1.1.1 新能源汽车成为未来各国汽车发展方案的主角
随着车企停滞发卖燃油车操持的逐步推出与各国碳中和政策的陆续履行,新能源汽车无疑成为未来汽 车行业的发展方向。新能源汽车融汇新能源,新材料和互联网、大数据、人工智能等多种技能,推动汽车从 纯挚的交通工具向移动智能终端、储能单元和数字空间转变。天下紧张经济体提出了相应的“碳达峰”“碳 中和”方案,欧盟制订了严苛的绿色经济复苏操持,2021 年起对所有新车履行二氧化碳排放量不超过 95g/km 的规定,同时欧盟委员司帐划哀求新车和货车的排放量从 2030 年起低落 65%,从 2035 年开始低落 100%, 同时,欧洲各大车企也最迟将于 2035 年前停滞发卖燃油车型。
我国也提出相应“碳中和”发展目标,大力 发展新能源交通办法,根据 2020 年 11 月 2 日国务院办公厅发布《新能源汽车家当发展方案(2021-2035 年)》,到 2025 年,纯电动乘用车新车均匀电耗降至 12.0 千瓦时/百公里,新能源汽车新车发卖量达到汽车 新车发卖总量的 20%旁边。到 2035 年,纯电动汽车将成为新发卖车辆的主流,将为天下经济发展注入新动 能。
2020 年 10 月 27 日,中国工业和信息化部发布的《节能与新能源汽车技能路线图 2.0》预测 2030 年新 能源汽车销量将超过 3000 万辆。全国动力电池产量及装机量和新能源汽车的产销量之间存在一个较为明 显的正干系关系,未来动力电池市场规模会随着新能源汽车销量增加而增加。根据我国《节能与新能源汽车技能路线图 2.0》的内容显示,2025 年新能源汽车占汽车总销量的比重达到 20%,2030 年新能源汽车在 总销量的占比达到 40%旁边,2035 年新能源汽车销量占海内汽车市场销量的 50%以上。
同时混动新车的 占比也将在 2030 年达到传统能源乘用车的 75%以上,2035 年混动及新能源汽车在传统能源乘用车中的占 比将达到 100%。《总路线 2.0》也预测到 2035 年,汽车年产销规模将达到 4000 万辆以上,对动力电池的 需求也相应增加。根据 EV Volumes 预测,海内新能源乘用车估量销量达到 600 万辆,环球新能源乘用车 2025 年销量估量达到 1800 万辆,对应 2021 年-2025 年的年均增长率达到 44%,2025 年环球动力电池的需 求量估量为 919.4GWh,将逼近乃至超过 1TWh,而目前仅为 158.2Gwh,动力电池未来仍旧具有很大潜 力。
新能源汽车目前紧张研究方向集中在动力电池,系统和芯片三个方面,在这三个研究方向中,我国在动 力电池方向具有明显上风,2020 年我国动力电池厂商装机量霸占环球 45%市场份额,且我国在动力电池主 要材料供应链正负极,隔膜、电解液、配套完好,可以进行完备独立的设计和量产,在环球汽车行业电气化 的变革浪潮中,动力电池行业干系企业将会明显受益。根据《中国制造 2025》明确了动力电池的发展方案: 2020 年,电池能量密度达到 300Wh/kg;2025 年,电池能量密度达到 400Wh/kg;2030 年,电池能量密度达 到 500Wh/kg。在环球“碳中和”政策勾引,新能源汽车技能进步和市场渗透率逐年提升的大背景下,新能 源汽车的未来是一片星辰大海。
1.1.2 新能源汽车渗透率不断增加,动力电池需求水涨船高
新能源汽车产销量同比均连续保持高速增长,同比增速持续显著领先行业。详细来看:2021 年 1-10 月, 全国汽车产销分别为 2058.7 万辆和 2097 万辆,同比增长 5.4%和 6.4%。同一期间,新能源汽车累计产销量 分别为 256.56 万辆、254.25 万辆,同比分别增长 175.30%、176.60%。
2021 年上半年,中国动力电池累计产量为 74.7GWh,同比增长 217.5%,较 2019 年同期增加 72%。今 年 1-6 月份,磷酸铁锂电池产量为 37.7GWh,同比增长 33.4%;三元锂电池产量 36.9GWh,同比增长 149.2%。 在电池安全性上取得打破的磷酸铁锂电池在 2021 年上半年实现产量对三元锂电池产量的反超。
磷酸铁锂的装机量所占市场份额实际经历了一段先低落后增长的阶段。2014 年和 2015 年间,磷酸铁锂 电池在新能源乘用车市场上一度霸占主导地位;之后受到政策补贴的影响,三元锂电池装机量从 2016 年起 霸占市场主导地位;进入 2020 年往后,随着宁德时期 CTP 技能发展,比亚迪电池的推出,针对高能量密度 电池(如三元锂电池)补贴的低落和三元锂材料电池安全性问题日益明显,磷酸铁锂电池市场份额重新超越 三元锂电池。
新能源汽车补贴政策退坡明显。经历过一段新能源汽车补贴“大跃进”的期间之后,我国对付新能源汽车的补贴政策开始趋于理性,不再一味以电池能量密度作为补贴的唯一标准,近年来新能源汽车补贴标准 退坡明显。在最新的补贴标准中,非公共新能源乘用车领域,2021 年补贴标准在 2020 年的根本上退坡 20%, 公共领域新能源乘用车补贴标准在 2020 年根本高下降 10%。
但本文估量,新能源汽车补贴的退坡并不会对新能源汽车销量产生较大影响。新能源汽车技能已经日 趋成熟,补贴金额的退坡对付意向购买新能源汽车消费者的消费意愿影响较小,新能源汽车市场从补贴驱 动转换为市场驱动。同时,汽车生产厂商生产线本钱随着规模效应和生产技能的成熟也相应低落,补贴退坡 对付新能源汽车生产厂商的利润影响较小。未来补贴重点将会从对新能源汽车整车的补贴转向对新能源汽 车根本配套举动步伐的补贴上。
1.1.3 中日韩三国企业引领动力电池发展方向
动力电池行业发展势头强劲,中日韩企业霸占市场头部。2020 年环球动力电池装机量为 137GWh,同 比增长 17.5%,2021 年前六个月,环球动力电池装机量达到 114.1GWh,已经逼近 2019 年整年装机总量, 同比增长 153.7%。
按公司来看,环球动力电池集中在中日韩三国,紧张供应商为宁德时期和 LG 新能源,两家公司 2020 年装机量达到 50GWh 和 48GWh,两家公司合计霸占半数以上的市场份额。宁德时期连续多年霸占市场份 额第一的位置,LG 新能源依托于上海特斯拉工厂和外洋大众系列的订单,市场份额快速上升,宁德时期与 LG 新能源的差距逐渐缩小,二者现如今难分伯仲,但 2021 年头部动力电池生产企业装机量同比提升巨大。
环球动力电池公司行业集中效应十分明显,前三家企业所占市场份额呈逐年上涨趋势,在 2019 年的时 候占市场比例为 63%,2020 年上升到 68%,估量在 2021 年霸占的市场份额将达到 71%。龙头企业集中资 金和技能上风,进一步拉开与其他企业的差距。
1.2 动力电池发展向上趋势已经成型
1.2.1 头部企业及高端产品将成为推动市场发展主力
2021 年开始,芯片短缺的阴霾一贯笼罩着全体汽车行业。根据估算,2021 年芯片短缺造成的环球汽车 减产将达到 810 万辆,造成的经济丢失将达到 6000 亿元。如果说“芯片荒”是传统车企造车时的最大危急 的话,那么新能源车企还面临着另一个重大寻衅便是“电池荒”。根据公开资料显示,2020 年环球动力电池 行业均匀产能利用率仅为 26.5%,动力电池行业目前高端电池产能不敷,但低端产能过剩相对严重,实际电 池供应较为短缺。据估算,未来 5 年内,随着环球车企对动力电池需求的快速增长,动力电池将处于供不 应求的状态。
2021 年前三季度,全体车用动力电池行业前十名的企业霸占了 93.6%的市场份额,市场高度集中。几 家头部企业的产能利用率达到 80%以上,但是十名之后的行业大部分企业,产能利用率仅为 10%乃至更低, 很多中小型企业正逐渐被淘汰。因此,在企业增资的新闻当中,只有头部电池生产企业在过去一段韶光接管 了大量成本,快速扩展,而更多的中小型企业对成本的吸引力正不才降,被逐渐挤出动力电池市场。
