锰基电池应用前景广阔、叠片工艺优势明显，梳理主流电池厂发展
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2022-06-13 19:29:50
一个较新的电池工艺——叠片电池，软包动力电池的极组常为叠片形式。相较于卷绕电池，叠片电池有几点优势:能量密度更高、内部结构更稳定、安全性更高、膨胀力更稳定、内阻较小带来循环寿命更长，但相较于卷绕工艺，叠片工艺效率低、单GWh设备投资额高、质控较难。随着叠片技术逐渐成熟、叠片效率持续提升，叠片电池有望在方形电池中应.用，为叠片电池打开较大空间。 #财经科技最前线#1)叠片电池与卷绕电池的优劣势目前，方形电池与圆柱电池一般应用卷绕技术，软包消费类电池的极组多为卷绕形式，软包动力电池的极组为叠片形式。由于国内方形电池占据绝大部分份额，卷绕工艺市场份额大于叠片工艺，是当前的主流工艺。近年来随着叠片工艺逐渐成熟，叠片工艺的优势凸显，电池厂商也开始推出方形叠片电池。卷绕工艺是指将原材料按照负极、隔膜、正极、隔膜的顺序叠在一起，通过卷绕法卷成.圆柱形或方形再放置在金属外壳中。叠片工艺靠的则是“叠”，例如“Z”字形叠片是先将正负极原料裁切成同样大小的矩形极片，再分别叠到隔膜上，隔膜“Z"字形穿行其间，隔开两极，最后包上铝塑包装。相较于卷绕电池，叠片电池有几点优势:能量密度更高、内部结构更稳定、安全性更高、膨胀力更稳定、内阻较小带来循环寿命更长，但相较于卷绕工艺，叠片工艺效率低、单GWh设备投资额高、质控较难。
2)叠片电池产能有望快速扩张叠片技术已在软包电池中有所应用，但受制于软包电池整体市场份额小，叠片工艺尚未成为主流。目前叠片电池的应用领域主要为单极组设计的软包动力电池企业，代表企业有LG、SKI、AESC、孚能科技等。随着叠片技术逐渐成熟、叠片效率持续提升，叠片电池有望在方形电池中应用，为叠片电池打开较大空间。
3)配套电池厂生产，叠片设备获机会目前主流的叠片工艺包括:z字型叠片、卷叠、热复合、堆叠、制袋式叠片等。叠片设备的技术发展趋势目前仍没有统一，但可以确定的是，未来叠片机的各个技术路线一定是性价比、能量密度、安全性的综合竞争。
国内叠片机厂商主要分为三类:①行业积淀较深的传统品牌，以格林晟、佳的自动化、吉阳智能、超业精密、中天和等为代表;②中小型潜力企业，包括东莞恒捷、鸿宝、 中锂、华创等，以中后端产线一体化为主;③横向布局叠片机的锂电设备企业，如先导智能、利元亨、赢合科技、科瑞技术、诚捷智能等。
锰这个电池材料。其指出伴随锰酸锂电池、三元锂电池需求的持续增长以及磷酸锰铁锂电池等新兴技术的逐步应用，上游含锰材料的相关企业将充分受益。锂电池属于二次电池的一种，相较于镍镉、镍氢、铅蓄电池等其他二次电池，锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长且无重金属污染的优点。从构成来看，锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解质和电池外壳几个部分组成。其中正极材料是其电化学性能的决定性因素，对电池的能量密度及安全性能起主导作用。同时，按正极材料体系划分，锂电池可以分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等多种技术路线。
目前，主流的锰基电池材料主要包括锰酸锂电池与三元锂电池。从上游材料来看，由于锰具有良好的电化学惰性，通过在电池材料中添加锰元素，可以有效提高材料安全性与结构稳定性，目前电解二氧化锰(EMD)与硫酸锰均为锂电池生产所需的重要原材料。其中，电解二氧化锰主要用于锰酸锂电池的生产，而硫酸锰则被用于三元锂电池领域。
伴随新能源汽车渗透率的快速提升以及电动两轮车领域需求的加速释放，2015-2021年间国内锰酸锂产量年均复合增速达到31.1%、三元正极材料出货量年均复合增速达到50.5%。与此同时，磷酸锰铁锂是磷酸铁锂与磷酸锰锂的固溶体，保留磷酸铁锂优良安全性与稳定性能，并且拥有较高的电压平台(可达 4.1V，铁锂3.4-3.5V) 和与磷酸铁锂相同的理论克容量，因此相当条件下其理论能量密度比LFP高15-20%，基本能够达到三元电池NCM523的水平。当前国内主流正极材料与电池厂商如德方纳米、当升科技、宁德时代等均在积极布局磷酸锰铁锂业务，随着技术的逐渐进步，磷酸锰铁锂产业化应用有望逐步加快。
