鉅大LARGE | 點擊量:1013次 | 2020年04月20日
動力鋰電池產(chǎn)業(yè):全球化供應(yīng)新時代開啟,技術(shù)進步驅(qū)動產(chǎn)業(yè)發(fā)展
動力鋰離子電池是新能源汽車重要部件,政策驅(qū)動下高速成長
動力鋰離子電池是專門用于新能源汽車的電池,目前主流動力鋰離子電池是鋰離子電池,而其中三元鋰離子電池以6-7成的份額在動力鋰離子電池領(lǐng)域占據(jù)主導地位。在國內(nèi)的補貼政策支持下,新能源汽車銷量猛增,2013年至2019年我國新能源汽車年銷量上升了68.52倍。而動力鋰離子電池是新能源汽車不可或缺的組成部分,并且對新能源汽車的續(xù)航里程、整車壽命、安全性等關(guān)鍵指標具有重要影響。同時,動力鋰離子電池在新能源汽車整車成本中占比接近40%,是新能源汽車成本占比最大的部分。新能源汽車的上升帶動了動力鋰離子電池需求上升,同期動力鋰離子電池年裝機量上升了89.11倍。
動力鋰離子電池在產(chǎn)業(yè)鏈中議價能力較強,產(chǎn)業(yè)集群特點明顯
動力鋰離子電池的上游是四大鋰電材料等環(huán)節(jié),下游是新能源汽車。上游四大鋰電材料包括正極材料、負極材料、隔膜、電解液,各個環(huán)節(jié)呈現(xiàn)不相同的特點。正極材料對動力鋰離子電池多方面性能有很強的決定性用途,隔膜材料是四大材料中毛利率最高的環(huán)節(jié),負極材料環(huán)節(jié)盈利水平和行業(yè)格局較為穩(wěn)定,電解液環(huán)節(jié)周期屬性較為明顯。而動力鋰離子電池環(huán)節(jié)呈現(xiàn)產(chǎn)業(yè)格局較為聚集的特點,2019年全球動力鋰離子電池出貨量Top10公司均為中日韓公司,并且上游配套產(chǎn)業(yè)鏈也基本集中在中日韓地區(qū)。從產(chǎn)業(yè)鏈議價能力看,對上游和下游而言,動力鋰離子電池均處于相對較為強勢地位,盈利能力較強。下游新能源汽車處于成長期,未來成長空間巨大,將帶動動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)需求上升。
動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)進入全球化發(fā)展新階段,緊抓海外產(chǎn)業(yè)鏈機遇
隨著歐洲最新交通減排法案的執(zhí)行和國內(nèi)動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)政策的放開,新能源汽車和動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)即將迎來全球化發(fā)展的浪潮。海外市場將以更高的速度上升,國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈公司有望抓住機遇進入海外新能源汽車和動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)供應(yīng)體系。我們認為,重要有兩條主線值得關(guān)注。第一,海外車企發(fā)力電動化,國內(nèi)優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商有望直接或者間接進入其供應(yīng)體系;第二,海外動力鋰離子電池在國內(nèi)新建產(chǎn)量,有望開啟本土化采購。
動力鋰離子電池技術(shù)進步需求強烈,創(chuàng)新將驅(qū)動產(chǎn)業(yè)再次發(fā)展
我們認為,動力鋰離子電池技術(shù)進步將提升動力鋰離子電池性能,提高新能源汽車消費意愿,從而推動動力鋰離子電池需求再上升。動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步與創(chuàng)新重要包括底層材料技術(shù)的進步與動力鋰離子電池結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新兩個維度。底層材料技術(shù)進步有銅箔輕薄化發(fā)展、三元高鎳與富鋰錳基正極材料推進、硅碳負極產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用、隔膜涂覆材料的創(chuàng)新等方向;動力鋰離子電池的創(chuàng)新重要是固態(tài)電池的商業(yè)化推進和去模組化的CTP技術(shù)。
投資策略:如海外市場發(fā)展順利,已進入海外新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的電池及材料供應(yīng)商有望受益,如寧德時代、比亞迪、恩捷股份、星源材質(zhì)、容百科技、璞泰來等。
風險提示:COVID-19疫情全球擴散情況及對社會經(jīng)濟活動的影響或偏離預(yù)期;行業(yè)政策或出現(xiàn)重大變化;新能源汽車市場發(fā)展或不及預(yù)期;技術(shù)進步或不及預(yù)期;上市公司相關(guān)業(yè)務(wù)發(fā)展或低預(yù)期。
