[但斌股市分析]特斯拉系列研究之十：电池日故事，惊喜连连or稀松平常？
虽无颠覆世界的革命性变化，但依然是碾压式的技术迭代。因疫情影响一再推迟的2020 Annual Shareholder Meeting and Battery Day，终于在2020年9月23日揭开了神秘的面纱。为电池日造势许久的Elon Musk，并未给关注者带来电化学层面的颠覆性革命，业界所期待的百万英里续航电池和无钴电池都没有如期而至。然而，无极耳的4680电池、硅负极、去钴化、CTC、干电极等5大黑科技依然是在动力电池行业碾压式的技术迭代。同时，续航里程836 km、百米加速低于2.1秒的Model S Plaid以及2.5万美元的高性价比版电动车继续引领全球电动车产业，丰俭由人的选择也让消费者为之兴奋。
毫无疑问，持续降低成本依然是产业面临的首要任务。站在消费者的角度，最好的电池意味着在保障安全的基础上厂商可以提供的更便宜、续航更长、充电更快/性能更强的动力电池，至于是否是革命性的技术变化是次要的。Elon Musk发布的5大黑科技，其实就是特斯拉的电动车产业的降本宣言。特斯拉预期其新的电池技术有望使续航里程有54%的提升，每kWh成本节约56%以及投资额降低69%。这些成本的下降，有来自于设计与工艺层面的技术革新，比如4680的电芯设计方面将使成本下降14%，干电极技术和组装线效率提升以及使用电子系统多电芯加工将使成本下降18%，一体化设计预计降低7%成本；同时还有来自电池材料层面的革新，比如负极方面硅含量提升将使成本下降5%成本，正极方面重镍轻钴路线以及自制正极原料等将使成本下降12%。目前技术的成熟仍需要一点时间，预计于2022年开始实现提效降本。
四个故事清晰明确地给业界讲明白Elon Musk将如何实现自己的降本宣言。首先，在电芯设计领域，特斯拉进一步增大电芯尺寸，新款4680电池的电芯直径为46毫米，长度为80毫米；与前款相比，能量密度增加5倍，电池功率提升6倍，续航里程增加16%，无极耳技术有望解决电芯增大后散热和鼓胀等问题。其次，在正负极材料领域，负极材料特斯拉将坚持硅负极路线，使用重新设计的硅材料，通过纳米化和聚合物材料包覆的方式解决硅膨胀问题；正极材料特斯拉将贯彻重镍轻钴，核壳体系，同时，选择不同的正极材料对应不同车型和产品，而建立正极工厂与实现本地化供应将持续帮助正极材料降本。第三，在电池工厂领域，特斯拉正式推出干电极技术工艺，通过无溶剂方式执行，在简化工序的同时实现能量密度和循环性能的提升，在组装上，特斯拉致力于形成大体量、连续性的组装，有望将效率提升7倍。而在工艺电子化方面，特斯拉通过电子系统形成多个电芯同时定型加工和管控，特斯拉预计成本将节省86%，程序将节省75%；且特斯拉发布自产电池产能扩张规划，2022年100GWh，2030年3TWh。第四，在电池系统领域，特斯拉延续Model 3到Model Y的一体化设计思路，铸件数量越来越少；与此同时，进行结构化电池设计，电池将直接内置在汽车结构中，有效减轻整体重量，减少中间工序，搭配碳纤维支架，形成蜂巢状结构，预计此措施将缩短制造过程约10%的时间，且创造出的新空间可以装进更多电池，提升约14%续航里程。
动力电池的主角，短期仍是中日韩三国角力。电池日没有出现化学性质的革命性变化，对动力电池产业链的企业来说，可以说是长舒一口气。特斯拉的5大黑科技，除干电极技术外，大电芯、硅基、高镍低钴、一体化设计等其他技术专业的动力电池厂商也都有积极的布局，比如宁德时代计划在2023年推出的CTC（Cell to Chassis）技术等。短期来看，动力电池领域的主角在一定时间内仍然将是CATL、LG、松下等龙头企业。不过，特斯拉2022年100GWh、2030年3TWh的动力电池发展规划以及从上游锂资源到末端光充储一体化的能源体系建立，这些依然是值得我们重点关注和思考的问题。
