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1.1 環保、高能、降本貫穿動力電池發展歷程
環保、高能、低成本是電池技術發展的目標。動力電池發展歷程呈現出三個特點, 一是綠色環保電池迅猛發展,二是電池體積比能量和質量比能量標準逐漸提高, 三是生產廠商一直在尋求降低電池生產成本的技術路徑。
第一代動力電池是鉛酸蓄電池,其優點是大電流放電性能良好、價格低廉、電池 回收率高,但能量密度較低。其主要原材料鉛有污染,受國家環保政策影響很大。 第二代動力電池是鹼性電池,如鎳鎘電池、鎳氫電池。鎳鎘電池由於鎘的污染, 歐盟各國已禁用於動力電池;鎳氫電池環保性較好,但價格高於鉛酸電池且高溫 較性差。
第三代動力電池是鋰離子電池,其能量密度高於鉛蓄電池和鎳氫電池,具有高電 壓、壽命長、無記憶效應的優點,且對環境沒有污染。近年隨著鋰電池技術的發 展,成本逐年下降,安全性穩定性問題也得以解決,憑借能量密度和環保優勢受 到國家政策扶持,近年維持高速增長。目前廣泛應用於新能源汽車及儲能領域, 是動力電池未來的主流技術發展方向。
1.2 圓柱方形軟包三分天下,鐵鋰三元迭代前行
動力電池根據封裝種類的不同分為圓柱形、方形以及軟包電池。電池生產廠商根 據技術路徑選擇生產不同類型的動力電池。松下的圓柱形電池技術領先,市場認 可度較高,LG化學是全球軟包電池的龍頭企業,三星 SDI 則主要生產方形電池。 目前市場上方形電池占比較高,圓柱形電池技術工藝最為成熟,但軟包電池在能 量密度上占有一定優勢。
動力電池按照不同正極材料分為三元材料、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰電池。磷 酸鐵鋰是目前最安全的鋰離子電池正極材料,新能源汽車發展的早期階段都採用 磷酸鐵鋰電池作為儲能裝置。但隨著補貼政策標準的更新以及消費者對於新能源 汽車續航里程要求的逐漸提高,目前大多數新能源乘用車已經轉向使用三元材料 電池。
2.上遊推動電池技術進步,下遊確定發展空間
2.1 生產工藝決定電池產品一致性和性能穩定性
動力電池主要由正極、負極、電解液、隔膜等四大材料組成,性能要求高能量密 度、長壽命、可靠安全。動力電池屬於二次電池,可以利用化學反應的可逆性在 電池放電後可通過充電的方式使活性物質激活而循環使用。電池的充放電過程就 是鋰離子在正負極材料的嵌入和脫嵌並伴隨著能量的吸收和釋放的過程。
生產工藝的進步對動力電池規模化生產起著極為關鍵的作用。鋰電池生產工藝流 程分為電芯、模組、電池包的生產,其中最主要的是電芯的工藝流程,電芯生產 完成後,生產部門將每個模組需要的電芯、側板、端板等組件進行配對、組裝以 及模塊測試。再將對應的模組裝入外殼,進行冷卻系統及箱體的密封性測試,通 過之後進行電池包的最終測試,合格之後入庫。
隨著新能源汽車和動力電池的加速發展,電池產品的標準化和聚集程度趨勢也將 進一步明確。生產工藝的技術進步對領軍企業的大規模生產製造,優質電池產品 的品質控制和性能穩定性起到至關重要的作用。
2.2 上遊資源價格波動提供成本下行空間
2.2.1 鈷、鋰價格拐點出現,供需邏輯有待驗證
動力電池產業鏈上遊為原材料的開采、加工,鋰、鈷、鎳構成電池正極的原材料, 天然石墨及人工石墨應用於負極材料。
鋰是生產動力電池和消費電池的必需成分,近年來受益於新能源汽車的發展,需求量保持著持續快速增長的狀態。鋰主要賦存於固體礦物資源和液體礦床資源 中,占比分別為 21.6%和 78.3%。據美國地質調查局最新數據顯示,2018 年全 球鋰產量增長了 22%,達到8.4萬噸。鋰消費量為 4.76 萬噸,高於 2017 年的 3.97 萬噸。
鈷應用領域比較廣泛,約 60%用在電池領域。尤其是作為三元電池正極材料,可 以提升電池的導電性和倍率性能,並在高電壓下提供部分容量。根據美國地質調 查局發布的 2018礦產品年鑒的統計數據,全球已探明的鈷資源量約為 2500 萬噸, 絕大部分來自於剛果。鈷主要以銅、鎳的伴生資源形式存在,供給受限於銅、鎳 礦的開采。中國是鈷的世界第一大消費國,80%的鈷被用來生產鋰電池。
過去一年供需逆轉,鋰、鈷價格持續回落。2018 年 3 月以來電池級碳酸鋰價格 持續震蕩下行,從最高點 16.8萬元/噸已下跌至 2019 年 3 月的 8.3 萬元/噸,一 直以來持續上漲的鈷價也從去年 3 月的 68.5 萬元/噸下跌至 2019 年 3 月的 30 萬 元/噸。去年 3 月成為上遊鈷、鋰價格走勢的拐點,過去一年鋰、鈷價格分別下跌51%和 56%。
