2022年电动汽车行业投资策略：关注新技术带来投资机会

1 电源设备指数涨幅优异，负极指数涨幅位居锂电材料首位

电源设备指数涨幅在申万二级行业中排第4

我们梳理了申万二级指数行业 2021 年涨跌情况（截至 11 月 24 日），2021 年电源设备Ⅱ 总体涨幅 68.90%,涨幅情况仅次于电机Ⅱ（90.21%）、小金属（86.52%）和其他采掘Ⅱ （75.48%），在申万二级指数行业板块中排名第四，总体表现优异。

储能设备指数涨幅在申万三级行业中排第11

在申万三级行业中，2021 年（截至 11 月 24 日）涨幅排名前三的是稀土（247.96%）、磷 化工及磷酸盐（213.67%）、氯化工（170.74%）。储能设备指数 2021 年的涨跌幅为 86.04%， 在三级指数行业板块中排名第 11。

锂电四大材料中，负极WIND指数涨幅最好

2021 年新能源细分板块中锂电池指数涨幅 85.99%，远高于行业涨跌幅中位数 10.05%， 表现良好。锂电池的四大材料中，负极材料表现相对较好，涨幅为 132.62%，其次分别是 电解液（126.41%）、正极材料（115%），隔膜板块表现居尾，涨幅仅为 56.84%。

电源设备指数的PE（TTM）在所有申万二级行业中排名11

截至 2021 年 11 月 24 日，申万二级行业中电源设备指数的 PE（TTM）为 73 倍，在 103 个行业中排名 11，远高于中位数 29 倍 PE 的估值。主要原因在于，下游新能源汽车和储 能行业需求旺盛，板块内公司业绩持续高速成长的确定性大，市场愿意给其更高的估值。

2 短期看供需结构的转变，长期看竞争格局

隔膜和铜箔供需格局明显改善，受益下游高景气锂电材料价格均有上涨

磷酸铁锂正极供需格局改善明显，价格较 21 年初增长超 100%。2020 年全球新能源汽车 销量 324 万辆，动力电池出货 193GWh，其中三元电池出货 158GWh，磷酸铁锂电池出 货 35GWh。我们根据各种电池对正极材料的单耗量，测算出 2020 年全球三元正极需求 量 28 万吨，磷酸铁锂正极需求量约 8 万吨。2021 年 1-9 月全球电动车销量 415 万辆，同 比增长 137%，预计 2021 年全球新能源汽车销量 615 万辆，对应动力电池出货 360GWh， 其中预计三元电池 270GWh，磷酸铁锂电池 90GWh，带来三元正极和磷酸铁锂正极需求 分别为 46 万吨和 19 万吨。

我们统计了 2020 年和 2021 年全球三元正极和磷酸铁锂正极设计产能，并考虑 9 月以来 的限电影响三元正极产能约 15%、影响磷酸铁锂正极产能约 10%；同时，我们假设锂电 材料出货/产量的比例超 90%，计算得到 2021 年磷酸铁锂正极产量/设计产能约 80%，同 比提升 26pct；2021 年三元正极产量/设计产能约 98%，同比基本持平。受益于磷酸铁锂 电池装机占比提升，磷酸铁锂正极供需格局快速改善。2021Q1-Q3 国内三元正极产量 27 万吨，同比+102%；国内磷酸铁锂正极产量 23 万吨，同比+140%。截至 2021 年 11 月， 国内 NCM523 和 NCM811 正极单价分别较 21 年初上涨 87%和 53%；国内磷酸铁锂正极 单价较年初上涨 126%。

石墨化产能受限电影响较大，负极整体供需格局略有改善。我们根据各种电池对负极材料 的单耗量，测算出 2020 年和 2021 年全球动力电池负极需求量分别为 13 万吨和 25 万吨。 同时，我们统计了 2020 年和 2021 年全球负极设计产能，并考虑 9 月以来的限电影响负 极石墨化产能约 25%，计算得到 2021 年负极产量/设计产能约 58%，同比提升 7pct。 2021Q1-Q3 国内人造石墨产量 38 万吨，同比+106%。2021 年初以来，负极价格基本持 平，10 月受限电影响石墨化产能紧缺，导致高端负极价格略有上升。

湿法和干法隔膜供需格局均有明显改善，基膜价格全年看基本维持稳定。我们根据各种电 池对隔膜的单耗量，测算出 2020 年和 2021 年全球动力电池对干法隔膜的需求量分别为 4 亿平和 9 亿平；对湿法隔膜的需求量分别为 26 亿平和 45 亿平。我们统计了 2020 年和 2021 年隔膜行业的设计产能，目前隔膜行业受能耗双控影响不大，各生产基地均正常运 行。按照出货/产量超 90%的假设，我们计算得到 2021 年干法隔膜产量/设计产能约 54%， 同比提升 27pct；2021 年湿法隔膜产量/设计产能约 66%，同比提升 13pct；干法隔膜和 湿法隔膜供需结构均有明显改善。2021Q1-Q3 国内湿法隔膜出货量 38 亿平米，同比 +133%；国内干法隔膜出货量 11 亿平米，同比+95%。2021 年初以来，隔膜价格基本维 持平稳，但由于下游需求月度环比持续提升，10 月国内 9 微米湿法基膜价格有小幅增长。

