动力电池产业深度研究报告

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1. 动力电池是新能源汽车发展的核心动力

动力电池是新能源汽车的核心部件,在生产成本中占比最高。其性能直接决定了 新能源汽车的实际价值,而新能源汽车关键技术指标如续航里程、充电时间、安 全性能的提升也受制于动力电池的技术进步。

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1.1 环保、高能、降本贯穿动力电池发展历程

环保、高能、低成本是电池技术发展的目标。动力电池发展历程呈现出三个特点, 一是绿色环保电池迅猛发展,二是电池体积比能量和质量比能量标准逐渐提高, 三是生产厂商一直在寻求降低电池生产成本的技术路径。

第一代动力电池是铅酸蓄电池,其优点是大电流放电性能良好、价格低廉、电池 回收率高,但能量密度较低。其主要原材料铅有污染,受国家环保政策影响很大。 第二代动力电池是碱性电池,如镍镉电池、镍氢电池。镍镉电池由于镉的污染, 欧盟各国已禁用于动力电池;镍氢电池环保性较好,但价格高于铅酸电池且高温 较性差。

第三代动力电池是锂离子电池,其能量密度高于铅蓄电池和镍氢电池,具有高电 压、寿命长、无记忆效应的优点,且对环境没有污染。近年随着锂电池技术的发 展,成本逐年下降,安全性稳定性问题也得以解决,凭借能量密度和环保优势受 到国家政策扶持,近年维持高速增长。目前广泛应用于新能源汽车及储能领域, 是动力电池未来的主流技术发展方向。

1.2 圆柱方形软包三分天下,铁锂三元迭代前行

动力电池根据封装种类的不同分为圆柱形、方形以及软包电池。电池生产厂商根 据技术路径选择生产不同类型的动力电池。松下的圆柱形电池技术领先,市场认 可度较高,LG化学是全球软包电池的龙头企业,三星 SDI 则主要生产方形电池。 目前市场上方形电池占比较高,圆柱形电池技术工艺最为成熟,但软包电池在能 量密度上占有一定优势。

动力电池按照不同正极材料分为三元材料、磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂电池。磷 酸铁锂是目前最安全的锂离子电池正极材料,新能源汽车发展的早期阶段都采用 磷酸铁锂电池作为储能装置。但随着补贴政策标准的更新以及消费者对于新能源 汽车续航里程要求的逐渐提高,目前大多数新能源乘用车已经转向使用三元材料 电池。

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2.上游推动电池技术进步,下游确定发展空间

2.1 生产工艺决定电池产品一致性和性能稳定性

动力电池主要由正极、负极、电解液、隔膜等四大材料组成,性能要求高能量密 度、长寿命、可靠安全。动力电池属于二次电池,可以利用化学反应的可逆性在 电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而循环使用。电池的充放电过程就 是锂离子在正负极材料的嵌入和脱嵌并伴随着能量的吸收和释放的过程。

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生产工艺的进步对动力电池规模化生产起着极为关键的作用。锂电池生产工艺流 程分为电芯、模组、电池包的生产,其中最主要的是电芯的工艺流程,电芯生产 完成后,生产部门将每个模组需要的电芯、侧板、端板等组件进行配对、组装以 及模块测试。再将对应的模组装入外壳,进行冷却系统及箱体的密封性测试,通 过之后进行电池包的最终测试,合格之后入库。

随着新能源汽车和动力电池的加速发展,电池产品的标准化和聚集程度趋势也将 进一步明确。生产工艺的技术进步对领军企业的大规模生产制造,优质电池产品 的品质控制和性能稳定性起到至关重要的作用。

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2.2 上游资源价格波动提供成本下行空间

2.2.1 钴、锂价格拐点出现,供需逻辑有待验证

动力电池产业链上游为原材料的开采、加工,锂、钴、镍构成电池正极的原材料, 天然石墨及人工石墨应用于负极材料。

锂是生产动力电池和消费电池的必需成分,近年来受益于新能源汽车的发展,需求量保持着持续快速增长的状态。锂主要赋存于固体矿物资源和液体矿床资源 中,占比分别为 21.6%和 78.3%。据美国地质调查局最新数据显示,2018 年全 球锂产量增长了 22%,达到8.4万吨。锂消费量为 4.76 万吨,高于 2017 年的 3.97 万吨。

钴应用领域比较广泛,约 60%用在电池领域。尤其是作为三元电池正极材料,可 以提升电池的导电性和倍率性能,并在高电压下提供部分容量。根据美国地质调 查局发布的 2018矿产品年鉴的统计数据,全球已探明的钴资源量约为 2500 万吨, 绝大部分来自于刚果。钴主要以铜、镍的伴生资源形式存在,供给受限于铜、镍 矿的开采。中国是钴的世界第一大消费国,80%的钴被用来生产锂电池。

过去一年供需逆转,锂、钴价格持续回落。2018 年 3 月以来电池级碳酸锂价格 持续震荡下行,从最高点 16.8万元/吨已下跌至 2019 年 3 月的 8.3 万元/吨,一 直以来持续上涨的钴价也从去年 3 月的 68.5 万元/吨下跌至 2019 年 3 月的 30 万 元/吨。去年 3 月成为上游钴、锂价格走势的拐点,过去一年锂、钴价格分别下跌51%和 56%。

