本文來自招商銀行研究。
該報告在前期報告基礎(chǔ)上,重點分析了動力電池領(lǐng)域最新的技術(shù)路線革新和政策變遷對行業(yè)競爭格局的新變化。
動力電池市場規(guī)模有望達860億,未來擁有一定的增量空間。動力電池市場規(guī)模的三大核心因素是新能源汽車銷量、單車帶電量、動力電池售價。關(guān)于新能源汽車銷量,隨著補貼退坡平緩、產(chǎn)品力顯著提升、配套設(shè)施持續(xù)完善和C端用戶需求釋放,2021年有望迎來拐點。預(yù)計2022年銷量有望達到160萬,未來2年的年復(fù)合增長率約為22.57%。關(guān)于單車帶電量,在技術(shù)、政策、用戶需求驅(qū)動下,續(xù)航里程逐年提升,助力單車帶電量持續(xù)攀升,預(yù)計未來2年的年復(fù)合增長率約為10.02%;關(guān)于動力電池售價,在下游整車平價需求、上游原材料成本下降和自身制造成本下降三維度助力之下,動力電池售價逐年下降,預(yù)計未來2年的年復(fù)合增長率約為-9.93%。單車帶電量的提升有望對沖掉動力電池售價的下降,動力電池市場規(guī)模隨銷量的增加而呈上升的趨勢,預(yù)計2022年有望達860億,約為2019規(guī)模的1.2倍。
技術(shù)路線:磷酸鐵鋰有望回暖至40%,模組技術(shù)有所革新。目前動力電池技術(shù)路線有所波動,在材料層面:動力電池領(lǐng)域形成了三元(69.96%)為主、磷酸鐵鋰為輔(28.18%)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。隨著補貼退坡、新國標(biāo)5 min熱擴散要求、能量密度邊際改善,磷酸鐵鋰呈現(xiàn)回暖趨勢,預(yù)計2021年有望回暖至35~40%。而高鎳三元由于能量密度優(yōu)勢凸出,成本和安全邊際逐漸改善,未來仍將是動力電池的主流方向。在工藝層面:推出了具有革新性的無模組技術(shù)(CTP和刀片電池),在高鎳電芯的基礎(chǔ)上,新能源汽車?yán)m(xù)航里程有望達到接近800km,助力新能源汽車滲透率進一步提升,利好擁有無模組技術(shù)的龍頭企業(yè)。
競爭格局:外資有望重回前列,二線企業(yè)有望崛起。動力電池白名單取消,外資企業(yè)強勢進入,2020 Q1 LG(10.7%)和松下(4.7%)分別位列第三、第四,未來隨著原材料國產(chǎn)化進程、客戶資源增加、現(xiàn)有車型放量,其市場份額呈上升趨勢,外資企業(yè)有望重回前列;外資車企對供應(yīng)商的新一輪選擇和車企二供的開發(fā),有望孕育新的微巨頭,優(yōu)質(zhì)二線電池企業(yè)仍有望崛起。
風(fēng)險提示:動力電池產(chǎn)業(yè)集中度逐漸提升,正在經(jīng)歷行業(yè)洗牌的陣痛期,競爭激烈。建議密切關(guān)注下游客戶質(zhì)量、上游原材料價格波動以及技術(shù)迭代的風(fēng)險。
正文
1. 動力電池:下游需求助推,提振市場規(guī)模向上
動力電池作為新能源汽車最核心的零部件, 其出貨量主要受下游新能源汽車銷量和單車帶電量的影響,接下來我們從新能源汽車銷量、單車帶電量、動力電池售價三個維度分析未來動力電池的市場規(guī)模。
1-1 新能源汽車銷量短期承壓,長期向上趨勢不變
新能源汽車銷量繼續(xù)承壓。2019年受補貼退坡影響,疊加汽車市場整體下行的波及,我國新能源汽車銷量首次出現(xiàn)負(fù)增長,同比下滑4%。2020年公共衛(wèi)生事件在全球范圍內(nèi)大流行,汽車行業(yè)供給側(cè)和需求側(cè)均遭受嚴(yán)重沖擊。1-5月我國新能源汽車銷量為26.6萬,同比下滑44%?;谌矫娴脑颍?1)隨著公共衛(wèi)生事件好轉(zhuǎn),前期積累的需求,尤其是B端需求有望得到釋放;(2)為了對沖公共衛(wèi)生事件影響,各地推出的新能源汽車補貼政策陸續(xù)落地,如北京2萬輛新能源指標(biāo)等;(3)下半年新車型投放加速,如磷酸鐵鋰版Model 3、比亞迪漢、小鵬P7等。第三季度新能源汽車市場有望由下滑期轉(zhuǎn)向增長期,預(yù)計全年銷量為106.5萬左右,同比下滑12%,全年銷量仍繼續(xù)承壓。
2020年銷量有望觸底,未來迎來上升期?;谌齻€因素:(1)需求側(cè):用戶對新能源汽車的認(rèn)可度逐年提升,助力其滲透率呈上升趨勢;(2)供給側(cè):近年來新能源汽車產(chǎn)品力顯著提升,產(chǎn)品矩陣明顯豐富,里程焦慮有所緩解,有望在明星車型Model 3的引領(lǐng)下提升行業(yè)景氣度;新基建政策助力下,充電樁等配套設(shè)施短板有望得到彌補;(3)政策端:新能源補貼政策延長至2022年底,補貼標(biāo)準(zhǔn)分別在上一年基礎(chǔ)上退坡10%、20%、30%,而動力電池售價下降有望對沖掉補貼退坡,未來兩年迎來政策穩(wěn)定期。未來2年有望迎來上升期,考慮到2020年公共衛(wèi)生事件的影響,以補貼退坡后的2019年下半年銷量數(shù)據(jù)為基數(shù),折合全年銷量約116萬,預(yù)計2021、2022年銷量分別有望達到133萬、160萬,增長率分別為15%、20%。未來新能源汽車擁有一定的增量空間,有利于帶動動力電池需求。