电解液供需格局有所改善，受核心原料涨价影响，电解液价格较年初上涨超 170%。我们 根据各种电池对电解液的单耗量，测算出 2020 年和 2021 年全球动力电池电解液需求量 分别为 19 万吨和 36 万吨。同时，我们统计了 2020 年和 2021 年全球电解液设计产能， 目前电解液行业受能耗双控影响不大，除个别六氟企业产量受影响，其他企业均正常运行。 按照出货/产量超 90%的假设，我们计算得到 2021 年电解液产量/设计产能约 56%，同比 提升 11pct。2021Q1-Q3 国内电解液产量 28 万吨，同比+166%。2021 年初以来，由于 上游核心原料六氟供应紧缺价格大幅上涨，电解液价格也一路走高，截至 2021 年 11 月国 内电解液价格较年初上涨超 170%。

锂电铜箔供需格局明显改善，受高端产能紧缺影响价格持续上涨。我们根据各种电池对锂 电铜箔的单耗量，测算出 2020 年和 2021 年全球动力电池对锂电铜箔需求量分别为 13 万 吨和 23 万吨。同时，我们统计了 2020 年和 2021 年全球锂电铜箔设计产能，按照出货/ 产量约 80%的假设，并考虑 9 月以来的限电影响锂电铜箔产能约 10%，计算得到 2021 年锂电铜箔产量/设计产能约 77%，同比提升近 14pct。2020 年 4 月以来，由于锂电铜箔 特别是 6 微米及以下极薄铜箔供应紧缺，锂电铜箔价格持续走高，截至 2021 年 11 月国 内 6 微米和 8 微米锂电铜箔价格较年初上涨超 25%

隔膜、电解液和结构件竞争格局良好，正极和铜箔行业集中度有望提升

目前三元正极格局较分散，高镍龙头有望持续提升市占率。2021Q1-Q3 三元正极产量排 名前五的企业分别为容百科技、当升科技、巴莫科技、长远锂科、振华新材，CR5 约 53.6%， 比 2020 年全年提升 1.5pct。其中，容百市占率提升 1.2pct，仍位居第一。目前三元正极 市场集中度比较分散，主要是因为之前三元以 5、6 系为主，产品同质化比较严重。但是， 今年年初以来，8 系三元占比持续提升，已经从 1 月的 30%提升至 9 月的 44%，预计全 年 8 系占三元的比例超 35%。而在 8 系领域，容百、当升、巴莫、长远等头部企业具备 技术优势，其中容百扩产规模最大且成本较低，有望凭借先发优势、规模优势、成本优势 不断提升三元正极整体市占率。

磷酸铁锂正极格局较集中，绑定龙头电池厂的企业市占率有望提升。2021Q1-Q3 磷酸铁 锂正极产量排名前五的企业分别为德方纳米、裕能、贝特瑞、湖北万润、国轩高科，CR5 约 67.2%，比 2020 年全年下降 7.3pct。其中，德方市占率提升 1.1pct，仍位居第一；裕 能市占率提升 1.3pct。我们认为磷酸铁锂正极中期将保持差异化属性，此外，动力电池企业也选择与磷酸铁锂正极企业形成合资产能、参股入股等深度合作，进一步夯实供应链关 系。目前宁德时代合资、入股的磷酸铁锂正极企业为德方纳米（长循环、新型磷酸盐系）、 湖南裕能（高压实）、江西升华（高压实），比亚迪参股湖南裕能，亿纬锂能与德方纳米合 资产能。预计未来具备规模优势，并绑定龙头电池厂的正极企业市占率有望提升。

隔膜竞争格局好，恩捷龙头地位稳固。2021Q1-Q3 国内湿法隔膜出货量排名前五的企业 分别为上海恩捷、中材科技、星源材质、河北金力、青岛蓝科，CR5 约 94.3%，比 2020 年全年提升 0.7pct。其中，21Q1-Q3 恩捷出货量市占率 56.9%，较 2020 年提升 10pct，稳居龙头地位。湿法隔膜领域已形成良好的竞争格局，恩捷股份市占率持续提升，且盈利 能力与其他企业维持较大差距，长期看龙头地位非常稳固。

电解液市场格局较集中，天赐市占率有望持续提升。2021Q1-Q3 国内电解液产量排名前 五的企业分别为天赐材料、新宙邦、江苏国泰、香河昆仑、比亚迪，CR5 约 77.3%，与 2020 年全年基本持平。其中，天赐市占率提升 5.6pct，仍位居第一，且与其他企业的差 距逐渐拉大。长期看纯电解液环节利润很少，未来竞争优势主要体现在一体化布局带来的 成本降低。目前天赐已经可以实现六氟、LiFSI 基本自供，23 年之后添加剂 VC 也大部分 自供。同时天赐也向六氟上游布局了碳酸锂和氢氟酸等环节，未来子公司会以低于市场价 的折价出售给天赐，进一步提升公司单吨盈利。同时，天赐产能扩张速度最快，预计 23 年产能可以接近国内总产能 50%，在规模和成本具备明显优势下，预计天赐市占率将持续 提升。