锂、钴价格下跌主要由于供给大幅增加和下游市场需求减弱。前期大批新建的碳 酸锂项目产能开始集中释放,加上外国大型贸易商扩大产能,2018年中国新投 产项目带来的碳酸锂新增供应量将达到 3.3 万吨,高于国内动力电池市场对钴锂 的需求增量,对市场产生利空影响。2018 年下半年磷酸铁锂电池厂家需求疲软, 对上游锂盐的需求减少。国内碳酸锂市场供需关系出现逆转,从此前的供应不足 转为阶段性过剩,导致价格从高位大幅滑落。部分中小型碳酸锂供应商为抢占市 场、回笼资金,降价抛售产品,对碳酸锂的成交价格也造成了一定影响。

2.2.2 高镍技术趋势推动需求上升

镍资源集中度相对锂、钴较低,2018 年全球镍资源储量约为 8900 万吨,主要分 布在澳大利亚、巴西和俄罗斯等地区。澳大利亚储量居世界第一位达到 1900 万 吨,占比为21.3%。镍可以增加锂电池的材料活性,提高能量密度。

高镍技术方向推动需求上升。2019 年 1 月本轮镍价触及10440美元/吨低点后开 启强势反弹,3 月镍价达到13450美元/吨,2 个月涨幅高达 30%。近期镍价反弹 得益于供应释放不及预期以及淡水河谷减产带来的供应紧张。为满足新能源汽车 高续航里程和动力电池高能量密度的高镍技术方向,来自新能源领域镍的需求将 逐步提升。

2.2.3 石墨资源丰富,电池负极构成新增需求

石墨耐高温,耐腐蚀,具有良好的导电性、导热性和稳定的化学性能,同时具备 电子电导率高、层状结构在嵌锂前后体积变化小、嵌锂容量高和嵌锂电位低等优 点,已成为目前主流的动力电池负极材料。

全球石墨资源分布既广泛又相对集中,据美国地质调查局资料显示,巴西、中国、 印度和墨西哥的石墨储量合计占全球总储量的92.77%。中国石墨基础储量约占 世界的 33%,仅次于巴西。

2.3 四大材料体现电池成本和技术趋势

动力电池中游主要由四大材料、电芯制造及 PACK 封装构成。电芯作为电池核心部件主要由正极、负极、电解液和隔膜四大材料组成。正极材料、隔膜、电解液、 负极材料、其他部件分别占锂离子电池材料成本的比例约为30%、25%、17%、 10%和 18%。

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2.3.1 正极材料市场集中度有待提升,高镍三元趋势明显

正极材料在电池成本中占比最高,对电池性能影响最为直接。锂电正极材料在锂 电池中占据核心地位,性能直接影响了锂电池的各项性能指标。目前已经市场化 的锂电池正极材料包括三元材料、磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂等。

随着锂离子电池在新能源汽车和消费电子领域的广泛应用,锂电正极材料的产量 在过去十年实现了高速增长,复合增长率达到33%。2018 年全国锂电正极材料 产量达到 27.5万吨,同比增长 32.2%。

三元材料凭借能量密度优势占比提升显著。近年国家推出的相关政策增加了高能 量密度动力电池的补贴,三元材料电池相比其他类型电池在能力密度方面优势明 显。磷酸铁锂电池由于生产技术相对成熟,凭借价格优势一直占据相当大的比重, 但随着三元材料生产工艺进步,原材料价格的不断降低,未来将逐步取代磷酸铁 锂成为动力电池的主要发展方向。

正极材料价格受上游原材料影响小幅下跌。受上游金属原材料价格波动影响,动 力电池正极材料从去年6月开始持续下跌,至今年 3 月已 NCM523 已降至15.5万元/吨。正极材料占动力电池成本 30%,上游原材料价格波动将有效缓解动力 电池成本压力,为动力电池价格提供下行空间。

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锂电正极材料的生产地主要集中于中国、日本和韩国,日韩两国在正极材料行业 发展较早,近几年来一直致力于三元材料等高端正极材料产品。我国锂电正极材 料产业在过去的发展重心集中在磷酸铁锂,近年来随着新能源汽车行业的发展,逐步重视三元材料行业的发展,但在技术和工艺方面仍然和日韩先进企业有一定 的差距。

国内正极材料市场企业竞争激烈,行业集中度相对较低。2018 年市场前十厂商 占有率为 55%,远低于其他材料的行业集中度。上游资源企业和下游电池生产厂 商纷纷以各种方式布局正极材料生产领域。原有相对规模较大的厂商对于高镍三 元材料加大投入和研发力度,抢占未来发展先机。

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2.3.2 人工石墨占比提升,硅碳负极未来可期

负极材料是锂离子电池储存锂的主体,使锂离子在充放电过程中嵌入与脱出,主要影响锂电池的首次效率、循环性能等。负极材料主要分为以下三类:碳材料(石墨类)、金属氧化物材料以及合金材料,当前主要使用的负极材料是天然石墨和人 造石墨,其中天然石墨主要使用在消费电池领域,而人造石墨主要使用在动力电 池领域。