021 年上半年和过去一年比较,环球动力电池十大生产厂商并没有明显变革,但头部企业与二线企业 间的市场份额正逐步拉大。 随着动力电池的需求量日益增加,动力电池生产企业也在探求未来动力电池的发展方向,以目前已经公 布的研究路径来看:钠离子电池,高镍三元锂离子电池和固态电解质电池是厂商紧张选择的技能发展路径。
钠离子电池原材料储量丰富,生产效率快,性能与市场上锂离子电池没有明显差异,可以有效降落动力 电池生产本钱。宁德时期在 2021 年 7 月 29 日发布钠离子电池,相较于锂离子电池,钠离子电池具有更低 的本钱而且在储运方面具有巨大上风。钠离子电池在事理与构造上与锂离子电池十分相似,仅在材料的选 择上存在差异,钠离子电池生产线可以沿用锂离子电池生产线。目前钠离子电池初步运用于储能和低速动 力领域,随着宁德时期发布钠离子动力电池,钠离子电池应在动力领域向替代锂离子电池又迈进了一步。
钠离子电池具有高能量密度,高倍率充电,精良的热稳定性,良好的低温性能和高集成效率等上风。电 芯单体能量密度达到 160Wh/kg;常温充电 15 分钟,电池容量可以达到 80%以上;在-20℃低温环境中,放 电保持率可以达到 90%以上;系统集成效率可以达到 80%以上。根据宁德时期公布的研究操持,下一代钠 离子电池的研发目标是 200Wh/kg 以上。
高镍三元锂电池因此动力电池中镍含量为紧张判断标准,紧张包括 6 系、8 系三元锂电池,乃至是正在 研究的 9 系三元锂电池,在中高端新能源乘用车上有广阔运用前景,在未来办理安全性的条件下,中高端乘 用车动力电池能量密度将有质的飞跃。高镍三元锂电池较高能量密度带来的上风将驱动纵然在单位本钱价 格依旧高于的情形下,实现综合本钱靠近磷酸铁锂电池。目前环球紧张动力电池生产厂商在高镍电池研发 上均有布局。
固态电解质电池在安全性,稳定性,循环寿命额能量密度等方面具有巨大上风,有望办理安全问题。使 用固态电解质代替当前锂电池中的易燃电解质溶液,可以更安全密集地储存能量,利用固态电解质将减少 对铜和铝的需求,不再对隔膜和液态电解液产生依赖,但目前也存在着技能不成熟,生产本钱高昂,关键材 料制备困难等毛病,但固态电解质电池可以有效减少动力电池组体积,保障动力电池安全,商业化前景广 阔,未来必定成为主流研究方向。
1.2.2 未来动力电池终端汽车行业将形成三足鼎立之势
传统车企、造车新势力和互联网与手机厂商均在新能源汽车这个万亿赛道展开布局,未来将形成三足 鼎立态势。三股势力均有各自上风,未来可能共同瓜分新能源这块大蛋糕。海内造车新势力包括蔚来、空想、小鹏等企业,这些企业入局韶光早,技能积累韶光久,具有先发上风,同时推出已经多款产品,知足不同消 费者对付新能源汽车的需求。
根据蔚来、空想和小鹏公布的 2020 年财报,三家公司毛利率均已转正,空想 乃至在 2020 年第四季度实现盈利,但在补贴退坡的政策背景之下,如何让盈利具有持续性是须要这些新兴 车企须要考虑的问题。造车新势力投入大笔资金在开拓无人驾驶和汽车智能化等技能上,如果未来这些企 业在智能业务上技能产生打破,造车新势力将开启汽车工业的全新世代。但目前这些技能发展尚未完备成 熟,以及外部传统车企纷纭布局新能源汽车赛道背景下,造车新势力须要面临的寻衅十分严厉。
特斯拉已经超越丰田成为全天下市值最大的汽车企业,但这并不虞味着传统车企会选择坐以待毙。相 反,受到行业发展形式和各国出台的碳中和政策影响,险些所有传统燃油车车企或多或少都在布局新能源 赛道。传统车企在市场认可度,营销渠道和供应链等方面较造车新势力具有明显上风,消费者显然对付传 统车企的新能源汽车有更高的接管度。特斯拉和造车新势力仅占 20%旁边的市场份额,传统车企霸占近 8 成, 表现出极大的竞争力。造车新势力主力车型面向的是中高端市场,但传统车企每每采取全面铺开计策,不仅 有奔驰、宝马等豪华品牌涌入市场,也有像五菱宏光、长安等车企瞄准 A 级及 A00 级车市场,传统车企在市 场渗透率方面有明显上风。海内传统车企比亚迪、吉利、广汽等品牌不论在目前还是未来,市场渗透率提升 潜力巨大。
汽车智能化的浪潮将互联网和智好手机厂商与汽车家当联系起来,互联网和手机厂商纷纭布局,准备进 入新能源汽车行业分一杯羹。互联网和手机厂商最大的上风在于将汽车视作打算机的一种外在表征,利用 数字化和智能化等软件,终极将汽车打造成为一种具有自我发展性的聪慧化终端,同时一些手机厂商也具 有丰富的软硬件领悟履历,并且在如何提升用户体验上颇有心得。互联网和手机厂商在新能源汽车赛道上 选择不同发展方向,有像华为、OPPO 等通过与车企互助布局汽车生态加入新能源汽车行业竞争的厂商,也 有像百度、小米等亲自成立汽车公司构筑起从软件到整车百口当链的公司。“互联网+新能源汽车”这极具吸引力的称号将会为行业注入相称可不雅观的成本,但这并不虞味着互联网公司在汽车行业天然具有领先上风, 未来这种商业模式仍具有很强的不愿定性。
1.3 总结
不论从宏不雅观政策还是详细到各车企未来十年景长操持,新能源汽车毫无疑问是汽车行业未来唯一的选 择。“碳中和”目标的确定和新能源汽车各项指标已经逼近乃至有的已经超过传统燃油车,新能源汽车行业 将开启一个新的万亿赛道。随着新能源汽车渗透率和销量的提升,对动力电池装机量和性能的需求也日益 增强。
从产品真个新能源动力电池和生产系能源汽车企业到材料真个动力电池上游原材料供应商,未来新 能源汽车家当链将会和十年前的苹果智好手机家当链一样迎来新一轮投资周期。2021 年前三季度,新能源 汽车渗透率已经打破 10%,而根据“创新扩散曲线”模型,当一个创新产品市占率打破 10%往后,将迎来最 为陡峭的上升曲线,新能源汽车行业将迎来倍速增长。动力电池作为新能源汽车的“心脏”,唯有拥有核心 竞争上风的企业终极才能在市场竞争中存活,建议重点关注布局百口当链和在关键技能上有重大打破与领 先上风的动力电池生产企业。
二、动力电池构造与家当链总览2.1 动力电池家当链覆盖从上游资源到下贱装机企业
传统意义上讲,锂离子动力电池是目前二次动力电池的最佳选择。它紧张依赖锂离子在正负极的来回 移动达到充放电目的。在充电时,锂离子从正极脱嵌,经由电解质嵌入负极,负极此时处于富锂状态;放电 时则相反。锂离子具有能量密度高、输出功率大、利用寿命长、充电效率高档优点,且不会涌现影象效应等 问题,是当代高性能电池的代表。
动力电池占全体新能源汽车本钱的 30%-40%,是新能源汽车上最主要的组成部分。动力电池全体家当 链可以分为上游金属及非金属材料;中游动力电池组成部分,包括正极材料、负极材料、隔膜、电解液和结 构件等;下贱动力电池紧张生产厂商及配套车型等。
动力电池已经超过消费电池成为霸占锂离子电池运用比例最高的领域,目前市场主流的动力电池可以 被分为三元锂电池和磷酸铁锂电池。别的动力电池如锰酸锂电池、铅酸蓄电池和钴酸蓄电池受电池性能和 本钱等成分影响,在新能源汽车领域运用较少,逐渐被市场淘汰。
锂离子电池电芯紧张构件包括正极、负极、隔膜、电解液和构造件。在原材料本钱中,正极材料在锂电 池材料中占比为 30%-40%、负极材料本钱占比为 10%、电解液本钱占比为 10%-15%、隔膜本钱占比约为 20%- 30%,构造件本钱占比为 10%-20%。
电极材料:紧张是由活性物质,铜箔或铝箔等骨架以及添加剂组成,动力电池正极材料与负极材料之间 的电势差决定了动力电池的电压,而正极材料的电压则紧张取决于氧化还原中央的电势和可脱嵌的离子数 目,决定了电极材料的性能。 隔膜:隔膜是被置于电池正极与负极之间防止正负极直接打仗而造成短路的活性材料,但却许可锂 离子通过。隔膜一样平常具有对离子运动阻力小、化学稳定性高、绝缘、价格低廉等特点。