投资建议：投资建议：1）重点推荐特斯拉电池日相关技术领先厂商新宙邦（Maxwell电容器化学品供应商）、当升科技（高镍正极送样），建议关注贝特瑞、诺德股份等；2）特斯拉产品力突出，持续引领全球电动化浪潮，重点推荐特斯拉产业链宏发股份、三花智控、旭升股份、奥特佳、银轮股份、拓普集团；3）特斯拉鲶鱼效应的带动，使电动车行业已逐步进入产品驱动力时代目前行业各环节整体集中度呈现上升趋势，中国产业链价值持续凸显；持续重点推荐：宁德时代、恩捷股份、璞泰来、科达利、嘉元科技、中材科技、比亚迪等，建议关注：欣旺达、亿纬锂能、孚能科技等。
故事一：电芯设计——大电芯与无极耳
增大电芯尺寸。从应用于Model S/X 的18650电池到应用于Model 3/Y的2170电池再到最新款的4680，特斯拉不断调整电芯尺寸、提高电池能量密度、降低电池成本。新款4680电池的电芯直径为46毫米，长度为80毫米；与前款相比，能量密度增加5倍，电池功率提升6倍，续航里程增加16%。
电芯尺寸的变化能够有效提升功率和能量密度。电芯尺寸的变大，能够在很大程度上提升功率和能力密度，从一定程度上来看，尺寸越大，容量越高，与此同时，单个电芯尺寸增加也意味着电池结构件使用量呈现下降趋势，使得电池包成组难度得到相应地下降。
但电芯尺寸的增加可能会引发散热和鼓胀等相关问题。在散热性上，由于电芯尺寸的增加，电池内部发热部分距离壳体的距离拉长，致使传导介质增多，热量分布不均的问题也进一步凸显；与此同时，在充放电过程中，由于电芯尺寸加大导致的受力面积越大，有可能致使电池壳壁的形变，由此引发电芯内阻增加和局部的电液枯竭。
无极耳技术有望解决问题。传统电池是将多层材料压成薄片之后，卷起放入圆柱形的外壳中，通过阴极耳和阳极耳连接到电池容器的正极和负极。极耳是锂离子聚合物电池产品的一种原材料，一个极耳由两片胶片把金属带夹在中间形成，是从电芯中将正负极引出来并形成回路的金属导电体。极耳与电池壳体（圆柱/方形）或外部模组结构件（软包）进行连接，电流必须流经极耳到达电芯外。传统圆柱电池一般采用单极耳设计，一方面极耳细长不利于电流传导，另一方面电阻会随着长度的增加而相应提高，电池充放电时易使极耳和极耳连接处局部热量过大，影响电池寿命，也存在安全隐患。此外，由于极耳是额外的零件，其设计也增加了成本并提高了制造难度。
特斯拉此前已披露了“无极耳”电池技术专利。此前，特斯拉的无极耳专利技术展示了至少一个电极为无极耳的电池技术——通过激光技术将传统电池的极耳结构切割。新电池结构包括：涂覆第一涂层的第一盖板，且其沿宽度近端的第二部分由导电材料构成；第一盖板上方为隔膜，隔膜上方为第二盖板，并涂覆第二涂层。将各基板、隔膜、涂层沿中心更加密集卷绕，使正负极集流体能够与壳体或专门设计的盖板直接连接，电流即可直接在电极集流体、盖板、壳体之间进行传导。
无极耳技术多方面帮助电池持续改善。无极耳技术对电池性能的提升体现在多个方面：1）突破圆柱电池的尺寸限制，使得功率重量比优于带极耳的小电池；2）增大电流传导面积、缩短电流传导距离（约5%-20%），从而大幅降低电池内阻（约5-20倍）；3）内阻降低减少了热量产生，电极导电涂层和电池端盖的有效接触面积达到100%，也有力提升散热能力，延长电池寿命；4）优化电池结构、简化生产工序，每千瓦时成本降低14%；5）省去极耳焊接过程，提高生产效率，也降低了因焊接产生的不良率。
故事二：正负极材料——硅负极与少钴化
2.1. 负极材料：坚定硅负极路线