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動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè):政策驅(qū)動下高速成長的新興產(chǎn)業(yè)
1.1動力鋰離子電池是新能源汽車重要組成部分
動力鋰離子電池是指專用于新能源汽車上的電池,是新能源汽車出現(xiàn)之后的專有名詞,與消費電子電池、儲能電池共同組成了電池的三大應(yīng)用領(lǐng)域。按照電池的種類分,有鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池、固態(tài)電池等。鋰離子電池天然具有能量密度高、占地小、長循環(huán)壽命等有點,是目前最重要的動力鋰離子電池品類。電池的分類和應(yīng)用領(lǐng)域如表1所示。
鋰離子動力鋰離子電池作為應(yīng)用最廣泛的動力鋰離子電池,一般根據(jù)正極材料的不同又分為三元鋰離子動力鋰離子電池、磷酸鐵鋰鋰離子動力鋰離子電池、錳酸鋰鋰離子動力鋰離子電池等。其中以磷酸鐵鋰作為正極材料的電池充放電循環(huán)壽命長,但其缺點是能量密度、高低溫性能、充放電倍率特性方面有一定不足,且生產(chǎn)成本較高;錳酸鋰離子電池能量密度低、高溫下的循環(huán)穩(wěn)定性和存儲性能較差;而三元鋰離子動力鋰離子電池因具有綜合性能和成本的雙重優(yōu)勢,逐漸被行業(yè)所關(guān)注和認同,超越磷酸鐵鋰鋰離子電池和錳酸鋰鋰離子電池成為主流的技術(shù)路線。2019年國內(nèi)動力鋰離子電池市場裝機量結(jié)構(gòu)如圖1所示。
動力鋰離子電池是新能源汽車重要零部件之一,對新能源汽車的續(xù)航里程、整車壽命、安全性等關(guān)鍵指標具有重要影響。動力鋰離子電池在新能源汽車整車成本中占比接近40%,是新能源汽車成本占比最大的部分。如圖3所示。
1.2政策支持下,動力鋰離子電池需求隨新能源汽車銷量快速上升
動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)隨著新能源汽車市場快速發(fā)展而不斷壯大。據(jù)我國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù),2013年至2019年我國新能源汽車年銷量上升了68.52倍,而我國儲能網(wǎng)、新產(chǎn)業(yè)智庫等多方數(shù)據(jù)顯示,作為重要配套零件的動力鋰離子電池年裝機量在上述期間上升了89.11倍。如圖4、圖5所示。
動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)從無到有,從野蠻擴張到有序發(fā)展,離不開政策的支持、引導與規(guī)范。尤其是在早期起步階段,補貼政策是吸引公司進入的關(guān)鍵因素。一方面,補貼政策的刺激使得動力鋰離子電池的需求逐步提升,產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大;另一方面,動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)內(nèi)的政策驅(qū)動行業(yè)向規(guī)范化的方向發(fā)展。2001年以來動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)政策如表2所示。
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動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈地位強勢,產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)明顯
動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈是新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈上的一部分,整個產(chǎn)業(yè)鏈較長,上游可追溯到鋰、鈷、鎳等礦產(chǎn)資源端,中游是四大鋰電材料及其他輔助材料,動力鋰離子電池的下游是新能源汽車,整車之后是下游運營與服務(wù)等環(huán)節(jié)。動力鋰離子電池上下游及重要產(chǎn)業(yè)鏈概況如圖6所示。
2.1電池材料:四大材料行業(yè)呈現(xiàn)不同特點
動力鋰離子電池性能與正極、負極、隔膜、電解液四大鋰電材料關(guān)系密切,各環(huán)節(jié)特點各不相同。
2.1.1正極材料:決定動力鋰離子電池性能,競爭格局分散
2017年國家發(fā)改委、工信部和科技部聯(lián)合公布《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》,提出:到2020年,動力鋰離子電池單體比能量達到300Wh/kg以上,力爭實現(xiàn)350Wh/kg,系統(tǒng)比能量力爭達到260Wh/kg。到2025年,動力鋰離子電池系統(tǒng)比能量達到350Wh/kg。這樣的動力鋰離子電池單體能量密度目標有關(guān)磷酸鐵鋰離子電池而言幾乎是不可能達到的。因此,這也被看作高層對具有能量密度優(yōu)勢的三元鋰離子電池的支持,此后使用三元正極材料的三元動力鋰離子電池逐漸成為主流,中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示2019年國內(nèi)動力鋰離子電池裝機中65%是三元鋰離子電池。但是,2019年十二月工信部官網(wǎng)公布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》(征求意見稿)未再提及對動力鋰離子電池能量密度的指引。