电解液:动力电池的电极材料和隔膜常日被浸没在电解液中,电解液一样平常由溶质、溶剂、添加剂按一定 比例制备,电解液可以在与活性物质打仗形成双电层,形成电极电位,同时也能担保正负离子间的导电作 用,参与电极反应。 构造件:电池构造件按照电池封装路线不同分为硬壳构造件(方形构造件、圆形构造件)和铝塑膜。 硬 壳构造件包括壳体和盖板构造件,具有高等机器强度,耐高低温环境和经受电解质堕落的特点。
对付一些高镍三元锂电池来讲,其正极材料的本钱占比更高,高镍三元锂电池正极一样平常采取氢氧化锂, 而普通三元锂电池则采取碳酸锂制备三元正极,同时正极材料的性能精良与否是影响动力电池性能表现的 关键指标,因此在制备电极正极材料更具有本钱和技能上风的企业在未来竞争中更随意马虎脱颖而出。 正极材料是决定动力电池性能的关键指标之一,根据正极材料不同,动力电池可以被分为三元锂电池,磷酸锂电池,锰酸锂电池和钴酸锂电池等。
目前正极材料市场涌现明显分解,高端正极材料需求兴旺,而低 端正极材料逐渐被市场淘汰。 而根据动力电池电芯封装办法不同,动力电池也可以被分为圆柱形电池,方形电池和软包电池。不同结 构件各有优缺陷,中国企业在方形动力电池上市场霸占率有明显上风,而日韩企业更偏好圆柱形电池。 而不才游家当链当中,中国市场上磷酸铁锂电池装机量超过了三元锂电池,中国企业在磷酸铁锂电池技 术路径上有明显上风,垄断了磷酸铁锂市场;日韩企业则偏好三元锂电池,但三元锂电池国产份额也在近年 迅速提升,下贱动力电池市场形成了以宁德时期为龙头的“一超多强”局势。
三、动力电池家当链上游锂离子电池本钱受到供应链上游金属原材料价格颠簸影响较大,而个中最影响锂离子电池性能的金属 原材料包括钴、镍、锰、锂等金属质料及其化合物。由于正极材料在动力电池中本钱占比最大,而原材料成 本占正极材料本钱的比例达到 90%,正极材料的价格变革极大地影响了锂离子动力电池的研究方向和技能 路线。
市场上涌现的钠离子动力电池和无钴电池等都是受到原材料价格颠簸而出身的锂离子动力电池的替 代方案。 目前市场上主流的动力电池分别为磷酸铁锂电池和三元锂电池,而生产这两种电池正极材料的原材料 都很依赖入口,且近年来价格颠簸幅度较大。生产锂离子动力电池正极材料和先驱体的紧张化合物为碳酸 锂、氢氧化锂、硫酸钴、硫酸镍和硫酸锰。
3.1 锂资源:紧张依赖入口,行业龙头选择环球布局计策
碳酸锂和氢氧化锂是制造动力电池正极的紧张原材料,紧张提取自锂辉石等硬岩锂矿和封闭盆地内的 盐湖卤水锂矿。只管硬岩锂矿提锂技能成熟,但海内 79%锂资源紧张储存在盐湖之中,且开采具有一定难 度。在环球范围来说,具有开采代价的锂矿数量有限,且分布极不屈均。根据 USGS 统计,南美锂三角区域 合计占比 58%,澳洲占比 19%,中国锂资源环球占比为 7%。作为动力电池的百口当链生产大国,中国对锂 资源需求很大,十分依赖入口。
作为生产动力电池正极的紧张原材料,碳酸锂在 2021 年 6 月之后价格持续走高。根据最新的市场价格, 在 2021 年 9 月碳酸锂的市场价格均价涨至 15.5 万元/吨,较上一周上涨 2.1 万吨。氢氧化锂的成交价格在 2021 年 9 月达到 15.65 万元/吨,较上一周价格上涨 2.1 万元。金属锂的成交价格 9 月均价为 84 万元/吨,较 上一周上涨 10 万元。锂离子电池供应链中下贱家当需求兴旺,厂家报价持续高位,锂精矿价格持续上涨, 造成碳酸锂、氢氧化锂等正极原材料价格不断走高。受到疫情影响,锂精矿供应处于低落状态,大批优质锂 矿石资源集中在美国雅宝、智利矿业化工等少数几家公司手中,厂家库存和供应不敷的局势估量在短期内 难以缓解。(报告来源:未来智库)
3.2 锰资源:地域差异较大,红星发展上风明显
锰矿石在 2020 年和 2021 年也经历了一轮原材料价格的上涨,市场需求却不降反升。电解二氧化锰是 制备锰酸锂电池的紧张原材料,硫酸锰是生产三元锂动力电池先驱体的紧张原材料。高纯硫酸锰是二氧化 锰和硫酸反应得到的化合物,而电解二氧化锰是二氧化锰经由制液,电解得到的具有优秀性能的电池去极 化剂。电解二氧化锰行业龙头企业为湘潭电化,硫酸锰行业龙头企业为红星发展,湘潭电化。
根据贵州中伟正源新材料有限公司公开资料显示,球形镍钴锰三元氧化物生产线上硫酸镍、硫酸锰和硫 酸钴三种溶液液单耗分别为 3.6t/t,0.56t/t 和 1.4t/t,而估量 2021 年中国三元正极材料出货量为 36 万吨,对 应高纯硫酸锰需求量超过 15 万吨。CPM 集团 2019 年预测,2040 年环球锰需求量将增长 80 倍,个中 70% 来自高纯硫酸锰,高纯硫酸锰未来需求兴旺。 我国属于锰矿资源贫乏国家。
3.3 钴资源:罕有金属价格昂贵,对动力电池本钱影响较大
钴是银白色铁磁性金属,在地壳中含量为 0.001%(质量),且没有单独的钴矿物,每每伴生于镍、铜、 铁、锌等硫化物矿床之中,作为新能源电池紧张材料之一,是一种非常稀缺的计策金属,价格昂贵。2020 年 底环球钴资源储量约为 710 万吨,紧张分布在刚果和澳大利亚,分别达 51%和 20%。我国钴资源比较稀缺, 钴资源对外依存度达到 97%,且产量较为分散,仅有洛阳钼业产量占环球产量的 12%,别的厂商产量占比 均小于 5%。
在我国,超过 80%的钴被加工为硫酸钴,用于生产动力电池三元材料先驱体,因此钴价格的变 动对动力电池的影响较大。钴资源行业龙头企业为洛阳钼业和华友钴业。只管洛阳钼业是海内最大的钴生 产商,但其业务构造中铜钴仅占一半,生产产品无法直接用于三元先驱系统编制造;海内生产商中华友钴业与动 力电池的生产联系最为紧密,可被视为动力电池钴资源的龙头企业。
2021 年以来钴的价格持续上涨,截至 10 月 8 日,海内现货钴的价格已经从 2020 年 4 月的不到 24 万元 /吨上涨到 38 万元/吨,涨幅超过 60%。与此同时,由于钴价节节升高,动力电池的发展也涌现了低钴化的 趋势,各大生产厂商增大研发投入,陆续开拓出高镍低钴,乃至是无钴化电池,钴在中国动力电池领域前 景不甚明朗。2021 年 6 月以来,硫酸钴进入新一轮上涨周期,2021 年 7 月硫酸钴价格同比上涨 71%。硫酸 钴厂商出于对钴原材料供应的担心,报价始终坚持高位,市场供应减少,随着低钴趋势逐渐形成,钴产品上 涨速率估量将有所减缓。
3.4 镍资源:高镍动力电池是未来发展的紧张方向之一,镍潜力巨大
环球镍资源紧张集等分布于赤道附近的国家,澳大利亚、巴西霸占环球较多的镍资源储量,但菲律宾和 印尼由于具有本钱上风且运输方便,是环球镍产量最多的国家,也是中国镍矿是的紧张供应国。 受到政策补贴和续航里程的影响,三元锂电池高镍化一贯是市场主流的发展方向之一。在 2020 年环球 镍消费构造中,不锈钢行业占主导地位,电池行业仅占镍消费的 3%。硫酸镍作为一种镍盐,紧张用于动力 电池行业主要原材料和电镀行业。2016 年-2020 年环球硫酸镍消费量由 33 万吨增长至 66 万吨,个中动力电 池领域消费量由 9 万吨增长至 38 万吨,成为拉动硫酸镍需求增长紧张动力。
根据 IEA 和 BloomBergNEF 预测,在未来高镍三元电池霸占市场主流的背景下,动力电池领域硫酸镍 的需求量将从 2020 年的 38 万吨增长至 2035 年的 500 万吨;镍氢电池领域对硫酸镍需求将比 2020 年增长 613%,达到 57 万吨。中国作为高镍三元电池紧张研究国,未来对硫酸镍需求将持续走高。近期镍价格震荡 下行,入口下滑,加之全国实施能耗双控,限产限电,无论现在还是将来,下贱企业对镍资源都有较大需求。