坚持硅负极路线，使用重新设计的硅材料。特拉斯在电池日中表示，1）目前通过使用高弹性的聚合物材料如氧化亚硅或者硅纳米材料来解决硅基负极的膨胀问题，可提升20%的续航里程。2）鉴于目前硅材料的应用技术十分昂贵，特斯拉表示将使用重新设计的硅材料，将原材料硅直接运送到电池工厂进行加工，预计负极成本仅需1.2美元/kWh，将最终使电池生产成本下降5%。
硅基负极是新一代的负极材料。目前大多数锂电池是以碳基为负电极，但是电池的容量是由正负极之间可循环的锂决定的。如果正极放出的锂每次都被负极所消耗，那么回正极的锂就会减少。由于硅常温下可以和锂合金化，并且具有10倍于石墨的理论单位放电量，也可以有效提高锂电池单位体积内存储的电量。同时，兼具有储量大、成本低、环境友好的优点，因此硅负极材料已成为下一代的负极材料。
然而，硅负极材料储锂过程中的高膨胀率将导致部分应用问题的出现。硅负极在充放电过程中，即和锂发生反应的过程中存在严重的体积膨胀，体积膨胀率可达到约360%，这将有可能导致电池的材料颗粒粉化和电极脱粉，进而产生循环性能不佳的问题；与此同时，体积膨胀率过高将导致表面SEI膜的重复生长，造成低循环库伦效率等问题。
材料颗粒粉化和电极脱粉影响循环性能。在充放电过程中，硅负极材料的体积膨胀会产生裂纹，之后使得材料颗粒粉化，破坏电极材料与集流体的接触性，其次膨胀产生的力对极片形成挤压效应，使得极片存在断裂的风险，进而影响电池整体的循环性能。
SEI膜不断重复生长将使锂离子电池容量不断衰减。当电池充满电解质且进行第一次充电时，正极材料的一些锂离子会被负极、电解质和锂离子之间的反应消耗掉。这种寄生反应形成SEI（Solid Electrolyte Interphase，固体电解质界面）。SEI是电池的重要组成部分，因为它可以防止电解质与负极中的碳反应。但是问题在于，一旦进行第一次充电，在放电过程中从负极返回正极的锂离子就会损失一些。结果导致了“第一次循环容量损失”，这种现象在所有常见类型的锂离子电池中很普遍。而在硅基负极体系中，SEI膜会随着硅体积的膨胀而发生破裂，新暴露在表面的硅会继续生成新的SEI膜，这样一来将不断地消耗来自正极的锂和电解液，电池的内阻将持续增加，容量也将迅速衰减。
理论上目前已有多种方式解决硅体积膨胀的问题。目前从理论上，材料颗粒粉化问题可以通过纳米化、多孔化和合金化减小硅的绝对体积膨胀来解决；电极脱粉问题可以采用表面键合的粘合剂维持电极结构完整性来解决；而表面SEI膜重复生长的问题，目前可以利用硅的高活性的悬空键构建致密，稳定的包覆层。
特斯拉将通过纳米化和聚合物材料包覆的方式解决硅膨胀问题。从特斯拉的解决方案来看，我们预计其会在生硅基础上，无论是用硅材料还是用氧化亚硅，都将通过缩小硅材料的粒径，缩短锂离子扩散距离，同时利用纳米硅间形成的间隙缓解硅的体积膨胀问题，与此同时，通过表面高分子材料的包覆，有可能构筑起稳定致密的SEI膜和包覆层，提高硅负极循环库伦效率。
2.2. 正极材料：重镍轻钴为未来方向
重镍轻钴，核壳体系。从金属的角度来讲，镍能量密度相较于其他元素较高，且成本较低，而钴由于资源的稀缺性导致成本较高，价格昂贵，在此基础上，特斯拉将重视正极材料中镍的应用，减少甚至消除钴的应用；与此同时，我们预计特斯拉会持续使用表面改性中的核壳体系，由于电池的热稳定性和循环性要求，需要在正极中掺杂其他元素，采用核为镍酸锂，壳为掺杂其他元素的镍酸锂的方式，可以有效避免镍酸锂内核和电解液的接触，且由于是表面改性，降低了掺杂引起的潜在比容量损失。
不同正极材料对应不同车型和产品。特斯拉准备针对不同的车型和产品使用不同的类型的材料。磷酸铁锂将在未来被广泛用于Model 3和储能领域；同时，似乎镍锰二元正极材料将用于少部分储能和其他长续航乘用车型；高镍将被用于皮卡和卡车。