不同正極材料的性能和優(yōu)缺點比較如表3所示。
從電池角度測算,據(jù)我國儲能網(wǎng)2020年二月十八日轉(zhuǎn)載蓋世汽車網(wǎng)文章,引用韓國SNEResearch統(tǒng)計數(shù)據(jù),2019年全球動力鋰離子電池出貨116.6GWh,而我國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示,2019年我國裝機62.2GWh,其中40.5GWh是三元,因為海外基本都用三元動力鋰離子電池,所以2019年全球動力鋰離子電池使用三元正極材料的比例大概為80.96%,我國三元正極材料的需求在全球占比大約為42.90%。
我國在較短時間內(nèi)切換至三元技術(shù)路線,并做到三元材料全球需求占比超過40%,快速上升的需求吸引眾多公司入局;同時也因為行業(yè)發(fā)展紅利期,下游客戶結(jié)構(gòu)復雜,存在部分迎合補貼政策的低端車型對正極材料質(zhì)量要求不高,以成本為導向,致使三元正極材料門檻有所降低,技術(shù)不那么領(lǐng)先的公司也可以生存。這在一定程度上導致了國內(nèi)三元正極材料市場較為分散的競爭格局。而海外市場則因為一直走三元技術(shù)路線,并且擁有成熟的化工產(chǎn)業(yè)體系,兼之下游動力鋰離子電池公司對正極材料公司質(zhì)量要求嚴格,因而格局較為集中。
國內(nèi)和國外正極材料行業(yè)競爭格局如圖7和圖8所示。
配套下游電池廠或引起正極材料行業(yè)業(yè)績分化,或帶動行業(yè)產(chǎn)量出清,格局走向集中。2019年國內(nèi)正極材料廠商業(yè)績逐漸出現(xiàn)分化,通過研究發(fā)現(xiàn),客戶結(jié)構(gòu)良好的正極材料廠商具備更好的業(yè)績增速。我們認為,這一趨勢將在未來得以延續(xù)。
短時間磷酸鐵鋰需求或有回暖,短時間看三元正極材料仍將是主流。從工信部公布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》(征求意見稿)未提及能量密度要求、將技術(shù)關(guān)注點轉(zhuǎn)向單車電耗等可以看出,監(jiān)管部門不再鼓勵一味追求高能量密度。同時,面對補貼退坡壓力,具備成本優(yōu)勢的磷酸鐵鋰材料將受到關(guān)注。新能源汽車頭部公司特斯拉已經(jīng)宣布與寧德時代合作采購無鈷電池,路透社等媒體援引消息人士觀點,無鈷電池是磷酸鐵鋰離子電池。因此短時間看,磷酸鐵鋰離子電池材料需求或有所回暖。
2.1.2隔膜材料:產(chǎn)業(yè)鏈中毛利率最高的環(huán)節(jié)
隔膜行業(yè)高毛利率重要與其較高的技術(shù)壁壘有關(guān)。動力鋰離子電池隔膜公司生產(chǎn)的兩項關(guān)鍵要素是穩(wěn)定的設(shè)備和成熟的工藝,設(shè)備一般要提前從海外定制,而將設(shè)備調(diào)試至可以穩(wěn)定生產(chǎn)、良品率高的狀態(tài)一般要花費3年左右的時間,因此進入這一行業(yè)要3-4年準備時間,這種投入及不確定性形成了進入行業(yè)的壁壘。也正因如此,隔膜行業(yè)擁有良好競爭格局,2019年上半年國內(nèi)公司恩捷股份和星源材質(zhì)兩家公司就占據(jù)了行業(yè)接近44%的市場份額。
四大鋰電材料行業(yè)的平均毛利率水平如圖9所示,2019年上半年國內(nèi)隔膜行業(yè)競爭格局如圖10所示。
從技術(shù)路線角度講,濕法隔膜已經(jīng)取代干法隔膜逐漸成為主流。兩種隔膜因為生產(chǎn)的過程和技術(shù)存在差異,因此導致產(chǎn)品成本和性能存在差異。濕法隔膜因為更輕薄有助于能量密度提升。濕法隔膜不斷替代干法隔膜市場,如圖11所示,2019年上半年濕法隔膜比例已經(jīng)達到72.96%,如圖12所示。我們認為,濕法隔膜是未來主流方向,干法隔膜將以自身的成本優(yōu)勢更多應(yīng)用于磷酸鐵鋰離子電池等領(lǐng)域。
在海外市場和客戶方面有突破的公司或具有更強盈利能力。據(jù)公開資料和我們調(diào)研確認,海外動力鋰離子電池廠在采購價格方面高于國內(nèi)公司,海外電池廠更看重質(zhì)量。技術(shù)領(lǐng)先、產(chǎn)品質(zhì)量上乘、與海外電池廠達成合作關(guān)系的頭部公司或?qū)碛懈叩膯挝划a(chǎn)品售價。同時,我們判斷未來一段時間海外新能源汽車和動力鋰離子電池市場增速本就快于國內(nèi)。因此,這類公司有望實現(xiàn)產(chǎn)品價格和需求量上的雙重提升。國內(nèi)與進入海外動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的隔膜公司如表4所示。
2.1.3負極材料:盈利和格局較為穩(wěn)定