格林美、华友钴业和洛阳钼业是中国布局镍资源的龙头企业。格林美 8 系高镍等新一代先驱体材料的 出货量占比 70%以上,同时积极布局镍资源,打通了“城市矿山+自建镍资源基地+国际巨子计策互助”的 多质料计策通道,形成镍质料供应体系。华友钴业布局镍资源的采、选和初加工业务,同时具有生产电池级 硫酸镍和三元先驱体的能力,打造镍质料——先驱体的一体化上风。洛阳钼业投资的华月镍钴在印尼布局 镍的开采、冶炼和深加工等,是天下红土镍矿的引领者,项目投产估量熟年产 6 万吨的能力,市场前景广 阔。
3.5 三元先驱体:三元正极主流原材料之一,影响电池性能
三元先驱体是一种先驱体,经溶液过程制备出多种元素高度均匀分布的中间产物,该产物经与锂盐化学 反应可以支撑三元正极材料,紧张分为镍钴锰(NCM)先驱体和镍钴铝(NCA)先驱体。紧张原材料包括硫酸 镍、硫酸钴、硫酸锰(铝)等,按照镍、钴、锰(铝)的构成比例,可以细分为 NCM811 先驱体、NCM622 前 驱体、NCM523 先驱体以及 NCA 先驱体等。三元先驱体中镍的占比越高,锂电池能量密度也就越高,因此 对 NCM622 先驱体和 NCM811 先驱体的市场需求在逐年扩大。
三元先驱体上市企业中,中伟股份是行业龙头,市占率环球第一。2020 年中伟股份三元先驱体出货量 为 7.3 万吨,环球和海内市场霸占率分别为 17%和 24%。中伟股份三元先驱体总产能为 14 万吨,2025 年规 划产能将超过 50 万吨。中伟股份专注于研发生产高镍三元先驱体,2017 年 5 系三元锂电池占比 80%,到 2020 年占比已经降至 20%,而高镍系三元锂电池占比已经超过 80%。中伟股份高镍三元先驱体在振实密度, 松装密度和比表面积等核心指标上表现精良,处于行业领先水平,并且中伟股份与 LG 化学、宁德时期、厦 门钨业等一众优质动力电池生产企业建立稳定客户关系,环球份额有望持续增长。同时,中伟股份积极布局 上游资源,降落本钱,长期建立“技能+客户+本钱”的三重护城河,公司成长空间巨大。
2020 年后半年至 2021 年年初,三元先驱体经历了一波比较明显的上涨周期,5 系,6 系,8 系镍钴锰 三元先驱体价格均打破了当时的历史高点。2021 年第二季度以来,由于三元先驱体生产厂商扩产,三元前 驱体行业涌现产能过剩情形,质料端硫酸镍价格下跌,三元先驱体价格有所回落,较高点低落超过 30%。但 之后随着镍价重新上涨,且地方政府出台新的环保政策,导致一些硫酸锰生产厂商停产,硫酸锰供应紧张价 格上涨,三元先驱体价格开启新一轮的上涨周期。
3.6 磷酸铁资源:磷酸铁锂电池装机量增加引发磷酸铁产能
磷酸铁锂是具有橄榄型构造的磷酸盐,可以作为电池的正极材料涂敷在铝模与电池正极连接。磷酸铁是 一种白色、灰白色单斜晶体粉末,属于铁盐溶液和磷酸钠浸染的盐,可作为磷酸铁锂电池的先驱体,80%磷 酸铁锂的需求通过磷酸铁工艺路径来实现,是生产磷酸铁锂正极材料的紧张质料。随着磷酸铁锂需求的增 加,浩瀚企业改变赛道,许多钛白粉、磷化工企业宣告进军磷酸铁的生产。磷化工企业在质料端具有本钱优 势,在加工端可以通过将磷铵装置向下贱延伸,利用成熟工艺节约能耗和运费。在估量方案产能中,磷化工 企业方案产能超过 100 万吨,估量 2025 年 274.2 万吨磷酸铁锂需求对应 209 万吨磷酸铁,目前海内磷酸铁 方案产能超过 300 万吨,估量未来磷酸铁涌现供给宽松的环境。
磷酸铁的制备紧张有两种方法:固相法和液相法。固相法工艺成熟,产品具有较高的压实密度,是目前 生产磷酸铁最常用的方法,液相法是德方纳米的紧张生产办法,具有产品同等性高的优点,但是由于具有较 高的技能壁垒,市场中利用的企业较少。 2020 年后半段,随着比亚迪“刀片电池”的上市,市场对付磷酸铁锂电池需求量增加,磷酸铁锂电池 装车量已经直逼三元锂电池装车量。同时受到疫情影响,大宗商品价格上涨,磷酸铁上游原材料本钱增加, 导致磷酸不贰价钱不断提升,从 2021 年初的 1.2 万元/吨,增长至 2021 年 10 月 15 日的 2.6 万元/吨,涨幅达 到 116%。
3.7 石墨资源:高端石墨需求量增加,低端石墨市场竞争激烈
目前锂离子电池负极材料包括天然石墨材料、人造石墨材料、硅基及其他负极材料。人造石墨虽然本钱较天然石墨更高,但凭借出色性能,与正极材料更好的匹配在动力电池领域霸占绝对主流;而天然石墨紧张 用于消费和储能。 人造石墨具有锂离子导电率高,锂离子扩散系数大,嵌锂容量高和嵌锂电势低等优点,且石墨材料来源 广泛、价格便宜,拥有成熟家当链,人造石墨未来仍将是负极材料的主流。 2016-2020 年,我国人造石墨出货量从 7.7 万吨提升至 30.7 万吨,在负极材料中的占比从 68%提升至 84%,2021 年上半年我国人造石墨出货量 28.2 万吨,占比达到 85%。
石墨资源储量较为丰富,价格便宜,但生产石墨企业属于高能耗企业,受到国家能源政策和电价颠簸影 响较大,因此石墨产能紧张集中在电价较低地区。石墨化企业积极布局一体化产能,石墨化产能较高企业同 时也在动力电池负极材料上产能较高。只管人造石墨霸占市场主流,但负极材料头部企业贝特瑞却是以生 产天然石墨为主。在性能上,贝特瑞在首次效率,比容量上相较于其他公司产品有一定上风,贝特瑞天然石 墨制备的负极材料可以作为高端负极材料供给海内外电池厂商。目前贝特瑞天然石墨领域市场份额占比 70%,天然+人工市场份额占比 22%,位列行业第一。
3.8 动力电池上游家当链壁垒剖析
动力电池家当链上游壁垒紧张集中在资源储备和资金壁垒。生产锂离子动力电池干系的矿产资源在国 内分布稀缺,目前市场上龙头企业均在多年前在环球范围内收购矿产,通过合伙、并购等办法得到国外优质 资源,从源头把握市场须要。 其次,受到新能源家当链的火爆的影响以及新冠肺炎疫情的冲击,动力电池上游家当链产品过去一段时 间价格颠簸大,投资干系家当链须要面临市场价格颠簸风险,同时回款周期长,对付企业流动资金哀求较 大。
四、动力电池中游剖析动力电池中游是生产动力电池最为关键的环节,家当链包括动力电池正极材料、负极材料、电池隔膜、 电解液和构造件,中游产品性能直接决定了动力电池的表现。
4.1 正极材料:三元正极和磷酸铁锂正极并驾齐驱
正极材料是锂离子电池四大核心材料中最为主要的部分,在锂离子电池材料本钱中的占比达到 40%- 45%,锂离子电池正极材料性能利害直接决定了电池的综合性能。正极材料会在充电时开释锂离子,嵌入 负级材料的碳构造中,在放电时锂离子会从碳构造中析出重新形成化合物从而开释电能。 动力电池的正极材料是由镍、钴、锰、磷酸铁等化合物反应首先制出动力电池先驱体,后再与氢氧化 锂和碳酸锂反应所形成的。市场中主流的锂离子电池正极材料为磷酸铁锂(LFP)、三元锂(NCM/NCA) 和锰酸锂(LMO)。
进入 2021 年以来,磷酸铁锂市场霸占达到 37%,增速加快,市场份额超过三元锂电池市场份额,成为 海内主流动力电池。但本文不雅观点是动力电池高镍化趋势已经形成,长远来看,受到磷酸铁锂电池理论最大能 量密度较低的影响,三元锂电池具有更强的发展潜力,高镍三元锂电池和固态电池将在未来给动力电池行 业带来新的变革。
4.1.1 三元正极材料:高镍三元正极材料市占率持续上升
三元正极材料是层状镍钴锰(铝)酸锂复合股料,按照镍盐、钴盐、锰(铝)盐的大致比例,可以分为 NCM333, NCM523,NCM622,NCM811,NCA 等型号。镍、钴、锰为过渡金属元素,所形成的固溶体可以任意比例 稠浊,镍元素比例上升可以提升电池容量,锰元素比例上升可以担保电池安全性,钴元素比例上升可以减少 阳离子混排,有利于电池的循环性能。
三元正极材料由于其具有高能量密度的上风,符合市场对新能源汽车续航里程哀求以及政府补贴政策 支持,逐步霸占汽车动力电池大部分市场份额。但受到磷酸铁锂电池续航里程增加和补贴退坡的影响,三元 锂电池增长率近年来持续下滑,市占率被磷酸铁锂电池反超。