人工石墨将凭借循环性能及稳定性能优势逐步取代天然石墨,高能量密度的硅碳 负极的是负极材料的发展方向。受未来电池能量密度增长趋势以及动力电池高倍 率放电的要求,中间相碳微球、钛酸锂以及硅碳复合材料等高端负极材料将逐渐 实现在动力电池上的应用。

国内负极材料产量一直维持高速增长,过去 5 年负极材料产量从 5.16 万吨提高到2018年的 19.2 万吨,复合增长率达到 30%。目前负极材料主要天然石墨和人工 石墨为主,但石墨类负极无法满足未来高能量密度的动力电池需求,其低成本和 成熟工艺可以满足于储能等对能量密度不高的领域。在动力领域,硅碳负极材料 的兴起会随着生产工艺的成熟和生产成本的降低逐步普及市场。

中、日是全球负极材料主要产销国,总产量占全球 95%以上。中国的优势在于丰 富石墨资源,日本的优势在于技术先进。目前国内行业龙头地位稳固,优势明显。 2018 年国内负极材料产量 19.2 万吨,其中贝特瑞占比19%、杉杉股份占比 14%, 江西紫宸占比12%,CR3 达 45%。

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人造石墨和天然石墨依然是目前锂电池市场的主流。天然石墨多用于高端数码锂 电池企业,目前产能供给相对稳定,2017 年价格较为平稳。但受供需基本面变化, 尤其是针状焦价格持续上升,人造石墨也经历了几番涨价。2018 年针状焦价格依 旧处于高位,国产针状焦供给紧张,因此负极材料价格在 2018 年降幅较小。

2.3.3 电解液毛利逐步筑底,添加剂构筑企业护城河

电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用,是锂离子电池获得高电压, 高比能等性能的保证。一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等 原料在一定条件下按一定比例配制而成。

有机溶剂是电解液的主体部分,目前市场上常用的有机溶剂有碳酸丙烯酯(PC)、 碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)等。溶质目前的 应用集中在六氟磷酸锂(LiPF6)上。添加剂成分则是电解液企业的技术核心所 在。全球锂离子电池企业巨头都有自己独特的添加剂技术,外购电解液后会再进 行适当的加工和改性,以更符合自身锂离子电池制造需要。

电解液材料的产业发展受益于锂离子电池市场的快速增长,中国电解液的产量由 2011 年的 1.98 万吨上升到2018年的 14 万吨,复合增长率达到 28%。2018 年 国内电解液产值为 63.6 亿元,同比下降3.1%。电解液价格大幅下滑,导致产值 增速低于产量增速,价格下滑主要由于六氟磷酸锂新增产能陆续释放,供应紧张 局面得到缓解。2018 年以来,六氟磷酸锂一直处于下行趋势,目前价格已接近 10 万/吨,同时动力电池企业成本压力向上游材料企业传导,排名靠前的动力电 池厂均采取集中招标方式采购电解液,使企业间的价格竞争较为激烈,倒逼电解液企业降低价格。

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全球电解液供应主要来源于亚洲中、日、韩三国,2005 年前市场基本被日企和韩 企占据。由于生产成本及规模上的优势,韩国与日本的电解液生产企业也逐渐向 中国转移,2010 年起,中国就逐步开始占据全球电解液近一半的产能。目前国内 市场中天赐材料、国泰华荣、新宙邦合计占比接近 50%,行业集中度有望进一步 提升。

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2.3.4 隔膜国产化率有待提高,湿法涂覆占比提升

隔膜是锂离子电池的重要组成部分,它位于电池内部正负极之间,保证锂离子通 过的同时,阻碍电子传输。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影 响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性 能具有重要的作用。锂电池隔膜具有大量曲折的微孔,既能保证锂离子自由通过 形成回路,又能在电池过度充电或温度升高的情况下通过闭孔的功能防止正负极 接触,达到绝缘的作用。

目前,锂离子电池隔膜制备方法主要有湿法和干法。湿法和干法各有优缺点,其 中,湿法工艺薄膜孔径小而且均匀,薄膜更薄,但是投资大,工艺复杂,环境污 染大。干法工艺相对简单,附加值高,环境友好,但孔径和孔隙率难以控制,产 品难以做薄。

隔膜是四大材料中技术壁垒最高的部分,其成本占比仅次于正极材料,约为 10%~14%,在一些高端电池中,隔膜成本占比甚至达到 20%。我国锂离子电池 隔膜在干法工艺上已经取得重大突破,目前已经具备国际一流的制造水平。

湿法隔膜渗透率逐步提升。我国隔膜产量也由 2012 年的 0.98 亿平方米增长到2018年 20.2 亿平方米,复合增长率达到 54%。但在湿法隔膜领域,国内隔膜企 业受限于工艺、技术等多方面因素,产品水平还较低,生产设备主要依赖进口。

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低端隔膜市场已经供过于求,大型隔膜企业主动寻求降价以提高市场占有率。近 年隔膜价格从国内实现量产以来一直呈现价格下行趋势,主要由于行业国产化比 例上升,成本大幅下行。2018年湿法隔膜及干法单拉隔膜价格降幅超过 40%。尤 其是 2018 年以来产能较高的大型隔膜企业主动寻求降价以提高市场占有率,预 计未来高品质大产能的领军企业将继续提高市场占比,优化隔膜市场竞争结构。