鋰、鈷價格下跌主要由於供給大幅增加和下遊市場需求減弱。前期大批新建的碳 酸鋰項目產能開始集中釋放,加上外國大型貿易商擴大產能,2018年中國新投 產項目帶來的碳酸鋰新增供應量將達到 3.3 萬噸,高於國內動力電池市場對鈷鋰 的需求增量,對市場產生利空影響。2018 年下半年磷酸鐵鋰電池廠家需求疲軟, 對上遊鋰鹽的需求減少。國內碳酸鋰市場供需關係出現逆轉,從此前的供應不足 轉為階段性過剩,導致價格從高位大幅滑落。部分中小型碳酸鋰供應商為搶占市 場、回籠資金,降價拋售產品,對碳酸鋰的成交價格也造成了一定影響。
2.2.2 高鎳技術趨勢推動需求上升
鎳資源集中度相對鋰、鈷較低,2018 年全球鎳資源儲量約為 8900 萬噸,主要分 布在澳大利亞、巴西和俄羅斯等地區。澳大利亞儲量居世界第一位達到 1900 萬 噸,占比為21.3%。鎳可以增加鋰電池的材料活性,提高能量密度。
高鎳技術方向推動需求上升。2019 年 1 月本輪鎳價觸及10440美元/噸低點後開 啟強勢反彈,3 月鎳價達到13450美元/噸,2 個月漲幅高達 30%。近期鎳價反彈 得益於供應釋放不及預期以及淡水河谷減產帶來的供應緊張。為滿足新能源汽車 高續航里程和動力電池高能量密度的高鎳技術方向,來自新能源領域鎳的需求將 逐步提升。
2.2.3 石墨資源豐富,電池負極構成新增需求
石墨耐高溫,耐腐蝕,具有良好的導電性、導熱性和穩定的化學性能,同時具備 電子電導率高、層狀結構在嵌鋰前後體積變化小、嵌鋰容量高和嵌鋰電位低等優 點,已成為目前主流的動力電池負極材料。
全球石墨資源分布既廣泛又相對集中,據美國地質調查局資料顯示,巴西、中國、 印度和墨西哥的石墨儲量合計占全球總儲量的92.77%。中國石墨基礎儲量約占 世界的 33%,僅次於巴西。
2.3 四大材料體現電池成本和技術趨勢
動力電池中遊主要由四大材料、電芯製造及 PACK 封裝構成。電芯作為電池核心部件主要由正極、負極、電解液和隔膜四大材料組成。正極材料、隔膜、電解液、 負極材料、其他部件分別占鋰離子電池材料成本的比例約為30%、25%、17%、 10%和 18%。
2.3.1 正極材料市場集中度有待提升,高鎳三元趨勢明顯
正極材料在電池成本中占比最高,對電池性能影響最為直接。鋰電正極材料在鋰 電池中占據核心地位,性能直接影響了鋰電池的各項性能指標。目前已經市場化 的鋰電池正極材料包括三元材料、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰等。
隨著鋰離子電池在新能源汽車和消費電子領域的廣泛應用,鋰電正極材料的產量 在過去十年做到了高速增長,復合增長率達到33%。2018 年全國鋰電正極材料 產量達到 27.5萬噸,同比增長 32.2%。
三元材料憑借能量密度優勢占比提升顯著。近年國家推出的相關政策增加了高能 量密度動力電池的補貼,三元材料電池相比其他類型電池在能力密度方面優勢明 顯。磷酸鐵鋰電池由於生產技術相對成熟,憑借價格優勢一直占據相當大的比重, 但隨著三元材料生產工藝進步,原材料價格的不斷降低,未來將逐步取代磷酸鐵 鋰成為動力電池的主要發展方向。
正極材料價格受上遊原材料影響小幅下跌。受上遊金屬原材料價格波動影響,動 力電池正極材料從去年6月開始持續下跌,至今年 3 月已 NCM523 已降至15.5萬元/噸。正極材料占動力電池成本 30%,上遊原材料價格波動將有效緩解動力 電池成本壓力,為動力電池價格提供下行空間。
鋰電正極材料的生產地主要集中於中國、日本和韓國,日韓兩國在正極材料行業 發展較早,近幾年來一直致力於三元材料等高端正極材料產品。大陸鋰電正極材 料產業在過去的發展重心集中在磷酸鐵鋰,近年來隨著新能源汽車行業的發展,逐步重視三元材料行業的發展,但在技術和工藝方面仍然和日韓先進企業有一定 的差距。
國內正極材料市場企業競爭激烈,行業集中度相對較低。2018 年市場前十廠商 占有率為 55%,遠低於其他材料的行業集中度。上遊資源企業和下遊電池生產廠 商紛紛以各種方式布局正極材料生產領域。原有相對規模較大的廠商對於高鎳三 元材料加大投入和研發力度,搶占未來發展先機。
2.3.2 人工石墨占比提升,矽碳負極未來可期
負極材料是鋰離子電池儲存鋰的主體,使鋰離子在充放電過程中嵌入與脫出,主要影響鋰電池的首次效率、循環性能等。負極材料主要分為以下三類:碳材料(石墨類)、金屬氧化物材料以及合金材料,當前主要使用的負極材料是天然石墨和人 造石墨,其中天然石墨主要使用在消費電池領域,而人造石墨主要使用在動力電 池領域。
人工石墨將憑借循環性能及穩定性能優勢逐步取代天然石墨,高能量密度的矽碳 負極的是負極材料的發展方向。受未來電池能量密度增長趨勢以及動力電池高倍 率放電的要求,中間相碳微球、鈦酸鋰以及矽碳復合材料等高端負極材料將逐漸 做到在動力電池上的應用。