圖1:中國新能源汽車銷量及滲透率情況
資料來源:Wind, 招商銀行研究院
1-2 續(xù)航里程提升,單車帶電量增加
技術(shù)與政策雙驅(qū)動,續(xù)航里程顯著提升。續(xù)航里程一直以來是新能源汽車的行業(yè)痛點之一,也是消費者對新能源汽車望而卻步的主要因素之一。近年來,隨著動力電池技術(shù)的進步,輔以補貼政策的積極引導(dǎo),新能源汽車的續(xù)航里程顯著提升。迄今為止,工信部共公布三十一批《免征購置稅的純電動乘用車車型目錄》, 2014年大部分車型續(xù)航里程在100~200km,占比高達83.7%。2014年以來續(xù)航里程逐年提升,最大續(xù)航里程已由322km提高至706km,增速顯著。最近三年續(xù)航里程以每年接近100km的速度顯著提升,2019年公示的大部分車型續(xù)航在300~500km區(qū)間,其中400km以上續(xù)航里程的車型占比為46.9%。而2020年公示的兩批目錄中,大部分車型的續(xù)航里程在400~600km,其中400km以上續(xù)航里程的占比為54.8%,相較2019年提高了7.9個百分點。在最新公布的補貼方案中,已將純電動乘用車?yán)m(xù)航里程補貼門檻提高至300km。伴隨著消費升級和行業(yè)競爭加劇趨勢,預(yù)計后續(xù)除特定應(yīng)用場景之外,低續(xù)航里程的車型逐漸會被淘汰,高續(xù)航里程的車型占比會逐年提升。預(yù)計2021年推出的純電動乘用車中續(xù)航里程在400km以上的車型占比可以達到80%左右,最大續(xù)航里程有望達到800km左右。
圖2:各批推薦目錄純電動乘用車車型續(xù)航里程(km)
資料來源:工信部,招商銀行研究院
注:2020 數(shù)據(jù)來自前兩批推薦目錄
續(xù)航里程需求驅(qū)使,單車帶電量顯著提升。新能源汽車的動力來源是車載動力電池系統(tǒng),車輛的續(xù)航里程主要由電池系統(tǒng)帶電量和百公里電耗決定。目前提升車輛續(xù)航能力最直接的策略就是增加整車帶電量,如優(yōu)化車身結(jié)構(gòu)以增加電池數(shù)量或選配能量密度更高的動力電池。工信部公布的各批次純電動乘用車性能參數(shù)顯示,2014年以來單車帶電量顯著提升。2014年大部分車型帶電量在20~30kWh區(qū)間,占比為51.2%。2019年大部分車型帶電量在≥50kWh區(qū)間,接近2014年的兩倍。而2020年公示的車型中,單車帶電量≥60kWh的車型占比達30.8%,相較2019年上升了15.9個百分點,增速顯著。受益于續(xù)航里程的持續(xù)提升,新能源汽車單車電量持續(xù)提升的趨勢短期不會改變。預(yù)計2021年推出的純電動乘用車中帶電量≥60kWh車型占比有望達到50%左右,有利于帶動動力電池的需求。
圖3:各批推薦目錄純電動乘用車車型單車帶電量(kWh)
資料來源:工信部,招商銀行研究院
注:2020 數(shù)據(jù)來自前兩批推薦目錄
銷量與帶電量雙驅(qū)動,動力電池出貨量逐年提升。考慮到2022年純電動乘用車平均續(xù)航里程有望達到500km,百公里電耗按13kWh計,預(yù)計其平均帶電量約為65kWh,2019-2022年的年復(fù)合增長率約為11.3%。結(jié)合新能源汽車銷量和單車帶電量,裝機比(動力電池裝機量瓦數(shù)/動力電池出貨量瓦數(shù))按近兩年平均值87%計,預(yù)計 2020年動力電池出貨量約為70.8GWh,與2019年基本持平。預(yù)計2022年動力電池出貨量有望達到120GWh,未來2年的年復(fù)合增長率約為30.0%。
表1:中國動力電池出貨量預(yù)測
資料來源:高工鋰電,國盛證券研究所,招商銀行研究院
1-3 平價訴求強烈,電池售價逐年下降
下游需求側(cè):補貼退坡,整車平價訴求強烈,倒逼動力電池降價?,F(xiàn)階段新能源汽車購置成本仍明顯高于傳統(tǒng)燃油車,比亞迪各車型燃油版與純電版售價數(shù)據(jù)顯示,純電版售價在燃油版售價的 1.5倍以上,客戶端對新能源汽車的平價訴求一直強烈。此外,2019年6月份以來政策端補貼退坡明顯,以續(xù)航里程為400km的新能源汽車為例,最高補貼金額已由5萬縮水至2.25萬,而售價又無法跟進,導(dǎo)致整車企業(yè)利潤縮水嚴(yán)重。旺盛的平價訴求,疊加補貼退坡影響和激烈的行業(yè)競爭,下游整車企業(yè)成本嚴(yán)重承壓,只能將成本壓力傳遞至上游產(chǎn)業(yè)鏈,倒逼動力電池降價。
表2:新能源乘用車補貼標(biāo)準(zhǔn)
資料來源:政府公告,招商銀行研究院