结构件行业集中度高，科达利是当之无愧的结构件龙头。2021H1 全球结构件市占率排名 前二的企业分别为科达利（市占率 42%，较 2020 年下滑 7pct），震裕科技（市占率 17%较 2020 年上升 2pct）。锂电池结构件竞争格局良好，科达利份额虽有下滑，但仍维持一 家独大局面。长期看，全球锂电池结构件厂商主要分布在亚洲中日韩，科达利作为当之无 愧的结构件龙头，与市场份额前列的宁德时代、LG、比亚迪、力神、亿纬锂能、中航锂 电等强势动力电池企业都建立了深度合作关系。

锂电铜箔市场格局较分散，能快速扩充 4.5um 产能企业有望提升市占率。预计到 2021 年底，锂电铜箔设计产能排名前五的企业分别为诺德股份、灵宝华鑫、嘉元科技、九江福 德、铜冠铜箔，CR5 约 45.7%，较 2020 年全年提升 3.4pct。其中，诺德市占率维持 11.7%， 仍位居第一；嘉元科技市占率提升 4.1pct，排名由第四上升至第三。目前国内锂电铜箔以 6um 为主，海外电池厂以 8um 为主，未来都将逐步往 4.5um 极薄铜箔迭代。各企业 4.5um 产能扩张仍受限于日本阴极辊的供应，我们认为能订购到足够阴极辊设备，快速扩充 4.5um 产能的企业有望在铜箔技术迭代中脱颖而出，快速提升市占率。

3 电车需求持续旺盛，未来三年各环节供需格局均有改善

预计21-25年全球电车销量CAGR超40%

未来五年全球新能源车销量复合增速有望达到44.2%，预计三元电池占比仍会超过50%。 2021 年 1-9 月全球电动车销量 415 万辆，同比增长 137%，预计全年销量超 600 万辆， 预计 2021-2025 年 CAGR 为 44.2%。同时，随着单车带电量的提升，全球动力电池装机 量迅速增长，预计 2024 年将超过 1000GWh，2021-2025 年全球动力电池装机量 CAGR 为 48.8%。尽管磷酸铁锂电池凭借其高性价比及安全性优势在今年得到一个小爆发，但我 们认为三元电池的升级空间更大，预计未来动力电池三元仍略超过磷酸铁锂，到 2025 年 市占率维持在 55%左右。

隔膜和铜箔供需格局改善较大，三元正极和铜箔盈利受益产品结构改善

铁锂供需格局明显改善，三元盈利受益于产品结构升级

预计磷酸铁锂装机占比提升，但高镍三元正极需求增速超过铁锂正极。我们根据单 GWh 电池对正极材料的需求量，测算出2021-2025年全球动力电池用正极需求CAGR为38.6%。 预计 2021 年全球三元电池装机占比 75%，铁锂占比 25%，考虑到在具备成本优势下国内 铁锂装机增速较快，且海外也有车企规划铁锂车型，未来五年全球铁锂装机占比有望小幅 稳定提升，预计到 2025 年全年三元动力电池和铁锂动力电池占比分别为 55%和 45%。根 据 以 上 假 设 ， 我 们 测 算 出 2021-2025 年全球 动 力 电 池 用 三元正极需求 分 别 为 45.9/61.7/79.1/95.6/115.1 万吨，CAGR 将达到 26%；其中高镍三元正极需求的 CAGR 有望达到 54%。同时，我们测算出 2021-2025 年全球动力电池磷酸铁锂正极需求分别为 
19.2/42.6/69.3/105.1/129.2 万吨，CAGR 为 61%。

正极供需趋于宽松，正极厂商毛利率有所提升。我们统计了未来三年全球锂电池正极行业 产能，假设 22 年和 23 年出货/产量的比例超 90%，测算得到 2021-2023 年全球磷酸铁锂 正 极 产 量 / 产 能 分 别 为 79.6%/78.5%/78.4% ， 三 元 正 极 整 体 产 量 / 产 能 分 别 为 97.9%/75.6%/73.1%，高镍三元正极产量/产能分别为 74.6%/70.5%/70.9%。磷酸铁锂正 极和三元正极供需偏宽松，但整体产能利用率维持在较高水平。正极企业的定价为成本加 成的模式，原材料成本控制较好、产品性能占优的企业，毛利率相对较高。从头部份额企 业的毛利率来看，三元正极材料的毛利率在 15%-20%之间，各家相差不大；磷酸铁锂正 极的毛利率一般在 20%以上，贝特瑞正极材料毛利率相对较低。2021 年受益于下游电车 销量持续超预期，需求高景气下正极加工费有所上涨，头部正极厂商毛利率较 2020 年均 有提升。