《中国制造 2025》估量 2030 年动力电池能量密度将达到 500Wh/kg,动力电池高镍化将是达到能量密 度哀求的最优解。选择高镍化,降落钴含量,不仅可以增加动力电池能量密度,而且可以有效降落本钱。 NCM523、NCM622 和 NCM811 的原材料本钱占比分别为 87.98%,86.78%和 81.55%。但短期内高镍三元正 极材料产能为 32 万吨,需求仅为 8 万吨,高镍三元锂电池尚未办理颗粒粉末化,安全性问题,短期内供大 于求,但长期来看,高镍三元锂电池续航里程有望打破 1000 公里,前景广阔。
高镍三元锂动力电池行业格局存在明显的集中趋势,5 系、6 系的三元锂动力电池 CR2 均不到 50%,但 高镍三元锂电池的 CR2 达到 82.2%。容百科技和天津巴莫在高镍电池正极材料中上风明显。高镍系列电池 在一些追求能量密度的高性能车型上具有极大的发展空间,未来更多豪华品牌涉足新能源电动汽车,以性 价比高为特点的传统磷酸铁锂电池难以知足豪华车型能量需求,估量高镍动力电池增速加快。
2025 年市场将形成以 8 系、9 系三元锂电池为主,7 系三元锂电池为辅的市场格局,高镍材料将成为市 场主导。但随着高镍三元电池市场份额的提升,技能壁垒逐渐升高,短缺核心技能的中小型三元正极材料生 产厂商会逐渐失落去竞争力,终极被市场淘汰,未来三元正极材料市场集中度有进一步上升的趋势。
三元高镍征集材料 NCM811 的增长率超过 250%,而容百科技正是高镍正极材料的龙头企业,NCM811 出货量环球居首。2017 年容百科技成为首家在动力电池上大规模利用 NCM811 材料的企业,2020 年容百科技高镍正极材料中国市 场霸占率达到 60%,环球高镍电池市占率达 40%,位列环球第一。容百科技在技能上具有上风,推进一体 化布局,产能利用率和先驱体自供率提升,拥有全自动化的高镍正极材料生产线,技能上风明显。2022 年, 容百科技操持量产含镍量达到 96%的 9 系高镍电池。除在高镍电池领域具有竞争上风以外,容百科技也是 2020 年海内唯一一家三元正极材料产销量超过 2.5 万吨的企业。公司目前三元正极材料产能为 4 万吨,操持到 2023 年底产能达到 25 万吨,2030 年产能方案达到 100 万吨。
4.1.2 磷酸铁锂正极材料:磷酸铁锂电池向中高端车型进军
磷酸铁锂电池(LFP)是在动力电池领域具有广泛分布的运用的一种电池,其正极材料磷酸铁锂紧张由 磷酸铁先驱体和碳酸锂采取固相法或液相法制成,其具有安全性能好,循环寿命长,本钱低廉等优点。紧张 运用于动力电池和储能领域。
磷酸铁锂电池理论比容量低于三元锂电池,但三元锂电池须要繁芜的电池管理系统,结合最前辈的 CTP 技能,在制成电池包往后二者能量密度差异较小。根据工信部 2021 年发布的第三批新能源车型目录,搭载 磷酸铁锂电池的新能源汽车,均匀模组能量密度为 151.3Wh/kg,搭载三元材料的新能源汽车,均匀模组能 量密度为 164.7Wh/kg。其次是磷酸铁锂电池拥有更加低廉的价格。续航 400km 以上的磷酸铁锂电池其本钱 会比相同续航的三元锂电池低 7000 元以上。末了一点是磷酸铁锂电池具有更高的利用寿命。磷酸铁锂电池 充放电次数普遍可以超过 4000 次,而普通的三元锂电池充放电次数仅为 1000-2000 次。
我国磷酸铁锂动力电池装机量 2019 年、2020 年和 2021 年 1-6 月市场占比分别为 4%、15%和 30%, 市场占频年夜幅增加,且装机量在 2021 年后半年超过三元锂电池装机量。2020 年磷酸铁锂正极材料出货量已 经达到 12.4 万吨,同比增长 40.9%,随着海内越来越多的热门车型,例如磷酸铁锂版特斯拉 Model3、比亚 迪汉和五菱宏光 EVmini 的上市,市场对付磷酸铁锂的需求未来进一步上升。
磷酸铁锂的生产紧张经历从磷矿石到磷酸,磷酸到磷酸铁以及磷酸铁到磷酸铁锂三个环节。技能路径相 对成熟,传统磷化工企业在布局磷酸铁锂时具有一定上风。目前海内上市公司中,湖南裕能和德方纳米是磷 酸铁锂正极材料的紧张供应商。
在海内紧张胜场磷酸铁锂正极材料的厂商中,德方纳米是生产磷酸铁锂龙头,采取“液相法”生产磷酸 铁锂正极材料。“液相法”最大的特点是反应过程中加入了溶剂,因此具有稠浊均匀、产品同等性好、质量 相对较好的优点,但反应过程哀求较高,生产设备较为繁芜。“液相法”采取硝酸铁作为铁源,磷酸二氨作 为磷源,比较较“固相法”所利用的磷酸铁,“液相法”更具有本钱上风。在加热过程中,“液相法”能耗相 对较低,进一步降落生产本钱,“液相法”比较于“固相法”会产生 3000 元/吨的本钱上风。2020 年底德方 纳米拥有产能 38580 吨、2021 年底产能将达到 12 万吨、2023 年方案产能将达到 35 万吨,产能扩大 10 倍 以上。
湖南裕能在 2020 年海内磷酸铁锂正极材料领域的市场霸占率为 15%,位居国行家业第二名。湖南裕能 已经成为宁德时期、比亚迪、亿纬锂能、蜂巢能源、赣锋锂业、远景动力等浩瀚锂电池企业的供应商。湖南 裕能在三元干系技能领域有较多技能储备,磷酸铁锂生产紧张因此固相法为主。磷酸铁锂是公司的核心业 务,收入占比超过 95%,2020 年与磷酸铁锂有关的业务收入达到 9.27 亿元。2019、2020 年和 2021 年 1-3 月,公司磷酸铁锂业务毛利率分别为 25.36%、16.18%和 21.57%;同期间竞争对手德方纳米磷酸铁锂业务毛 利率则分别为 21.1%、10.18%和 17.4%。但是存不才游客户集中度过高的问题,宁德时期和比亚迪合计发卖 收入占比达到 90%
4.2 负极材料:石墨负极材料家当龙头企业上风明显
动力电池用负极材料可以被分为碳系负极材料和非碳系负极材料。碳系负极材料详细可分为石墨、硬 碳、软碳和石墨烯等负极材料,个中石墨材料可进一步分为天然石墨、人造石墨和中间相碳微球。非碳系负 极材料包括钛基材料、硅基材料、锡基材料、氮化物和金属锂等。 早期锂离子电池负极材料紧张为锂金属,但由于一贯无法办理锂金属枝晶的问题,枝晶会刺破隔膜或电 芯外壳,造成电解液透露,存在很大的安全隐患,现如今大规模利用的负极材料仅有石墨类碳材料和 LTO,还有其他负极材料包括 Si,Sn 等合金负材料。
正极材料和负极材料的选用是影响动力电池能量密度和利用 寿命的一个非常找那个要的成分。负极材料在动力电池本钱构成中的占比约为 10%~15%。人造石墨是中国 负极材料的紧张增长点,占全体负极市场的 80%,2020 年海内锂电池人造石墨负极材料的 CR4 为 71%。
人造石墨以石油焦、针状焦为主材,经破碎、整形、造粒以及石墨化往后形成的石墨负极产品,人造石 墨循环寿命上风突出,天然石墨循环寿命一样平常在千次以内,人造石墨可以达到 2000 次,而且人造石墨倍率 性能好,体积膨胀小,高低温性能有益;天然石墨价格上风突出,省去了石墨化工艺流程,能量密度高,但 和电解液相溶性较差,续航寿命短;复合石墨因此天然石墨为主材,通过表面改性、石墨化、炭化包覆或与 不同人造石墨进行复合搭配往后形成的石墨负极产品,其性能可以兼顾人造石墨和天然石墨的优点。
随着碳达峰和碳中和政策的实行,以及新能源汽车未来渗透率不断提升和风电光伏电站装机事情的推 进所导致的储能电池需求的提升,负极材料需求在未来会快速增长,行业未来空间广阔。在近几个月磷酸铁 锂正极材料动力电池的装机量首次超越三元锂正极材料动力电池的装机量,而磷酸铁锂动力电池对负极材 料的需求大于三元锂电池。在未来随着磷酸铁锂正极材料技能进步以及新能源汽车逐渐进入下沉市场,负 极材料行业将逐步形成规模效应,未来将有较大的成长空间。(报告来源:未来智库)