國內負極材料產量一直維持高速增長,過去 5 年負極材料產量從 5.16 萬噸提高到2018年的 19.2 萬噸,復合增長率達到 30%。目前負極材料主要天然石墨和人工 石墨為主,但石墨類負極無法滿足未來高能量密度的動力電池需求,其低成本和 成熟工藝可以滿足於儲能等對能量密度不高的領域。在動力領域,矽碳負極材料 的興起會隨著生產工藝的成熟和生產成本的降低逐步普及市場。
中、日是全球負極材料主要產銷國,總產量占全球 95%以上。中國的優勢在於豐 富石墨資源,日本的優勢在於技術先進。目前國內行業龍頭地位穩固,優勢明顯。 2018 年國內負極材料產量 19.2 萬噸,其中貝特瑞占比19%、杉杉股份占比 14%, 江西紫宸占比12%,CR3 達 45%。
人造石墨和天然石墨依然是目前鋰電池市場的主流。天然石墨多用於高端數位鋰 電池企業,目前產能供給相對穩定,2017 年價格較為平穩。但受供需基本面變化, 尤其是針狀焦價格持續上升,人造石墨也經歷了幾番漲價。2018 年針狀焦價格依 舊處於高位,國產針狀焦供給緊張,因此負極材料價格在 2018 年降幅較小。
2.3.3 電解液毛利逐步築底,添加劑構築企業護城河
電解液在鋰電池正、負極之間起到傳導離子的作用,是鋰離子電池獲得高電壓, 高比能等性能的保證。一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽、必要的添加劑等 原料在一定條件下按一定比例配制而成。
有機溶劑是電解液的主體部分,目前市場上常用的有機溶劑有碳酸丙烯酯(PC)、 碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)等。溶質目前的 應用集中在六氟磷酸鋰(LiPF6)上。添加劑成分則是電解液企業的技術核心所 在。全球鋰離子電池企業巨頭都有自己獨特的添加劑技術,外購電解液後會再進 行適當的加工和改性,以更符合自身鋰離子電池製造需要。
電解液材料的產業發展受益於鋰離子電池市場的快速增長,中國電解液的產量由 2011 年的 1.98 萬噸上升到2018年的 14 萬噸,復合增長率達到 28%。2018 年 國內電解液產值為 63.6 億元,同比下降3.1%。電解液價格大幅下滑,導致產值 增速低於產量增速,價格下滑主要由於六氟磷酸鋰新增產能陸續釋放,供應緊張 局面得到緩解。2018 年以來,六氟磷酸鋰一直處於下行趨勢,目前價格已接近 10 萬/噸,同時動力電池企業成本壓力向上遊材料企業傳導,排名靠前的動力電 池廠均採取集中招標方式採購電解液,使企業間的價格競爭較為激烈,倒逼電解液企業降低價格。
全球電解液供應主要來源於亞洲中、日、韓三國,2005 年前市場基本被日企和韓 企占據。由於生產成本及規模上的優勢,韓國與日本的電解液生產企業也逐漸向 中國轉移,2010 年起,中國就逐步開始占據全球電解液近一半的產能。目前國內 市場中天賜材料、國泰華榮、新宙邦合計占比接近 50%,行業集中度有望進一步 提升。
2.3.4 隔膜國產化率有待提高,濕法塗覆占比提升
隔膜是鋰離子電池的重要組成部分,它位於電池內部正負極之間,保證鋰離子通 過的同時,阻礙電子傳輸。隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等,直接影 響電池的容量、循環以及安全性能等特性,性能優異的隔膜對提高電池的綜合性 能具有重要的作用。鋰電池隔膜具有大量曲折的微孔,既能保證鋰離子自由通過 形成回路,又能在電池過度充電或溫度升高的情況下通過閉孔的功能防止正負極 接觸,達到絕緣的作用。
目前,鋰離子電池隔膜制備方法主要有濕法和幹法。濕法和幹法各有優缺點,其 中,濕法工藝薄膜孔徑小而且均勻,薄膜更薄,但是投資大,工藝複雜,環境污 染大。幹法工藝相對簡單,附加值高,環境友好,但孔徑和孔隙率難以控制,產 品難以做薄。
隔膜是四大材料中技術壁壘最高的部分,其成本占比僅次於正極材料,約為 10%~14%,在一些高端電池中,隔膜成本占比甚至達到 20%。大陸鋰離子電池 隔膜在幹法工藝上已經取得重大突破,目前已經具備國際一流的製造水平。
濕法隔膜滲透率逐步提升。大陸隔膜產量也由 2012 年的 0.98 億平方米增長到2018年 20.2 億平方米,復合增長率達到 54%。但在濕法隔膜領域,國內隔膜企 業受限於工藝、技術等多方面因素,產品水平還較低,生產設備主要依賴進口。
低端隔膜市場已經供過於求,大型隔膜企業主動尋求降價以提高市場占有率。近 年隔膜價格從國內做到量產以來一直呈現價格下行趨勢,主要由於行業國產化比 例上升,成本大幅下行。2018年濕法隔膜及幹法單拉隔膜價格降幅超過 40%。尤 其是 2018 年以來產能較高的大型隔膜企業主動尋求降價以提高市場占有率,預 計未來高品質大產能的領軍企業將繼續提高市場占比,優化隔膜市場競爭結構。