负极供需结构逐渐宽松，盈利增长受益石墨化自供率提升

负极供需格局逐渐宽松，石墨化产能较大企业盈利能力较好。我们根据单 GWh 电池对负 极 材 料 的 需 求 量 ， 测 算 出 2021-2025 年 全 球 动 力 电 池 负 极 需 求 合 计 为 25.3/41.1/59.2/80.9/100.2 万吨，CAGR 将达到 41%。我们统计了未来三年全球锂电池负 极行业产能，假设 22 年和 23 年出货/产量的比例超 90%，测算得到 2021-2023 年全球负 极产量/产能分别为 57.8%/46.5%/42.4%，整体供需格局逐渐宽松。从负极材料的盈利来 看，负极业务的毛利率明显优于正极材料。负极的成本构成中，原材料成本仅占 30%左右， 石墨化费用占比达到 40%，自产石墨带来巨大的降本空间。因此石墨化产能较大的企业， 其负极业务的毛利率基本维持在 25%以上，璞泰来和贝特瑞的毛利率超过 30%。

湿法隔膜供需趋于宽松，龙头企业盈利水平优势明显

预计 2021-2025 年湿法隔膜需求的 CAGR 为 39%，干法隔膜需求额 CAGR 为 44%。我 们根据单 GWh 电池对隔膜材料的需求量，测算出 2021-2025 年全球动力电池用隔膜需求 CAGR 为 40%。预计 2021-2025 年磷酸铁锂电池用湿法隔膜的渗透率从 45%提升至 65%， 测算出 2021-2025 年全球动力电池用湿法隔膜需求分别为 
45.4/69.8/99.0/134.3/168.4 亿 平，CAGR 为39%；2021-2025年动力电池对干法隔膜需求 9.1/18.4/26.8/36.1/38.8亿平， CAGR 为 44%。

湿法隔膜供需略有宽松，恩捷盈利能力优势明显。我们统计了未来三年全球锂电池隔膜行 业产能，假设 22 年和 23 年出货/产量的比例超 90%，测算得到 2021-2023 年全球干法隔 膜产量/产能分别为 53.7%/74.9%/93.3%，湿法隔膜产量/产能分别为 65.6%/60.7%/60.9%， 湿法隔膜供需略有宽松的趋势。从两家隔膜上市公司的毛利率来看，恩捷股份的毛利率维 持在 45%-50%，星源材质隔膜业务的毛利率从 2018 年的 48.4%下降至 2020 年的 31.3%， 恩捷凭借规模和成本优势，盈利水平大幅领先。

电解液供需格局小幅宽松，龙头通过一体化布局获成本优势

电解液供需格局小幅宽松，一体化布局完善的龙头企业毛利率有望维持较高水平。我们根 据单 GWh 电池对电解液的需求量，测算出 2021-2025 年全球动力电池对电解液需求量分 别为 
36.1/60.3/88.3/122.5/152.0 万吨，CAGR 为 43%。我们统计了未来三年全球锂电池 电解液行业产能，假设 22 年和 23 年出货/产量的比例超 90%，测算得到 2021-2023 年全 球电解液产量/产能分别为 56.0%/52.0%/51.6%，整体供需格局小幅宽松。从毛利率来看， 大部分企业电解液的毛利率基本在 25%左右，只有天赐材料毛利率达 35%以上，主要由 于公司独家布局六氟磷酸锂并自供一部分添加剂，成本优势明显。同时，21 年初以来受 益于六氟价格大幅上涨，电解液价格也一路走高，带动电解液企业毛利率均有提升。展望 明后年，预计随着六氟供应偏宽松后价格下滑，电解液毛利率有所下降，但是纯电解液环 节利润很少，未来竞争优势主要体现在一体化布局带来的成本降低。预计天赐作为一体化 布局完善的龙头企业，毛利率仍将维持 30%以上。

六氟磷酸锂供需对比持续宽松，预计明年价格将步入下行通道。我们根据单吨电解液对六 氟的需求量，并假设 21-25 年六氟占电解液质量比例由 12%下降至 9%，测算出 2021-2025 年全球动力电池对六氟需求量分别为 4.3/6.9/9.7/12.2/13.7 万吨，CAGR 为 34%。我们统 计了未来三年全球六氟行业产能，假设 22 年和 23 年出货/产量的比例超 90%，测算得到 21-23 年全球六氟产量/产能分别为 56.8%/54.3%/49.9%，整体供需格局持续宽松。21 年 初以来受益于下游需求高景气和产能供应不足，六氟市场报价从 10 万左右一路上涨至 50 万，预计明年上半年仍维持 30 万以上的相对高位，下半年报价有望下降至 20 万左右的水 平。但是，目前电解液和六氟企业订单中长单占比过半，且长单成交价格远低于市场报价， 预计明年六氟降价对电解液和六氟企业单吨盈利的影响远小于六氟价格本身的波动。

极薄铜箔供应将持续紧缺，受益产品结构升级毛利率有望提升

6um 及以下铜箔供应紧缺，铜箔企业毛利率仍有提升空间。我们预计未来五年全球 6um 及以下锂电铜箔的渗透率会持续提升，并根据单 GWh 电池对不同厚度铜箔的需求量，测 算出 2021-2025 年全球动力电池用铜箔需求 CAGR 为 37%，其中 6um 及以下锂电铜箔 需求的 CAGR 为 48%。我们统计了未来三年全球锂电铜箔行业产能，假设 22 年和 23 年 出货/产量的比例超 90%，测算得到 2021-2023 年全球动力电池用锂电铜箔总产量/总产能 分别为 77.3%/74.3%/74.3%，供需格局略有宽松；2021-2023 年全球 6um 及以下铜箔需 求/产能为 137.5%/115.1%/115.2%，持续处于供应紧缺的状态。从毛利率来看，嘉元科技 的锂电铜箔毛利率较好，一直在 25%以上且近年来呈现上升态势。嘉元科技的毛利率提升， 来源于公司实现产品升级，批量生产高附加值的 6 微米及以下铜箔。考虑到 6um 及以下 铜箔未来两年供应紧张，预计加工费将维持高位，在极薄铜箔领域有先发优势且产品结构 持续改善的企业，毛利率仍有提升空间。