贝特瑞是环球最大的锂电负级材料龙头,主营天然石墨,布局百口当链,较其他品牌有明显领先上风。自 2013 年以来,贝特瑞负极材料出货量连续 8 年环球第一,负极材料市占率行业第一,达到 21.8%。在人 造石墨方面,公司出货量占比由 2017 年的 26.6%提升至 2020 年的 46.7%。截止到 2021 年 6 月,贝特瑞拥 有负极材料产能为 15 万吨,个中硅负极产能为 0.3 万吨,在建、方案产能达到 31.5 万吨。同时,贝特瑞产 品远销外洋,下贱客户包括松下,三星 SDI,LG 等国际电池巨子,2020 年贝特瑞外洋发卖收入占比达到 40%。
杉杉股份是海内唯一一家业务覆盖动力电池正极材料、负极材料和电解液的企业。2020 年,杉杉股份 负极材料出货量达到 12 万吨,位居行业第三。其余,正极材料产能为 6 万吨,电解液产能为 4 万吨。杉杉 股份在 2021 年上半年归母净利润 8.77 亿元,已经超过 2019、2020 年整年归母净利润。杉杉股份在 2021 年 采取瘦身计策,剥离公司次要业务,将公司紧张精力集中在锂离子电池材料方面。2021 年杉杉股份对外投 资额超过 150 亿元,个顶用 80 亿元在内蒙古建立产能 20 万吨锂离子电池负极材料一体化生产基地。杉杉 股份 2020 年外洋客户销量为 53%,客户构造进一步改进,公司产品逐步进入环球主流动力电池供应链中。
4.3 电解液:随新能源汽车发展需求量进一步开释
动力电池电解液是电池中离子传输的载体。电解液一样平常由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐和必要的添 加剂构成,在锂电池正负极之间起到传导离子的浸染。在一定条件下,按照一定比例配置后可使得锂离子电 池得到高电压、高比能等优点。电解液本钱约占全体动力电池生产的 10%~15%。而个中电解质又占电解液 本钱的 50%。根据 Bloomberg 预测,到 2025 年环球锂电池需求量将达到 1200GWh,对应动力电池电解液 需求量约为 132 万吨。从海内来看,估量到 2025 年电解液总体出货量可达 86.5 万吨,年均增长速率约为 31.7%,其总体市场规模将达到约 200 亿元。
4.3.1 电解质锂盐
解质锂盐决定了电解液的基本理化性能,是电解液身分中对锂离子电池特性影响最主要的部分。根据性 能不同,锂盐可以采取单一锂盐、稠浊锂盐或者把另一种锂盐作为添加剂。 锂电池电解质锂盐市场最核心原材料为六氟磷酸锂。六氟磷酸锂具有良好的离子迁移数和解离常数, 较高的电导率和电化学稳定性,以及较好的抗氧化性能和铝箔钝化能力且与正极材料反应。但考虑到电池 本钱、安全性能等成分,六氟磷酸锂是目前商业化运用最广泛的锂电池溶质。按照每吨电解液配比 0.12 吨 六氟磷酸锂打算,估量 2025 年环球六氟磷酸锂需求量约为 16.5 万吨。
六氟磷酸锂在 2018 年、2019 年间价格一贯处于较低水平,导致许多产能退出市场,但自 2020 年 9 月 起价格开始大幅增加,截止到 2021 年 9 月价格已经达到 445000 元/吨;而另一种电解液紧张类型磷酸铁锂 电解液价格也已经达到 99000 元/吨。近年来各国大力实行新能源汽车的发展,新能源家当规复速率迅猛, 自 2020 年 9 月以来家当链高下游需求明显提升。由于六氟磷酸锂市场在 2020 年之前涌现供过于求局势, 很多企业选择停息生产,难以知足溘然涌现的需求增加局势,产能难以快速规复,六氟磷酸锂市场需求和 价格极大增加。欧洲市场对新能源汽车订单数量的增加进一步扩大六氟磷酸锂的需求缺口。
4.3.2 溶剂
溶剂占到电解液本钱的 30%旁边。溶剂以利用碳酸酯类溶剂为主,包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸 甲乙酯、碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯等。个中链状碳酸酯类(DMC、DEC、EMC)粘度低、电化学稳定性好、可以提升电解液的低温性能。环状碳酸酯类(EC、PC)介电常数高、离子电导率高、在负板表面形成稳定 的 SEI 膜,产生的粘度也比较大。目前、碳酸二甲酯(DMC)作为溶剂中最常见的品种被广泛运用,但随 着电解液性能哀求的提升,单一溶剂已经难以知足电解液的哀求,未来将逐步向稠浊溶剂体系转型,通过高 介电常数和低粘度的溶剂实现性能提升。各种溶剂的需求量估量均会有所增长。
4.3.3 电解液添加剂
添加剂只管在动力电池电解液中质量占比很小,但能在基本不改变生产本钱和生产工艺的情形下显著 改进锂电池的各项性能。目前主流的电解液添加剂包括碳酸亚乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)和双 草酸硼酸锂(LiBOB)等。
4.4 隔膜:干法隔膜和湿法隔膜两条赛道长期并存
隔膜是锂电子构造中的关键内层组件之一,隔膜决定了电池的界面构造、内阻等,并直接影响了电池的性能。隔膜是一张多孔薄膜,紧张是将正极负极分开,避免其直接打仗导致短路,但可以做到锂离子、钠离 子自由通过,提高锂离子电池的综合性能。隔膜在电池本钱中的占比约为 8%-10%,毛利率可达 50%-60%, 是四大紧张材料中毛利率最高的产品。2020 年环球出货量为 62.8 亿平方米,同比增长 21.5%,个中我国出 货量为 38.7 亿平方米,同比增长 29.9%。根据中材科技公司公告预测,2025 年环球动力电池隔膜需求将超 过 140 亿平米。
锂离子电池隔膜是电池各构件中最晚实现国产化的内部组件,但最近几年经由持续不断的发展,性能逐 步提升,国产化率稳步增加,2013 年-2020 年,我国锂电池隔膜国产化比例从 40%上升至 93%。2021 年上 半年,锂电池隔膜出货量为 34.5 亿平方米,同比增长 202%。根据工艺的差异,锂电池隔膜紧张分为干法隔 膜和湿法隔膜两种。干法隔膜紧张依赖吹膜+单向拉伸、铸片+单向拉伸以及双向拉伸,干法技能工艺大略、 设备本钱较低,紧张用于聚丙烯(PP)隔膜的制造,紧张运用于动力型磷酸铁锂电池中。湿法隔膜利用石蜡 油与 PE 稠浊占位造孔,在拉伸工艺后须要用溶剂萃取移除,紧张用于聚乙烯(PE)隔膜的制造,在三元锂 电池中的运用更为广泛。湿法隔膜出货量在 2020 年已经达到 27.2 亿平方米,出货量占比由 2015 年的 29.27% 增长到 2020 年的 70.28%,湿法隔膜逐渐成为市场主角。不过随着磷酸铁锂电池装机量的提升,市场对付 干法隔膜的需求较前几年显著增加。
目前行业紧张技能路径为磷酸铁锂和低端三元锂电池多利用干法隔膜;高端三元锂电池多利用湿法隔 膜,未来干法和湿法隔膜将长期并存。在可以预见的未来,磷酸铁锂电池仍具有很强的产品竞争力,但仍看 好高镍三元锂电池的高速增长,对湿法隔膜的需求也会大幅增加,因此,本文的紧张不雅观点是对付隔膜行业, 湿法隔膜具有很强的发展潜力,建议关注在湿法隔膜技能路径中具有竞争上风的企业。
隔膜在锂电池开拓的初期紧张运用在小型电池、数码 3C 等一些对能量密度哀求较低、无需大规模充放 电的电池,因此利用干法隔膜较为适用。而锂离子动力电池在大功率充放电和安全性方面对隔膜的各项指 标提出了更高的哀求,锂电池隔膜的紧张材料因此由聚烯烃类材料向多种材料、复合股料的方向发展,构造 也从大略构造向繁芜构造转变。
4.5 动力电池构造件:中国企业选择方形电池,日韩企业选择圆柱和软包
动力锂离子电池的封装按照技能路线的不同,紧张有方形,圆柱和软包三种形状。三种形状对应的构造 件为方形构造件、圆柱构造件和铝塑膜。而锂电池精密构造件是锂电池主要组成部分,对锂电池的安全性、 密闭性、能源利用效率都具有直接影响,锂离子电池精密构造件制造业属于多技能交叉,工艺品质高、设备 投入高的技能密集型高科技家当。
