u动力电池是汽车产业新能源化的助推器 新能源汽车产业发展有两条主赛道,先行者是电动化,后进者是智能化。作为传统石油工业的颠覆者,也作为电动化革新的核心技术,动力电池已然成为了新能 源汽车产业的“风口”。全球汽车产业新能源化趋势强劲,技术不断迭代的动力电池正在成为产业变革的助推器。 动力电池与新能源汽车产业发展息息相关,动力电池的性能不仅拉升了新能源汽车的品牌质感,而且还直接影响了客户驾乘的体验感。提升新能源车主补能、用 能的便捷性,是各车企、动力电池生产企业积极参与此次技术革新的核心驱动力。同时,新能源车主也期待着更先进的动力电池技术能早日投入应用。 u《2022全球新能源汽车动力电池发展研究》报告 新能源汽车和动力电池在产业链上已形成了深度的绑定关系,动力电池作为新能源汽车的“心脏”,决定了诸多关键的车辆性能参数。整体上,动力电池沿着高 比能和高安全两条技术路线发展,随着各项细分技术的不断迭代,未来新能源汽车动力电池将充分满足车主关于续航里程、充电时间、驾乘安全等方面的需求。 4680大圆柱电池、固态电池、钠离子电池、不自燃电池等新型技术即将投入应用,有望大幅缓解新能源车主的用车痛点。 新能源汽车动力电池产业链漫长,上中下游企业供需关系和竞争态势错综复杂。本报告从全球角度扫描核心和潜力玩家,挖掘企业战略布局、分析技术研发路径, 解析企业运营思路,并深层剖析关于特斯拉、宁德时代、比亚迪等企业的经典案例。结合全球能源革命的主旋律,报告分析了车企主动学习动力电池技术背后的 原因,预测了美国新能源汽车市场的发展潜能,构建“锂自足、锂循环”的完美生态闭环,最终完成对未来产业链发展前景的预测和展望。 新能源汽车动力电池综述 新能源汽车动力电池综述 1.1 2021年全球新能源汽车销售650万辆,带动动力电池装机量同比翻倍 u在全球新能源汽车产业高速发展的大背景下,新能源汽车销量呈现了爆发式增长:2021年全球新能源汽车销售650万辆,其中中国销售352万辆,占全球市场的54%。 亿欧智库预测2025年全球新能源汽车销售2580万辆,中国1359万辆,占比53%。2020-2025年的市场年均复合增长率为42%。 u全球锂电池产业,特别是锂动力电池部分,借助新能源汽车行业的迅猛发展,也保持了高速增长:2021年全球动力电池装机量297GWh,平均单车装机量45.7KWh。 亿欧智库预测2025年全球动力电池装机量1485GWh,平均单车装机量57.6KWh。2020-2025年的市场年均复合增长率为47%。 亿欧智库:2020-2025全球新能源汽车销量预测 亿欧智库:2018-2025中国新能源汽车销量和增长率预测 1.1电池企业头部集中度高,前三名市占率超65%,低成本的磷酸铁锂电池更受市场欢迎 u全球动力电池生产企业竞争格局已经基本形成,2021年宁德时代、LG新能源和松下位列前三,比亚迪第四;市场竞争的马太效应明显,前三名的市占率合计达65.1%,前十名的市占率合计达91.2%,尾部企业多而不强,整体竞争格局进入白热化的淘汰阶段。 u2021年2季度以来,锂(以碳酸锂为代表)、镍、钴等原材料的价格疯狂上涨,导致了动力电池成本高涨,2022年2-3月价格压力传导到下游,车企陆续涨价,涨幅均值约170元/KWh。另一方面,2021年2季度起,综合成本相对较低的磷酸铁锂动力电池在中国市场的份额超过了三元锂。亿欧智库认为,在目前阶段涨价较少的、高性价比的磷酸铁锂动力电池更受市场欢迎。 亿欧智库:碳酸锂价格变化趋势 亿欧智库:2021全球动力电池生产企业装机量Top10 亿欧智库:近5年中国主流类型动力电池装机量变化 Ø三元锂动力电池在中国市场的份额已经被磷酸铁锂反超 1.2政治环境:全球“减排、禁燃”计划启动,新能源汽车推广政策落地,电池产业受益 u2015年全球瞩目的《巴黎协定》签署了明确的气温控制目标,同时各国也陆续推出“碳中和”计划和目标。中国宣示2030年碳达峰,2060年实现碳中和;挪威、荷兰等国家率先提出禁售汽柴油车的计划/议案;巴黎、马德里、雅典、墨西哥城等城市计划在2025年禁售柴油车。 u全球主要汽车消费地区欧盟、美国和中国,在2020-2021年期间都相继公布了新能源汽车推广政策。政策围绕新能源汽车销售渗透率目标、禁售燃油汽车时间表、产业链刺激政策、消费补贴等方面引导汽车产业全面新能源化,动力电池产业从中全面受益。亿欧智库认为中国的规划更为长远,计划打造涵盖动力电池产业发展在内的现代能源体系。 亿欧智库:全球部分国家碳中和目标与时间表 亿欧智库:不同国家/地区/城市燃油汽车禁售计划 亿欧智库:全球新能源汽车推广政策摘要 2021年7月14日欧盟公布的《Fit for 55》制定了碳排放目标,加速推动欧洲汽车电气化进程; 新法规《Fit for 55》提出至2030年所有登记注册的新车排放总量较2021年降低55%,至2035年全面禁售燃油汽车。