4 关注产品升级和新技术迭代

结构大幅优化，4680释放高镍性能

CTP、刀片电池的设计大幅释放了磷酸铁锂电池的潜力，4680 的设计则充分挖掘了高镍 的性能。磷酸铁锂电池通过成组过程中的去模组化，有效提升了整体 Pack 的能量密度； 而 4680 电池通过多极耳的设计，让电子穿梭距离变短，电芯整体充放电性能大幅提升， 解决了大电芯的快速充放电难题。同时，这个设计需要正负极活性材料也同时做出提升， 达到完全释放潜力的效果。按照特斯拉的计算，圆柱直径越大，制造成本下降的越多，但同时由于空间利用率、降温 材料使用等问题，圆柱直径与电动车续航里程不成正比，最优解为 46-51mm 之间。同时， 大圆柱电芯卷绕长度变长，所有正负极材料、隔膜都可以采购更长，充分发挥卷绕工艺的 成本优势。

给隔膜披上铠甲，勃姆石渗透率有望快速提升

勃姆石作为功能填充料添加于隔膜涂覆材料中。隔膜是置于正负极之间的一种多孔薄膜， 离子可以自由通过，同时又能防止正负极短路。将勃姆石涂覆在隔膜表面，形成保护膜， 但并不妨碍离子穿过。

涂覆勃姆石的隔膜耐高温性能明显得到改善。目前，锂离子电池中隔膜主要采用的是具有 微孔结构的聚烯烃类材料，如聚乙烯(Polyethylene，PE)、聚丙烯(Polypropylene，PP) 的单层或多层膜。聚烯烃隔膜可以提供足够的机械强度和化学稳定性用于锂离子电池，但 在高温条件下则表现出较大的热收缩性。热收缩导致正负极接触、短路，迅速产生大量热 量，从而引发起火、燃烧甚至爆炸等安全事故。勃姆石形成的保护膜的主要功能是防止隔 膜在高温下形变，起到类似于α‑Al2O3 的作用，提高锂电的安全性。根据 Nabaltec 年报 披露，涂覆勃姆石的隔膜可以耐受 250℃的高温（情况会根据基膜不同而变化），而未涂 覆的隔膜在 100℃左右即发生缩变。

勃姆石在隔膜涂覆市场存在量+渗透率提升的双击逻辑。根据材料的不同，隔膜涂覆分为 有机涂覆与无机涂覆，其中勃姆石、氧化铝属于无机涂覆，成本较低，且生产过程对环境 污染性小。相较于氧化铝，勃姆石硬度更低，更能够降低设备磨损和加工过程中异物的带 入风险；粒径分布更窄，比表面积更可控，比重更低，和氧化铝相同重量可以涂覆更多面 积，也更能有效降低涂覆成本；吸水性更弱，更易保持隔膜的干燥度；涂覆平整度更高、 内阻更小，能耗更低，生产过程对环境更加友好。随着对安全性能的要求提高，电池厂商 对隔膜涂覆的比例提升，无机涂覆目前是主流选择，因此，勃姆石在隔膜涂覆应用领域中 存在量+渗透率提升的双击逻辑。

三元高镍化趋势明确，8系占三元比例快速提升

动力电池三元正极材料高镍化是发展趋势。（1）高镍材料能量密度高，能够有效解决新能 源汽车的里程焦虑问题，或减轻等里程车型设计中的重量负担。（2）由于钴材料储量稀少， 价格昂贵且不稳定的特点，高镍材料减少了钴的使用。

高能量密度、低成本的高镍三元材料占比迅速上升。2019 年 8 系含镍较高的三元正极材 料仅占总三元材料的 11%，5 系三元正极材料占到总三元材料的 61.5%；2020 年 8 系高 镍三元材料占比提升至约 22%，5 系三元材料占比明显降低，约 53%。2021 年初以来， 8 系三元占比从 1 月的 30%持续提升至 9 月的 44%，预计 21 年全年 8 系占三元比例接近 40%。NCM811 材料应用在新能源汽车上体现为能达到更高的续航，相对于 NCM523 能 量密度可以提高 25%。由于新能源车痛点在于使用者的里程焦虑续航能力，且钴价格较高， 高镍电池将是未来三元材料的发展趋势。

