原標(biāo)題：特斯拉(TSLA.US)自產(chǎn)電池猜想：從收購Maxwell(MXWL.US)說起 來源：中信證券
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核心觀點(diǎn)
特斯拉(TSLA.US)2019年收購Maxwell(MXWL.US)，有望利用其干電極、預(yù)鋰化等技術(shù)推動電池技術(shù)進(jìn)步、成本下降，進(jìn)而推動電動車普及，加速汽車產(chǎn)業(yè)乃至能源行業(yè)的變革。中國電動車供應(yīng)鏈、鋰電行業(yè)各環(huán)節(jié)龍頭具備全球競爭力，有望受益全球電動車放量，尤其是特斯拉供應(yīng)鏈的相關(guān)投資機(jī)會更加明確。
投資要點(diǎn)
特斯拉收購Maxwell回顧：Maxwell Laboratories 1965年成立于美國圣地亞哥，1983年IPO在美國上市，公司主要從事超級電容器與干電池電極的研發(fā)和生產(chǎn)。2019年5月，特斯拉以溢價55%收購Maxwell。特斯拉在財務(wù)狀況還非常緊張的時候，收購Maxwell，預(yù)計是看重Maxwell的超級電容器和電池技術(shù)，尤其干電極技術(shù),有可能為特斯拉未來的電芯研發(fā)提供新的思路。
Maxwell有哪些核心技術(shù)和產(chǎn)品?1)超級電容技術(shù)：超級電容壽命長，功率密度高，功率可達(dá)電池的5~10倍，可快速充放電，公司超級電容器有多種尺寸、容量和模塊配置可供選擇，應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、公共交通、混合動力汽車、消費(fèi)類電子產(chǎn)品和工業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域;2)干電極(DBE)涂層技術(shù)，又稱dry battery electrode (DBE) coating technology：是將少量(約5-8%)細(xì)粉狀粘合劑(PTFE)與正極、負(fù)極粉末混合，通過擠壓機(jī)形成薄的電極材料帶，壓到金屬箔集流體上形成電極。該技術(shù)特點(diǎn)是工藝過程簡單、電極更厚、無溶劑化。3)預(yù)鋰化(Pre-Lithiation)技術(shù)：鋰離子電池首次充放電會形成SEI膜，消耗鋰導(dǎo)致效率損失，現(xiàn)在三元電池的首次效率一般在85-90%。預(yù)鋰化技術(shù)是在組裝電池之前給電極補(bǔ)鋰，以提升首次效率，增加電池能量密度。溶劑型涂布方法無法在電極成型時一體化加入鋰，干電極技術(shù)可以將鋰金屬粉末與正極、負(fù)極活性材料混合后壓制成電極。
為什么特斯拉青睞Maxwell?馬斯克認(rèn)為收購Maxwell是一個“大交易”，可能對其業(yè)務(wù)產(chǎn)生“巨大影響”。1)Maxwell的干電極技術(shù)將可能對電芯技術(shù)的發(fā)展帶來巨大促進(jìn)，公司認(rèn)為使用干電極、預(yù)鋰化技術(shù)，電池的能量密度超過300 Wh/kg，并可看到500 Wh/kg的實(shí)現(xiàn)路徑。干電極技術(shù)與現(xiàn)有溶劑涂布電極技術(shù)相比成本可降低 10%-20%+。2)電池-超級電容器“混合”動力電池將有效幫助提升電池系統(tǒng)的能量密度與壽命，同時改善瞬時充放電性能，預(yù)計超級電容器有望用于Semi truck、Cybertruck以及特斯拉儲能業(yè)務(wù)等對瞬時充放電要求較高的場景。