2.4 新能源汽車構築動力電池天花板
2.4.1 動力電池需求旺盛,規模增長「以量補價」
全球新能源汽車銷售量從 2011 年的 5.1 萬輛增長至2018年的 201.8 萬輛,8 年 時間銷量增長38.5倍。站在能源戰略和環境保護的角度,發展新能源汽車已經 在全球範圍內形成共識。不僅各國政府先後公布了禁售燃油車的時間計劃,各大 國際整車企業也陸續發布新能源汽車戰略,新能源汽車成為未來汽車產業發展的 導向和目標。
2018年國內新能源汽車銷量達到 125.6 萬輛,同比增長 62%,整個新能源汽車 行業呈現出良好的發展態勢。2019年 1~2 月新能源汽車繼續保持去年的高速增 長,銷量達到 14.9 萬輛,相比去年同期增長了 107%。新能源汽車銷量的高速增 長既有整個市場需求的強勁驅動,也有新補貼政策臨近落地,車企迎來搶裝高峰 所致。目前市場預期 2019 年新的補貼政策會繼續大幅減少補貼,當下時點正是 行業由政策驅動轉向市場驅動的轉換期,2019 年雙積分政策也正式迎來考核,行 業發展迎來市場和政策的雙重考驗。我們預計 2019 年國內新能源汽車銷量達到 170 萬輛。
新能源乘用車市場呈現消費升級的趨勢。在新能源銷售車型方面,目前 A00 級車 型由於價格相對較低,依舊是新能源汽車市場的主力車型。2018 年 A00 級車型 占純電動乘用車銷量的 36.64%,但其銷量占比較 2017 年下降了 17.78 個百分點, 主要由於 2018 年新能源補貼政策提高了補貼標準的能量密度和續航里程的要求, 一部分 A00 級車型不再符合補貼要求,性價比優勢無法在市場中體現出來。隨著 整體車市消費升級趨勢疊加新補貼政策實施,各車企開始緊隨政策調整產品策略。 A0 級車和 A 級車市場占有率增長明顯,分別增長了 7.03 和 4.26 個百分點,帶動了新能源乘用車市場消費升級的新趨勢。
在新能源汽車滲透率持續提升的推動下,2018 年國內動力電池裝機量達到 56.98 GWh,同比增長 56%。國內動力電池四大材料正極、負極、電解液、隔膜的出 貨量同比增速分別為 28.6%、31.5%、27.4%、37.7%,動力電池行業在出貨規 模上繼續高速增長。受行業上下遊成本壓力及補貼退坡政策的影響,中遊各大材 料的價格均有不同程度的下降,整個行業出現「以量補價」的態勢。
2.4.2 動力電池行業空間未來可期
我們對於動力電池行業空間的測算主要基於以下判斷:(1)未來三年新能源汽車 銷量持續高速增長(2)新能源商用車占比下降及乘用車帶電量提升,動力電池 與新能源汽車配比電量維持平穩(3)動力電池價格的逐步下降。
行業空間測算假設:
(1)2019/2020/2021 年國內新能源汽車銷量分別為 170/250/350 萬輛;
(2)2019/2020/2021 年動力電池與新能源汽車的配比為 45KWh/輛;
(3)2019/2020/2021 年動力電池價格為 1.15/1.00/0.90 元/Wh。
根據測算,2019、2020、2021 國內動力電池行業市場規模超過 3400 億元。
3.雙積分政策接力消費補貼引導產業發展
3.1 補貼政策標準變化引導市場
國內新能源汽車產業的發展主要是補貼政策和積分政策推動進行。國內新能源汽 車扶持政策始於 2009 年科技部、財政部、發改委、工信部共同啟動了「十城千輛 節能與新能源汽車示範推廣應用工程」,新能源車發展上升到國家戰略的高度。這 是國家支持新能源汽車的首個政策,拉開了中國新能源汽車政策的帷幕。
2018年 2 月四部委頒布新能源汽車補貼標準,該補貼政策普遍下調了插電式混 合動力乘用車、新能源客車、貨車和專用車的補貼標準,下調幅度30%~50%。 補貼標準普遍下調,乘用車鼓勵車型升級。對於純電動乘用車的補貼標準更為細 化,由原來的 3 檔分為 5 檔,下調了續駛里程低於300公里車型的補貼,對高於 300 公里續駛里程車型的補貼提升 2%~14%。
同時 2018 年的補貼政策不同程度的提高了續駛里程、電池系統質量能量密度、 能耗水平等指標的補貼門檻,針對相應指標設置補貼倍數,重點支持高續駛里程、 高能量密度、低能耗水平的新能源車型。
客車補貼普遍下調 40%左右。技術要求方面,相比於上一年的補貼政策:車輛的 單位載質量能量消耗量的補貼門檻從不高於 0.24Wh/km·kg 提高到 0.21Wh/km·kg,同時細化補貼倍數標準;非快充類純電動客車電池系統能量密度 要求從85Wh/kg 提高到115Wh/kg ,插電式混合動力客車節油率水平從40% 提 高到 60%;增加插電式混合動力客車純電續駛里程不低於 50 公里的要求;去掉電池系統總質量占整車整備質量比例的要求。