上游供給側(cè):原材料成本逐年下降,利好動力電池成本控制。動力電池上游原材料中最重要的是四大主材:正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解液。隨著中國新能源汽車市場的崛起,國內(nèi)形成了完整的動力電池原材料產(chǎn)業(yè)集群,其中四大主材的國產(chǎn)化率均在90%以上。經(jīng)過前期供需關(guān)系轉(zhuǎn)變和鋰鈷資源價格波動,受益于規(guī)模化效應(yīng)、自動化率提高和競爭格局的加劇,四大主材的價格呈現(xiàn)逐年下降的態(tài)勢。相較2018年Q1,2019年Q4正極、負(fù)極和隔膜的價格分別下降40.0%、15.7%、53.4%,降幅顯著。而電解液價格維持在4萬/噸左右,整體上略有下降。上游供給側(cè)原材料成本的下降,利好動力電池成本控制。
圖4:動力電池四大主材季度價格(萬/噸)
資料來源:高工鋰電,招商銀行研究院
注:隔膜的價格單位為(元/平米)
企業(yè)自身:規(guī)?;?yīng)顯著,制造成本逐年下降。受益于新能源汽車市場的崛起,國內(nèi)動力電池的出貨量增速顯著。自2015年至2019年底,出貨量在4年時間內(nèi)翻了接近3.5倍,規(guī)?;?yīng)顯著。同時隨著動力電池企業(yè)自動化程度提升和技術(shù)逐漸成熟,相應(yīng)設(shè)備利用率和產(chǎn)品合格率都有所提升,動力電池制造成本逐年下降。
在下游整車平價訴求、上游原材料成本下降和自身制造成本下降三個維度助力之下,動力電池售價呈現(xiàn)逐年明顯下降走勢。2019年動力電池平均售價為0.99元/Wh,同比下降19.93%,降幅有所收窄。預(yù)計2020年三元、磷酸鐵鋰電池的售價分別為0.87、0.78元/Wh,粗略預(yù)估動力電池平均售價為0.84元/Wh左右,同比下降15.25%。考慮到上游原材料成本下降速率有限,預(yù)計2022年三元、磷酸鐵鋰電池的售價分別為0.76、0.66元/Wh,粗略預(yù)估動力電池平均售價約為0.72元/Wh,未來2年的年復(fù)合增長率為-9.93%。屆時,新能源汽車與傳統(tǒng)燃油車購車成本進一步縮小,有望于2025年實現(xiàn)基本平價。
圖5:動力電池售價(元/Wh)
資料來源:高工鋰電,招商銀行研究院
市場規(guī)模短期波動,未來仍有一定的增量空間。2019年受限于新能源汽車市場疲軟,動力電池市場規(guī)模有所收縮,總市場規(guī)模為710億元,同比下滑11.80%。從新能源汽車銷量、單車帶電量和動力電池售價三個維度出發(fā),預(yù)計2020年動力電池市場規(guī)模約為596億元,同比增長率為-16.10%。后續(xù)隨著新能源汽車市場的回暖,預(yù)計2022年市場規(guī)模有望達到860億元,未來2年復(fù)合增長率約為20%,仍有一定的增量空間。
圖6:中國動力電池市場規(guī)模(億元)
資料來源:高工鋰電,招商銀行研究院
2. 技術(shù)路線:磷酸鐵鋰有望回暖至40%,模組技術(shù)有所革新
動力電池行業(yè)屬于技術(shù)密集型制造業(yè),技術(shù)路線的升級和變革對整個行業(yè)競爭格局有著顯著的影響。通常動力電池技術(shù)創(chuàng)新可以分為材料和工藝兩個層面,其中材料層面如電極材料和電化學(xué)體系等對動力電池的性能有著決定性作用,而工藝層面如產(chǎn)品設(shè)計等可以將材料層面的特性充分發(fā)揮出來,起到輔助的作用。接下來我們從材料和工藝兩個層面解析動力電池技術(shù)路線的發(fā)展。
2-1 電極材料:磷酸鐵鋰有所回暖,高鎳三元仍是主流
2-1-1 磷酸鐵鋰和三元材料性能及應(yīng)用場景分析
磷酸鐵鋰:低能量密度高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,三元材料:低結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高能量密度。根據(jù)正極材料的種類,目前國內(nèi)主流的動力電池分為磷酸鐵鋰電池和三元電池兩種。磷酸鐵鋰是典型的橄欖石結(jié)構(gòu)正極材料,鋰離子完全脫出并不會造成橄欖石結(jié)構(gòu)的破壞,因此具有較佳的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。三元材料是典型α-NaFeO2層狀結(jié)構(gòu),在鋰離子脫嵌過程中容易造成層狀結(jié)構(gòu)的坍塌,因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差。相較三元材料,由于較佳的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和豐富的原料資源,磷酸鐵鋰具備諸多優(yōu)勢如:高安全性能、長循環(huán)性能與低成本。相反,三元材料由于較高的電壓平臺和比容量,能量密度優(yōu)勢顯著。長遠來看,磷酸鐵鋰能量密度已接近理論天花板,未來提升空間不大。而三元材料能量密度距理論值有一定的差距,未來仍有一定的提升空間。
表3:兩種常用動力電池正極材料性能對比
資料來源:《鋰離子電池基礎(chǔ)科學(xué)問題(VII)——正極材料》,鉅大鋰電,招商銀行研究院