目前电动汽车用正极材料主要是三元和磷酸铁锂。三元正极材料对应的锂电池在同等条件下具有能量密度高，续航能力强的特点；而磷酸铁锂电池具有安全性好，成本低的特点，两者被广泛应用在电动汽车领域。其中，三元材料又可以分为NCM（镍钴锰）和NCA（镍钴铝）两种。
三元正极材料将朝高镍化和少钴化两个趋势发展。在三元材料中，镍和钴是主要的电化学活性元素，其中镍拥有较高的能量密度，而钴则在一定程度上能够帮助维持材料层状结构稳定、改善材料循环和倍率性能。锂离子在低镍三元材料中迁移活性较低，此外，与钴相比镍的电压更高，容量更大，因此为了不断提高三元正极材料的比容量，镍含量的提高是必然趋势，与此同时，由于钴资源的稀缺性，决定了钴价格相对昂贵，若要体现三元正极材料的性价比，就要实现少钴化甚至无钴化。
高镍路线主要有高镍路线和高压路线两种方式。目前，从理论上来说，高镍路线，或者说提升电池能力密度路线主要有两种，其中，高镍方案，是通过提升比容量较高的镍材料在三元材料中的占比，形成能量密度的提升；而高压方案则是通过在保证正常运行的前提下，提升充电电压，形成能量密度的提升。
钴资源稀缺性带来的高成本倒逼三元材料去钴化。钴的使用导致正极材料的成本超过三元电池总成本的40%，而且在某种程度上，钴元素并不参与电池的电化学反应。目前全球超70%的钴金属供应来自刚果，钴资源的稀缺性使得目前每吨钴的价格仍远高于三元材料所用的其他元素。
但无钴化目前仍面临一定挑战。由于钴能够帮助维持材料层状结构稳定、改善材料循环和倍率性能，因此无钴化有可能将导致电芯的倍率性能降低，内阻增大。且去除钴元素后，电芯的锂镍混排概率增加，表面的活性也升高。因此三元电池的结构循环稳定性和高温性能存在的挑战将更大。因此无钴化目前仍面临一定挑战。
无钴正极材料的实现需要形成元素比例、新元素掺杂、包覆和前驱体的协同。根据蜂巢能源NMX无钴正极材料的基本开发思路来看，无钴正极材料的实现需要形成元素比例、新元素掺杂、包覆和前驱体的协同，在元素比例上，对镍和锰的比例进行设计（特斯拉认为镍三分之二，锰三分之一是较优解）达到最优状态，使得镍锂混排降低到最低，同时具有较低的内阻。其次掺杂部分元素，针对导电性、内阻和循环稳定性进行优化。包覆方面，通过纳米化网络或其他方式进行有效包覆，致力于锂离子扩散系数和导电性提升。在前驱体方面，优化粒度分布和颗粒强度，有效提高无钴正极材料性能。
故事三：电池工厂——干法电极与产能扩张
特斯拉正式推出干电极技术工艺。特斯拉在2019年以2.35亿美元的价格收购了Maxwell，并获得了其超级电容、干电极、负极补锂等相关技术。其中，在电池日特斯拉正式推出干电极的技术工艺应用，其通过先对电极进行湿法处理，然后进行干法处理加工，以此来简化相关工序，据特斯拉披露有望简化工序，但目前技术工艺并未正式开始应用在量产领域，而在今年2月14日，我们已外发报告《Musk的电池黑科技到底是什么？》对此做过深度解析。
特斯拉的干电极工艺全部通过无溶剂方式执行。从粘接原理来看，特斯拉的干电极工艺通过将混入活跃的负极或正极材料颗粒的PTFE（聚四氟乙烯，粘合剂）原纤维化，形成负极或正极材料的自支撑膜（self supporting film）。总体来说，特斯拉的干式涂覆电极技术由三个步骤组成：(1)干粉混合；(2)粉末成膜；(3)薄膜成集电极层；全部以无溶剂方式执行。且所有干粉材料均使用特斯拉专有的干式涂覆工艺进行混合，通过调整薄膜加工条件来控制材料的负载重量和活性层厚度，可以生产出多种干膜电极结构。