2018年 6 月補貼政策結束過渡期正式實施,經過市場和企業從政策頒布到政策 實施這四個多月時間針對政策的調整和消化,補貼政策對新能源汽車市場的影響 已經逐步顯現。根據 2018年 6 月公布的《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》 (2018 年第 6 批)新能源車型的續航里程和配套電池能量密度有了明顯提升。
2019年新的補貼政策即將落地,市場預計為了迎接 2020 年底即將到來的新能源 汽車平價時代,新政策的補貼退坡的力度只增不減。補貼政策標準變動將繼續引 導產業技術走向,推動生產技術進步,優化動力電池行業格局。
3.2 雙積分政策重點支持純電動乘用車
「雙積分」政策倒逼傳統車企向電動汽車投入資源。積分政策使燃油積分與新能源 積分做到聯動,促使傳統車企向電動汽車投入資源。2019 年雙積分政策考核指標 正式落地,積分政策逐步接棒補貼政策,從行業供給端代替需求端引導行業發展。 傳統大型車企將逐步發力,或以合資方式,或加大新能源車型的研發和資源投入, 提前為雙積分考核指標布局。2019 年度、2020 年度,新能源汽車積分比例要求 分別為 10%、12%。
純電動汽車政策積分優勢明顯。最新一批《新能源汽車推廣目錄》中新能源乘用 車平均續航里程超過300km,純電動乘用車相比插電式混合動力乘用車在積分 上具有顯著優勢,雙積分政策主推純電動乘用車意向明顯。
2018動力電池裝機量乘用車占比達到 58.06%,相比 2017 年提高了20.42個百分點;客車、專用車占比分別為 30.40%、11.54%,相比2017年分別下降了 8.89 個百分點和 11.53 個百分點。比例變動原因在於補貼標準對高續航里程乘用車的 支持力度,以及目前已經相對較高的新能源專用車市場滲透率。
根據乘聯會的數據,目前中國新能源乘用車滲透率僅為 2.25%,低於瑞典的 5.3% 和挪威的39.2%,新能源乘用車未來發展空間巨大,乘用車動力電池裝機占比將 繼續提升。
4.高鎳三元成為技術主流,鐵鋰電池迎接平價時代
4.1 政策引導和比能差距加速高鎳三元技術推進
動力電池的發展方向是在保證安全性的基礎上提高電池能量密度,以提高電動車 的續航里程。動力電池能量密度主要由正極和負極材料決定,現有的鋰離子電池 負極材料多以石墨為主,石墨的理論克容量 372mAh/g。正極材料磷酸鐵鋰理論 克容量只有160mAh/g,而三元材料約為 200mAh/g。磷酸鐵鋰的電壓平台是 3.2V,三元材料這一指標則是 3.7V。
2018年三元電池裝機比例逐步提升達到 53.88%,相比 2017 年提高了9.94個百 分點。磷酸鐵鋰電池占比下滑至 37.86%,相比 2017 年下降了11.65個百分點。 比例變動主要由於 2018 年的補貼標準提高了系統能量密度和續駛里程的要求, 高鎳三元電池在能量密度方面優勢明顯,部分電池廠商紛紛加大對三元電池的產 能擴張。能夠提供高能量密度的高鎳三元技術路徑成為國內電池廠商的首選,預 計未來三元電池占比將繼續提升。
4.2 高鎳低鈷成為降低三元電池成本的最優技術路線
與三元材料的容量最相關的是鎳的含量,鎳含量越高能夠脫出的鋰離子也就越多。 正極脫出的鋰離子越多,則正極材料的克容量發揮效應就越大,單位質量材料放 出的容量就越多,電池的容量也就越大。研究結果表明隨著 Ni 含量的增加,電池 的比容量也隨之增大。
由於受到下遊汽車廠商補貼下滑和近年上遊原材料持續上漲的壓力,降低動力電 池生產成本提高利潤空間成為企業市場化生存的關鍵。從NCM523、NCM622、 NCM811,金屬鈷的高價使三元電池技術的研發一直沿著如何降低正極材料中鈷 的含量,提高鎳的含量的路徑向前發展。目前國內部分領先的正極材料生產廠商 已經做到了 NCM811的大規模量產,未來的無鈷電池也將並不遙遠。
4.3 補貼效應弱化行業面臨「消費分級」,平價時代鐵鋰電 池迎來發展空間
從生產技術進步的發展趨勢和行業競爭格局的角度,我們判斷三元電池依舊是未 來動力電池的主流技術路線。一方面續航里程焦慮是困擾新能源汽車發展最主要 的問題,解決方式是提高電池的能量密度。三元電池這一技術指標的提升空間目 前優於鐵鋰電池,技術研發人員通過增加電池正極材料鎳的占比和固態鋰電的技 術發展已經讓我們看到了解決這一問題的希望。另一方面參考生產技術發展的歷 史經驗,新技術在取代舊技術的過程中,雖然在初期會面臨成本較高,產品性能不夠穩定,使用者的消費慣性和信任成本等諸多問題。但技術更迭這一過程基本是不可逆的,上述問題會隨著產能釋放後的規模效應,技術工藝逐步成熟和新產 品滲透率的提升得以解決。