目前常用的負極材料重要是石墨類材料,包括天然石墨、人造石墨、硅碳負極、中間相碳微球等。不同材料優(yōu)勢各不相同,人造石墨因其良好的倍率、循環(huán)性能以及較低的價格獲得了更多市場份額。不同負極材料的性能比較如表5所示。
技術(shù)路線方面,人造石墨占據(jù)了行業(yè)主流。當前重要使用的負極材料是石墨類材料,一般的天然石墨因為價格低仍有部分需求,人造石墨因為良好的循環(huán)性能、倍率性能、安全性能,備受關(guān)注,已經(jīng)成為當前負極材料領(lǐng)域主流。數(shù)據(jù)顯示,全國使用的負極材料中人造石墨的占比不斷提升,2019年已經(jīng)達到78.49%。如圖13所示。硅碳負極是下一代負極材料,要相應(yīng)的高能量密度正極材料與之相匹配,并且硅碳負極面對硅顆粒容易膨脹等問題。
國內(nèi)負極材料行業(yè)毛利率常年維持在30%左右。以行業(yè)頭部公司貝特瑞、璞泰來、中科電氣三家公司的負極材料業(yè)務(wù)為研究對象,其負極材料業(yè)務(wù)綜合毛利率自2013年以來一直維持在30%-33%的區(qū)間。如圖14所示。
行業(yè)集中度高,格局基本保持穩(wěn)定。璞泰來和杉杉股份(兩家公司業(yè)務(wù)披露較為充分)合計份額于2019年上半年接近32%,較2018年32%左右的合計份額基本保持穩(wěn)定。如圖15所示。
負極材料行業(yè)穩(wěn)定的狀態(tài)與負極材料行業(yè)需求、技術(shù)較為穩(wěn)定有關(guān)?,F(xiàn)在動力鋰離子電池使用負極材料的是石墨,儲備用于下一代的是硅碳混合負極。技術(shù)路線已經(jīng)十分穩(wěn)定,即使有技術(shù)進步也是在碳基材料上改進。另外,動力鋰離子電池使用的負極與此前的消費電子電池等領(lǐng)域的負極材料基本無差別,經(jīng)過多年發(fā)展,行業(yè)格局基本已經(jīng)穩(wěn)定,未來這一格局有望持續(xù)。
2.1.4電解液:周期屬性明顯,格局較為集中
電解液由溶質(zhì)和溶劑組成,六氟磷酸鋰是關(guān)鍵原材料,電解液制備屬于氟化工產(chǎn)業(yè),產(chǎn)量投放周期較短,行業(yè)盈利周期性波動特點明顯,如圖16所示。行業(yè)格局方面,天賜材料、新宙邦、國泰華榮合計占據(jù)超過一半的份額,如圖17所示。電解液最為重要的是配方。溶質(zhì)、溶劑、添加劑的選擇和配比是核心技術(shù),傳統(tǒng)氟化工公司在這一領(lǐng)域具備競爭優(yōu)勢,天賜材料、新宙邦等公司不僅在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位,同時還進軍海外市場。
2.2電池制造:產(chǎn)業(yè)聚集特點明顯
2.2.1動力鋰離子電池環(huán)節(jié)在整條產(chǎn)業(yè)鏈中議價能力較強
動力鋰離子電池在產(chǎn)業(yè)鏈中具有較高的議價能力。有關(guān)上游鋰電材料供應(yīng)商而言,因為供需格局和技術(shù)壁壘的問題,一般會被動力鋰離子電池廠商壓低價格,因此毛利率較低。而有關(guān)下游整車廠而言,即將到來或者已經(jīng)在執(zhí)行的政策帶來的壓力下,發(fā)展新能源汽車是剛性任務(wù)。雖然動力鋰離子電池行業(yè)產(chǎn)量過剩,但更多的是結(jié)構(gòu)性的過剩,符合車廠要、有一定競爭力的動力鋰離子電池對車廠而言相對稀缺。比如近期有外媒報道,捷豹、奧迪等車企因為LG歐洲廠產(chǎn)量不足不得不推遲新車型量產(chǎn)計劃,或降低產(chǎn)量預(yù)期。優(yōu)質(zhì)的動力鋰離子電池公司無論是對上游還是下游,都具有較強的議價能力,處于重要且較為強勢的地位。我們從不同環(huán)節(jié)公司的毛利率水平可以看出這一特點,如表6所示。
但新能源汽車補貼在逐步退坡,下游整車廠對產(chǎn)業(yè)鏈降成本需求提升。我們認為,未來動力鋰離子電池環(huán)節(jié)毛利率有一定下降可能,因為在動力鋰離子電池成本中占比最大的正極材料環(huán)節(jié)毛利率下降空間已經(jīng)不大,降低其他環(huán)節(jié)的成本對動力鋰離子電池成本下降幫助有限。因此我們認為動力鋰離子電池降成本的空間重要在于自身工藝的提升,通過工藝等方面的改進降低單位Wh動力鋰離子電池的成本,同時壓低自身毛利率使得動力鋰離子電池環(huán)節(jié)毛利率回歸產(chǎn)業(yè)平均水平是較為合理的發(fā)展趨勢。
2.2.2動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈重要聚集在中日韓地區(qū)
全球動力鋰離子電池行業(yè)競爭格局已經(jīng)較為集中。2019年國內(nèi)和全球動力鋰離子電池行業(yè)前十廠商占據(jù)86.88%的份額。全球動力鋰離子電池裝機量前十的公司看,重要是我國、韓國和日本的公司,出貨量前十動力鋰離子電池公司所在國家分布如圖18所示。
據(jù)我國儲能網(wǎng)2020年二月十八日轉(zhuǎn)載蓋世汽車網(wǎng)文章,引用韓國SNEResearch統(tǒng)計數(shù)據(jù),2019年全球動力鋰離子電池裝機量合計116.6GWh。裝機量Top10的公司中,我國公司有5家,合計占有全球45.10%的市場份額,在Top10裝機量中占比52%;韓國公司有三家,合計占有全球15.78%的份額,在Top10裝機量中占比18%;日本有2家公司,合計占有全球25.99%的市場份額,在Top10裝機量中占比30%。如圖19、表7所示。