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2.4 新能源汽车构筑动力电池天花板

2.4.1 动力电池需求旺盛,规模增长“以量补价”

全球新能源汽车销售量从 2011 年的 5.1 万辆增长至2018年的 201.8 万辆,8 年 时间销量增长38.5倍。站在能源战略和环境保护的角度,发展新能源汽车已经 在全球范围内形成共识。不仅各国政府先后公布了禁售燃油车的时间计划,各大 国际整车企业也陆续发布新能源汽车战略,新能源汽车成为未来汽车产业发展的 导向和目标。

2018年国内新能源汽车销量达到 125.6 万辆,同比增长 62%,整个新能源汽车 行业呈现出良好的发展态势。2019年 1~2 月新能源汽车继续保持去年的高速增 长,销量达到 14.9 万辆,相比去年同期增长了 107%。新能源汽车销量的高速增 长既有整个市场需求的强劲驱动,也有新补贴政策临近落地,车企迎来抢装高峰 所致。目前市场预期 2019 年新的补贴政策会继续大幅减少补贴,当下时点正是 行业由政策驱动转向市场驱动的转换期,2019 年双积分政策也正式迎来考核,行 业发展迎来市场和政策的双重考验。我们预计 2019 年国内新能源汽车销量达到 170 万辆。

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新能源乘用车市场呈现消费升级的趋势。在新能源销售车型方面,目前 A00 级车 型由于价格相对较低,依旧是新能源汽车市场的主力车型。2018 年 A00 级车型 占纯电动乘用车销量的 36.64%,但其销量占比较 2017 年下降了 17.78 个百分点, 主要由于 2018 年新能源补贴政策提高了补贴标准的能量密度和续航里程的要求, 一部分 A00 级车型不再符合补贴要求,性价比优势无法在市场中体现出来。随着 整体车市消费升级趋势叠加新补贴政策实施,各车企开始紧随政策调整产品策略。 A0 级车和 A 级车市场占有率增长明显,分别增长了 7.03 和 4.26 个百分点,带动了新能源乘用车市场消费升级的新趋势。

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在新能源汽车渗透率持续提升的推动下,2018 年国内动力电池装机量达到 56.98 GWh,同比增长 56%。国内动力电池四大材料正极、负极、电解液、隔膜的出 货量同比增速分别为 28.6%、31.5%、27.4%、37.7%,动力电池行业在出货规 模上继续高速增长。受行业上下游成本压力及补贴退坡政策的影响,中游各大材 料的价格均有不同程度的下降,整个行业出现“以量补价”的态势。

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2.4.2 动力电池行业空间未来可期

我们对于动力电池行业空间的测算主要基于以下判断:(1)未来三年新能源汽车 销量持续高速增长(2)新能源商用车占比下降及乘用车带电量提升,动力电池 与新能源汽车配比电量维持平稳(3)动力电池价格的逐步下降。

行业空间测算假设:

(1)2019/2020/2021 年国内新能源汽车销量分别为 170/250/350 万辆;

(2)2019/2020/2021 年动力电池与新能源汽车的配比为 45KWh/辆;

(3)2019/2020/2021 年动力电池价格为 1.15/1.00/0.90 元/Wh。

根据测算,2019、2020、2021 国内动力电池行业市场规模超过 3400 亿元。

3.双积分政策接力消费补贴引导产业发展

3.1 补贴政策标准变化引导市场

国内新能源汽车产业的发展主要是补贴政策和积分政策推动进行。国内新能源汽 车扶持政策始于 2009 年科技部、财政部、发改委、工信部共同启动了“十城千辆 节能与新能源汽车示范推广应用工程”,新能源车发展上升到国家战略的高度。这 是国家支持新能源汽车的首个政策,拉开了中国新能源汽车政策的帷幕。

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2018年 2 月四部委颁布新能源汽车补贴标准,该补贴政策普遍下调了插电式混 合动力乘用车、新能源客车、货车和专用车的补贴标准,下调幅度30%~50%。 补贴标准普遍下调,乘用车鼓励车型升级。对于纯电动乘用车的补贴标准更为细 化,由原来的 3 档分为 5 档,下调了续驶里程低于300公里车型的补贴,对高于 300 公里续驶里程车型的补贴提升 2%~14%。

同时 2018 年的补贴政策不同程度的提高了续驶里程、电池系统质量能量密度、 能耗水平等指标的补贴门槛,针对相应指标设置补贴倍数,重点支持高续驶里程、 高能量密度、低能耗水平的新能源车型。

客车补贴普遍下调 40%左右。技术要求方面,相比于上一年的补贴政策:车辆的 单位载质量能量消耗量的补贴门槛从不高于 0.24Wh/km·kg 提高到 0.21Wh/km·kg,同时细化补贴倍数标准;非快充类纯电动客车电池系统能量密度 要求从85Wh/kg 提高到115Wh/kg ,插电式混合动力客车节油率水平从40% 提 高到 60%;增加插电式混合动力客车纯电续驶里程不低于 50 公里的要求;去掉电池系统总质量占整车整备质量比例的要求。