动力电池精密构造件紧张包括电芯外壳顶盖、钢/铝外壳,正负极软连接和电池软连接排等,是电池封 装的主要材料。紧张用于电池传输能量、承载电解液、保护安全性、固定支撑电池等浸染,并根据环境不同, 具备可连接性、抗震性、散热性、防堕落性、防滋扰性、抗静电性等特点。由于新能源汽车须要的是大功率 电能,因此在实际利用过程中,每每利用上百个电芯串、并联担保能量供应。单个动力锂电池构造件的市场 价格是传统便携式锂电池构造件的几十乃至上百倍。
海内市场生产的构造件产品已经超过海内市场需求,未来会有越来越多的构造件产品选择出海,环球动 力电池需求量的快速增加构造件未来的发展潜力。海内构造件市场中,方形构造电池霸占市场绝对上风,市 场霸占率为 85%,是软包电池的 10 倍,圆柱形电池的 13 倍。磷酸铁锂电池的装机量中,方形铝壳电池占 92.4%;而海内最大的 5 家生产三元锂电池的企业当中,仅孚能科技一家技能路线采取软包技能,其他几家 均以方形铝壳的技能路线为主。
目前方形封装壳体电池能量密度最高可以达到 238Wh/kg。只管事理上讲,圆柱和软包的电芯能量密度 比较较方形电芯的能量密度分别高 20Wh/kg 和 40Wh/kg,而组成电池包往后,由于软包和圆柱的组成效率 低,理论上三种形状电池的能量密度并无太大差异。然而在实际组成电池组往后,大部分软包电芯能量密度 为 200Wh/kg-210Wh/kg,圆柱电芯能量密度为 200-215Wh/kg,均掉队于方形电芯的能量密度。
科达利是方形电池精密构造件紧张供应商,2021 年前三季度估量归属于上市公司股东净利润 3.6-3.8 亿 元,同比增长 270%-286%,个中第三季度净利润为 1.6-1.8 亿元,同比增长 183%-214%。受益于环球性能源 汽车需求量的增加和公司对动力电池构造件的需求提升,公司精密构造件订单量持续增加。近年来科达利 专注于锂电池构造件业务,市场霸占率超过 50%。科达利紧张互助客户包括 CATL、中航锂电、亿纬锂能等 海内客户以及 LG、松下、特斯拉等国外客户。科达利客户构造在逐渐优化,第一大客户业务收入比重由 2019 年的 58.51%低落到 2020 年的 75.86%,前五大客户业务收入比重由 2019 年的 83.11%低落到 2020 年的 75.85%。目前科达利已经在海内的华东、华南、东北、西北、西南等电池行业重点区域布局了 8 个动力电池 精密构造件生产基地,以及欧洲的德国、瑞典、匈牙利 3 个动力电池精密构造件生产基地,2022 年产能将 陆续开释。外洋市场估量在 2022 年开始显著贡献收入,增量明显。
4.6 动力电池家当链中游壁垒剖析
动力电池家当链中游存在客户认证壁垒和技能壁垒。动力电池家当链中游在行业发展初期涌现“百花 齐放”局势,多种部件和多种技能路径并存,许多中小厂商尚能得到客户订单。但今年来随着技能进步和消 费者对付电池安全性、能量密度哀求的提升,技能路线涌现逐渐统一的趋势。头部企业已经在开拓高镍征集 材料、硅负极材料和固态电解质等新一代动力电池材料,这些都哀求永劫光的技能积累和试错本钱。对付缺 少核心领先技能的企业,市场中的技能壁垒愈来愈高。
同时,动力电池安全性能一贯是消费者关注的重点。头部企业布局家其时光长,产品得到充分安全验 证,深受消费者相信。下贱动力电池厂商一样平常不会轻易改换中游动力电池材料供应商,且中游供应商多与下 游厂商深度绑定,依据下贱客户需求生产定制产品,供应商可替代性较差,市场地位稳定。对付新进入者来 说,如何得到市场订单是最关键问题之一,市场客户认证壁垒明显。
五、动力电池下贱剖析
5.1 中国海内紧张锂离子动力电池生产厂商情形
5.1.1 宁德时期:环球行业龙头,地位不可撼动
宁德时期是动力电池及储能电池领域当之无愧的行业龙头,在技能、产能和客户构造等方面上风巨大, 地位无人撼动。宁德时期是环球领先的锂离子电池供应商,专注于新能源汽车动力电池系统、储能系统的研 发与发卖,致力于供应新能源运用的办理方案。2020 年工信部公布的 6800 余款注册的新能源车型,个中使 用宁德时期配套动力电池有 3400 余款车型,占比达到 50%,是配套车型最多的汽车厂商。宁德时期凭借出 色的电池创新技能和过硬技能实力收成浩瀚海内外订单,客户构造合理;同时积极布局家当链上游,通过收 购、合伙互助和技能互助等办法与供应商建立紧密联系,既担保了未来产能供应,有降落了生产本钱;公司 动力电池各紧张产品性能行业领先,同时在金属锂电池、全固态电池和钠离子电池等下一代电池的研发上 走在前列。
技能
2020 年宁德时期研发投入占业务收入的比例由 2019 年的 6.53%,上升到 2020 年的 7.09%。宁德时期 通过大量研发投入,从上至下覆盖全体家当链的研发体系,以及力争在各个环节节制核心技能,在一些技能 上较其他企业具有明显上风。 在新型动力电池方面,宁德时期在 7 月 29 日发布第一代钠离子电池,电芯能量密度达到 160WH/kg; 具备快充能力;在-20℃的低温环境下放电效率无明显衰减;系统集成效率高;热稳定性也远超国家标准。
钠离子电池的推出可以有效缓解海内锂资源不敷,过于依赖入口的问题,同时可以降落生产本钱。目前 钠离子还处于能量密度较低阶段,但宁德时期表示下一代钠离子电池的能量密度可以达到 200Wh/kg。钠离 子资源在地壳中的丰度为 2.75%,而锂离子资源的地壳丰度仅为 0.0065%。钠离子资源的分布较为广泛,我 国有丰富的钠资源储备,钠资源价格相对较为低廉。钠离子电池的正负极材料均为铝箔,比较较锂离子电池 正极所须要的铜箔,铝箔更便宜且更耐用。综合来看,钠离子电池的材料成本相比于锂离子电池的材料本钱 降落 30%~40%。在钠离子电池规模化往后,钠的储量丰富、价格低的上风就可以发挥出来,形成对锂离子 电池的本钱上风。
由于钠离子电池和锂离子电池生产流程类似,电池生产设备和生产工艺可以完美兼容,产线可以进行快 速转换,实现产能布局。目前,宁德时期已经启动钠离子电池家当布局,2023 年可以基本形成家当链。钠 离子电池在目前对能量密度哀求不高的场景中具有广阔的运用前景,在技能成熟之后,可以替代磷酸铁锂 电池,在低速动力领域和储能领域有所发挥。
在高镍电池方面,高镍 811 三元锂电池仍旧是三元锂电池未来的必经之路。在 2021 年 4 月举办的上海 车展新发布的近 80 款新能源汽车亮相,个中 43 款中高端车型搭载了高镍车型。作为海内少数几家能大批 量生产高镍动力电池的厂商,宁德时期宣告开拓出永久不动怒的 811 电池,通过开拓出高稳定性正极材料 和高安全电解液提高电池耐高温边界;设计了防止内短路电极并优化了电池包强度;提高了电池热管理监 控能力并提升阻挡热扩散能力。
发展性剖析
宁德时期的发展性紧张源于其在动力电池行业的稳固地位和新能源汽车需求量的强势增加。 在行业发展方面,2020 年环球新能源汽车发卖量为 324 万辆,估量 2030 年新能源汽车销量将达到 3000 万辆,2025 年新能源汽车渗透率将达到 25%。 在方案产能方面,宁德时期方案到 2025 年,产能达到 592GWh,比 2020 年现有 118GWh 产能扩大 4 倍。合伙公司 2025 年方案产能为 150GWh,合计产能将达到 750GWh。而与争夺环球动力电池出货量第一 的 LG 新能源,2025 年估量方案产能仅为 430GWh,宁德时期将连续保持市占率第一位置并拉开与 LG 新能 源之间的差距。
在客户构造方面,宁德时期客户构造将更加优化。2021 年前 3 季度,宁德时期前三大客户分别为特斯 拉、蔚来汽车和小鹏,合计占比 37.6%。深度绑定新能源汽车领先品牌和造车新势力,公司在 ToC 端上风明 显。 在研发方面,宁德时期 2021 年前三季度研发用度 55.9 亿元,领先于 LG 化学的电池板块研发投入。目 前已经在 CTP 技能、高镍电池技能和钠离子电池技能上涌现领先,同时在研发无钴正极、硅负极、新型电 解液、固态电池、构造设计和智能制造等方面技能上风明显,宁德时期产品技能上风将连续保持。(报告来源:未来智库)