動力鋰離子電池供應(yīng)商幾乎都是中日韓公司,全球鋰電產(chǎn)業(yè)鏈也呈現(xiàn)出明顯的集群特點。包括上游正極材料、負極材料、隔膜、電解液、鋰電設(shè)備等產(chǎn)業(yè)均集中在中日韓地區(qū)。三個國家之間基本實現(xiàn)了動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的閉環(huán)。如表8所示。
上述全球重要動力鋰離子電池的供應(yīng)商中,除了優(yōu)美科是比利時公司外,其他均是中日韓地區(qū)公司。動力鋰離子電池及其上游電池材料公司均集中于中日韓地區(qū)。
2.3下游需求:市場空間廣闊
無論國內(nèi)市場還是海外市場,新能源汽車均處于成長期起步階段,有望帶動動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)需求持續(xù)旺盛。
國內(nèi)方面,據(jù)我國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù),2019年國內(nèi)新能源汽車銷量120.6萬輛,在2,576.9萬輛的汽車銷量中占比僅4.68%,如圖20所示。新能源汽車行業(yè)空間廣闊,將帶動動力鋰離子電池需求持續(xù)上升。工信部官網(wǎng)2019年十二月三日公布《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》(征求意見稿),提出2025年國內(nèi)市場新能源汽車銷量占比要達到25%。市場成長空間巨大。
根據(jù)國內(nèi)政府規(guī)劃、外資新車型投放進度、雙積分要求等,我們測算了2020-2022年國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)量分別為155.2萬輛、205.1萬輛、253.6萬輛。如表9所示。
放眼全球,在歐洲市場持續(xù)貢獻增量的背景下,新能源汽車市場發(fā)展呈現(xiàn)加速之勢,將為動力鋰離子電池帶來大量需求。
根據(jù)《歐洲議會和理事會第(EU)2019/631號條例》(下稱“條例”)相關(guān)規(guī)定,條例規(guī)定,2020年車企新登記轎車中至少95%需達到95g/km的CO2排放控制目標,2021年起所有新登記轎車的CO2平均排放需低于95g/km。據(jù)該官網(wǎng)數(shù)據(jù),2018年歐盟和冰島新登記的轎車平均CO2排放量為120.4g/km,95g/km的新要求較其降低21.1%,對應(yīng)大約4.1升/100km的汽油消耗或3.6升/100km的柴油消耗,如圖21和圖22所示。碳排放法規(guī)的趨嚴將帶來新能源汽車銷量和動力鋰離子電池需求的上升。
未來幾年,國內(nèi)市場和海外市場動力鋰離子電池需求均處于30%左右的中高速上升中,行業(yè)成長屬性明顯。在國內(nèi)計劃出臺的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》的指導與歐盟最新碳排放法規(guī)的要求下,全球新能源汽車市場將長期保持上升態(tài)勢。隨著部分國家規(guī)劃禁售燃油車,整個動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)需求有望持續(xù)上升。
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全球化發(fā)展趨勢明顯,抓緊海外產(chǎn)業(yè)鏈機遇
隨著歐洲最新交通減排法案的執(zhí)行和國內(nèi)動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)政策的放開,新能源汽車和動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)即將迎來全球化發(fā)展的浪潮。海外市場將以更高的速度上升,國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈公司有望抓住機遇進入海外新能源汽車和動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)供應(yīng)體系。
3.1歐洲市場崛起,國內(nèi)公司有望直接或間接參與全球化供應(yīng)
如前文所述,歐洲或?qū)⒊蔀槿蜃畲蟮男履茉雌囀袌觯瑸閯恿︿囯x子電池產(chǎn)業(yè)帶來重要增量需求。InsideEVs和EVsales數(shù)據(jù)表明,在2020年一月全球新能源汽車銷量下降7%的情況下,歐洲市場逆勢上升121%,領(lǐng)跑全球。2019年和2020年一月全球新能源汽車銷量地區(qū)結(jié)構(gòu)如圖23和圖24所示。
動力鋰離子電池方面,InsideEVs引用AdamasIntelligence最新報告中的數(shù)據(jù)表明,2020年一月歐洲以2.6GWh的動力鋰離子電池裝機量領(lǐng)先于我國的2.0GWh裝機量(與我國汽車工業(yè)協(xié)會公布數(shù)據(jù)略有出入)。
