基础化工行业深度研究：麒麟电池，结构改变带来材料机遇

行业观点 麒麟电池：效能大幅提升，结构改变带来材料机遇。宁德时代近日发布的麒麟电池体积利用率高达72%，能量密度高达255Wh/kg，拥有快充功能，整体效能大幅提升。麒麟电池通过设立弹性夹层、改变水冷板结构、智能利用底层空间等方式实现了电池更安全、更长续航里程、实现快充等性能提升，电池结构的改变也伴随着相关材料的升级与增长，我们认为，麒麟电池在隔热、轻量化、绝缘等方向上的升级将会给水冷板、导热球铝、LIFSI、聚氨酯、气凝胶、绝缘材料等带来投资机遇。 水冷板：麒麟电池将原本处于电芯底部的水冷板，放到了每两个电芯之间，能够有效降低电芯热传导，改善快充效率，单车水冷板使用量增加，价值量有望提升。2021年国内液冷板市场规模28.92亿元，2017-2021年复合增速超35%，未来高增长态势有望延续，预计2025年市场规模接近70亿元。 导热球铝：导热球铝作为导热界面材料的填充料，用于保证新能源汽车的核心部件电池组、电控系统、驱动电机及充电桩的安全性能与使用寿命。伴随着新能源车销量的增长和电池结构的升级，导热界面材料有望迎来10年10倍的需求增长，作为其主要填充料的导热球铝也有望实现快速增长。2021年全球球形氧化铝的市场规模1.7亿美元，预计到2025年仅纯电动车领域的导热球铝市场规模就有望超过1.9亿美元。 LIFSI：相较于传统锂盐六氟磷酸锂，双氟磺酰亚胺锂（LiFSI）具有电导率高、热稳定性高、耐水解、抑制电池胀气等诸多优势，但是过去昂贵的价格制约了其进一步推广，随着LiFSI生产工艺日益成熟、成本将逐渐下降，为LiFSI的商用创造了条件。我们预计2025年LIFSI需求有望达到6.6-9.3万吨。 聚氨酯：动力电池安全要求提升，聚氨酯在电池材料中应用功能不断增加。CTP（Cell to Pack）、CTC（Cellto Chassis）、4680电池等工艺创新，提升电池包的能量密度的同时，也提升了电池散热、隔热、缓冲、保温等性能的需求，催生了新材料在动力电池领域的应用。 气凝胶：气凝胶具有极佳的隔热保温性能，在传统的油气等领域的高端设备和工程应用相对较多，伴随电池领域安全性能要求提升，气凝胶作为隔热材料逐步应用在新能源领域。新能源车的放量有望拉动气凝胶的单个新能源应用市场接近15亿元的市场空间；同时伴随气凝胶逐步进行规模化发展，伴随成本的下降，未来有望在建筑材料保温领域进行渗透，从而带动更多的产品需求和潜在空间。 绝缘材料：绝缘材料是在允许电压下不导电的材料需要具备高电阻率、耐热性和耐潮性。近几年我国绝缘材料行业的市场规模持续扩大，市场规模由2018年约250亿元增长至当前接近300亿。可用于动力电池的绝缘漆属于固体绝缘材料，下游应用从传统的电力工程扩大到新能源和5G板块，在碳中和背景下需求有望持续提升。 投资建议 通过对麒麟电池相关材料的梳理，建议重点关注拥有导热球铝产品的联瑞新材、壹石通；在LIFSI产业链上布局的凯盛新材；聚氨酯材料公司汇得科技；具有气凝胶产能布局的中国化学。 风险提示 麒麟电池产能释放不及预期、材料渗透率提升不及预期、技术迭代导致材料被替代的风险、竞争格局恶化的风险 一、麒麟电池：效能大幅提升，结构改变带来材料机遇 6月23日下午，宁德时代携第三代CTP技术-麒麟电池亮相，宣布2023年这款麒麟电池就将量产问世。 体积利用率高达72%。根据发布会公告，宁德时代的麒麟电池是当今全球最高集成度的动力电池，其体积利用率高达72%，相比宁德时代在2019年收首发的第一代CTP技术55%的体积利用率显然提升不少，这也将直接使得新能源汽的续航里程突破1000公里不再是问题。 图表1：麒麟电池发布会公告 换热面积扩大四倍，解决热失控问题。相比起传统动力电池将水冷功能件放臵在底部的策略，宁德时代的麒麟电池选择水冷板放臵在电芯较大面积的侧面，这样就臵于两个电芯之间，导致整体电池的换热面积扩大了四倍，电芯控温时间也缩短至以前的一半，在极端情况下还可以急速降温，有效阻隔电芯间的异常热量传导。