過去幾年三元電池市占率一直在穩步提升乃至超越鐵鋰電池,動力電池行業巨頭 多數依舊選擇三元做為產品的主要技術路線已經印證了我們的判斷。近期傳統汽 車廠商擁抱新能源力度加大,特斯拉國產化的提速和相關車型的降價,各大電池 廠商的超預期產能布局讓我們對動力電池行業「向前」的趨勢更為樂觀。在可預見 的 5到 10 年內,我們將看到新能源汽車的動力來源將沿著高鎳 NCM/NCA 到固 態鋰電再向未來的燃料電池的技術方向逐步發展。
補貼效應逐步弱化後,動力電池行業將面臨「消費分級」。2020 年對於國內新能 源汽車行業是一個關鍵節點,屆時一直對行業起著強大助推作用的政策補貼將全 部取消,新能源汽車行業將直接面向市場迎來平價時代。直接面向市場的行業和 公司最重要的問題就是生存和發展,行業格局也將隨之進一步分化。當新能源汽 車褪去補貼光環成為一款大眾消費品時,一部分公司會積極跟隨行業主流發展方 向,走在行業前沿迎接消費升級,追求消費品的品質和口碑以及帶來高溢價。這 些公司包括部分造車新勢力和由傳統燃油車轉型的高端汽車廠商以及傳統大型車 企的高端車型。三元高鎳電池和固態鋰電的技術路線會成為這些公司必然的需求。
鐵鋰電池憑借價格優勢在平價時代留有發展空間。另一部分公司更多的會考慮補 貼取消後的生存問題,如何讓新能源汽車業務做到盈利對於這部分公司來說最關 鍵的問題。在汽車售價逐步降低的大趨勢下,進一步壓縮成本成為他們必然的選 擇。新能源乘用車市場中 A00 級車型的銷量占比目前最高,短期內價格優勢仍然 電動汽車銷量增長的重要因素,「以量補價」是這個行業發展的重要邏輯。磷酸鐵 鋰相對三元電池也具有安全性優勢,其正極材料的單噸價格是主流三元 523 材料 的三分之一,部分國內的新能源汽車生產企業和傳統大型車企的中低端車型將選 擇用磷酸鐵鋰來作為動力電池安全、壽命、價格、能量密度各項指標的平衡點。 我們預計 2019 年磷酸鐵鋰電池的市占率會在 30%左右。
2019年 3 月 8 日,《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄(2019 年第 2 批)》公布 了 29 個新能源乘用車型,出現 8 款搭載磷酸鐵鋰電池的車型。相比第一批目錄 中僅有三款搭載磷酸鐵鋰電池的車型,鐵鋰電池在乘用車型占比有提升的趨勢。 一些動力電池生產企業和下遊汽車生產商也在行業環境變化後,重新立足公司的 具體經營情況,對未來新能源汽車的發展戰略進行調整,逆勢布局磷酸鐵鋰電池 的生產線,迎接補貼取消後的平價時代。
5. 產品性能推動格局分化,產能擴張力度超前
5.1 國內一超多強格局逐漸成型
在國家政策大力支持及新能源汽車推廣應用進程加快的帶動下,中國車用動力電 池需求大幅增長。以寧德時代、比亞迪、億緯鋰能、國軒高科等企業為代表的國 內動力電池企業,通過開展投資擴產、自主創新等方式,產能和產品質量均得到 明顯提升。
第三陣營將逐步退出歷史舞台。未來中國將成為動力電池競爭的主戰場,市場將 進一步向優勢企業集中,小型低水平的動力電池企業將在競爭中被淘汰。中國動 力電池配套企業已經從 2015年的大約 150 家降到了 2017 年的 100 家左右,1/3 的企業已經被淘汰出局。預計到2020年低產能和低技術含量的電池生產企業將 不具備在市場生存的條件。
行業集中度進一步提升是未來主流。隨著新補貼標準的落地,補貼退坡和相關 技術指標提升,加速了行業低端企業的出清,行業格局得到優化,市場集中度顯 著提升。2018年 CR10 市占率提高了 9.21 個百分點達到82.84%,CR2 市占率提高了16.74個百分點達到 61.36%。
國內動力電池行業格局將逐步清晰。目前動力電池市場除前兩位排名較為穩定 外,排名 3-10 位的企業技術規模差距並不明顯。主要由於產業特性動力電池企 業與下遊公司業務連結較為緊密,而目前國內新能源汽車市場以本土自主品牌為 主,2019年積分指標正式考核後傳統大型車企全面進入電動汽車領域,市場格 局也將隨之清晰。
5.2 財務指標對比揭示全產業鏈格局走勢
在動力電池行業格局逐步分化的情況下,我們通過對比動力電池全產業鏈上市公 司的財務指標,包括從上遊的有色金屬企業,中遊的四大材料和電池生產廠商到 下遊涉及新能源汽車業務的整車製造廠商,找到動力電池行業的發展趨勢和能夠 在未來行業競爭中可以勝出的公司。針對整個行業的發展特性,我們選取了上市 公司新能源業務毛利率和應收帳款周轉率這兩項財務指標進行對比分析。樣本一 共選取 34家上市公司,其中上遊 8 家,中遊 21 家包括四大材料11家和動力電 池 10 家,下遊 5 家。
5.2.1 產業鏈毛利轉移趨勢漸顯,長期產業格局有待明晰
