，会同时伴随与锂离子等物质的量的电子通过外电路在正负极传导，由此完成闭路循环，并实现电池充电或对外电路做功的效果。在多指标评价体系中，锂离子电池的表现大幅优于其他二次电池。质量/体积能量/功率密度、日历/循环寿命、充放效率等参数在众多储能技术中拔得头筹；规模、自放率、寿命等技术指标也居于前列。可以认为，锂aZsZfUnNoQnMuNnNtRoP6MdN9PsQrRnPrRiNpPoNiNpNpP7NpOsNwMsPvMwMnRpP2电气设备行业动态研究报告请参阅最后一页的重要声明离子电池是储能技术，尤其是电池储能技术跨越式发展的里程碑。图表2：电池储能技术横评资料来源:ANumericalandGraphicalReviewofEnergyStorageTechnologies，中信建投证券研究发展部；锂电池和其他技术差距持续拉大自1990年索尼推出商用的高安全性钴酸锂-石墨电池至今，以单体质量能量密度（比能量）提升情况作为评价标准，锂离子电池技术的进步幅度约为每年3%。图表3：锂离子电池技术进展（以电池单体质量能量密度提升计）资料来源:中国科学院，清华大学，中信建投证券研究发展部3、前进，技术工程层面优化中时至今日，在长续航里程需求与高能量密度技术方向指引、补贴对高能量密度动力电池对应整车的差异化扶持的共同作用下，以锂离子动力电池为核心储能装置的纯电动乘用车已经经历了铁锂-三元、三元高镍化的两个发展阶段。但“后补贴时代”的整车成本在入门、中端车型方面的权重提升，所以磷酸铁锂正极材料的应用也将有所回潮。我们认为，动力电池的技术发展方向在经历为时总计约5年的“能量密度为王”时代之后，已开始逐步转向“N专多能”的均衡实用时代。不同正负极体系的动力电池单体日历/循环寿命将进一步提高；安全性将有所增加；质量/体积能量密度和倍率性能将各得其所；面向不同客户会逐步有采用不同技术特点锂离子电池的整车产品。5G推动下，消费电池的单体带电量、倍率性能等还将有所提升。不同应用场景下的储能电池3电气设备行业动态研究报告请参阅最后一页的重要声明对成本、寿命的要求仍将持续。图表4：典型锂电池正负极的质量容量密度和对锂电压资料来源:Li-ionBatteryMaterials:presentandfuture,中信建投证券研究发展部在向电池单体要使用性能的基础上，电池模组、电池包方面的优化也在持续进行。如标准590模组在相当程度上是适用性和综合性能的较好均衡设计；无模组电池可能进一步提升电池包的质量、体积能量密度，并作用于整车等。图表5：宁德时代无模组电池（CTP）示意图表6：比亚迪“刀片电池”示意资料来源：宁德时代专利CN105529422A，中信建投证券研究发展部资料来源：比亚迪专利CN201389111U，中信建投证券研究发展部但是也必须承认，上述优化更多位于技术-工程层面。三元正极电池高镍化、高压化属于在现有基础材料体系之下的技术优化；磷酸铁锂电池的应用更多是成本因素驱动；高性能电解液使得整车寿命延长，但是对能量4电气设备行业动态研究报告请参阅最后一页的重要声明密度并无显著帮助；无模组电池等属于工程层面的创新。从电池单体能量密度计算式E=U/[1/Qc+1/Qa+minact]出发，综合考虑成组效率，我们估计，现有体系下的动力电池包质量能量密度约200Wh/kg或稍多，体积能量密度约300Wh/L或稍多，深充深放倍率3C基本就是极限。即便如此，三电系统力图全面战胜发动机-变速箱-油箱的组合仍属不易。图表7：不同电池单体的质量能量密度估算E(Wh/kg)U(V)电压特征C-cathode(Ah/kg）正极特征C-anode(Ah/kg）负极特征m-inact(kg/Ah）辅助组元特征2403.7标准180中高镍三元360石墨7.08E-03标准2513.7标准205高镍三元360石墨7.08E-03标准2533.7标准180中高镍三元500硅碳7.08E-03标准2653.7标准205高镍三元500硅碳7.08E-03标准2803.7标准205高镍三元500硅碳5.67E-03减量2664.1高压180中高镍三元360石墨7.08E-03标准2784.1高压205高镍三元360石墨7.08E-03标准2804.1高压180中高镍三元500硅碳7.08E-03标准2944.1高压205高镍三元500硅碳7.08E-03标准3274.1高压205高镍三元500硅碳5.67E-03减量资料来源：中信建投证券研究发展部总而言之，技术-工程层面的优化难以使得电池及新能源汽车再一次经历“脱胎换骨”级别的改变，相当于此前锂离子电池战胜铅酸、镍镉、镍氢电池级别的改变。