磷酸鐵鋰:低能量密度高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,三元材料:低結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高能量密度。根據(jù)正極材料的種類,目前國內(nèi)主流的動力電池分為磷酸鐵鋰電池和三元電池兩種。磷酸鐵鋰是典型的橄欖石結(jié)構(gòu)正極材料,鋰離子完全脫出并不會造成橄欖石結(jié)構(gòu)的破壞,因此具有較佳的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。三元材料是典型α-NaFeO2層狀結(jié)構(gòu),在鋰離子脫嵌過程中容易造成層狀結(jié)構(gòu)的坍塌,因此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差。相較三元材料,由于較佳的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和豐富的原料資源,磷酸鐵鋰具備諸多優(yōu)勢如:高安全性能、長循環(huán)性能與低成本。相反,三元材料由于較高的電壓平臺和比容量,能量密度優(yōu)勢顯著。長遠來看,磷酸鐵鋰能量密度已接近理論天花板,未來提升空間不大。而三元材料能量密度距理論值有一定的差距,未來仍有一定的提升空間。
表4:三種常用動力電池性能對比
資料來源:公開資料,高工鋰電,招商銀行研究院
注:NCM811 按平均價格的 1.2 倍計,電池包成組效率按 70%計
2-1-2 磷酸鐵鋰和三元市場份額比較及未來發(fā)展趨勢
動力電池領(lǐng)域產(chǎn)品結(jié)構(gòu):三元為主、磷酸鐵鋰為輔。新能源汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中乘用車占主導(dǎo)地位,2019年乘用車、客車、專用車的占比分別為88.06%、7.88%、4.06%,乘用車市占率相較2018年提升了4.22 pct,呈上升趨勢。受益于下游新能源汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu),在政策補貼助力之下,動力電池領(lǐng)域形成了三元為主,磷酸鐵鋰為輔的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。2019年三元和磷酸鐵鋰的占比分別為69.96%、28.18%,磷酸鐵鋰的占比不足三分之一。
圖7:中國新能源汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
資料來源:wind, 招商銀行研究院
圖8:中國動力電池產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
資料來源:高工鋰電,招商銀行研究院
補貼退坡,助力磷酸鐵鋰呈現(xiàn)回暖趨勢 。2019年6月份補貼退坡以來,整車企業(yè)對動力電池成本要求更高,磷酸鐵鋰由于成本方面的優(yōu)勢,在低續(xù)航(≤400km)乘用車和專用車上的搭載率有所提升。工信部新能源汽車推薦目錄顯示,2019年下半年搭載磷酸鐵鋰電池的車型占比明顯提升,連續(xù)6批占比達10%以上,占比平均值為17%,遠高于2018年的4%,下半年磷酸鐵鋰呈回暖趨勢。
基于三個方面的因素:(1)政策端:后續(xù)補貼的持續(xù)退坡,同時新國標(biāo)增加了電池系統(tǒng)5min熱擴散要求,提高了動力電池的安全要求;(2)供給側(cè):新型無模組技術(shù)(CTP和刀片電池)有助于彌補磷酸鐵鋰電池能量密度較低的缺陷;(3)需求側(cè):部分明星車型如Model 3低續(xù)航版、比亞迪漢等開始搭載磷酸鐵鋰動力電池,同時低續(xù)航乘用車領(lǐng)域磷酸鐵鋰占比有所提高。預(yù)計未來兩年內(nèi)磷酸鐵鋰的占比將會呈現(xiàn)回暖趨勢,預(yù)計2020年占比有望回暖至30~35%,對應(yīng)出貨量約為21~25 GWh。預(yù)計2021年占比有望回暖至35~40%,對應(yīng)出貨量約為33~38 GWh,利好擁有磷酸鐵鋰電池技術(shù)的動力電池企業(yè)。
圖9:各批次推薦車型目錄乘用車磷酸鐵鋰占比
資料來源:《磷酸鐵鋰 VS 三元鋰電,動力電池技術(shù)格局有變》,招商銀行研究院
未來高鎳三元仍是主流。雖然磷酸鐵鋰占比有所回暖,但2020年工信部第一批乘用車推薦目錄中仍有82%的車型搭配三元電池,在乘用車領(lǐng)域三元仍占主導(dǎo)地位。從三元產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看,高鎳化趨勢顯著。當(dāng)前國內(nèi)三元市場以中鎳三元為主,其中市場份額最大的NCM523呈現(xiàn)下滑的趨勢。而低鎳三元由于能量密度較低,成本優(yōu)勢下降,市場份額逐年被壓縮。相反,高鎳NCM811占比持續(xù)增加,2019年市場份額同比增速達129%,增幅顯著。NCM622由于與NCM523差異較小,部分企業(yè)會越過NCM622,直接升級至NCM811,預(yù)計其占比有望維持在23%左右。對于NCA,由于國內(nèi)企業(yè)一直無法突破其較高的技術(shù)壁壘,在國內(nèi)市場的份額占比較低。但隨著外資動力電池企業(yè)的進入和Model 3產(chǎn)能的釋放,其占比有望進一步提升。