同時,美國通用汽車(GM)公布最新電動化戰(zhàn)略,日本老牌節(jié)油車企豐田、本田等均做出相應(yīng)的電動化布局,我們認為海外新能源汽車市場將迎來高速發(fā)展時期。
因為動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)供應(yīng)體系重要集中在中日韓地區(qū),我國產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)質(zhì)公司有望直接或間接進入海外車企供應(yīng)鏈。海外市場的繁榮一方面將帶來第三方動力鋰離子電池公司和零部件公司采購量的新增,另一方面將帶來動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的本土化推進,這是海外動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈投資機會的兩個維度。
第三方采購角度看,已經(jīng)進入海外新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的公司有望迎來業(yè)務(wù)量的上升。重要包括直接參與和間接參與,直接參與重要是寧德時代等公司直接供應(yīng)相應(yīng)車企,間接參與重要是指國內(nèi)鋰電材料公司通過供應(yīng)動力鋰離子電池廠商進入海外車企供應(yīng)鏈。國內(nèi)動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)公司在海外車企的供應(yīng)鏈方面的參與情況如表10所示。
動力鋰離子電池本土化生產(chǎn)的推進方面,歐洲動力鋰離子電池廠商Northvolt產(chǎn)量建設(shè)或帶來采購需求。Northvolt于2016年成立于瑞典,當前可以生產(chǎn)圓柱和方形動力鋰離子電池。據(jù)Northvolt官網(wǎng)報道,2019年三月大眾集團已經(jīng)開始著手和其他合作伙伴建立一個“歐洲電池聯(lián)盟”,新的聯(lián)盟將由大眾集團和Northvolt共同領(lǐng)導。六月其官網(wǎng)報道稱,大眾集團聯(lián)合高盛、寶馬等集團一起向Northvolt供應(yīng)貸款,位于瑞典的16GWh產(chǎn)量將于2019年八月開工建設(shè),其截至2030年的在手訂單達到130億元。此外,大眾集團和Northvolt也將成立合資公司,在德國建設(shè)16GWh的產(chǎn)量,德國經(jīng)濟部長2019年十一月二十九日表示,該項目已經(jīng)向歐盟提交。據(jù)星源材質(zhì)2020年三月二十八日通告,Northvolt的瑞典廠預(yù)計2021年正式量產(chǎn),德國廠預(yù)計2024年正式量產(chǎn)。Northvolt還打算2020年新建一個電池材料回收試點,計劃在2030年通過回收解決50%的電池材料需求。星源材質(zhì)2020年三月十七日通告已與Northvolt簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議,將向其供應(yīng)隔膜產(chǎn)品。未來,隨著歐洲本土動力鋰離子電池產(chǎn)量擴大,我國產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)質(zhì)公司有望獲得更多訂單。
3.2海外動力鋰離子電池公司入華,或帶來本土化采購
動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)全球化發(fā)展趨勢不僅體現(xiàn)在我國公司參與全球市場供應(yīng),還體現(xiàn)在海外動力鋰離子電池公司在我國擴大產(chǎn)量。據(jù)媒體公開報道,LG化學、三星SDI、SKI、松下等動力鋰離子電池廠均在我國重啟或新建動力鋰離子電池產(chǎn)量,角逐我國市場。如表11所示。
海外動力鋰離子電池巨頭在華布局產(chǎn)量有望帶來國內(nèi)本土化采購。有關(guān)這些產(chǎn)量而言,國內(nèi)一些優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商滿足其要求,同時具有供貨響應(yīng)周期、運輸成本等多方面的優(yōu)勢,我們認為國內(nèi)部分公司或?qū)⑦M入這些產(chǎn)量的采購體系。
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技術(shù)進步勢在必行,將推動產(chǎn)業(yè)再次發(fā)展
4.1動力鋰離子電池技術(shù)進步需求迫切
動力鋰離子電池的安全性、續(xù)航里程、成本、壽命等是影響消費者購買新能源汽車的重要因素。據(jù)第一電動網(wǎng)2020年一月十五日援引我國汽研、汽車之家及CEVE規(guī)程聯(lián)合編寫《2019我國汽車技術(shù)發(fā)展與消費者洞察研究報告——新能源汽車篇》內(nèi)容,在制約用戶購買新能源汽車的多個因素中,除了“駕駛感受差”外,多數(shù)都和動力鋰離子電池有關(guān),如:續(xù)航里程短、電池更換成本高、電池壽命短、自燃等安全問題擔憂,等等,如圖25所示。