动力电池高镍化和高电压发展需要新型锂盐和添加剂

电解液性能来源于电解质锂盐和添加剂。研发兼容高镍动力电池电解液的核心在于新型电 解质锂盐和电解液添加剂。

新型电解质锂盐：双氟磺酰亚胺锂 LISIF 高性能，顺应高镍高容量电池趋势。LIFSI 新型 锂盐相对 LIPF6 电池容量更高、续航能力更强，有望解决新能源汽车里程焦虑。更高的安 全性能和耐高温性对于动力电池安全指标的提升有更好作用。限制新型锂盐大规模生产的 难点是技术要求高、制作成本高。电解液龙头企业天赐材料、新宙邦已经加速布局新型锂 盐，未来高性能新型锂盐将成为电解液产品的核心竞争力之一。

添加剂虽然只占电解液成本的 15%-30%，但是它能够显著改善电池的某些性能，如：提高 导电率、过充安全性、阻燃性能、稳定性等，行业壁垒也相对较高。动力电池常见的添加 剂主要分类包括：成膜添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂、过充保护添加剂、高低温性能 添加剂等。

目前动力电池正在向高能量密度发展，趋势是高电压正极、硅碳负极，因此需要开发匹配 高电压正极的电解液，同时兼顾高容量硅碳负极，避免硅负极在循环过程中体积膨胀带来 SEI 膜过量消耗等问题。而电解液添加剂往往与电解液的配套需要定制，各企业的配方都 不相同，并且新型添加剂的开发周期长，3C 领域需要 1-2 年，动力领域甚至需要 5 年以 上。一是电池对产品的纯度需求高；二是工艺经验积累非常重要，电解液配方的变化会引 起循环寿命、首效等多因素变化，要进行大量重复实验，以明确添加剂加入的效果；三是 技术迭代快，产品差异性大。锂电产业技术尚处于高速发展中，添加剂的发展需要配合下 游新技术的发展，不同锂电池技术所需要的电解质添加剂配方不同，因此电解质添加剂属 于高技术壁垒的行业。

铜箔轻薄化趋势明确，4.5μm铜箔已实现批量应用

铜箔厚度影响电池能量密度与单位成本，轻薄化趋势明确。根据 GGII 数据，采用 6μm 铜箔相较于 8μm 铜箔可将锂电池能量密度提升约 5%；而采用 4μm 铜箔相较于 6μm 铜箔可将锂电池能量密度再提升 5%左右。根据嘉元科技公告和 GGII 数据，1GWh 动力 电池对 8μm 和 6μm 铜箔的需求量分别为 900 吨和 600 吨左右。截至 2021 年 11 月， 6um 铜箔和 8um 铜箔价格分别为 12.4 万/吨和 10.7 万/吨，则可计算出 1GWh 动力电池 对应 8μm 和 6μm 铜箔成本分别约 7440 万元和 9630 万元。

锂电铜箔厚度越薄，批量化生产难度越大，其量产难度具体表现在负荷率、成品率、开工 率和工艺成本四个方面：

（1）厚度越薄，负荷率越低。随着产品厚度变薄，其工艺稳定控制要求、设备精度要求、 自控精度控制要求越来越高，为实现工艺条件稳定执行、设备稳定运行、质量稳定控制目 标，必须适度降低生箔电流负荷生产，才能实现无瑕疵连续长时间产品的生产。

（2）厚度越薄，成品率越低。随着产品厚度变薄，产品单位宽度抗张强度降低与箔面抗 压变形能力降低，导致部分隐性质量缺陷形成显性质量缺陷，成品率降低。

（3）厚度越薄，开工率越低。随着产品厚度变薄，设备精度、控制精度等要求越来越高， 设备计划检修、非计划被迫检修频次提升，降低设备有效开工时间，进而会导致产能下降。 （4）厚度越薄，工艺成本越高。随着产品厚度变薄，需要的添加剂品质更高，消耗更多、 能耗及设备品质都需要提高，制造成本一定程度上会有所提升。

4.5μm 铜箔已能批量应用于动力电池生产。使用 6μm 极薄锂电铜箔制造动力电池，工序 中最难攻克的是涂布与卷绕环节，产品品质最难攻克的是打褶、断带和高温被氧化。2018 年以宁德时代为代表的全球领先电池制造商率先研发设计出专门用于 6μm 极薄铜箔的涂 布机和全球首台 6μm 极薄铜箔高速卷绕机，解决了上述工序难题，进而在电芯体积不变 的情况下提升了活性材料的能量密度，从而加大电池续航里程。目前，宁德时代可以规模 化运用 6μm 和 4.5μm 极薄铜箔生产动力电池，预计未来几年 6μm 以下铜箔渗透率将 快速提升。

燃料电池发展空间大，关注“卡脖子”环节

燃料电池定义：燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称 电化学发电器。

燃料电池主流技术类型包括：碱性燃料电池(AFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、熔融碳酸型 燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)。

中国燃料电池国产化领域主要是：SOFC 和 PEMFC。SOFC 以其全固态结构、能量效率 高和对煤气、天然气、混合气体等多种燃料气体适应性广等突出特点，成为第三代燃料电 池，发展最快，应用广泛，主要用于固定式发电、分布式供电、热（冷）电联供、交通车辆辅助动力电源等领域。PEMFC 能在低温快速启动，无电解质液流失，比功率和比能量 高，寿命长，是可用于分散电站、移动电源，是电动车、移动通讯等的理想电源，目前正 在开发商用，是我国燃料电池的主流方向。