能在一定程度上解决动力电池热扩散的问题(解决热扩散问题本身这也是宁德时代走在前沿的一个点，2020年9月，宁德时代就已经在811电池产品上实现了无热扩散技术），同时这样能够预防电池包里面单个电芯由于高温引发的连锁爆炸反应。宁德时代的麒麟电池是由平台电芯模块、可拓展电气模块、柔性可拓展热管理模块和柔性可拓展箱体模块组成。 能量密度高达255Wh/kg，比4680电池更高。麒麟电池创新的选择让多个功能模块共用底部空间，将结构防护，高压连接，热失控排气功能模块智能排布，进一步增加了6%的能量空间，而且由于麒麟电池本质上是工艺的改善，并没有在动力电池活性物质上进行改变，所以无论是磷酸铁锂材料还是三元材料都可以兼容进去，宁德时代的第三代CT P技术在应用于三元电池的情况下，其电池系统重量能量密度可以提升至255Wh/kg，体积能量密度则突破450Wh/L；而宁德时代的第三代CTP技术在应用于磷酸铁锂电池的情况，其电池系统重量能量密度可以提升至160Wh/kg，体积能量密度则突破290Wh/L。 电池结构改变带来材料机遇。麒麟电池通过设立弹性夹层、改变水冷板结构、智能利用底层空间等方式实现了电池更安全、更长续航里程、实现快充等性能提升，电池结构的改变也伴随着相关材料的升级与增长，我们认为，麒麟电池在隔热、轻量化、绝缘等方向上的升级将会给水冷板、导热球铝、LIFSI、聚氨酯、气凝胶、绝缘材料等带来投资机遇。 投资建议：通过对麒麟电池相关材料的梳理，建议关注重点布局液冷板的科创新源；拥有导热球形氧化铝产品的联瑞新材、壹石通；在LIFSI或相关产业链上布局天赐材料、凯盛新材、多氟多、永太科技；聚氨酯材料公司汇得科技；具有气凝胶产能布局的中国化学、泛亚微透、华昌化工、华阳股份、宏柏新材、晨光新材；绝缘材料龙头东材科技。 二、水冷板：热管理系统核心部件，国内市场高速增长 2.1麒麟电池改进水冷板设计，水冷板臵于每两个电芯之间 电池最佳工作温度在10-30℃范围，电池热管理对于提升电池安全性和效率至关重要。电池是新能源汽车动力输出核心，电子、控制系统和空调系统均需要电池供电。而锂电池最佳工作温度在10-30℃范围内，工作温度过热可能导致电池热失控，环境过冷导致放电效率降低影响续航里程。电池热管理包括加热和冷却两个部分，目前电池冷却技术按照冷却媒介的不同主要分为空气冷却、液体冷却和相变冷却三类，其中液体冷却比容大、换热系数高，是目前新能源汽车最主流的冷却技术。 液冷板是电池热管理系统水冷功能模块的核心部件。液冷板是一种通过液冷流动实现热交换的模组装臵。液冷板的制造需要在金属板材内加工形成流道，并设臵进出口，冷却液体从换热模组的入口进入、出口流出以此循环，电子器件安装于金属板材的表面（中间涂装导热介质），将电子器件发出的热量带走，从而保证器件的正常工作。 图表2：电池冷却单元结构示意图 宁德时代麒麟电池改进水冷板设计，横纵梁、水冷板与隔热垫合三为一。 麒麟电池采用的宁德时代CTP3.0技术对水冷板设计进行了改进，将原本处于电芯底部的水冷板，放到了每两个电芯之间，将横纵梁、水冷板与隔热垫合三为一，集成为多功能弹性夹层，水冷板兼备隔热、缓冲和水冷的作用，这样的改进主要有三点优势：（1）降低了电芯热传导，单个电芯出问题时其热扩散降低，提升了安全性；（2）改善了快充的效率，快充的缺点就是发热太快，电芯之间的水冷板加强了冷却效率，使得电池能用4C充电，提升快充效率；（3）水冷板具有缓冲作用，可一定程度提高电池寿命。每两个电芯之间使用水冷板使得单车使用量增加，单车使用水冷板的价值量有望提升。 图表3：麒麟电池横纵梁、水冷板与隔热垫合三为一 2.2国内液冷板市场高速增长，重点关注科创新源 国内液冷板市场近五年增速超35%，预计2025年市场规模近70亿元。 由于新能源电池液冷板制作工艺不同、面积不同，单板价格差异较大。