可見改善動力鋰離子電池性能是提升新能源汽車消費意愿的關(guān)鍵所在。假如通過技術(shù)進步解決動力鋰離子電池的能量密度、成本、壽命、安全等方面的問題,消費者對購買新能源汽車的意愿有望提升,推動無補貼時代新能源汽車和動力鋰離子電池需求的提升。
動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步重要包括鋰電材料層面和動力鋰離子電池層面兩個維度。
4.2鋰電材料:以提升能量密度與安全性為導向的技術(shù)進步
很大程度上講,材料性能決定了動力鋰離子電池產(chǎn)品的性能。以四大鋰電材料為代表的底層材料技術(shù)進步對提升動力鋰離子電池能量密度、安全性能等有極為重要的用途。
4.2.1銅箔輕薄化發(fā)展
根據(jù)銅箔厚度不同,可以分為極薄銅箔(≤6μm)、超薄銅箔(6-12μm)、薄銅箔(12-18μm)、常規(guī)銅箔(18-90μm)和厚銅箔(>70μm)。銅箔作為鋰離子電池的負極載流體,其厚度、性能對電池的重量以及能量密度有較大影響。目前我國鋰電銅箔以8μm為主,部分公司已經(jīng)在推進6μm銅箔的量產(chǎn)和商業(yè)化應(yīng)用。在控制其他因素(正負極材料、涂布厚度等)不變的情況下,1GWh的動力鋰離子電池使用的銅箔的面積一定的,8μm銅箔改用6μm銅箔將減輕負極載流體25%的重量,而換用4.5μm的銅箔則能減重負極載流體43.75%的重量,從而提升能量密度。如表12所示。
4.2.2三元高鎳正極與富鋰錳基正極材料不斷發(fā)展
為了實現(xiàn)動力鋰離子電池更高的能量密度和新能源汽車更長的續(xù)航里程,具有更高能量密度的三元高鎳正極(鎳金屬含量高的鎳鈷錳酸鋰/鎳鈷鋁酸鋰)等正極材料受到關(guān)注。近年來國內(nèi)高鎳三元正極材料的出貨比例有所提升,NCM622、NCM811、NCA的銷量合計占比已經(jīng)從2016年的12%上升至2018年23.07%,這在一定程度上促進了動力鋰離子電池新能的提升,三元正極材料配比與放電容量關(guān)系如圖26所示。
富鋰錳基是Li2MnO3和LiMO2(其中M指的鎳、鈷等金屬元素)組成的混合物,具有較高能量密度。三元高鎳材料和富鋰錳基將分別實現(xiàn)200mAh/g、300mAh/g左右的比容量,帶來動力鋰離子電池在能量密度這一性能上的極大提升。
4.2.3進一步提升能量密度的下一代硅碳負極材料逐漸商用
硅碳負極技術(shù)儲備逐漸成熟。當前產(chǎn)業(yè)化使用的負極材料無論是天然石墨還是人工石墨,其本質(zhì)是碳元素,比容量上限為372mAh/g。而與碳的同族元素硅則擁有4200mAh/g的比容量,同樣可以發(fā)生鋰離子的脫嵌反應(yīng),因而理論上可以被用做負極材料。但純硅元素存在易團聚的缺陷,因此硅碳負極兼具了碳和硅的優(yōu)點,被視為下一代負極材料。國內(nèi)公司貝特瑞走在行業(yè)前列,其硅碳負極已經(jīng)通過三星公司認證,率先達到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用要求。硅碳負極的商業(yè)化應(yīng)用為匹配下一代正極材料做好了準備。
4.2.4隔膜材料涂覆材料創(chuàng)新提升動力鋰離子電池安全性能
隔膜領(lǐng)域的技術(shù)進步則重要發(fā)生在涂覆材料上。目前動力鋰離子電池所用隔膜的基膜重要是PP(聚丙烯)和PE(聚乙烯)材料,涂布膜的涂布材料成為影響隔膜的關(guān)鍵。傳統(tǒng)隔膜所用的PVDF(聚偏氟乙烯)、氧化鋁等涂層正在被新的技術(shù)替代,具備成本低、硬度低、磁性異物含量低、吸水率低等優(yōu)勢的勃姆石材料,正在加速蠶食氧化鋁的涂覆材料市場替代;同時,芳綸涂層有抗氧化、耐酸堿、阻燃等優(yōu)點,破膜溫度超過260℃,極大的提升了電池的安全性。新的隔膜涂層或?qū)⑻嵘齽恿︿囯x子電池安全性能。
4.3動力鋰離子電池:電芯結(jié)構(gòu)與Pack結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新
從動力鋰離子電池層面講,技術(shù)進步重要在于電芯和Pack的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新上。電芯結(jié)構(gòu)創(chuàng)新重要指從鋰離子電池體系向固態(tài)電池體系的過渡,Pack結(jié)構(gòu)創(chuàng)新重要指CTP(celltopack)等新型成組技術(shù)。
4.3.1固態(tài)電池的商業(yè)應(yīng)用處于不斷探索之中
動力鋰離子電池自燃重要是電解液中可燃物燃燒所致,固態(tài)電池直接使用固態(tài)電解質(zhì),極大改善了動力鋰離子電池的熱穩(wěn)定性能,固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化之路也在不斷探索中。中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所官網(wǎng)2016年十二月七日公布文章稱,寧波材料所固態(tài)鋰離子電池團隊姚霞銀副研究員領(lǐng)導的小組設(shè)計了一種新型的固態(tài)電池結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了金屬鋰負極在固態(tài)電池中應(yīng)用,并且倍率性能優(yōu)異,如圖27所示。