只有科学层面的创新才可能让电池及新能源汽车的常规使用性能走向下一次跨越。4、远瞻，不确定之下科学征程“下一代电池”概念宽泛且概念间有交叉，但回归本质，多立足某一种载流子，对相应的正负极、电解质等进行革新。详见下表。图表8：“下一代电池”分类示意载流子正极负极电解质锂富锂锰基材料：富锂锰基电池--硫系材料：锂硫电池锂-氟化物/氯化物/氟氧化物材料等：氟化物/氯化物/氟氧化物锂电池空气：锂空气电池锂--硅负极等：硅负极锂电池--锂金属/合金：锂金属/锂合金电池---固体电解质：固态锂电池其他金属MM离子电池资料来源：中信建投证券研究发展部；分类以关键组元定义，并非穷举我们估计，最适合作为动力电池载流子的元素大概率仍然是锂；储能电池则可能有多种潜在元素，锂、钠、5电气设备行业动态研究报告请参阅最后一页的重要声明镁、铝、锌等都有可能。“下一代电池”将主要面向动力电池的质量/体积能量密度提升，正极仍然是电池性能的主要瓶颈，负极、电解质的作用也相当关键。对各类“下一代电池”来说，一方面，短期内取得突破性科学进展的可能性较低；另一方面，电池底层科学巨大不确定性之下的研究探索从未止步。关键组元的成分、形貌、物相、结构，关键界面的有效信息以及二者的演化规律和深层机理有待发掘并将逐步被发掘。另外，和当前的锂离子电池乃至各种储能技术一样，各类“下一代电池”同样面临前述综合性能指标的考验，挑剔的消费者和强劲的竞争性技术/成本综合考虑同样是研究工作最终产业化、商业化所不可回避的。巨人肩膀之上，“科学创新性”和“工程应用性”将同时贯穿“下一代电池”研究工作始终。6电气设备行业动态研究报告请参阅最后一页的重要声明投资评价和建议我们认为，当前的锂离子电池技术在较长一段时间之内仍然是动力电池、消费电池、储能电池的首选技术。建议投资者关注电池核心环节的全球动力电池龙头企业及材料、结构件、电气部件企业：容百科技、当升科技、长远锂科、厦门钨业、德方纳米、湘潭电化；中科电气、凯金能源；天赐材料、新宙邦；恩捷股份；科达利；宏发股份。风险分析动力电池、消费电池、储能电池行业增速不及预期。7电气设备行业动态研究报告请参阅最后一页的重要声明分析师介绍杨藻：工学学士，产业经济学硕士。2010~2011年间就职于深圳发改委新能源汽车办，负责新能源汽车试点工作。随后先后就职于凯基证券和浙商证券。2016年8月加入天风证券，担任电新首席分析师。2019年12月入职中信建投证券。先后获得2017年新财富最佳分析师入围，2019年万得金牌分析师、金麒麟新锐分析师。研究助理研究助理张亦弛：清华大学工学学士、博士，2年能源材料实业工作，2年清华大学下属研究院工作，储能技术与产业政策专家。在学及就业期间发表多篇SCI及核心论文，申请多项国家专利并获授权。历任中信建投证券汽车、电新行业研究员，2018/19年万得金牌分析师团队成员，2019年金麒麟新锐分析师团队成员。报告贡献人研究助理张鹏：清华大学工学学士、博士，电力设备与新能源行业研究员，2018年加入中信建投证券研究发展部。2019年万得金牌分析师团队成员。研究服务北京保险组张博010-85130905zhangbo@csc.com.cn郭洁010-85130212guojie@csc.com.cn郭畅010-65608482guochang@csc.com.cn张勇010-86451312zhangyongzgs@csc.com.cn高思雨010-8513gaosiyu@csc.com.cn刘京昭-liujingzhao@csc.com.cn北京公募组李祉瑶010-85130464lizhiyao@csc.com.cn任师蕙010-85159274renshihui@csc.com.cn黄杉010-85156350huangshan@csc.com.cn李星星021-68821600lixingxing@csc.com.cn杨济谦010-86451442yangjiqian@csc.com.cn金婷jinting@csc.com.cn夏一然xiayiran@csc.com.cn杨洁010-86451428yangjiezgs@csc.com.cn社保组吴桑010-85159204wusang