5.1.2 比亚迪:环球唯一自主生产电池整车企业,电池积极寻求外供
比亚迪集团业务超过汽车、IT、新能源三大领域,建立百口当链,逐渐发展为中国自主品牌汽车领军 厂商和环球新能源汽车家当的领跑者之一。比亚迪拥有环球领先的电池、电机、电控及整车核心技能,以及环球创始的双模技能和双向逆变技能,此外,集团在动力电池领域建立起环球领先的技能上风和本钱上风, 并通过动力电池产能的快速扩展建立起领先的规模上风。公司紧张经营包括新能源汽车和传统燃油车在内 的汽车业务,手机部件及组装业务,二次充电电池及光伏业务,三大业务占比亚迪总收入的比例分别为 53.46%,38.34%和 7.72%。
技能
比亚迪是环球唯一一家实现动力电池完备自主配套的车企,动力电池装机量位居全国第二,环球第四; 同时也是市场中少有的节制电池、电芯、电机等关键生产技能的公司。公司目前在动力电池领域具有技能领 先的无疑是刀片电池技能和 DM-i 超级混动系统。三元锂电池上风在 2018-2019 年期间十分明显的期间,比 亚迪仍深耕磷酸铁锂电池技能路线,在磷酸铁锂电池技能上有明显上风。比亚迪相继推出刀片电池和 DMI 超级混动两大技能,刀片电池紧张担保了新能源汽车安全性和动力的需求,而通过 DMI 超级混动提出了新 能源车代替燃油车的办理方案。
比亚迪拥有前辈的制造工艺,通过严苛的工序将正极、负极、模切裁断成单片,在隔膜中按照设定的层 数叠成极芯,并通过热压将极片与隔膜固定。极片长度约为 1000mm,条状的正负极片可以像一个个刀片一 样有序被插入到折叠隔膜当中,紧密排布,进一步压缩空间,提升能量密度。在高效利用电池组空间往后, 电池包体积比能量密度由从前的 251Wh/L 提升到了 332Wh/L,在系统能量密度方面和三元锂电池相差无几。
DM-i 超级混动技能:2021 年 1 月 11 日,比亚迪 DM-i 超级混动正式发布。DM-i 超级混动以超大安全 容量的电池和高性能大功率扁线电机为设计根本,紧张依赖大功率电机进行驱动,汽油发动机紧张功能是 在高效转速区发电,应时直驱,改变了传统混动紧张依赖发动机,以油为主的设计架构,大幅降落油耗。 DM-i 超级混动的系统架构紧张包括:EHS 电混系统、DM-i 超级混动专用功率型动力电池、混插专用高效 发电机。
EHS 电混系统紧张卖力混动车型上的动力折衷和分配,拥有双电控+双电机的集成化设计,体积和重量 较第一代减少了 30%,但最高转速达到 16000r/min,峰值功率达到 160kW。同时合营油冷技能增强散热, 使电机功率密度达到 44.3kW/L。通过 IGBT4.0 技能,电控效率将达到 98.5%,通过对发动机,发电机和驱 动电机功率的智能分配,保障 DM-i 混动系统处于高校区间事情。根据行驶速率不同,EHS 电混系统则会采 用纯电动模式或 HEV 串联并联模式,兼顾经济与动力,进一步降落本钱。
DM-i 超级混动系统架构的核心部件全部采取比亚迪自主研制的产品,同时比亚迪自主研发的 SoC 很好 的会掌握车辆一贯在高效区间内运动,发动机 38%以上高效区间事情占比高达 70%,整套动力系统优先用 电,追求极致效率,实现超低油耗。而全体 DM-i 混动系统利用的是专用功率型刀片电池,可以更好平衡发 动机效率,采取 DM-i 架构的新能源车型其 NEDC 亏电油耗仅为每百公里 3.8 升。
发展性剖析
比亚迪通过多车型、多技能路线和多价格区间全方位布局担保未来发展。 在产品方面,比亚迪紧张车型销量数据亮眼。在特斯拉 Model3 尚未大规模交付之前,比亚迪新能源汽 车出货量连续多年环球第一,在新能源汽车研发和发卖上具有深厚的历史秘闻。比亚迪“汉”作为旗舰车型 已经连续 7 个月销量环比增长,连续多个月销量破万。比亚迪和特斯拉已经成为新能源汽车发卖第一梯队, 同时比亚迪积极操持推出高端车型,进军高端汽车市场,产品发卖未来可期。未来比亚迪进一步完善产品矩 阵,通过“王朝系列”和“海洋系列”实现多种车辆种类,多种技能路线和多种车型价格全方位覆盖。
5.1.3 中航锂电(中创新航):环球 Pre-IPO 阶段最大动力电池生产企业,未来可 期
中航锂电成立于 2007 年,是专门从事锂离子动力电池、电池管理系统、储能电池及干系集成产品和锂 电池材料研制、生产、发卖和市场运用开拓的企业。2021 年年中,中航锂电海内动力电池装机量超过 LG 化 学,市场份额升至行业第三。2020 年中航锂电业务收入 26.7 亿元,净利润为 1.3 亿元,公司总资产为 187 亿元。中航锂电目前仍处在 Pre-IPO 阶段,更名为“中创新航”,将军品业务和民品业务独立运营,为上市 做准备。中航锂电在环球 Top10 动力电池企业中增速第一,三元方形动力电池装机量环球前三,动力电池 装机量全国前三,发展前景较好。但间隔国行家业巨子宁德时期、比亚迪,以及国外龙头企业 LG 新能源、 松下有不小差距。
技能
中航锂电的产品中最具有技能上风的产品为 One-Stop Battery。该产品具有高度集成、极简、高安全、 高可靠性四大特点。利用该技能的产品,三元锂电池系统电信能量密度为 300Wh/kg,电池包能量密度 240Wh/kg,续航里程可以达到 1000km;磷酸铁锂电池系统电芯能量密度为 200Wh/kg,电池包能量密度 160Wh/kg,续航里程达到 700km。
发展性剖析
作为动力电池行业二线龙头,中航锂电未来产能增速远大于一线品牌。 在产能方面,2021 年中航锂电前三季度动力电池装机量为 5.81GWh,2025 年方案产能超过 500GWh, 而同期宁德时期仅为 582GWh,与宁德时期差距大幅缩小。同时目前公司落地签约产能达到 250GWh,仅次 于宁德时期和 LG。此外,中航锂电是环球第一个方案产能超过 1TWh 的企业,背靠中航工业,中航锂电在 产能扩展和产品研发投入上底气十足。
5.2 动力电池家当链下贱壁垒剖析
动力电池家当链下贱紧张存在的壁垒是客户认证壁垒、技能壁垒和资金壁垒。动力电池家当链下贱生 产动力电池组直接供应给整车企业,整车企业对付续航里程、循环次数、安全性能等关键指标具有严格要 求,动力电池下贱生产厂商需经由层层验证,多次实验测试才能终极成为整车企业动力电池供应商。作为新 能源汽车的“心脏”,动力电池的表现直接关系到整车企业的市场形象和消费者口碑,全体验证周期长,投 入资金大,整车企业一样平常不会轻易改换电池供应商,得到市场验证的下贱企业只会“强者更强”,获取更多 订单,而新进入者获取订单较为困难。
动力电池下贱家当每每在产能,技能上具有明显上风,同时电池组的成组工艺,电池内部构造设计和 BMS 系统设计等核心技能具有较高的技能壁垒,每年龙头企业的研发投入巨大,对付短缺技能积累的企业 很不友好。 动力电池下贱产线资金投入巨大,根据 GGII 的调研,生产 1GWh 动力电池最少须要投入 3.6 亿元。动 力电池行业属于资金密集型行业,前期投入巨大,具有较高的资金壁垒。
六、投资剖析
动力电池家当链行业壁垒高,马太效应明显,最关键的衡量标准是产能和技能。个中部分环节受到未来 发展方向不愿定性的影响,可能会产生重大不利影响,因此重点关注其在行业具有稳固地位同时未来发展 潜力明确的企业。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需利用干系信息,请参阅报告原文。)
精选报告来源:【未来智库】。未来智库 - 官方网站
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