下圖橫軸從左至右依次為動力電池產業鏈上遊、中遊、下遊上市公司。橫向對比 來看,毛利率曲線整體向右下方傾斜,顯示產業鏈上遊毛利率高於四大材料和動 力電池製造行業。縱向對比來看上遊公司 18 年上半年毛利率普遍高於去年同期,而中遊公司則普遍低於去年同期。整個產業鏈的毛利率上遊高於下遊,且毛利逐 步向上遊轉移。目前下遊行業還處於政策補貼期,新能源汽車的滲透率較低,平 價商業化時代還未完全到來,預計完全商業化到來後下遊毛利率也將有所提升。 待下遊新能源汽車行業發展成熟後將形成全產業鏈毛利率兩端高中間低的微笑曲 線。
我們發現動力電池行業的 10 家上市公司在 2018 年上半年分化尤為明顯,毛利率 最高的公司為行業龍頭寧德時代,達到 32.67%,毛利率最低的公司為猛獅科技, 毛利率為-28.07%。而去年同期 10 家公司的毛利率均超過10%。
動力電池行業上市公司毛利率的分化也是行業格局競爭分化的體現,其表層原因 是產能利用率的分化。動力電池行業前期投入巨大,每達到1GWh的產能需投入 4~5 億元,這些前期成本投入需要後期產品的生產和銷售提供收入改善企業的盈 利水平。產能利用率較低的產線自然無法提供足夠的銷售收入,產生了負毛利率 的電池生產企業。毛利率分化的根本原因在於動力電池產品的供求關係,產品的 品質以及企業與下遊客戶的綁定程度。行業供求關係發生變化後,動力電池行業 出現了結構性產能過剩。高端產品供不應求,低端產品生產企業面臨訂單不足的 情況。具有產品優勢、資金優勢、客戶優勢的企業逐步擴大行業占有率,低端產 能逐步出清,行業格局做到優化。
5.2.2「長帳期」傳導資金壓力,產品競爭力決定現金流狀況
應收帳款周轉率反映了企業的市場地位和經營情況的變化。下圖顯示上遊和下遊 的應收帳款周轉率明顯好於整個中遊行業,且上遊公司2018年上半年的應收帳 款周轉率高於去年同期,而中遊大多數公司則剛好相反。在上遊鈷資源供給關係 較緊和補貼退坡壓力增加的情況下,中遊企業承擔來自上下遊相對較多的應收帳 款,帶來的資金壓力也較大,對企業的現金流要求也會更高。而在行業中產品優 勢明顯的動力電池生產企業則在產業鏈中具有較強的議價能力,大批量電池的銷 售和需求一方面可以壓縮上遊供應商利潤空間以提升公司盈利水平,另一方面也 緩解了自身的資金壓力。
5.2.3 高能量密度和快充技術使國內廠商占據先機
高能動力電池量產出貨國內廠商領先一步。由於國內新能源補貼政策注重對高能 量密度技術方向的引導,使得近年寧德時代、億緯鋰能等國內企業相比國際一流 企業在電池高能量密度的研發、生產、應用上相對有一些優勢,其他國家例如美 國的新能源汽車補貼政策更加注重對補貼總額和周期的控制,按照車輛減排效果 進行分級差異化補貼,使得新能源汽車做到了多樣化發展。LG 化學和三星 SDI 等國際廠商出於對安全性的考慮,雖有相關技術儲備,但是在實際中生產應用上並不多。國外三元電池更多應用NCM523和 NCM611,國內億緯鋰能 2018 年下半年做到811供貨,寧德時代今年可以對 811 進行量產供應市場。
寧德時代電池快充技術走在行業前列。相比於傳統燃油汽車,充電時間較長一直 是新能源汽車提升市場滲透率的制約因素。動力電池的快速充電技術需要鋰離子 加速瞬時嵌入到負極,普通電池在快充時負極會出現副產物,影響電芯的循環和 穩定性。目前特斯拉的超級充電樁可以做到 30 分鐘充滿 80%電量,而寧德時代 利用快離子環技術做到了 10-15分鐘快速充電, 其快充電池產品已經可以供貨。
5.3 國際廠商質優低價策略搶占市場,各方產能布局力 度空前
動力電池技術發端於日本,在韓國得到進一步發展,近年來無論是動力電池生產 製造還是產業鏈中遊四大材料的產能都開始向中國大規模轉移。中國擁有全球最 大的新能源汽車市場,動力電池生產能力也高於日韓,目前全球鋰電池的主要生 產國為中國、日本及韓國。
憑借產業優勢和技術積累,松下、LG 化學、三星 SDI 目前仍是鋰電池領域三大 巨頭。2018年全球鋰動力電池出貨量達到 97.0GWh,而前十企業均來自中日韓 三個國家,合計為 79.7GWh,占比達到 82.2%。
松下、LG 化學和三星SDI在產品技術上各有所長,維持行業技術領先的地位。 國內廠商除能量密度等關鍵參數外,生產製造工藝也與國際一流廠商有著不小的 距離。松下作為專業的能源廠商,已連續多年在動力電池市場份額排名第一,其 電池技術實力行業領先,尤其是圓柱電池主要供應特斯拉代表行業的技術方向。 特斯拉在內華達州修建超級電池工廠Gigafactory,唯一的合作廠家就是是松下。 LG 化學在化學制品和化學材料研發方面有深厚積累,利用其在產業鏈的研發優 勢縮小了與松下的差距。三星 SDI 在電池領域涉足面較廣,雖然積極跟進但未專 註於汽車動力電池項目,公司 NCM 和 NCA 產品與 LG 化學均存在一定差距。