2018年 6 月补贴政策结束过渡期正式实施,经过市场和企业从政策颁布到政策 实施这四个多月时间针对政策的调整和消化,补贴政策对新能源汽车市场的影响 已经逐步显现。根据 2018年 6 月公布的《新能源汽车推广应用推荐车型目录》 (2018 年第 6 批)新能源车型的续航里程和配套电池能量密度有了明显提升。

2019年新的补贴政策即将落地,市场预计为了迎接 2020 年底即将到来的新能源 汽车平价时代,新政策的补贴退坡的力度只增不减。补贴政策标准变动将继续引 导产业技术走向,推动生产技术进步,优化动力电池行业格局。

3.2 双积分政策重点支持纯电动乘用车

“双积分”政策倒逼传统车企向电动汽车投入资源。积分政策使燃油积分与新能源 积分实现联动,促使传统车企向电动汽车投入资源。2019 年双积分政策考核指标 正式落地,积分政策逐步接棒补贴政策,从行业供给端代替需求端引导行业发展。 传统大型车企将逐步发力,或以合资方式,或加大新能源车型的研发和资源投入, 提前为双积分考核指标布局。2019 年度、2020 年度,新能源汽车积分比例要求 分别为 10%、12%。

纯电动汽车政策积分优势明显。最新一批《新能源汽车推广目录》中新能源乘用 车平均续航里程超过300km,纯电动乘用车相比插电式混合动力乘用车在积分 上具有显著优势,双积分政策主推纯电动乘用车意向明显。

2018动力电池装机量乘用车占比达到 58.06%,相比 2017 年提高了20.42个百分点;客车、专用车占比分别为 30.40%、11.54%,相比2017年分别下降了 8.89 个百分点和 11.53 个百分点。比例变动原因在于补贴标准对高续航里程乘用车的 支持力度,以及目前已经相对较高的新能源专用车市场渗透率。

根据乘联会的数据,目前中国新能源乘用车渗透率仅为 2.25%,低于瑞典的 5.3% 和挪威的39.2%,新能源乘用车未来发展空间巨大,乘用车动力电池装机占比将 继续提升。

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4.高镍三元成为技术主流,铁锂电池迎接平价时代

4.1 政策引导和比能差距加速高镍三元技术推进

动力电池的发展方向是在保证安全性的基础上提高电池能量密度,以提高电动车 的续航里程。动力电池能量密度主要由正极和负极材料决定,现有的锂离子电池 负极材料多以石墨为主,石墨的理论克容量 372mAh/g。正极材料磷酸铁锂理论 克容量只有160mAh/g,而三元材料约为 200mAh/g。磷酸铁锂的电压平台是 3.2V,三元材料这一指标则是 3.7V。

2018年三元电池装机比例逐步提升达到 53.88%,相比 2017 年提高了9.94个百 分点。磷酸铁锂电池占比下滑至 37.86%,相比 2017 年下降了11.65个百分点。 比例变动主要由于 2018 年的补贴标准提高了系统能量密度和续驶里程的要求, 高镍三元电池在能量密度方面优势明显,部分电池厂商纷纷加大对三元电池的产 能扩张。能够提供高能量密度的高镍三元技术路径成为国内电池厂商的首选,预 计未来三元电池占比将继续提升。

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4.2 高镍低钴成为降低三元电池成本的最优技术路线

与三元材料的容量最相关的是镍的含量,镍含量越高能够脱出的锂离子也就越多。 正极脱出的锂离子越多,则正极材料的克容量发挥效应就越大,单位质量材料放 出的容量就越多,电池的容量也就越大。研究结果表明随着 Ni 含量的增加,电池 的比容量也随之增大。

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由于受到下游汽车厂商补贴下滑和近年上游原材料持续上涨的压力,降低动力电 池生产成本提高利润空间成为企业市场化生存的关键。从NCM523、NCM622、 NCM811,金属钴的高价使三元电池技术的研发一直沿着如何降低正极材料中钴 的含量,提高镍的含量的路径向前发展。目前国内部分领先的正极材料生产厂商 已经实现了 NCM811的大规模量产,未来的无钴电池也将并不遥远。

4.3 补贴效应弱化行业面临“消费分级”,平价时代铁锂电 池迎来发展空间

从生产技术进步的发展趋势和行业竞争格局的角度,我们判断三元电池依旧是未 来动力电池的主流技术路线。一方面续航里程焦虑是困扰新能源汽车发展最主要 的问题,解决方式是提高电池的能量密度。三元电池这一技术指标的提升空间目 前优于铁锂电池,技术研发人员通过增加电池正极材料镍的占比和固态锂电的技 术发展已经让我们看到了解决这一问题的希望。另一方面参考生产技术发展的历 史经验,新技术在取代旧技术的过程中,虽然在初期会面临成本较高,产品性能不够稳定,使用者的消费惯性和信任成本等诸多问题。但技术更迭这一过程基本是不可逆的,上述问题会随着产能释放后的规模效应,技术工艺逐步成熟和新产 品渗透率的提升得以解决。