圖10:我國三元材料不同型號產(chǎn)量份額
資料來源:上海有色網(wǎng),招商銀行研究院
2020年4月純電動乘用車銷量前十的車型中有40% 搭載高鎳三元,占比較高,均為中高端長續(xù)航版。基于三方面因素:(1)成本:高鎳三元中鈷含量較低,隨著上游產(chǎn)能提升和技術(shù)進步,材料的價格有望進一步下降;(2)安全:通過材料改性、電池結(jié)構(gòu)優(yōu)化等策略,業(yè)內(nèi)已解決中鎳三元的針刺安全性問題,隨著技術(shù)迭代,高鎳三元的安全劣勢有望得到改善;(3)下游需求:明星車型Model 3長續(xù)航版采用高鎳三元,各車企長續(xù)航版車型為體現(xiàn)性能差異,最佳的方式是采用高鎳三元電池,預(yù)計未來兩年高鎳三元仍是動力電池的發(fā)展方向。
表5:2020年4月銷量TOP10純電動乘用車
資料來源:公開資料,高工鋰電,汽車之家,招商銀行研究院
無鈷材料是下一步發(fā)展方向,短期量產(chǎn)希望渺茫。無鈷材料本質(zhì)上是通過元素?fù)诫s、表面包覆、單晶技術(shù)等策略,去除三元材料中的稀有金屬元素鈷,從而實現(xiàn)降低成本和擺脫未來鈷資源稀缺對產(chǎn)能的限制。結(jié)合公開資料,無鈷材料大概率是層狀鎳錳酸鋰,材料來源主要有(1)正極材料企業(yè)供貨;(2)動力電池企業(yè)購買前驅(qū)體自行制備。基于能量密度的角度出發(fā),無鈷材料的發(fā)展方向是高鎳無鈷。
基于三方面的因素:(1)技術(shù)壁壘:鈷元素主要影響正極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和倍率性能,如何解決無鈷材料倍率性能缺陷擁有較高的技術(shù)壁壘,制備難度在高鎳三元之上;(2)成本:相對現(xiàn)有材料,目前無鈷材料在前驅(qū)體成本、鋰鹽成本、加工成本均沒有優(yōu)勢;(3)材料革新:三元材料一直往降鈷的方向發(fā)展,目前高鎳三元中鈷含量最低可以降至3%左右,含量較低。預(yù)計無鈷材料大規(guī)模應(yīng)用還需要3~5年時間,短期量產(chǎn)希望渺茫,未來兩年高鎳低鈷材料仍是主流的發(fā)展方向,其中結(jié)合了 NCM和NCA性能優(yōu)勢的高鎳四元材料(NCMA)有望實現(xiàn)量產(chǎn)。
綜上,未來兩年預(yù)計磷酸鐵鋰呈回暖趨勢,占比有望回暖至35~40%。但整個動力電池格局中,仍以三元為主。隨著需求側(cè)產(chǎn)品升級,低鎳三元會逐漸被取締,中鎳三元市場份額進一步收縮,而高鎳三元份額有望持續(xù)提升。由于高鎳三元在材料端和電芯端的技術(shù)壁壘均較高,高鎳化趨勢利好產(chǎn)業(yè)鏈龍頭鞏固行業(yè)地位。
2-2 電化學(xué)體系:固態(tài)短期量產(chǎn)渺茫,長期值得關(guān)注
固態(tài)電池:下一代高比能鋰離子電池。目前鋰離子電池所用的電解質(zhì)為有機電解液,因其熱分解度溫度低、易燃、有毒以及電化學(xué)窗口低,導(dǎo)致動力電池安全性能和能量密度的提升存在一定的局限性。固態(tài)電池本質(zhì)上是用穩(wěn)定的不燃無機固態(tài)電解質(zhì)代替易燃有機電解液,屬于材料層面(電化學(xué)體系)創(chuàng)新。
相較液態(tài)電池,固態(tài)電池?fù)碛腥矫娴膬?yōu)勢:(1)高安全:有機電解液的熱分解溫度在160℃左右,氧化物固態(tài)電解質(zhì)的熱分解溫度均在500℃以上,用固態(tài)電解質(zhì)代替液態(tài)電解質(zhì),可以大大降低電池?zé)崾Э仫L(fēng)險;(2)高比能:固態(tài)電解質(zhì)電化學(xué)窗口在5V以上,遠高于現(xiàn)有體系(4.3V左右),可以適配活性更高的高比能正負(fù)極材料,顯著提升電池的能量密度。搭配鋰負(fù)極的固態(tài)電池能量密度有望提升至500Wh/kg,接近現(xiàn)有高鎳三元電芯的2倍,有望徹底解決新能源汽車的里程焦慮;(3)低成本:固態(tài)電池?zé)o需使用隔膜,內(nèi)部本身為串聯(lián)結(jié)構(gòu),在系統(tǒng)集成端無需外部線束進行串聯(lián)。同時因其較高的安全性,可以簡化冷卻系統(tǒng),在PACK層面成本優(yōu)于現(xiàn)有電池體系。因此,固態(tài)電池被公認(rèn)是下一代高比能鋰離子電池體系。
圖11:液體電池與固態(tài)電池的構(gòu)造結(jié)構(gòu)圖
資料來源:《全固態(tài)鋰電池技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望》,招商銀行研究院