特斯拉自產(chǎn)電池進(jìn)展及規(guī)劃猜想。2019年，特斯拉除了收購Maxwell，還收購了一家加拿大一家電池制造設(shè)備企業(yè)Hibar，現(xiàn)已經(jīng)在其弗里蒙特工廠建立了第一條試點(diǎn)電池產(chǎn)線，相關(guān)技術(shù)有望在4月的“Battery Day”發(fā)布。未來有以下幾點(diǎn)猜想：1)我們認(rèn)為此條產(chǎn)線是對收購技術(shù)的整合與改進(jìn)，未來有望建立自己的工廠。2)特斯拉有望通過掌握先進(jìn)的電池技術(shù)，成為做能源變革的推動者，建立光伏、儲能、電動車的生態(tài)應(yīng)用體系。3)考慮特斯拉未來電動車銷量規(guī)模大，電池需求量大，以及電池生產(chǎn)的馬太效應(yīng)(規(guī)模、成本、性能曲線)等，預(yù)計特斯拉的大部分電池仍是由外部獨(dú)立第三方供應(yīng)商提供，所以對于第三方電池企業(yè)而言，實(shí)質(zhì)性的影響較為有限。4)反過來想，特斯拉造車、造電池，最大的競爭對手仍是燃油車，預(yù)計特斯拉更愿意做的是聯(lián)合電池企業(yè)一起推動技術(shù)進(jìn)步、成本降低，以推動汽車產(chǎn)業(yè)電動化發(fā)展。
風(fēng)險因素：動力電池技術(shù)路線變化;中國國產(chǎn)特斯拉Model 3銷量低于預(yù)期;特斯拉重大安全事故風(fēng)險。
投資策略：特斯拉未來有望推動電池技術(shù)進(jìn)步、成本下降，進(jìn)而推動電動車普及，加速汽車產(chǎn)業(yè)乃至能源行業(yè)的變革。中國電動車供應(yīng)鏈、鋰電行業(yè)各環(huán)節(jié)龍頭具備全球競爭力，有望受益全球電動車放量，尤其是特斯拉供應(yīng)鏈的相關(guān)投資機(jī)會更加明確：1)鋰電環(huán)節(jié)：寧德時代(電池)，比亞迪股份、鵬輝能源(電池)、國軒高科(電池)、億緯鋰能(電池)、德方納米(LFP材料)、恩捷股份(隔膜)、璞泰來(負(fù)極)、新宙邦(電解液)，天賜材料(電解液)，昊華科技(PTFE)，東岳集團(tuán)(PTFE)，建議關(guān)注科達(dá)利(殼體)等;2)上游設(shè)備及資源：先導(dǎo)智能(設(shè)備)、杭可科技(設(shè)備)、贛鋒鋰業(yè);3)熱管理領(lǐng)域，推薦：三花智控(熱管理)、銀輪股份(熱管理);4)零部件方面，精選推薦：。
報告正文
01特斯拉收購Maxwell回顧
Maxwell發(fā)展歷程
Maxwell成立于1965年，主要從事超級電容和干電池電極研發(fā)生產(chǎn)。Maxwell Laboratories 1965年成立于美國圣地亞哥，1983年IPO在美國上市，1996年更名為Maxwell Technology，目前公司主要從事超級電容器與干電池電極的研發(fā)和生產(chǎn)。超級電容器主要用于電力能源儲備等方面，干電池主要用于車用動力電池等方面。2018年公司營業(yè)收入約7200萬美元，主要業(yè)務(wù)包括在中國、美國、德國等地。
特斯拉收購Maxwell回顧
2019年，Maxwell被特斯拉收購，成為其全資子公司。2019年2月4日，公司宣布已經(jīng)同意了特斯拉的收購邀約。在2019年5月，完成了對Maxwell的收購。
根據(jù)交易條款顯示，特斯拉主要通過換股的方式收購公司股權(quán)，折算后公司每股價值4.75美元，較前一周3.07美元的收盤價溢價 55%。
02Maxwell有哪些核心技術(shù)和產(chǎn)品?