过去几年三元电池市占率一直在稳步提升乃至超越铁锂电池,动力电池行业巨头 多数依旧选择三元做为产品的主要技术路线已经印证了我们的判断。近期传统汽 车厂商拥抱新能源力度加大,特斯拉国产化的提速和相关车型的降价,各大电池 厂商的超预期产能布局让我们对动力电池行业“向前”的趋势更为乐观。在可预见 的 5到 10 年内,我们将看到新能源汽车的动力来源将沿着高镍 NCM/NCA 到固 态锂电再向未来的燃料电池的技术方向逐步发展。

补贴效应逐步弱化后,动力电池行业将面临“消费分级”。2020 年对于国内新能 源汽车行业是一个关键节点,届时一直对行业起着强大助推作用的政策补贴将全 部取消,新能源汽车行业将直接面向市场迎来平价时代。直接面向市场的行业和 公司最重要的问题就是生存和发展,行业格局也将随之进一步分化。当新能源汽 车褪去补贴光环成为一款大众消费品时,一部分公司会积极跟随行业主流发展方 向,走在行业前沿迎接消费升级,追求消费品的品质和口碑以及带来高溢价。这 些公司包括部分造车新势力和由传统燃油车转型的高端汽车厂商以及传统大型车 企的高端车型。三元高镍电池和固态锂电的技术路线会成为这些公司必然的需求。

铁锂电池凭借价格优势在平价时代留有发展空间。另一部分公司更多的会考虑补 贴取消后的生存问题,如何让新能源汽车业务实现盈利对于这部分公司来说最关 键的问题。在汽车售价逐步降低的大趋势下,进一步压缩成本成为他们必然的选 择。新能源乘用车市场中 A00 级车型的销量占比目前最高,短期内价格优势仍然 电动汽车销量增长的重要因素,“以量补价”是这个行业发展的重要逻辑。磷酸铁 锂相对三元电池也具有安全性优势,其正极材料的单吨价格是主流三元 523 材料 的三分之一,部分国内的新能源汽车生产企业和传统大型车企的中低端车型将选 择用磷酸铁锂来作为动力电池安全、寿命、价格、能量密度各项指标的平衡点。 我们预计 2019 年磷酸铁锂电池的市占率会在 30%左右。

2019年 3 月 8 日,《新能源汽车推广应用推荐车型目录(2019 年第 2 批)》公布 了 29 个新能源乘用车型,出现 8 款搭载磷酸铁锂电池的车型。相比第一批目录 中仅有三款搭载磷酸铁锂电池的车型,铁锂电池在乘用车型占比有提升的趋势。 一些动力电池生产企业和下游汽车生产商也在行业环境变化后,重新立足公司的 具体经营情况,对未来新能源汽车的发展战略进行调整,逆势布局磷酸铁锂电池 的生产线,迎接补贴取消后的平价时代。

5. 产品性能推动格局分化,产能扩张力度超前

5.1 国内一超多强格局逐渐成型

在国家政策大力支持及新能源汽车推广应用进程加快的带动下,中国车用动力电 池需求大幅增长。以宁德时代、比亚迪、亿纬锂能、国轩高科等企业为代表的国 内动力电池企业,通过开展投资扩产、自主创新等方式,产能和产品质量均得到 明显提升。

动力电池产业深度研究报告

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第三阵营将逐步退出历史舞台。未来中国将成为动力电池竞争的主战场,市场将 进一步向优势企业集中,小型低水平的动力电池企业将在竞争中被淘汰。中国动 力电池配套企业已经从 2015年的大约 150 家降到了 2017 年的 100 家左右,1/3 的企业已经被淘汰出局。预计到2020年低产能和低技术含量的电池生产企业将 不具备在市场生存的条件。

行业集中度进一步提升是未来主流。随着新补贴标准的落地,补贴退坡和相关 技术指标提升,加速了行业低端企业的出清,行业格局得到优化,市场集中度显 著提升。2018年 CR10 市占率提高了 9.21 个百分点达到82.84%,CR2 市占率提高了16.74个百分点达到 61.36%。

国内动力电池行业格局将逐步清晰。目前动力电池市场除前两位排名较为稳定 外,排名 3-10 位的企业技术规模差距并不明显。主要由于产业特性动力电池企 业与下游公司业务连结较为紧密,而目前国内新能源汽车市场以本土自主品牌为 主,2019年积分指标正式考核后传统大型车企全面进入电动汽车领域,市场格 局也将随之清晰。

5.2 财务指标对比揭示全产业链格局走势

在动力电池行业格局逐步分化的情况下,我们通过对比动力电池全产业链上市公 司的财务指标,包括从上游的有色金属企业,中游的四大材料和电池生产厂商到 下游涉及新能源汽车业务的整车制造厂商,找到动力电池行业的发展趋势和能够 在未来行业竞争中可以胜出的公司。针对整个行业的发展特性,我们选取了上市 公司新能源业务毛利率和应收账款周转率这两项财务指标进行对比分析。样本一 共选取 34家上市公司,其中上游 8 家,中游 21 家包括四大材料11家和动力电 池 10 家,下游 5 家。