我国燃料电池行业产业化处于爆发前夕，产业链发展机会巨大。燃料电池产业链可分为上 游材料，中游集成与下游应用。上游材料主要包括膜电极、双极板和密封层。其中，膜电 极是燃料电池电堆最核心的部件，由催化剂、气体扩散层、质子交换膜构成。中游的燃料 电池系统包括电堆和系统组件 BOP，电堆由上游材料组成。下游应用包括固定式发电、 燃料电池车、应急备用电源。目前燃料电池产业发展的主要驱动因素是商用燃料电池车的 发展叠加国家政策扶持，带动燃料电池在乘用车上的应用。

我国燃料电池产业较海外起步晚，材料基础工业相对薄弱，发展曾落后于海外，但近几年 我国孵化的燃料电池产业链企业已逐步实现产品投产。根据产业链调研，国产化进度下游＞上游，BOP 辅件＞电堆零部件。其中燃料电池系统和燃料电池电堆已基本实现国产。 空气压缩机、氢气循环泵、加湿器、储氢瓶等部件 2020 年底可以基本实现国产替代。技 术含量较高的质子交换膜、催化剂、气体扩散层和双极板尚未实现国产替代，但也将在为 来 3 年内陆续实现。

目前燃料电池系统产业链的国产化程度达到了70%，核心环节电堆已经实现了国产替代。 新源动力的第三代质子交换膜燃料电池电堆模块在功率密度、低温启动方面与巴拉德等国 外燃料电池厂不相上下，以新源动力、亿华通为代表的自主研发企业取得突破。

膜电极占电堆成本的 60%以上，2019 年开始小批量验证，2020 年鸿基创能、擎动科技和 武汉理工氢电开始批量出货，实现国产替代。三家企业的国产膜电极功率密度超过 1W/cm2，高于巴拉德膜电极。过去国内膜电极依赖进口，价格昂贵，膜电极的国产替代 将为电堆带来 30%的降本空间。从生产工艺来看，主要是采用 CCM 三合一膜电极法，将 催化层直接制备在质子交换膜表面，制备方法从喷涂法更换为涂布法。有序化膜电极法是 未来的发展趋势。

发展“卡脖子”的问题集中在上游的关键材料与部分核心零部件，包括质子交换膜、催化 剂、气体扩散层和双极板等。

（1）质子交换膜

质子交换膜在燃料电池的主要功能是实现质子快速传导，同时阻隔阳极燃料和阴极氧化物， 防止氢气（或甲醇）与氧气在阴阳极间的渗透而引起爆炸。工业上常见的有全氟磺酸膜、 部分氟化质子交换膜和复合膜。全氟磺酸膜是主流质子交换膜，其力学性能和化学稳定性 优异，寿命长，并且具有优秀的氢离子传导性能，杜邦-Nafion 系列、旭化成-Aciplex 膜， 陶氏-Dow 系列、Ballard-BAM 型膜均是全氟磺酸膜。

当前质子交换膜以海外企业供应为主，Nafion 膜应用最广泛，未来技术点的突破点在于超 薄兼顾高耐久性。降低质子交换膜的厚度可以大幅提升膜电极性能，但可能造成其机械强 度、耐久性的降低。目前国内主流膜电极厂商为东岳集团，其已具备规模化生产能力，其 DF988/DF2801 膜厚度在 50~150μm，DF260 膜的厚度能做到 15μm，目前已经成熟并 定型量产。2020 年底，东岳质子交换膜 150 万平米质子交换膜生产线一期工程已经投产。 此外，武汉理工目前正在测试 16.5μm 的复合质子膜，是未来发展方向，我国质子交换膜 的实验室性能目前正逐步接近国外企业，实现国产替代的关键在于产能释放以及下游验证。

（2）催化剂

催化剂的作用是促进氧化剂和氢气的反应，提升反应效率。良好的催化剂应该具有好的催 化活性、高质子传导率、高电子传导率和良好的水管理能力以及气体扩散能力。目前多采 用贵金属 Pt 作为催化剂材料，但其价格昂贵，一般采取 Pt 含量不高的铂基催化剂来控制 催化剂成本。

催化剂的未来技术研发有两个方向，一是提高催化剂的耐久性；二是降低 Pt 用量。首先， 车辆运行过程中，燃料电池催化剂性能可能会衰减，如 Pt 纳米颗粒的团聚、迁移以及催 化剂碳载体的腐蚀等，因此提高催化剂的耐久性为当前的研究要点；其次，可以通过两种 途径降低 Pt 的用量：1）提高催化剂的催化活性来实现。主要研究方向包括：①Pt 合金催 化剂，包括 Pt-Co/C、Pt-Fe/C、Pt-Ni/C 等二元合金催化剂；②Pt 单原子层催化剂；③Pt 核壳催化剂，以非 Pt 材料为支撑核、表面壳为贵金属，由金属合金通过化学或电化学反 应，去除活性较高的金属元素，保留活性较低的 Pt 元素；④纳米结构 Pt 催化剂（以碳纳 米管为催化剂载体，实现质子、电子、气体的更快传输。2）寻找替代 Pt 的催化剂，其研 究主要包括过度金属原子簇合物、过渡金属氮化物等，目前全球尚未找到适合商用的 Pt 催化剂的替代品，处于全球技术的空白领域。