工藝條件尚不成熟,全面量產(chǎn)預(yù)計需要5~10年的時間?,F(xiàn)階段固態(tài)電池仍存在以下三方的問題:(1)電化學(xué)體系:固態(tài)電池中電極與固態(tài)電解質(zhì)之間固固界面阻抗較大,疊加固態(tài)電解質(zhì)離子電導(dǎo)率本身較液態(tài)電解質(zhì)有一定的差距,致使固態(tài)電池的功率性能較差,應(yīng)用于動力電池領(lǐng)域仍有一定的距離。(2)電極材料:固態(tài)電解質(zhì)材料以及適配的高活性正負(fù)極材料尚不成熟,尚無穩(wěn)定完善的供應(yīng)體系,成本較高;(3)工藝設(shè)備:固態(tài)電池部分生產(chǎn)工藝不同于液態(tài)電池, 目前尚無穩(wěn)定供應(yīng)固態(tài)電池生產(chǎn)線的設(shè)備廠商。考慮到生產(chǎn)線的建設(shè)和動力電池的開發(fā)周期,預(yù)計固態(tài)電池全面量產(chǎn)仍需5~10年的時間,短期量產(chǎn)希望渺茫。但固態(tài)電池技術(shù)是鋰電技術(shù)進步的重要趨勢,是下一代鋰電技術(shù)制高點,長期值得關(guān)注。
2-3 工藝層面:CTP和刀片技術(shù)革新,助力行業(yè)進一步發(fā)展
模組技術(shù)往大尺寸方向發(fā)展。新能源汽車初期階段,大部分底盤是油改電平臺,其裝載的電池空間各不相同,導(dǎo)致對模組和電芯尺寸需求各不相同,而電芯尺寸種類較多的劣勢顯著。隨著德國汽車工業(yè)協(xié)會推出電池VDA標(biāo)準(zhǔn)尺寸,大眾推出VDA標(biāo)準(zhǔn)355模組,模組集成走向標(biāo)準(zhǔn)化的道路。隨著新能源汽車發(fā)展的深入,各車企陸續(xù)推出基于電動化的整車平臺,裝載電池的底盤空間有所增大和形狀更加規(guī)整,模組集成往大尺寸和高容量方向發(fā)展,空間利用率和成組效率不斷提高。伴隨著電池模組越來越大的趨勢,寧德時代和比亞迪分別推出了CTP、刀片電池技術(shù)。
圖12:動力電池模組發(fā)展路線
資料來源:公開資料,知化汽車,高工鋰電,比亞迪,招商銀行研究院
CTP和刀片技術(shù),有助于提升系統(tǒng)能量密度和降低成本。傳統(tǒng)電池包的集成路線為“電芯-模組-Pack”。CTP和刀片電池技術(shù)本質(zhì)均為工藝層面(電池結(jié)構(gòu))創(chuàng)新,通過延長電芯尺寸,減少中間模組環(huán)節(jié),直接從電芯集成至Pack,有利于提高系統(tǒng)集成效率和減少零部件,進而達到顯著提升系統(tǒng)能量密度和降低成本的效果。以CTP技術(shù)為例,寧德時代官網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示電池包的系統(tǒng)能量密度可以提升15~10%,零部件數(shù)量可以減少40%,生產(chǎn)效率可以提升50%,對整個電池工藝有著革命性變革。
表6:CTP和刀片電池技術(shù)解析
資料來源:寧德時代官網(wǎng),比亞迪官網(wǎng),長江證券研究所,招商銀行研究院
助力磷酸鐵鋰回暖,提升新能源汽車產(chǎn)品力。為了衡量CTP技術(shù)(刀片技術(shù))對新能源汽車行業(yè)的影響,我們以Model 3為樣車,測算了不同技術(shù)路線搭配CTP技術(shù)之后車輛的續(xù)航里程。測試結(jié)果顯示:(1)CTP技術(shù)可以將磷酸鐵鋰電池包的能量密度提升至傳統(tǒng)中鎳電池包水平,有利于彌補磷酸鐵鋰能量密度較低的缺陷,拓展其在低續(xù)航乘用車領(lǐng)域的應(yīng)用空間。但CTP技術(shù)本質(zhì)上是結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,不改材料端本身的劣勢,預(yù)期中長期乘用車領(lǐng)域仍以三元為主;(2)CTP技術(shù)有望在現(xiàn)有基礎(chǔ)上,提升新能源汽車的續(xù)航里程。采用NCM811-CTP技術(shù)的新能源汽車?yán)m(xù)航里程可以達到785km,有望徹底解決里程焦慮,進而提升產(chǎn)品力,助力新能源汽車滲透率的提升。此外,目前在電池技術(shù)領(lǐng)域,國內(nèi)新能源汽車與特斯拉的主要差距在系統(tǒng)集成方面,CTP和刀片技術(shù)有助于縮短兩者的差距,利好國內(nèi)新能源汽車的發(fā)展。
圖13:新能源汽車?yán)m(xù)航里程測算情況
資料來源:第一電動網(wǎng),長江證券研究所 ,招商銀行研究院
注:CTP體積利用率提升按15%計,Model3電池包體積按拆解估計,三元的百公里電耗按 13kWh計,LFP的百公里電耗按 14.3kWh計