特斯拉（Maxwell）的干电极工艺简单，成本优势领先。工艺过程从电极粉末开始，如特斯拉的NCA正极粉末，将少量（约5-8％）细粉状PTFE粘合剂与正极粉末混合，然后将混合的正极+粘合剂粉末通过挤压机形成薄的电极材料带，将挤出的电极材料带层压到金属箔集电体上形成成品电极。工艺过程如下图所示。总体来看，干电极提供了许多优势，包括简化工序情况下带来的制造成本降低，消除溶剂毒性，使液体敏感电池化学反应的应用和提高电池性能，特别是在高能量密度时，与传统的湿涂层电极相比，放电倍率性能更好。
相较于传统方式，干电极是一种工艺创新。传统的锂电池制造工艺：使用含有粘合剂材料的溶剂，NMP（N-甲基吡咯烷酮）是其中一种常见溶剂。将具有粘合剂的溶剂与负极或正极粉末混合后，把浆料涂在电极集电体上并干燥。这种湿法涂覆技术存在着溶剂毒性、电极材料与溶剂之间反应、涂覆电极物化性质的不良变化等缺点，而且制造工艺需要巨大、昂贵且复杂的电极涂覆机，制造成本高昂。而无溶剂干电极工艺使电池的负极和正极不使用溶剂，使用粘合剂和导电剂代替溶剂。该方法可以帮助使电极比常规做法更厚，电池中的电极材料越多，它可以存储的能量就越多，而且干法工艺还可以使用高能量密度的液体敏感材料生产电极，而这些材料不能用于湿法涂覆工艺。Maxwell声称，这可以将电池容量提高到300Wh/kg，比现有的最佳电动汽车电池高出20％。
除此之外，在成本方面，干电极使制造设备支出成本更低，由于没有溶剂烘干蒸发环节能量使用更少，溶剂本身的成本节省及溶剂后处理成本。同时，无溶剂可以很好的解决负极补锂的工艺难题（SEI膜持续生长机理），显著提升锂电池的能量密度和循环寿命。
干电极工艺带来多方面增益。在能量密度方面，具备300 Wh/kg的能力，未来有可能突破500 Wh/kg；相对于如今250 Wh/kg附近的顶级NCM锂电池，这是化学技术上的重大改进。在循环性能上，可能将锂电池的寿命延长1倍以上。而在成本改善上，该技术还可将电池成本降低10％到20％+，每辆车最高可节省2000美元成本。
利用Maxwell的干法涂覆电极技术，可以制备NCM 811、NCA、LFP、LTO、硫碳、硅碳负极等多种正负极干电极。Maxwell实验室通过干电极技术涂覆技术制造NCM 811正极和硅碳负极电池，可以显著提高电池的放电容量。根据Maxwell数据，NCM 811干电极在放电结束时表现出典型的稳定电压平台放电曲线。硅碳负极干电极在0.5V左右产生了硅锂脱盐的电化学特性，显著提高了能量密度。
干电极对于高能量密度和高倍率的电极更为有利。Maxwell的干式涂层电极技术使聚合物粘结剂网络具有独特的电极微结构，允许活性材料与导电碳网络间具备高离子导电性和电子接触性。作为一种无溶剂工艺，该结合机制是由活性材料颗粒表面的点接触构成相互连接的网络。这种干法连接结构不那么突兀，可以使锂离子更好地进入活性物质颗粒。这一特点对于高能量密度和高倍率的电极极为有利。通过干式涂层电极和湿式涂层电极之间的案例比较（两种电极均以NMC111为阴极，以石墨为阳极，在相同浓度下用不同的粘结剂材料制备）：放电倍率测试结果表明，在高能量密度的电极中，干式涂层电极的容量保持率远高于湿式涂层电极。
同时，特斯拉在组装和其他工艺上持续降本。在组装上，特斯拉致力于形成大体量、连续性的组装，通过1条组装线匹配20gwh，能够将效率提升7倍。而在工艺电子化方面，特斯拉将通过电子系统形成多个电芯同时的定型加工和管控，在此基础上，特斯拉预计成本将节省86%，程序将节省75%。
特斯拉自产电池产能扩张规划，2022年100GWh，2030年3TWh。特斯拉计划在2022年自产电池产能将达到100GWh，2030年到3TWh，从2022年开始的复合增长率近53%。
故事四：电池系统：一体化与结构化电池
延续一体化设计思路。参照飞机发动机一体化设计（指将发动机、短舱、吊挂与飞机机翼一起经过权衡分析、反复迭代和优化设计，最终得到最佳推进系统的优化动力装置装机构型的设计与装配过程），特斯拉也将一体化设计和制造的理念持续延续，对新能源车头部和尾部进行一体化设计，合金铸造等。