Maxwell 是一家以超級電容器和電池技術(shù)為核心技術(shù)的公司。以下就其技術(shù)展開：
Maxwell超級電容器技術(shù)及產(chǎn)品
超級電容，又名電化學(xué)電容，是從上世紀(jì)七、八十年代發(fā)展起來的通過極化電解質(zhì)來儲能的一種電化學(xué)元件。它是一種介于傳統(tǒng)電容器和充電電容器之間的一種新型儲能裝置，它通過電極與電解液形成的界面雙層，將電壓加到兩個電極上后，電解液中的正負(fù)離子分別移動向兩個界面雙層，能量便以靜電的方式儲存在材料表面。這種儲能過程是可逆的，也正因?yàn)榇顺夒娙萜骺梢苑磸?fù)充放電數(shù)十萬次，并可以最大限度提升儲能的功率性能，可快速充放電。
超級電容有以下突出的特點(diǎn)：
(1)充電速度快，充電10秒～10分鐘可達(dá)到其額定容量的95%以上;
(2)循環(huán)使用壽命長，深度充放電循環(huán)使用次數(shù)可達(dá)1~50萬次，沒有“記憶效應(yīng)”;
(3)大電流放電能力超強(qiáng)，能量轉(zhuǎn)換效率高，過程損失小，大電流能量循環(huán)效率≥90%;功率密度高，可達(dá)300W/KG~5000W/KG，相當(dāng)于電池的5~10倍;
(4)產(chǎn)品原材料構(gòu)成、生產(chǎn)、使用、儲存以及拆解過程均沒有污染;
(5)超低溫特性好，溫度范圍寬-40℃～+70℃，安全系數(shù)高，長期使用免維護(hù)。
Maxwell公司率先設(shè)計、開發(fā)和部署超級電容器儲能技術(shù)。公司超級電容器有多種尺寸、容量和模塊配置可供選擇，是電池的低成本補(bǔ)充方案，不僅可延長電池使用壽命，在某些情況還能完全替代電池。公司產(chǎn)品可應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、公共交通、混合動力汽車、消費(fèi)類電子產(chǎn)品和工業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域，現(xiàn)在全球應(yīng)用達(dá)到了6500多萬個超級電容器單元。
干電極涂層(DBE)技術(shù)
Maxwell除了超級電容，還有一個非常重要的是非溶劑干電極涂層技術(shù)(DBE)，原文稱solvent less dry battery electrode (DBE) coating technology。
什么是干電極涂層工藝?該過程從電極粉末開始，比如說特斯拉的NCA正極的鋰鎳鈷氧化鋁粉末。將少量(約5-8%)細(xì)粉狀PTFE粘合劑與正極粉末混合。然后將混合的正極+粘合劑粉末通過擠壓機(jī)形成薄的電極材料帶。將擠出的電極材料帶層壓到金屬箔集電體上形成成品電極。
Maxwell的工藝皆適用于正極和負(fù)極。用正極材料(NCA、NCM、LFP等皆可)粉末和鋁箔制作正極，用石墨粉和銅箔制作負(fù)極。另外，還可添加了一些不同的聚合物，獲得了更好的強(qiáng)度和離子傳輸，添加一些其他材料可以提高導(dǎo)電性。通過將電極膜卷繞成卷，然后送入層壓機(jī)。但這個過程其實(shí)比較簡單。
工藝核心特點(diǎn)：
1)原纖維化(Fibrilization)：特斯拉收購Maxwell的一項(xiàng)重要技術(shù)理由可以歸結(jié)為“原纖維化(Fibrilization)”。Maxwell的干電極工藝通過將混入活躍的負(fù)極或正極材料顆粒的PTFE(Teflon)原纖維化，形成負(fù)極或正極材料的自支撐膜(self supporting film)。
2)Maxwell的工藝使電池的負(fù)極和正極不使用溶劑：傳統(tǒng)的鋰電池制造使用有粘合劑材料的溶劑，NMP(N-Methyl-2-pyrrolidone)是其中一種常見溶劑。將具有粘合劑的溶劑與負(fù)極或正極粉末混合后，把漿料涂在電極集電體上并干燥。溶劑有毒，必須小心回收，進(jìn)行純化和再利用。而且需要巨大、昂貴且復(fù)雜的電極涂覆機(jī)。由于不使用溶劑，往往可以涂得更厚。
預(yù)鋰化(Pre-Lithiation)技術(shù)
鋰離子電池在首次充放電時，會形成SEI膜，消耗鋰導(dǎo)致效率損失。SEI英文全稱是Solid Electrolyte Interphase，也就是大家常說的固體電解質(zhì)界面膜。鋰離子電池在首次充放電時，電解液中少量極性非質(zhì)子溶劑在得到部分電子后發(fā)生還原反應(yīng)，與鋰離子結(jié)合反應(yīng)生成一種厚度約100-120nm的界面膜，這個膜就是SEI。SEI通常形成于電極材料與電解液之間的固液相界面。現(xiàn)在三元電池的首次效率一般在85-90%。
預(yù)鋰化(Pre-Lithiation)技術(shù)：不含溶劑，可預(yù)摻鋰，有助于提升電池效率，提升能量密度。鋰電池中負(fù)極表面的SEI膜是防止電解液與負(fù)極中碳反應(yīng)的重要組成部分，但同時會消耗一定的活性鋰元素，造成首次充放電的效率損失，現(xiàn)在三元電池的首次效率一般在85-90%。預(yù)摻鋰技術(shù)是在制備負(fù)極材料過程中將一定量的鋰金屬粉末與負(fù)極活性材料混合，直接制備得到含有一定鋰元素的負(fù)極。首次充放電過程中的活性物質(zhì)損失是影響電池能量密度和循環(huán)壽命的重要因素，預(yù)摻鋰技術(shù)可以有效減少首次充放電過程中由于生成SEI膜帶來的活性物質(zhì)損失，提高電池效率。
預(yù)鋰化技術(shù)將帶來電池用鋰密度提升，金屬鋰用量將顯著上升。以當(dāng)前三元電池體系為例，每kWh三元電池鋰用量約為1.2kg(LCE)，假設(shè)預(yù)鋰化技術(shù)保持正極材料體系不變，主要變化為在負(fù)極中添加金屬鋰，預(yù)計帶來電池體系中鋰用量提升5%，每GWh電池鋰金屬用量增長約10噸，若按照特斯拉穩(wěn)態(tài)年銷量60萬輛計算，對應(yīng)金屬鋰需求量增加300-400噸，當(dāng)前全球金屬鋰產(chǎn)能僅3500噸左右，若預(yù)鋰化技術(shù)全面普及，將帶來金屬鋰用量的大幅提升。
03為什么特斯拉青睞Maxwell?
