动力电池行业深度研究：动力电池安全系列研究（一），安全性要求迈向新台阶，催生新兴增量赛道-20211203-国金证券-26页_2mb

新能源与汽车研究部：动力电池安全研究报告总结

核心内容

动力电池安全性已成为新能源汽车行业的关键竞争焦点，随着电池能量密度、电压平台的提升及新能源汽车保有量的快速增长，电池安全问题日益凸显。电池热失控事件频发，给消费者带来“安全焦虑”，倒逼行业提升安全标准。当前，动力电池安全改善策略主要包括电芯层面的本征安全、电池系统层面的被动安全和主动安全。这些策略的推进将催生新兴增量赛道，相关材料与零部件需求增速显著高于动力电池行业整体。

主要观点

• 电池安全提升驱动行业变革：安全成为车企宣传与竞争新焦点，电池企业为避免赔偿风险，正积极开发高安全电池；政策端对安全国标升级，监管趋严。
• 电芯安全改善策略：通过材料改性（如表面包覆、元素掺杂、单晶化）和材料复配（如高镍三元+LMFP）来提升正极材料热稳定性，同时通过湿法涂覆隔膜、新型锂盐LiFSI、固态电池等手段提升电池整体安全性。
• 系统安全技术发展：被动安全注重隔热与散热，如气凝胶、防火棉、防火毯等材料的使用；主动安全依赖于BMS技术，通过提升芯片算力与增加传感器数量实现对热失控的提前预警。
• 投资方向建议：重点推荐陶瓷涂覆、复合集流体、固态电池、LiFSI、LMFP等高安全相关赛道，建议关注壹石通、东威科技、赣锋锂业、国轩高科、天赐材料、永太科技等企业。

关键信息

一、动力电池安全性提升背景

• 热失控事件频发：2021年1月至今，已发生50多起新能源汽车着火事件，绝大多数由电池热失控引发。
• 技术升级推动安全：电池能量密度提升至200Wh/kg，电压平台提高至800V，电池安全需求显著上升。
• 安全国标升级：2020年新版《电动汽车用动力蓄电池安全要求》新增热扩散和过流保护测试，要求电池在热失控后5分钟内不得起火或爆炸。

二、电芯层面安全改善策略

1. 正极材料改性

• 材料本体改性：表面包覆、元素掺杂、单晶化等技术可提升正极材料热稳定性。
• 材料复配：高镍三元材料复配10%-20%的LMFP，可显著提升热稳定性，减少热失控风险。

2. 隔膜技术

• 湿法隔膜优势：湿法隔膜具有更小的孔径、更高的拉伸强度和更好的热稳定性，逐渐成为主流。
• 涂覆隔膜：通过涂覆耐高温材料提升隔膜性能，提高电池安全性。

3. 电解液优化

• 添加剂应用：成膜、阻燃、过充保护等添加剂可改善电解液性能，提升电池安全性。
• 新型锂盐LiFSI：LiFSI具有更高的热稳定性与电导率，有望逐步取代LiPF6，添加比例有望从3%-5%提升至50%。

4. 复合集流体

• 结构优势：采用“三明治”结构，中间夹高分子材料，提升集流体韧性与安全性。
• 应用案例：宁德时代、Soteria、OPPO等企业已成功应用复合集流体技术，通过针刺试验验证其有效性。

5. 极片涂覆陶瓷

• 涂覆技术：在极片边缘或整体涂覆陶瓷，可降低内短路与热失控风险。
• 材料选择：勃姆石因其分散性好、成本低，成为涂覆材料的优选，建议关注壹石通等企业。

三、电池系统层面安全改善策略

1. 被动安全

• 隔热材料：气凝胶、防火棉、防火毯等材料可有效防止热蔓延。
• 散热技术：液冷系统为目前主流，未来主动灭火技术可能成为趋势。
• 安全装置：防爆阀、平衡阀、泄压阀等可有效控制电池压力与温度，防止热失控。

2. 主动安全

• BMS技术升级：提升芯片算力与传感器数量，实现对电池状态的实时监测与异常预警。
• 广汽弹匣电池：搭载第五代BMS，实现每秒10次数据采集，具备主动安全与被动安全双重功能。

四、投资建议

• 陶瓷涂覆：短期单车价值量约200元，远期有望提升至800元，建议关注壹石通。
• 复合集流体：技术成熟度高，成本有望下降，建议关注东威科技。
• 固态电池：被视为下一代电池技术，有望解决安全与能量密度问题，建议关注赣锋锂业、国轩高科。
• 新型锂盐LiFSI：成本与LiPF6差距缩小，添加比例有望提升至50%，建议关注天赐材料、永太科技。
• LMFP材料：作为安全辅材，未来有望成为主材，建议关注德方纳米、国轩高科、当升科技。
• 被动安全零部件：如气凝胶、防火棉、液冷板等，建议关注高澜股份、泛亚微透等企业。

五、风险提示

• 新技术应用不及预期：电池安全技术仍处于发展初期，若性能或成本未达预期，可能影响相关企业盈利。
• 新能源汽车销量不及预期：受疫情、芯片短缺、地缘政治等因素影响，可能拖累电池安全市场增长。
• 上游原材料涨价风险：锂盐、前驱体等材料价格持续上涨，可能压缩企业利润空间。

结构清晰总结

1. 行业背景与趋势

• 电池安全已成为新能源汽车行业新一轮竞争焦点。
• 热失控事件频发，消费者关注从“里程焦虑”转向“安全焦虑”。
• 政策端推动安全国标升级，行业监管趋严。

2. 电芯层面安全策略

• 材料改性：提升热稳定性，减少副反应。
• 材料复配：高镍三元+LMFP可改善安全性能。
• 隔膜涂覆：湿法涂覆隔膜与新型锂盐LiFSI提升安全性。
• 复合集流体：提升集流体韧性，降低内短路风险。
• 极片涂覆陶瓷：减少毛刺与短路，提升电池安全。

3. 系统层面安全策略

• 被动安全：隔热与散热是核心，气凝胶、防火棉、防火毯等材料应用广泛。
• 主动安全：BMS技术提升，实现对电池状态的实时监测与预警。
• 应用案例：广汽弹匣电池、岚图“琥珀”与“云母”技术等。

4. 投资建议

• 陶瓷涂覆：壹石通。
• 复合集流体：东威科技。
• 固态电池：赣锋锂业、国轩高科。
• 新型锂盐LiFSI：天赐材料、永太科技。
• LMFP材料：德方纳米、国轩高科、当升科技。
• 被动安全零部件：高澜股份、泛亚微透等。

5. 风险提示

• 新技术应用不及预期。
• 新能源汽车销量不及预期。
• 上游原材料涨价风险。