固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化之路也一直在進行中。據(jù)贛鋒鋰業(yè)2017年十二月六日通告,公司擬設(shè)立子公司浙江鋒鋰新能源科技有限公司投資建設(shè)第一代固態(tài)鋰離子電池研發(fā)中試產(chǎn)線,另據(jù)贛鋒鋰業(yè)2018年七月二十九日通告,2018年六月底,公司第一代固態(tài)鋰離子電池技術(shù)指標已經(jīng)達到:單體容量10Ah,能量密度不低于240Wh/kg,1000次循環(huán)后容量保持率大于90%,電池單體具備5C倍率的充放電能力。此外,清陶發(fā)展官網(wǎng)報道,其已經(jīng)推出了高安全性、高能量密度、柔性化等固態(tài)電池產(chǎn)品,能量密度可達400Wh/kg以上。固態(tài)電池的應(yīng)用將從根本上解決動力鋰離子電池的安全問題。
4.3.2去模組化的Pack創(chuàng)新
2019年以來,以寧德時代和比亞迪兩家動力鋰離子電池龍頭公司相繼公布在動力鋰離子電池領(lǐng)域的成組技術(shù)創(chuàng)新,寧德時代推出CTP(CelltoPack)技術(shù),而比亞迪則推出了刀片電池技術(shù)。
據(jù)高工鋰電網(wǎng)報道,寧德時代曾于2019年九月十日法蘭克福國際車展上,寧德時代展出了CTP高集成動力鋰離子電池開發(fā)平臺,通過減少電池模組組裝環(huán)節(jié),由電芯直接集成到電池包,使得電池包整體利用率提高15%-20%,零部件數(shù)量減少40%,生產(chǎn)效率提升50%。據(jù)電車匯、連線新能源等媒體報道,在2020年一月十一日召開的我國電動汽車百人會論壇(2020)上,比亞迪董事長介紹了磷酸鐵鋰刀片電池,稱其壽命長達8年120萬公里,成本還可以節(jié)約30%,電池體積比能量密度將提升50%。
寧德時代和比亞迪的上述新技術(shù)的原理共同點在于,通過去模組化減少不必要結(jié)構(gòu)件的用量,實現(xiàn)輕量化,從而提高體積密度和能量密度。當前應(yīng)用到電動汽車上的動力鋰離子電池是以Pack的形式裝載的,Pack是由多個模組(module)組成的,每個模組是由小的電芯(cell)組成的。寧德時代通過大模組化減少了單個Pack的模組數(shù)量,使用套筒鏈接的方法減少了原有連接件對空間的占用,實現(xiàn)了體積密度的提升,也因為鏈接方式的優(yōu)化是用更少結(jié)構(gòu)件從而間接提升了能量密度。而比亞迪則通過電芯層面的創(chuàng)新設(shè)計達到這一目的,其方法是新增單個電芯的長度使其呈現(xiàn)刀片狀,減少單個模組中的電芯數(shù)量,再結(jié)合大模組化實現(xiàn)Pack中結(jié)構(gòu)件等零部件減量,從而實現(xiàn)整體輕量化,以及體積密度、能量密度的提升。兩家動力鋰離子電池公司使用各自方法形成的Pack結(jié)構(gòu)如圖28和圖29所示。
據(jù)汽車之家2020年三月二十四日報道,比亞迪實驗室對其生產(chǎn)的三元鋰離子電池、磷酸鐵鋰離子電池、刀片電池(磷酸鐵鋰)分別按照GB/T31485-2015的針刺試驗方法開展針刺實驗。實驗結(jié)果表明,方形三元鋰離子電池在針刺過程中溫度迅速升高,促使材料分解,氣體沖開泄壓閥,并有明火,隨后發(fā)生爆炸,表面溫度超500℃;方形磷酸鐵鋰動力鋰離子電池在針刺實驗中溫度升高,內(nèi)部出現(xiàn)氣體重開泄壓閥,但無明火,表面溫度200-400℃;刀片電池(磷酸鐵鋰)在針刺實驗中無明火、無煙,無大量氣體,表明溫度僅30-60℃。如圖30所示。磷酸鐵鋰刀片電池的技術(shù)極大地改善了動力鋰離子電池安全性能,并提升了能量密度和體積密度。
材料的微觀創(chuàng)新加上電池結(jié)構(gòu)的中觀創(chuàng)新,具備性價比和安全性地動力鋰離子電池產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),有望較大程度地提升新能源汽車消費意愿,帶動動力鋰離子電池需求上升,部分有前瞻布局的中游材料和動力鋰離子電池公司有望在激烈競爭中勝出。
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相關(guān)標的
如海外市場發(fā)展順利,已進入海外新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的電池及材料供應(yīng)商有望受益,如寧德時代、比亞迪、恩捷股份、星源材質(zhì)、容百科技、璞泰來等。
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風險提示
COVID-19疫情全球擴散情況及對社會經(jīng)濟活動的影響或偏離預(yù)期;行業(yè)政策或出現(xiàn)重大變化;新能源汽車市場發(fā)展或不及預(yù)期;技術(shù)進步或不及預(yù)期;上市公司相關(guān)業(yè)務(wù)發(fā)展或低預(yù)期。