@csc.com.cn张宇010-86451497zhangyuyf@csc.com.cn创新业务组高雪010-86451347gaoxue@csc.com.cn杨曦-85130968yangxi@csc.com.cn廖成涛0755-22663051liaochengtao@csc.com.cn黄谦010-86451493huangqian@csc.com.cn陈基辕chenjiyuan@csc.com.cn诺敏010-85130616nuomin@csc.com.cn上海公募组黄方禅021-68821615huangfangchan@csc.com.cn戴悦放021-68821617daiyuefang@csc.com.cn翁起帆021-68821600wengqifan@csc.com.cn范亚楠021-68821600fanyanan@csc.com.cn薛姣021-68821600xuejiao@csc.com.cn章政zhangzheng@csc.com.cn李绮绮021-68821867liqiqi@csc.com.cn王定润021-68801600wangdingrun@csc.com.cn深广公募组曹莹0755-82521369caoyingzgs@csc.com.cn张苗苗020-38381071zhangmiaomiao@csc.com.cnXUSHUFENG0755-23953843xushufeng@csc.com.cn程一天0755-82521369chengyitian@csc.com.cn陈培楷020-38381989chenpeikai@csc.com.cn8电气设备行业动态研究报告请参阅最后一页的重要声明评级说明以上证指数或者深证综指的涨跌幅为基准。买入：未来6个月内相对超出市场表现15％以上；增持：未来6个月内相对超出市场表现5—15％；中性：未来6个月内相对市场表现在-5—5％之间；减持：未来6个月内相对弱于市场表现5—15％；卖出：未来6个月内相对弱于市场表现15％以上。重要声明本报告仅供本公司的客户使用，本公司不会仅因接收人收到本报告而视其为客户。本报告的信息均来源于本公司认为可信的公开资料，但本公司及研究人员对这些信息的准确性和完整性不作任何保证，也不保证本报告所包含的信息或建议在本报告发出后不会发生任何变更，且本报告中的资料、意见和预测均仅反映本报告发布时的资料、意见和预测，可能在随后会作出调整。我们已力求报告内容的客观、公正，但文中的观点、结论和建议仅供参考，不构成投资者在投资、法律、会计或税务等方面的最终操作建议。本公司不就报告中的内容对投资者作出的最终操作建议做任何担保，没有任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失的书面或口头承诺。投资者应自主作出投资决策并自行承担投资风险，据本报告做出的任何决策与本公司和本报告作者无关。在法律允许的情况下，本公司及其关联机构可能会持有本报告中提到的公司所发行的证券并进行交易，也可能为这些公司提供或者争取提供投资银行、财务顾问或类似的金融服务。本报告版权仅为本公司所有。未经本公司书面许可，任何机构和/或个人不得以任何形式翻版、复制和发布本报告。任何机构和个人如引用、刊发本报告，须同时注明出处为中信建投证券研究发展部，且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节和/或修改。本公司具备证券投资咨询业务资格，且本文作者为在中国证券业协会登记注册的证券分析师，以勤勉尽责的职业态度，独立、客观地出具本报告。本报告清晰准确地反映了作者的研究观点。本文作者不曾也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收到任何形式的补偿。股市有风险，入市需谨慎。中信建投证券研究发展部北京上海深圳东城区朝内大街2号凯恒中心B座12层（邮编：100010）浦东新区浦东南路528号上海证券大厦北塔22楼2201室（邮编：200120）福田区益田路6003号荣超商务中心B座22层（邮编：518035）电话：(8610)8513-0588电话：(8621)6882-1612电话：（0755）8252-1369传真：(8610)6560-8446传真：(8621)6882-1622传真：（0755）2395-3859