结构化电池设计。参考飞机将邮箱内置于飞机设计的结构中，特斯拉将把电池直接内置在汽车结构中，这将有效减轻车辆的整体重量，减少中间工序，与此同时，搭配碳纤维支架，形成一个蜂巢状结构，并减少零件耗费量，特斯拉预计此措施将进一步缩短整个制造过程约10%的时间，且创造出的新空间可以装进更多电池，提升约14%续航里程。
此前，从Model 3到Model Y的转变已体现出一体化设计的理念。特斯拉此前为Model Y运用的是多向铸造机铸造的一体化车身，通过压铸机，目前Model Y仅需要两块巨大铸件进行一体化车身构筑，随着电池日一体化路线的再提出和升级，预计未来将仅需一块铸件，而此前的Model 3则需要用到70块铸件，在当时的比较之下，Model Y的生产周期被大大减少。
聚焦提效降本
特斯拉的电池技术有望使得续航里程有54%的提升，每KWH成本节约56%，投资额降低69%。其中电芯设计方面将使成本下降14%；负极方面，硅含量提升将使成本下降5%成本，续航提升20%；正极方面；重镍轻钴路线以及自制正极原料等将使成本下降12%；电池工厂方面干电极技术和组装线效率提升，以及使用电子系统多电芯加工，将使成本下降18%；电池系统方面一体化与结构化电池设计，将使集成度提升，预计降低7%成本。因此以上技术成熟后，续航里程有54%的提升，每KWH成本节约56%，单GWh产线投资额降低69%。但目前技术的成熟仍需要一点时间，预计于2022年开始实现提效降本。
持续降低成本依然是产业面临的首要任务。站在消费者的角度，最好的电池意味着在保障安全的基础上厂商可以提供的更便宜、续航更长、充电更快/性能更强的动力电池，至于是否是革命性的技术变化是次要的。Elon Musk发布的5大黑科技，其实就是特斯拉的电动车产业的降本宣言，而在此之前，宁德时代和比亚迪也先后推出CTP理念和刀片电池理念，专注于降本提效。
动力电池的主角，短期仍是中日韩三国角力。电池日没有出现化学性质的革命性变化，特斯拉的5大黑科技，除干电极技术外，大电芯、硅基、高镍低钴、一体化设计等其他技术专业的动力电池厂商也都有积极的布局，比如宁德时代计划在2023年推出的CTC（Cell to Chassis）技术等。短期来看，动力电池领域的主角在一定时间内仍然将是CATL、LG、松下等龙头企业，从全球动力电池装机来看，2020年上半年，全球装机基本形成三足鼎立态势，其中松下、LG化学和宁德时代市场份额分别为26%、25%和21%（宁德时代在一季度受疫情影响装机份额下降明显，二季度装机全球第一）；而从集中度来看，全球动力电池装机的集中度进一步上升，2019年全球动车电池装机Top 3装机占比约68%，到2020年上半年这一占比已提升至72%。不过，特斯拉2022年100GWh、2030年3TWh的动力电池发展规划以及从上游锂资源到末端光充储一体化的能源体系建立，这些依然是值得我们重点关注和思考的问题。
虽无颠覆世界的革命性变化，但依然是碾压式的技术迭代。因疫情影响一再推迟的2020 Annual Shareholder Meeting and Battery Day，终于在2020年9月23日揭开了神秘的面纱。为电池日造势许久的Elon Musk，并未给关注者带来电化学层面的颠覆性革命，业界所期待的百万英里续航电池和无钴电池都没有如期而至。然而，无极耳的4680电池、硅负极、去钴化、CTC、干电极等5大黑科技依然是在动力电池行业碾压式的技术迭代。同时，续航里程836 km、百米加速低于2.1秒的Model S Plaid以及2.5万美元的高性价比版电动车继续引领全球电动车产业，丰俭由人的选择也让消费者为之兴奋。
