固态电池与低空经济,正碰撞出耀眼的火花!
近日,亿航智能官方公布,完成了世界首例搭载固态电池的无人驾驶eVTOL飞行。
而在这条新闻里面,最重要的看点就是搭载了固态电池。
对于现在火热的eVTOL来说,其商业化的最大难点之一,就是续航时间。
受限于电池能量密度,eVTOL平均续航时间不到30分钟,仅能支持距离较近的两地飞行。
而近距离内,eVTOL快捷的优势又不明显。
但凭借搭载固态电池,亿航智能此次飞行测试时间达到了48分,较原有的液态锂电池提升了60%-90%。
可以说,固态电池成功解决了eVTOL商业化的一个关键难题。
而从另一面看,固态电池也将伴随低空经济的推进,迎来高速发展期。
那固态电池产业链有那些机会呢?
在以前的文章中,我们先后介绍了固态电解质以及负极材料。
今天,我们将重点分析一下电解质添加剂——碳纳米管。
尽管固态电解质能储存更多的电能,但是想要大规模应用,有两个关键难题需要解决。
第一个是充放电速度慢。由于在固态电解质中,锂离子的移动速度,远远在小于液态电解液的速度。
这使得固态电池充放电速度都慢的多,可能仅有液态电池的五分之一。
第二个是循环寿命。固态电解质多次充放电后,内部结构会破裂,如果不做改进,固态电池循环寿命可能不及液态电池的一半。
那么,充放电和循环寿命这两个问题该如何解决呢?
除了研发性能更好的电解质外,加入高效的导电剂也是一个重要方法。
锂电池目前常用的导电剂,主要包括炭黑类(SF)、导电石墨类、VGCF(气相生长碳纤维)、碳纳米管(CNT)以及石墨烯等。
而在固态电池中,采用碳纳米管是最佳方案之一。
首先,在导电剂中,EIS阻抗越低,性能越高。
而碳纳米管是所有导电剂中,阻抗最低、性能最优越的材料。
其二,随着碳纳米管生产规模迅速扩大,单价已经大幅下降,而且相较于其他导电剂,使用量更低,因此,目前使用成本已经与廉价的导电炭黑持平。
相近的使用成本和更高的性能,使得固态地池对碳纳米管需求量激增。
据测算,每GWh电池半固态中,碳纳米管导电剂的使用量达到70-120吨,较液态锂电池汇总用量提升了3-6倍,而全固态电池中使用量还将大幅提升。
这意味着,固态电池的渗透,将使得碳纳米管原有市场空间提升数倍以上。
那碳纳米管行业内都有那些参与者呢?
从2021年出货量看,国内排名前五的企业分别为天奈科技、集越纳米、卡博特(2020年4月收购三顺纳米)、青岛昊鑫(道氏技术子公司)和无锡东恒,五家合计市占率达到了86.6%,行业还是比较集中的。
其中,天奈科技(688116)是当之无愧的龙头。
首先,天奈技术实力显著领先。其产品长径比最大,使得导电性能最优。
更重要的是,公司是世界上极少数能生产单臂碳纳米管的企业。
相较于普通的多壁或者寡壁类型,单壁碳纳米管导电性能最高可提升10倍,是该领域的皇冠。
尤其对于固态电池来说,更看重性能而非价格。因此,对单臂碳纳米管需求十分旺盛,目前市面上相关产品供不应求。
目前在单臂产品领域,仅有国外的OCSiAl能够大规模量产。
而国内,进度最领先的属道氏技术和天奈科技。
其中,天奈科技已经取得了百吨级订单,正在推动国内450吨产能建设。
凭借突出的技术优势,公司的市场份额也是一骑绝尘。
最新的调研显示,公司在国内的市占率已经超过46%,稳居国内第一。
宁德时代,比亚迪,中航锂电,LG,松下等等一线电池企业均是公司客户。
目前市场上研究及开发固态电池的厂家,绝大部分都是公司的客户。
份额+技术的双重领先,也让公司取得了不俗的业绩表现
2019-2022年间,公司扣非利润累计增长超300%,2022年的巅峰时期达到3.95亿元。
尽管2023年,受整个锂电上游的产能过剩、价格战影响,公司净利润下降了47%。
但是,2024前三季度,公司在行业内率先实现复苏,前三季度出货量同比大幅增长44%,扣非利润同比增长24.22%。
而对比来看,像天赐材料,新宙邦,当升科技等,扣非利润都还在延续同比下降的趋势。
并且,由于产能利用率的提升,公司利润率同样恢复明显。
前三季度毛利率已经超越2022年,接近36%,位列电池化学品行业第一,甚至超过了宁德时代。
此外,不仅仅是固态电池,快充和储能电池同样需要添加大量碳纳米管,用来提升充放电速度和延长循环寿命,这为碳纳米管带来了更多的需求。
1、快充方面
在固态电池大规模应用在电动车之前,快充是解决电动汽车续航焦虑的核心手段。
在高压快充平台下,电动汽车在10-15分钟内,就能将电池从20%电量提升到80%,甚至个别高端电池能5分钟续航300km。
而添加碳纳米管是提升充电速度的最佳方式之一。
而且,目前高压快充车型正快速渗透。
价格已经下探到20万+级别,预计2025年渗透率将达到15%。可以看出,快充正快速成为中高端电动汽车的标配。
2、储能方面
根据国际能源署的目标,要在2030年实现2000GW的电化学储能,这意味着,将在现有电储能规模上增长15倍。
一方面,储能电池几乎全部采用能量密度低的磷酸铁锂,提升能量密度需求明显;
另一方面,储能电池相较于动力电池,每天需要两次的充放电循环,延长寿命需求更迫切。
这些都为碳纳米管提供了大量用武之地。
众所周知,固态电池,正成为各路势力争相布局的热门赛道。
而作为核心的材料龙头,天奈科技自然得到了极大的关注。仅11月12日,就有203家机构调研了公司。
随着固态电池产业化的加快,碳纳米管的下游需求将迅速打开。而对于天奈科技来说,这是一个十分确定的发展良机。
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