5.2.1 产业链毛利转移趋势渐显,长期产业格局有待明晰

下图横轴从左至右依次为动力电池产业链上游、中游、下游上市公司。横向对比 来看,毛利率曲线整体向右下方倾斜,显示产业链上游毛利率高于四大材料和动 力电池制造行业。纵向对比来看上游公司 18 年上半年毛利率普遍高于去年同期,而中游公司则普遍低于去年同期。整个产业链的毛利率上游高于下游,且毛利逐 步向上游转移。目前下游行业还处于政策补贴期,新能源汽车的渗透率较低,平 价商业化时代还未完全到来,预计完全商业化到来后下游毛利率也将有所提升。 待下游新能源汽车行业发展成熟后将形成全产业链毛利率两端高中间低的微笑曲 线。

我们发现动力电池行业的 10 家上市公司在 2018 年上半年分化尤为明显,毛利率 最高的公司为行业龙头宁德时代,达到 32.67%,毛利率最低的公司为猛狮科技, 毛利率为-28.07%。而去年同期 10 家公司的毛利率均超过10%。

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动力电池行业上市公司毛利率的分化也是行业格局竞争分化的体现,其表层原因 是产能利用率的分化。动力电池行业前期投入巨大,每达到1GWh的产能需投入 4~5 亿元,这些前期成本投入需要后期产品的生产和销售提供收入改善企业的盈 利水平。产能利用率较低的产线自然无法提供足够的销售收入,产生了负毛利率 的电池生产企业。毛利率分化的根本原因在于动力电池产品的供求关系,产品的 品质以及企业与下游客户的绑定程度。行业供求关系发生变化后,动力电池行业 出现了结构性产能过剩。高端产品供不应求,低端产品生产企业面临订单不足的 情况。具有产品优势、资金优势、客户优势的企业逐步扩大行业占有率,低端产 能逐步出清,行业格局实现优化。

5.2.2“长账期”传导资金压力,产品竞争力决定现金流状况

应收账款周转率反映了企业的市场地位和经营情况的变化。下图显示上游和下游 的应收账款周转率明显好于整个中游行业,且上游公司2018年上半年的应收账 款周转率高于去年同期,而中游大多数公司则刚好相反。在上游钴资源供给关系 较紧和补贴退坡压力增加的情况下,中游企业承担来自上下游相对较多的应收账 款,带来的资金压力也较大,对企业的现金流要求也会更高。而在行业中产品优 势明显的动力电池生产企业则在产业链中具有较强的议价能力,大批量电池的销 售和需求一方面可以压缩上游供应商利润空间以提升公司盈利水平,另一方面也 缓解了自身的资金压力。

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5.2.3 高能量密度和快充技术使国内厂商占据先机

高能动力电池量产出货国内厂商领先一步。由于国内新能源补贴政策注重对高能 量密度技术方向的引导,使得近年宁德时代、亿纬锂能等国内企业相比国际一流 企业在电池高能量密度的研发、生产、应用上相对有一些优势,其他国家例如美 国的新能源汽车补贴政策更加注重对补贴总额和周期的控制,按照车辆减排效果 进行分级差异化补贴,使得新能源汽车实现了多样化发展。LG 化学和三星 SDI 等国际厂商出于对安全性的考虑,虽有相关技术储备,但是在实际中生产应用上并不多。国外三元电池更多应用NCM523和 NCM611,国内亿纬锂能 2018 年下半年实现811供货,宁德时代今年可以对 811 进行量产供应市场。

宁德时代电池快充技术走在行业前列。相比于传统燃油汽车,充电时间较长一直 是新能源汽车提升市场渗透率的制约因素。动力电池的快速充电技术需要锂离子 加速瞬时嵌入到负极,普通电池在快充时负极会出现副产物,影响电芯的循环和 稳定性。目前特斯拉的超级充电桩可以实现 30 分钟充满 80%电量,而宁德时代 利用快离子环技术实现了 10-15分钟快速充电, 其快充电池产品已经可以供货。

5.3 国际厂商质优低价策略抢占市场,各方产能布局力 度空前

动力电池技术发端于日本,在韩国得到进一步发展,近年来无论是动力电池生产 制造还是产业链中游四大材料的产能都开始向中国大规模转移。中国拥有全球最 大的新能源汽车市场,动力电池生产能力也高于日韩,目前全球锂电池的主要生 产国为中国、日本及韩国。

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凭借产业优势和技术积累,松下、LG 化学、三星 SDI 目前仍是锂电池领域三大 巨头。2018年全球锂动力电池出货量达到 97.0GWh,而前十企业均来自中日韩 三个国家,合计为 79.7GWh,占比达到 82.2%。

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松下、LG 化学和三星SDI在产品技术上各有所长,维持行业技术领先的地位。 国内厂商除能量密度等关键参数外,生产制造工艺也与国际一流厂商有着不小的 距离。松下作为专业的能源厂商,已连续多年在动力电池市场份额排名第一,其 电池技术实力行业领先,尤其是圆柱电池主要供应特斯拉代表行业的技术方向。 特斯拉在内华达州修建超级电池工厂Gigafactory,唯一的合作厂家就是是松下。 LG 化学在化学制品和化学材料研发方面有深厚积累,利用其在产业链的研发优 势缩小了与松下的差距。三星 SDI 在电池领域涉足面较广,虽然积极跟进但未专 注于汽车动力电池项目,公司 NCM 和 NCA 产品与 LG 化学均存在一定差距。