助力龍頭企業(yè)筑造技術(shù)壁壘,鞏固行業(yè)定位,拓展海外市場。寧德時代CTP技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)超過200項,比亞迪刀片電池技術(shù)核心專利超過300項,兩者均為龍頭企業(yè)筑造了較高的技術(shù)壁壘。寧德時代CTP技術(shù)有“無模組”和“大模組” 兩種方案,其中“大模組”方案對車型的適配度較高。據(jù)不完全統(tǒng)計,國內(nèi)下半年有5款搭載CTP技術(shù)的車型上市,其中不乏明星車型Model3和蔚來EC6等,屆時有助于寧德時代進一步提高國內(nèi)市場占有率。同時基于CTP技術(shù)的磷酸鐵鋰電池在大眾卡客車型和荷蘭VDL車型上的應(yīng)用,將有助于寧德時代拓展海外市場。而比亞迪刀片電池技術(shù)有助于發(fā)揮其磷酸鐵鋰龍頭企業(yè)的優(yōu)勢,助力其挖掘新的國內(nèi)外動力電池客戶。
表7:CTP 和刀片電池技術(shù)應(yīng)用統(tǒng)計
資料來源:電車匯,新浪汽車,比亞迪官網(wǎng),長江證券,招商銀行研究院
CTP和刀片技術(shù)未來仍需市場的進一步考驗。CTP在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上,減少了模組級別的防護,安全問題需要得到進一步的考驗;CTP技術(shù)集成程度較高,維修成本相較傳統(tǒng)電池包明顯提高;在傳統(tǒng)的動力電池方案中,動力電池企業(yè)為整車企業(yè)提供標(biāo)準(zhǔn)化的電芯或模組,而車企自主完成PACK組裝。而CTP技術(shù)更偏定制化,相當(dāng)于電池企業(yè)業(yè)務(wù)下探至PACK環(huán)節(jié),弱化了車企對動力電池的控制,壓縮了車企的利潤空間,需要動力電池與車企之間相互協(xié)商,找到合作的共贏點。
3. 競爭格局:外資有望重回前列,二線企業(yè)有望崛起
3-1 國際市場:中日韓三足鼎立新格局
日韓企業(yè)發(fā)力,占比顯著提升。2018年和2019年CR10分別為81.2%、88.9%,行業(yè)集中度持續(xù)提升,行業(yè)競爭趨于激烈。從主要國家來看,TOP10全部來自中日韓三國。2019年TOP10市場占比中,中日韓占比分別41.8%、31.4%、17.3%,中國市場份額呈下滑趨勢,日韓呈上升趨勢。主要是由于中國電池企業(yè)對國內(nèi)市場依賴度較高,海外市場表現(xiàn)較佳的寧德時代, 2019年的電池出口額僅占營收的5.6%。近兩年隨著歐美新能源汽車市場的快速增長,與其深度綁定的日韓企業(yè)得到了迅速發(fā)展。從動力電池企業(yè)來看,2019年頭部企業(yè)寧德時代及松下競爭優(yōu)勢明顯,合計占比達52%。但LG增長較快,位列第三,同比增速達39.7%。國內(nèi)企業(yè)除寧德時代之外,整體下滑明顯,其中比亞迪跌出前三,市占率同比下滑27.9%,降幅顯著。
圖14:2018年全球動力電池市場份額
資料來源:高工鋰電,招商銀行研究院
圖15:2019年全球動力電池市場份額
資料來源:OFweek,招商銀行研究院
LG占比有望繼續(xù)提升。2020年Q1,LG、松下、寧德時代、比亞迪全球市場占有率分別為27.1%、25.7%、17.4%、4.9%。LG占有率同比增速達153.3%,增長迅猛;松下維持其一貫的穩(wěn)健風(fēng)格,排名仍為第二,市占有率同比小幅增長;國內(nèi)企業(yè)寧德時代、比亞迪分別位列第三、第六,下滑顯著。這主要是由于一季度受公共衛(wèi)生事件影響,國內(nèi)的新能源汽車市場跌入谷底。而歐美公共衛(wèi)生事件爆發(fā)較晚,一季度受影響較小,新能源汽車市場還出現(xiàn)一定程度的增長。
考慮到LG擁有豐富的客戶資源,快節(jié)奏的產(chǎn)能擴建速度,在歐洲市場擁有統(tǒng)治地位(EV電池市場份額超過70%),重返國內(nèi)市場并進入國產(chǎn)特斯拉供應(yīng)鏈,未來LG的全球占比有望提升。
圖16:2020 年一季度全球動力電池市場份額
資料來源:鑫欏鋰電,招商銀行研究院
3-2 國內(nèi)市場:外資有望重回前列,二線企業(yè)仍蘊藏生機
集中度逐年提升,龍頭企業(yè)優(yōu)勢顯著。2018年、2019年CR10市場份額分別為81.3%、89.7%,行業(yè)集中度持續(xù)提升。2019年寧德時代市場份額高達55.8%,占比首次過半,同比增速達50.1%, 增幅顯著;比亞迪市場份額為15.9%,同比下滑26.1%。與此同時,二線企業(yè)生存空間明顯壓縮,2018年底國內(nèi)動力電池企業(yè)還剩90多家,而2020年有電池裝機的動力電池企業(yè)只剩38家,行業(yè)洗牌加劇。2019年TOP10企業(yè)中,除了寧德時代,只有億緯鋰能和中航鋰電兩家市場份額呈正增長,剩下的7家企業(yè)均出現(xiàn)不同程度的下滑,除了國軒下滑9.2%,其余6家降幅均在20%以上,降幅顯著。
圖17:中國動力電池出貨量市場份額
資料來源:高工鋰電,中國電池網(wǎng),招商銀行研究院