國際廠商質優低價搶占市場。與寧德時代不同,松下、LG、三星均為經營歷史多 年,開展眾多業務的跨國綜合性集團。以松下為例,其動力電池業務無論是技術 水平和銷售規模均居於世界前列,也只是集團汽車與機電系統事業部所開展全部 業務的一小部分。2017年松下動力電池業務收入約為 302 億元,僅占松下電器 集團全部收入的 6.2%。LG 化學和三星 SDI 2017 年動力電池業務收入也分別占 全部收入的 17.7%和 68.1%。
從電池成本端來看,由於國內動力電池相關產業起步較晚,從技術到工藝水平都和國際廠商存在著差距。松下、LG 化學、三星 SDI 電池出於對電池品質和性能的要求和供應便利的考量,其供應商大都來自日韓的上遊企業,生產電池的原材 料成本和人工成本高於供應商本土化較高的寧德時代。但國際廠商的電池售價均 低於寧德時代的電池售價,從各公司 2017 年電池業務營業率也可以體現出來。松 下、LG、三星電池業務的營業利潤率分別為 3.3%、0.63%、-1.72%,遠低於寧 德時代的 17.5%。
動力電池行業和與電池相關的儲能行業作為目前高速發展的新興產業,其未來的 成長空間可達到千億、萬億的規模,國際廠商將其視為業務戰略轉型的增長點。 為了綁定下遊優質客戶,提前搶占市場,國際廠商利用其集團背景和資金優勢。 在動力電池業務發展初期採取質優低價策略,利用集團其他業務反哺動力電池業 務,搶占行業發展的先機。
國際廠商加大動力電池產能的擴張力度。汽車廠商紛紛以 2020 和 2025 年為節 點公布各自公司的新能源汽車計劃,奧迪將於2020年發布 7 款新能源車型,大 眾 2020 年前將在華交付40萬輛新能源汽車,BMW 2025 年前將推出 25 款新能 源車型,特斯拉上海工廠2020年正式投產。動力電池作為新能源汽車最重要的 部件,下遊的旺盛需求也帶動了電池廠商的產能擴張力度。根據各公司的公開數 據,松下、LG化學、三星 SDI、寧德時代、比亞迪 2020 年動力電池產能較2017年分別提升了 131%、2344%、203%、493%、733%。
5.4 外資入內,內資趨外,動力電池企業積極綁定下遊
5.4.1 外資卷土重來,提前布局中國市場
根據國家相關規劃,2020 年國內新能源補貼政策將全部取消,做到市場化發展。 這無疑給日韓企業重新搶占國內動力電池市場提供了機會。日前工信部公示的第307批目錄中顯示,東風悅達起亞 K5、東風雷諾兩款車型搭載了南京 LG 化學提 供的電池,這表明外資品牌動力電池已經重新進入中國市場。另一方面,日韓電 池企業也正在恢復在中國的投資力度。日韓企業來勢洶洶,國內電池企業將面臨 更激烈的競爭。
5.4.2 深入綁定客戶,與下遊合作更趨緊密
中國新能源汽車產業增長動力轉向由消費市場拉動,逐步擺脫政策依賴,發展到 了一個新的階段。動力電池技術發展直接影響整車企業生產成本的變動和控制能 力,成為各大企業產業鏈布局的戰略重點。一方面對於動力電池企業來講,目前 正面臨多方壓力,比如規模發展需求、上遊原材料成本增加、下遊補貼下降整車 企業降低成本壓力的傳導,以及規劃產能過剩等。另一方面,由於新能源車型對 動力電池的成本和產品品質穩定性的依賴和生產製造的客戶黏性,使得下遊車廠 也需要鎖定動力電池採購成本,保證電池質保維護,這種合作對雙方來說都是共 贏的結果。
2018年以來國內電池廠商與下遊新能源汽車的合作明顯加強,寧德時代分別與華 晨BMW,廣汽集團,江鈴集團展開了購買產能建設項目,合資設廠,股權投資等 多種形式的戰略合作。對於國內電池領軍廠商來說,加強上下遊合作,鎖定下遊 大客戶的採購量即是穩定未來電池出貨量,穩固自身市場占有率,抵禦市場放開 補貼後日韓電池廠商攻城略地最有效的方式。
5.4.3 搶灘國際支點,全球市場提供想像空間
國內電池廠商在穩固國內市場的前提下,也在積極參與國際市場的競爭。寧德時代投資 2.4 億歐元,在德國圖林根州設立電池生產基地及智能製造技術研發中心。 生產基地計劃於 2021 年投產,預計在 2026 年做到 100Gwh 的產能,製造的電 池產品除了供應BMW,還為大眾、戴姆勒、捷豹路虎、PSA 等知名車企提供配套 服務。億緯鋰能 2018 年 7 月份與戴姆勒集團簽訂10年期供貨合同,2019 年 3 月成為現代起亞的電池供應商,標誌著其高端電池產品成功進入國際主流供應鏈。
這些事件標誌著國內技術領先的動力電池生產廠商,一方面深耕國內的新能源汽 車增量市場,另一方面也在積極開拓全球其他地區市場。在海外設立生產研發基 地不僅可以深入客戶當地了解一線產品和技術需求,也可以盡量避免因國際貿易 爭端對未來銷量的影響。同時電池進入國際主流供應鏈既可以增加高端產品海外 銷量,不斷提升電池品質,也可以為繼續擴大國內市場占有率提供支持。