国际厂商质优低价抢占市场。与宁德时代不同,松下、LG、三星均为经营历史多 年,开展众多业务的跨国综合性集团。以松下为例,其动力电池业务无论是技术 水平和销售规模均居于世界前列,也只是集团汽车与机电系统事业部所开展全部 业务的一小部分。2017年松下动力电池业务收入约为 302 亿元,仅占松下电器 集团全部收入的 6.2%。LG 化学和三星 SDI 2017 年动力电池业务收入也分别占 全部收入的 17.7%和 68.1%。

从电池成本端来看,由于国内动力电池相关产业起步较晚,从技术到工艺水平都和国际厂商存在着差距。松下、LG 化学、三星 SDI 电池出于对电池品质和性能的要求和供应便利的考量,其供应商大都来自日韩的上游企业,生产电池的原材 料成本和人工成本高于供应商本土化较高的宁德时代。但国际厂商的电池售价均 低于宁德时代的电池售价,从各公司 2017 年电池业务营业率也可以体现出来。松 下、LG、三星电池业务的营业利润率分别为 3.3%、0.63%、-1.72%,远低于宁 德时代的 17.5%。

动力电池行业和与电池相关的储能行业作为目前高速发展的新兴产业,其未来的 成长空间可达到千亿、万亿的规模,国际厂商将其视为业务战略转型的增长点。 为了绑定下游优质客户,提前抢占市场,国际厂商利用其集团背景和资金优势。 在动力电池业务发展初期采取质优低价策略,利用集团其他业务反哺动力电池业 务,抢占行业发展的先机。

国际厂商加大动力电池产能的扩张力度。汽车厂商纷纷以 2020 和 2025 年为节 点公布各自公司的新能源汽车计划,奥迪将于2020年发布 7 款新能源车型,大 众 2020 年前将在华交付40万辆新能源汽车,宝马 2025 年前将推出 25 款新能 源车型,特斯拉上海工厂2020年正式投产。动力电池作为新能源汽车最重要的 部件,下游的旺盛需求也带动了电池厂商的产能扩张力度。根据各公司的公开数 据,松下、LG化学、三星 SDI、宁德时代、比亚迪 2020 年动力电池产能较2017年分别提升了 131%、2344%、203%、493%、733%。

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5.4 外资入内,内资趋外,动力电池企业积极绑定下游

5.4.1 外资卷土重来,提前布局中国市场

根据国家相关规划,2020 年国内新能源补贴政策将全部取消,实现市场化发展。 这无疑给日韩企业重新抢占国内动力电池市场提供了机会。日前工信部公示的第307批目录中显示,东风悦达起亚 K5、东风雷诺两款车型搭载了南京 LG 化学提 供的电池,这表明外资品牌动力电池已经重新进入中国市场。另一方面,日韩电 池企业也正在恢复在中国的投资力度。日韩企业来势汹汹,国内电池企业将面临 更激烈的竞争。

5.4.2 深入绑定客户,与下游合作更趋紧密

中国新能源汽车产业增长动力转向由消费市场拉动,逐步摆脱政策依赖,发展到 了一个新的阶段。动力电池技术发展直接影响整车企业生产成本的变动和控制能 力,成为各大企业产业链布局的战略重点。一方面对于动力电池企业来讲,目前 正面临多方压力,比如规模发展需求、上游原材料成本增加、下游补贴下降整车 企业降低成本压力的传导,以及规划产能过剩等。另一方面,由于新能源车型对 动力电池的成本和产品品质稳定性的依赖和生产制造的客户黏性,使得下游车厂 也需要锁定动力电池采购成本,保证电池质保维护,这种合作对双方来说都是共 赢的结果。

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2018年以来国内电池厂商与下游新能源汽车的合作明显加强,宁德时代分别与华 晨宝马,广汽集团,江铃集团展开了购买产能建设项目,合资设厂,股权投资等 多种形式的战略合作。对于国内电池领军厂商来说,加强上下游合作,锁定下游 大客户的采购量即是稳定未来电池出货量,稳固自身市场占有率,抵御市场放开 补贴后日韩电池厂商攻城略地最有效的方式。

5.4.3 抢滩国际支点,全球市场提供想象空间

国内电池厂商在稳固国内市场的前提下,也在积极参与国际市场的竞争。宁德时代投资 2.4 亿欧元,在德国图林根州设立电池生产基地及智能制造技术研发中心。 生产基地计划于 2021 年投产,预计在 2026 年实现 100Gwh 的产能,制造的电 池产品除了供应宝马,还为大众、戴姆勒、捷豹路虎、PSA 等知名车企提供配套 服务。亿纬锂能 2018 年 7 月份与戴姆勒集团签订10年期供货合同,2019 年 3 月成为现代起亚的电池供应商,标志着其高端电池产品成功进入国际主流供应链。

这些事件标志着国内技术领先的动力电池生产厂商,一方面深耕国内的新能源汽 车增量市场,另一方面也在积极开拓全球其他地区市场。在海外设立生产研发基 地不仅可以深入客户当地了解一线产品和技术需求,也可以尽量避免因国际贸易 争端对未来销量的影响。同时电池进入国际主流供应链既可以增加高端产品海外 销量,不断提升电池品质,也可以为继续扩大国内市场占有率提供支持。

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