国内催化剂的产业化和研究正起步，国外企业处于领先地位。目前 Pt 用量已从 10 年前 0.8~1.0g/kw 有了大幅降低，国外先进水平约 0.2g/kw，本田 FCV 与丰田二代 Miriai 燃料 电池催化剂的 Pt 含量降至 0.12g/kw，英国 JohnsonMatthey 拥有全球最领先技术，Pt 纯 度达 99.95%，日本的 Tanaka 建立了稳定的催化剂供应系统，是本田燃料电池车 Clarity 催化剂的供应商。国内先进水平目前能做到催化剂的 Pt 含量为 0.5g/kw 左右，催化剂领 域研发以大连化物所、清华大学、北京大学等为主，企业中比较靠前的是贵研铂业，其 Pt 纯度达 99%，并与上汽集团开展产研结合，共同推进。此外，宁波中科科创的铂碳催 化剂日产量 200g、武汉喜马拉雅日产能达 200g，均处于小规模生产阶段。

整体来说，国内催化剂在控制 Pt 含量的技术上以及产能方面，都与国外有较大差距，国 产化替代尚需时日。

（3）气体扩散层

气体扩散层的主要功能包括实现气体在催化剂表面的扩散，支撑催化剂、导通电流、排除 反应生产水等。因此理想的气体扩散层需要具备高导电性、多孔性、适当的亲水/憎水平 衡、高稳定性以及低成本。气体扩散层由基底层和微孔层组成。基底层的常用材料有碳纤 维纸、碳纤维织布及碳黑纸；微孔层通常是由导电炭黑和憎水剂构成。在基底层的几种材料料中，碳纤维纸的制备工艺成熟、性能稳定、成本相对较低，成为支撑层商业化的首选材料。而碳纤维编织布其物理稳定性较差，易变形；碳黑纸的脆性大、强度低，有优化空间。

国内碳纸进口为主，碳纤维的核心技术工艺主要被日本、美国几个少数发达国家把控。国 外领先企业有日本东丽、德国 SGL、美国 E-TEK 等。日本东丽占据市场较大份额，旗下 有 TGP-H-060、090、120 三种厚度的碳纸产品。由于碳纤维技术壁垒高、投资回报率好， 海外对我国实行严格的技术封锁，我国碳纤维技术与发达国家差距较大。作为战略性新兴 产业，未来有望乘政策东风快速发展。目前，国内碳纸的研究集中于中南大学，仅有部分 企业的产品处于中试阶段。上海河森公司、济平公司有小批量碳纸产品，中国台湾碳能科技具 备小规模产能，产品部分性能达标。

（4）双极板

双极板位于膜电极两侧，用于支撑机械结构、分配燃料，隔离阴阳极气体，其性能优劣将 直接影响电堆的体积、输出功率和寿命。按材料可分为石墨双极板、金属双极板及复合材 料双极板三种。石墨双极板是目前质子交换膜燃料电池(PEMFC)中应用最广泛的材料，具 有较好的导电导热性，耐腐蚀性等，常用于商用车领域，国外代表企业有美国 Poco、加 拿大 Ballard 等。金属双极板相对来说易受腐蚀，但其体积小、生产周期短，易于大批量 快速生产，可用于乘用车领域，国外代表企业有美国 Dana、日本本田等。复合材料双极 板其兼具了石墨的耐腐蚀性与金属的高强度，效果最好，但其加工繁琐，成本较高，尚未 实现大规模应用。

目前石墨双极板已实现国产化，国产金属双极板有待发展。石墨双极板技术壁垒较低，国 内技术已达国际一流水平，代表性企业有上海神力、上海弘枫等，其中上海弘枫产品已实 现海外出口。我国燃料电池汽车走的是“先商后乘”的发展路线，石墨双极板仍是市场主 流。但随着乘用车的发展，以及金属材料机加工技术的进步，逐渐克服金属双极板生产的 难点，金属双极板将成为未来的发展方向。率先掌握金属板国产批量化生产的企业将在燃 料电池乘用车市场抢占先机。目前国内有上海治臻可以实现双极板国产化、批量化生产， 设计年产量可达 50 万副，至少可供 1500 辆以上 FCV 使用，已经小批量供给上汽捷氢金 属板电堆。复合双极板方面，国内的新源动力等企业也具备研制能力。

整体来看，双极板的国产化替代已经发展到一定水平了，在石墨双极板向金属双极板的技术切 换过程中，逐步实现全面国产化。

5 投资分析

21 年电动车销量持续超预期，且长期来看，行业成长空间广阔。选股我们从三个维度入 手，一是格局已经较为确定的细分领域龙头可长期持有如隔膜、电解液、结构件细分龙头； 二是寻找细分领域里边变化的机会，如正极、铜箔的产品结构升级，电解液新型锂盐渗透 率提升，以及锂电池二线企业突围的机会；三是新技术变革中寻找投资机会，如：4680 电池、涂覆勃姆石、燃料电池等。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）