外企強勢回歸,市場份額有望重回前列。2019年6月,工信部宣布廢止《汽車動力蓄電池行業(yè)規(guī)范條件》,動力電池“白名單”正式取消,允許外資動力電池企業(yè)進入中國市場。隨著LG、松下、SKI等國際電池巨頭強勢回歸,2020年Q1國內(nèi)動力電池格局驟變。LG和松下憑借供貨國產(chǎn)特斯拉Model 3,裝機電量首次闖入前10,分別位列第3和第4,展示出國際電池巨頭的強大競爭力。與2019年全年的市場份額相比,除比亞迪和塔菲爾,國內(nèi)TOP10動力電池均呈現(xiàn)下降的趨勢,國內(nèi)市場的競爭壓力明顯加劇。未來有望呈現(xiàn)新的格局:外資企業(yè)+國內(nèi)龍頭+二線電池企業(yè),外資與國內(nèi)龍頭角逐高端市場,二線動力電池企業(yè)瓜分剩余的中低端市場。
外資電池企業(yè)憑借技術(shù)優(yōu)勢如高鎳電池等,對龍頭企業(yè)的沖擊較大。目前外資電池企業(yè)由于回歸時間較短,客戶資源較少,主要集中于外資車企。未來隨著自身原材料國產(chǎn)化進展,外資電池企業(yè)有望拓展新的客戶資源,疊加現(xiàn)有車型銷量的增加,其市場份額將呈現(xiàn)上升的趨勢。與此同時,外資和龍頭企業(yè)的相互競爭,會進一步壓縮二線電池企業(yè)的市場空間。
圖18:2020 年一季度中國動力電池裝機量市場份額
資料來源:高工鋰電,招商銀行研究院
二線企業(yè)仍蘊藏生機,未來有望形成一超多強的格局。作為新能源汽車行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè),特斯拉對動力電池供應(yīng)商的選擇經(jīng)歷四個階段:(1)松下獨供:發(fā)展初期,特斯拉從技術(shù)與品質(zhì)優(yōu)先的角度出發(fā),選擇松下作為其唯一的供應(yīng)商;(2)合資建廠:發(fā)展中期,特斯拉動力電池需求旺盛,與松下合資建立超級工廠,形成深度綁定關(guān)系;(3)多元供應(yīng):產(chǎn)能爬坡期,與松下關(guān)于產(chǎn)能擴建與電池成本等方面矛盾凸顯,特斯拉從成本、品質(zhì)、規(guī)模優(yōu)先的角度引入LG和寧德時代;(4)電池自供:隨著2019年先后收購電池公司Maxwell和電池設(shè)備公司Hibar,2020年2月自建電池試點產(chǎn)線,未來特斯拉電池自供的規(guī)劃逐漸清晰。其他新能源汽車企業(yè)對動力電池供應(yīng)商的選擇,大概率也會經(jīng)歷上述四個階段,屆時對動力電池的格局有著較大的影響。
動力電池作為新能源汽車的“心臟”,對整車的產(chǎn)品性能、成本控制有著至關(guān)重要的影響,其戰(zhàn)略地位類似于發(fā)動機對傳統(tǒng)燃油車的作用?;趦蓚€因素:(1)需求側(cè):車企為保證動力電池供應(yīng)鏈的安全性,以及實現(xiàn)整車降本來應(yīng)對日趨激烈的行業(yè)競爭,開辟動力電池二供的需求旺盛;(2)供給側(cè):經(jīng)過前幾年的行業(yè)洗牌,現(xiàn)存的優(yōu)質(zhì)二線企業(yè)均有一定的技術(shù)積累,與龍頭企業(yè)的技術(shù)差距逐年下降,且其售價更低,對整車開發(fā)配合度和售后服務(wù)更佳。預(yù)計國內(nèi)動力電池格局有望先集中后分散,最后形成一超多強的格局;優(yōu)質(zhì)的二線電池企業(yè)仍蘊藏生機,未來兩年逐漸發(fā)力的外資車企對供應(yīng)商的新一輪選擇和車企二供的開放,有望孕育出新的微巨頭。
圖19:特斯拉動力電池供應(yīng)路線變化
資料來源:鋰電前沿,新浪汽車,新浪財經(jīng),招商銀行研究院
目前二線動力電池格局尚未穩(wěn)定,正在經(jīng)歷行業(yè)洗牌的陣痛期。擁有較強技術(shù)能力、合理產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、優(yōu)質(zhì)客戶資源(尤其是外資品牌)、穩(wěn)定現(xiàn)金流的二線企業(yè)有望隨著車企二供開發(fā)和外資品牌產(chǎn)能釋放而崛起。
4. 風(fēng)險提示
1.下游客戶質(zhì)量風(fēng)險: 受限于所處的行業(yè)特點和客戶結(jié)算方式,動力電池企業(yè)普遍存在應(yīng)收賬款賬面價值大和周轉(zhuǎn)天數(shù)長的問題。如果下游客戶在市場洗牌中被淘汰或經(jīng)營情況不善,可能導(dǎo)致應(yīng)收款項無法收回,因此需注意下游客戶資金鏈斷裂的風(fēng)險
2.上游材料價格波動風(fēng)險:上游鋰、鈷等金屬原材料由于資源有限,存在價格波動的風(fēng)險,導(dǎo)致動力電池采購成本上升,在動力電池價格下降的大背景下,極有可能壓縮相關(guān)企業(yè)的盈利水平。
3.技術(shù)迭代風(fēng)險:動力電池技術(shù)一直處于不斷發(fā)展的狀態(tài),新型技術(shù)的突破可能顛覆原先主流技術(shù)路線,如材料領(lǐng)域的高鎳無鈷正極、電化學(xué)體系領(lǐng)域的固態(tài)電池等,需關(guān)注技術(shù)迭代風(fēng)險。
4.外資進入,競爭加?。阂环矫嫱赓Y車企的進入,會壓縮自主品牌的生存空間, 進而影響其動力電池供應(yīng)商的出貨量;另一個方面,外資電池企業(yè)的進入,國內(nèi)動力電池的生存環(huán)境惡化,部分企業(yè)面臨淘汰的風(fēng)險。
(編輯:郭璇)