馬斯克認(rèn)為Maxwell擁有大量技術(shù)，收購Maxwell是一個“大交易”,并且可能對其業(yè)務(wù)產(chǎn)生“巨大影響”。尤其是,馬斯克認(rèn)為Maxwell的干電極技術(shù)將可能對電芯技術(shù)的發(fā)展帶來巨大影響。關(guān)于改技術(shù)的更詳細(xì)計劃,特斯拉將在“電池和動力總成日”宣布,計劃應(yīng)在“幾個月內(nèi)”完成。
馬斯克認(rèn)為干電極技術(shù)將對電芯技術(shù)發(fā)展帶來巨大影響
為什么特斯拉青睞Maxwell技術(shù)?主要有以下幾點(diǎn)原因：
1)功率和能量密度性能高。該項(xiàng)可以大幅提高電極的厚度，由于采用溶劑型方法涂布，電極厚度不宜太厚，但采用干電極技術(shù)，厚度可以成倍增加。Maxwell宣稱，在2c放電條件下，一組包含干涂層電極的五個電池的容量保持率在90%以上。其電極能使當(dāng)前演示單體電池的能量密度超過300 Wh/kg，并且它們能看到超過500 Wh/kg的實(shí)現(xiàn)路徑。
2)壽命好。至于耐用性，Maxwell聲稱，其電池技術(shù)在經(jīng)過近1500充放電次循環(huán)后，仍可保持近90%的容量。
3)低成本。預(yù)計這個是公司收購Maxwell最大的出發(fā)點(diǎn)。Maxwell認(rèn)為產(chǎn)能效率有望提升16倍。與現(xiàn)有溶劑涂布電極技術(shù)相比成本降低 10%-20%+。此項(xiàng)技術(shù)消除或基本上減少了電池制備過程中水和溶劑的使用，消除或基本上減少了雜質(zhì)以及相關(guān)的干燥步驟和設(shè)備，提高電池比容量，降低生產(chǎn)成本。
超級電容器可能用在Semi truck、Cybertruck以及特斯拉儲能業(yè)務(wù)部分
超級電容有望用于Semi truck、Cybertruck以及特斯拉儲能業(yè)務(wù)部分。特斯拉純電動皮卡Cybertruck、即將投產(chǎn)的純電動半掛Semi Truck等車型，對瞬時充放電的功率提出了更高的要求。此外，特斯拉的PowerPack儲能裝置等產(chǎn)品，也對瞬時大功率充放電有著很高的要求，超級電容器功率大，有望使用在特斯拉的這幾類產(chǎn)品中。
電池與超級電容器組成“混合動力”系統(tǒng)，將打造極優(yōu)質(zhì)動力源。超級電容器與普通電池結(jié)合組成的動力系統(tǒng)有諸多優(yōu)勢：1)超級電容器充放電效率很高，能量可以快速的釋放以及捕獲。2)超級電容器工作溫度范圍寬，低溫時也可以保證汽車的加速和能量回收功能，高溫時避免了對電池進(jìn)行大功率充放電。例如，剎車時的能量捕獲和回收，急加速急減速時候轉(zhuǎn)換為超級電容器輸出能量，保證電池平穩(wěn)輸出，最大程度延長電池壽命。
04特斯拉自產(chǎn)電池進(jìn)展與規(guī)劃猜想
特斯拉自產(chǎn)電池進(jìn)展
電池產(chǎn)能制約生產(chǎn)效率，已建立自己的試點(diǎn)生產(chǎn)線。特斯拉 CEO馬斯克此前多次強(qiáng)調(diào)電池產(chǎn)能是目前制約公司電動車產(chǎn)能的主要因素，目前特斯拉已經(jīng)在其弗里蒙特工廠建立了第一條試點(diǎn)電池產(chǎn)線，我們認(rèn)為此條電池產(chǎn)線將會試驗(yàn)其收購的Maxwell電池技術(shù)以及電池生產(chǎn)線設(shè)備廠商Hibar System的生產(chǎn)設(shè)備。我們預(yù)計4月特斯拉電池日將會發(fā)布其新的電池技術(shù)與未來產(chǎn)能的規(guī)劃。