毫无疑问，持续降低成本依然是产业面临的首要任务。站在消费者的角度，最好的电池意味着在保障安全的基础上厂商可以提供的更便宜、续航更长、充电更快/性能更强的动力电池，至于是否是革命性的技术变化是次要的。Elon Musk发布的5大黑科技，其实就是特斯拉的电动车产业的降本宣言。特斯拉预期其新的电池技术有望使续航里程有54%的提升，每kWh成本节约56%以及投资额降低69%。这些成本的下降，有来自于设计与工艺层面的技术革新，比如4680的电芯设计方面将使成本下降14%，干电极技术和组装线效率提升以及使用电子系统多电芯加工将使成本下降18%，一体化设计预计降低7%成本；同时还有来自电池材料层面的革新，比如负极方面硅含量提升将使成本下降5%成本，正极方面重镍轻钴路线以及自制正极原料等将使成本下降12%。目前技术的成熟仍需要一点时间，预计于2022年开始实现提效降本。
四个故事清晰明确地给业界讲明白Elon Musk将如何实现自己的降本宣言。首先，在电芯设计领域，特斯拉进一步增大电芯尺寸，新款4680电池的电芯直径为46毫米，长度为80毫米；与前款相比，能量密度增加5倍，电池功率提升6倍，续航里程增加16%，无极耳技术有望解决电芯增大后散热和鼓胀等问题。其次，在正负极材料领域，负极材料特斯拉将坚持硅负极路线，使用重新设计的硅材料，通过纳米化和聚合物材料包覆的方式解决硅膨胀问题；正极材料特斯拉将贯彻重镍轻钴，核壳体系，同时，选择不同的正极材料对应不同车型和产品，而建立正极工厂与实现本地化供应将持续帮助正极材料降本。第三，在电池工厂领域，特斯拉正式推出干电极技术工艺，通过无溶剂方式执行，在简化工序的同时实现能量密度和循环性能的提升，在组装上，特斯拉致力于形成大体量、连续性的组装，有望将效率提升7倍。而在工艺电子化方面，特斯拉通过电子系统形成多个电芯同时定型加工和管控，特斯拉预计成本将节省86%，程序将节省75%；且特斯拉发布自产电池产能扩张规划，2022年100GWh，2030年3TWh。第四，在电池系统领域，特斯拉延续Model 3到Model Y的一体化设计思路，铸件数量越来越少；与此同时，进行结构化电池设计，电池将直接内置在汽车结构中，有效减轻整体重量，减少中间工序，搭配碳纤维支架，形成蜂巢状结构，预计此措施将缩短制造过程约10%的时间，且创造出的新空间可以装进更多电池，提升约14%续航里程。
动力电池的主角，短期仍是中日韩三国角力。电池日没有出现化学性质的革命性变化，对动力电池产业链的企业来说，可以说是长舒一口气。特斯拉的5大黑科技，除干电极技术外，大电芯、硅基、高镍低钴、一体化设计等其他技术专业的动力电池厂商也都有积极的布局，比如宁德时代计划在2023年推出的CTC（Cell to Chassis）技术等。短期来看，动力电池领域的主角在一定时间内仍然将是CATL、LG、松下等龙头企业。不过，特斯拉2022年100GWh、2030年3TWh的动力电池发展规划以及从上游锂资源到末端光充储一体化的能源体系建立，这些依然是值得我们重点关注和思考的问题。
投资建议：1）重点推荐特斯拉电池日相关技术领先厂商璞泰来、新宙邦（Maxwell电容器化学品供应商）、当升科技（高镍正极送样）、建议关注贝特瑞、诺德股份等；2）特斯拉产品力突出，持续引领全球电动化浪潮，重点推荐特斯拉产业链宏发股份、三花智控、旭升股份、奥特佳、银轮股份、拓普集团；3）特斯拉鲶鱼效应的带动，使电动车行业已逐步进入产品驱动力时代目前行业各环节整体集中度呈现上升趋势，中国产业链价值持续凸显；持续重点推荐：宁德时代、恩捷股份、科达利、嘉元科技、中材科技、比亚迪等，建议关注：欣旺达、亿纬锂能、孚能科技等。