根据华经产业研究院预测，假设国内乘用车液冷板单车价值量为800元，国内商用车液冷板单车价值量为1200元，我国新能源汽车用液冷板市场规模从2017年的8.59亿元增长至2021年的28.92亿元，近5年CAGR为35.44%。受益于电动化渗透率提升，新能源汽车液冷板市场规模将会逐年增加，根据智研咨询预测，2025年我国液冷板市场接近70亿元。 图表4： 我国液冷板行业市场格局尚未定型，综合性热管理零部件及系统厂商具备先发优势。液冷板生产厂家一类是银轮股份、三花智控等本身是综合性热管理零部件及系统厂商，第二是纳百川、科创新源子公司瑞泰克等专门从事冷却板生产和销售的企业。2020年液冷板市占率前三名包括三花智控、纳百川和银轮股份，其中银轮股份市占率超过30%，纳百川市占率超过25%，科创新源（瑞泰克）2020年市占率1.5%，其他厂商2020年合计市占率约为9%。凭借热管理技术的相通性，飞荣达等也切入冷却板行业。 投资建议：关注重点布局液冷板的企业如科创新源，公司控股瑞泰克切入液冷板行业，有望随着下游新能源行业高速增长带动相关产品放量，同时进入新能源产业链有望迎来估值重估。 科创新源传统业务为高分子材料，控股瑞泰克入局新能源业务。科创新源传统业务是防水密封绝缘防火材料业务，广泛应用于通信、电力、汽车等领域。2021年控股瑞泰克入局新能源领域，瑞泰克生产用于家电、新能源汽车和储能系统的热管理系统产品，公司通过为国内知名电池制造厂商提供水冷板产品，在业内形成了一定的口碑和行业地位。2021年科创新源实现营业收入5.68亿元，同比增长85.15%。但受原材料价格、人力成本上涨、新开发项目毛利率偏低等因素影响，整体盈利能力不佳，实现归母净利润-1,274.78万元，同比下降147.86%。2022Q1实现营收1.10亿元，同比下降22.85%，实现归母净利润-0.11亿元，同比下降181.39%，主要受新冠肺炎疫情、2021年股权激励和原材料价格上涨的影响。随着国内疫情消退以及新能源液冷板逐步投产，业绩有望迎来拐点。 瑞泰克液冷板产能持续扩充。瑞泰克在原有吹胀液冷板产线基础上，新增投入一条钎焊液冷板产线和一条吹胀液冷板产线。瑞泰克产能150万套/年的吹胀式液冷板生产线已投产，产能80万套/年的钎焊式液冷板生产线已经建成，新增的吹胀式液冷板和钎焊式液冷板的年预计产值均为人民币3亿元/年左右。 图表6：科创新源营业收入（亿元） 图表7：科创新源归母净利润（亿元） 三、导热球铝：跟随新能源车放量与电池结构升级，需求高速增长 3.1导热界面材料：新能源车引领10年10倍需求增长 导热界面材料，Thermal Interface Materials（TIM），是用于涂敷在散热电子元件与发热电子元件之间，降低两个电子元件之间接触热阻所使用的材料总称。高导热性的界面材料可以填满电子元件和散热器之间的间隙，从而排出间隙间的空气，提高电子元件的散热效果。 导热界面材料由基体和填料组成。基体主要有硅油、矿物油、硅橡胶、环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚酰亚胺等； 导热填料分两类，一类为导热绝缘填料，主要为金属氧化物、碳化物及氮化物，如 Al2O3 、MgO、ZnO、Si O2 、BeO、BN、AIN、Si3N4、SiC和金刚石粉等；另一类为导热导电性填料，以金属粉末为主，如Ag、Ni、石墨等。导热填料添加到基体中，可提高体系的热导率，并对基体补强，提高其力学性能。 导热填料以球形氧化铝为主。导热界面材料常用的填料有氧化铝、氮化硼、碳化硅、氧化镁、氢氧化铝或其混合物，其中氧化铝由于其热导率高、价格便宜、阻燃性能优异等特性，是应用最多的导热填料，而球形填料有助于发挥导热填料的热传导功能，目前市场上较多采用球形氧化铝方案。 图表8：导热界面材料作用机制示意图 图表9：导热界面材料产业链结构 当前需求以消费电子和通信设备为主，电子集成度提升、高频信号引入等因素推动行业增