伴随锰酸锂电池、三元锂电池需求的持续增长以及磷酸锰铁锂电池等新兴技术的逐步应 用，上游含锰材料的相关企业将充分受益,主要受益标的包括湘潭电化、红星发展等。湘潭电化:公司主要从事电池材料业务和污水处理业务,其中在电池材料业务方 面，截至2021年底公司拥有电解二氧化锰 (EMD)产能12.2万吨/年、高纯硫酸锰1万吨/年、高纯硫酸镍1万吨/年、锰酸锂2万吨/年(含1万吨处于在建状态)。 S湘潭电化(sz002125)S 红星发展:公司主要业务是钡盐、锶盐和锰系产品的研发、生产和销售，其中锰系 产品主要包括一次电池和锂电池用EMD、 高纯硫酸锰等产品。截至2021年底公司拥有 锰矿石产能25万吨/年、电解二氧化锰(EMD) 3万吨/年、高纯硫酸锰3万吨/年。 S红星发展(sh600367)S
2)叠片电池产能有望快速扩张叠片技术已在软包电池中有所应用，但受制于软包电池整体市场份额小，叠片工艺尚未成为主流。目前叠片电池的应用领域主要为单极组设计的软包动力电池企业，代表企业有LG、SKI、AESC、孚能科技等。随着叠片技术逐渐成熟、叠片效率持续提升，叠片电池有望在方形电池中应用，为叠片电池打开较大空间。3)配套电池厂生产，叠片设备获机会目前主流的叠片工艺包括:z字型叠片、卷叠、热复合、堆叠、制袋式叠片等。叠片设备的技术发展趋势目前仍没有统一，但可以确定的是，未来叠片机的各个技术路线一定是性价比、能量密度、安全性的综合竞争。国内叠片机厂商主要分为三类:①行业积淀较深的传统品牌，以格林晟、佳的自动化、吉阳智能、超业精密、中天和等为代表;②中小型潜力企业，包括东莞恒捷、鸿宝、 中锂、华创等，以中后端产线一体化为主;③横向布局叠片机的锂电设备企业，如先导智能、利元亨、赢合科技、科瑞技术、诚捷智能等。锰这个电池材料。其指出伴随锰酸锂电池、三元锂电池需求的持续增长以及磷酸锰铁锂电池等新兴技术的逐步应用，上游含锰材料的相关企业将充分受益。锂电池属于二次电池的一种，相较于镍镉、镍氢、铅蓄电池等其他二次电池，锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长且无重金属污染的优点。从构成来看，锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解质和电池外壳几个部分组成。其中正极材料是其电化学性能的决定性因素，对电池的能量密度及安全性能起主导作用。同时，按正极材料体系划分，锂电池可以分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等多种技术路线。目前，主流的锰基电池材料主要包括锰酸锂电池与三元锂电池。从上游材料来看，由于锰具有良好的电化学惰性，通过在电池材料中添加锰元素，可以有效提高材料安全性与结构稳定性，目前电解二氧化锰(EMD)与硫酸锰均为锂电池生产所需的重要原材料。其中，电解二氧化锰主要用于锰酸锂电池的生产，而硫酸锰则被用于三元锂电池领域。伴随新能源汽车渗透率的快速提升以及电动两轮车领域需求的加速释放，2015-2021年间国内锰酸锂产量年均复合增速达到31.1%、三元正极材料出货量年均复合增速达到50.5%。与此同时，磷酸锰铁锂是磷酸铁锂与磷酸锰锂的固溶体，保留磷酸铁锂优良安全性与稳定性能，并且拥有较高的电压平台(可达 4.1V，铁锂3.4-3.5V) 和与磷酸铁锂相同的理论克容量，因此相当条件下其理论能量密度比LFP高15-20%，基本能够达到三元电池NCM523的水平。当前国内主流正极材料与电池厂商如德方纳米、当升科技、宁德时代等均在积极布局磷酸锰铁锂业务，随着技术的逐渐进步，磷酸锰铁锂产业化应用有望逐步加快。伴随锰酸锂电池、三元锂电池需求的持续增长以及磷酸锰铁锂电池等新兴技术的逐步应 用，上游含锰材料的相关企业将充分受益,主要受益标的包括湘潭电化、红星发展等。湘潭电化:公司主要从事电池材料业务和污水处理业务,其中在电池材料业务方 面，截至2021年底公司拥有电解二氧化锰 (EMD)产能12.2万吨/年、高纯硫酸锰1万吨/年、高纯硫酸镍1万吨/年、锰酸锂2万吨/年(含1万吨处于在建状态)。 S湘潭电化(sz002125)S 红星发展:公司主要业务是钡盐、锶盐和锰系产品的研发、生产和销售，其中锰系 产品主要包括一次电池和锂电池用EMD、 高纯硫酸锰等产品。截至2021年底公司拥有 锰矿石产能25万吨/年、电解二氧化锰(EMD) 3万吨/年、高纯硫酸锰3万吨/年。 S红星发展(sh600367)S
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