規(guī)劃猜想
猜想1：特斯拉正在弗里蒙特建立一條試點(diǎn)電池生產(chǎn)線后，有望建立自己的工廠。
猜想2：為什么要自己做電池?特斯拉是一家定位為能源變革推動者的公司，電池是公司各項(xiàng)業(yè)務(wù)重要環(huán)節(jié)，我們預(yù)計特斯拉會努力去掌握先進(jìn)的電池技術(shù)，成為做能源變革的推動者，建立光伏、儲能、電動車的生態(tài)應(yīng)用系統(tǒng)。
猜想3：如果特斯拉自己做電池，對其他產(chǎn)業(yè)有何影響?
首先，對電池企業(yè)影響，考慮到特斯拉未來產(chǎn)能規(guī)模將會比較大(預(yù)計2020年約60萬輛，中長期有望突破兩百萬)，按照單車平均70kWh計算，2020年需要電池產(chǎn)能將超40GWh，，長期需求超過150GWh，規(guī)模巨大;以及電池生產(chǎn)的馬太效應(yīng)(規(guī)模、成本、性能曲線)等，預(yù)計特斯拉的大部分電池仍是由外部獨(dú)立第三方供應(yīng)商提供。綜合考慮未來的市場規(guī)模以及各電池廠商的先發(fā)優(yōu)勢，預(yù)計對于寧德、松下、LG的第三方電池企業(yè)而言，實(shí)質(zhì)性的影響相對較小。
其次，特斯拉在早年就公開了自己的專利技術(shù)，目的就是為了推動新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，公司有望推出創(chuàng)新的電池技術(shù)并自建電池廠，預(yù)計符合公司的初衷，未來特斯拉也有望與這些電池廠商一起合作，推動電池技術(shù)進(jìn)步、生產(chǎn)效率提升，進(jìn)而加速電動汽車的全球化普及，利好整個電動車板塊，尤其是特斯拉供應(yīng)鏈各個環(huán)節(jié)龍頭。
風(fēng)險因素
(1)動力電池技術(shù)路線變化;
(2)中國國產(chǎn)特斯拉Model 3銷量低于預(yù)期;
(3)特斯拉重大安全事故風(fēng)險。
投資建議
特斯拉未來有望推動電池技術(shù)進(jìn)步、成本下降，進(jìn)而推動電動車普及，加速汽車產(chǎn)業(yè)乃至能源行業(yè)的變革。中國電動車供應(yīng)鏈、鋰電行業(yè)各環(huán)節(jié)龍頭具備全球競爭力，有望受益全球電動車放量，尤其是特斯拉供應(yīng)鏈的相關(guān)投資機(jī)會更加明確：1)鋰電環(huán)節(jié)：寧德時代(電池)，比亞迪股份(01211)、鵬輝能源(電池)、國軒高科(電池)、億緯鋰能(電池)、德方納米(LFP材料)、恩捷股份(隔膜)、璞泰來(負(fù)極)、新宙邦(電解液)，天賜材料(電解液)，昊華科技(PTFE)，東岳集團(tuán)(PTFE)，建議關(guān)注科達(dá)利(殼體)等;2)上游設(shè)備及資源：先導(dǎo)智能(設(shè)備)、杭可科技(設(shè)備)、贛鋒鋰業(yè)(01772);3)熱管理領(lǐng)域，推薦：三花智控(熱管理)、銀輪股份(熱管理);4)零部件方面，精選推薦：(拓普集團(tuán)、寧波華翔、均勝電子、銀輪股份、華域汽車、愛柯迪)。
（編輯：郭璇）