预计2030年新能源汽车渗透率将达至少65.1%以上,对应至少新增1113万辆新能源汽车。 2020年12月拜登团队发布的《电动车推广计划》提出2026年前实现新能源汽车渗透率25%的目标; 2021年4月在美国就业计划中提出新能源汽车产业链刺激方案; 次月宣布1740亿美元电动车扶持计划;《清洁能源法案》计划提供316亿美元电动车消费税收抵免,并提供1000亿美元购置补贴; 2021年8月,美国总统拜登签署行政命令设定2030年电动车占新车销量比例达50%的战略目标。 2020年11月的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》明确提出2025年新能源汽车渗透率达20%,2035年纯电动汽车将成为新车销售主流,公共领域用车全面电动化; 2022年1月的《“十四五”现代能源体系规划》提出:加快推动能源绿色低碳转型,壮大清洁能源产业,实施可再生能源替代行动,推动构建新型电力系统,促进新能源占比逐渐提高。 1.2经济环境:汽车产业链逐步新能源化,补贴方面新能源汽车和动力电池深度绑定 u从渗透率层面看,2019年至2022年1季度,全球新能源汽车销量占比已从3%提升到15%。从2021年全年看,欧洲新能源汽车渗透率已达20%,领先中国和美国。从销量层面看,中国新能源汽车占全球的54%,销量处于领先位置。欧洲市场占比也高达35%,是全球第二大市场。目前中、欧市场在燃油汽车产业链转型升级为新能源汽车产业链的过程中持主导地位,美国暂时落后; u中国在新能源汽车发展的关键时期、关键节点都出台了相应的政策,主要有5方面:1、免征车船税(2012年起);2、明确纯电动和插混双路线;3、颁布新能源汽车国家补贴标准(2013年起);4、免购置税(2014年9月起);5、对动力电池系统提出能量密度要求。新能源汽车和动力电池在推广政策和补贴方面处于深度绑定关系。 亿欧智库:全球新能源汽车销量和渗透率 亿欧智库:中国新能源汽车补贴与动力电池能量密度要求 1.2社会环境:气候问题成为全球焦点,更环保的搭载动力电池的新能源汽车更受欢迎 u2022年5月,根据世界气象组织发布的《2021年全球气候状况》:温室气体浓度、海平面上升、海洋热量和海洋酸化等四项关键气候变化指标在2021年创下新纪录。 世界气象组织表示,这是人类活动造成全球气候规模变化的又一明确迹象,将对可持续发展和生态系统产生有害和持久的影响。 u2013年前后“雾霾”肆虐,中国国民充分认识到可吸入颗粒物的危害性。北京市生态环境局的报告显示北京市2012-2013年度PM2.5本地排放来源31%是机动车。从此机动车尾气排放与“雾霾”在意识内划上关联号。中国国民环保意识觉醒的同时,对驾乘零排放、低排放新能源汽车充满期待。在社会关注度和欢迎度上,更为环保的、搭载可循环使用动力电池的新能源汽车替代消耗一次性燃料并产生污染的传统燃油汽车已成大势所趋。 亿欧智库:全球气候变化问题加剧 亿欧智库:中国国民环保意识增强 Ø2013年前后的“雾霾”给中国国民普及了可吸入颗粒物的相关知识,使人认识到PM2.5的主要污染源是燃油机动车。 Ø2012年9月国务院批复《重点区域大气污染防治“十二五”规划》,这是中国第一部综合性大气污染防治的规划;次年国务院印发《大气污染防治行动计划》,自2013年9月起实施。 在本世纪末将全球平均气温控制在比前工业化时期(1850-1900年)高1.5-2℃的水平,这将需要一个雄心勃勃的减少温室气体排放的计划,且必须在十年内尽快付诸行动。 Ø2020年北京市大气PM2.5年均浓度38微克/立方米,创历史新低,首次达到“30+”的水平,和2013年相比,北京市主要污染物年均浓度都在下降,PM2.5下降了57.5%。 --世界气象组织秘书长佩蒂瑞·塔拉斯 1.2技术环境:特斯拉Model S的上市标志着动力电池技术已经成熟,市场化阶段由此开启 u从技术层面看,动力电池的容量(影响续航里程)技术参数在2010年后开始满足新能源汽车市场的最低需求。事实上,特斯拉汽车联合松下研发的1865圆柱形锂离子电池,在国际市场上证明了动力电池技术的成熟度。2012年上市的Model S拉开了新能源汽车消费时代的序幕,市场化阶段由此开启。 u中国关于动力电池的技术参数,在2017年前无明确的规划路线。但经多年的市场经验积累,政府在2017-2022年期间规范并明确了最有价值的技术参数—动力电池系统能量密度,该参数体现在新能源汽车国家补贴之中,且起到了引领了市场良性发展的积极作用。同期,主流纯电动汽车动力电池能量密度从105Wh/kg提升到160Wh/kg,纯电动车的续航里程也从250km提升到500km+。动力电池技术水平和新能源汽车性能、主流市场需求息息相关。 市场需求等待动力电池技术发展 特斯拉汽车的动力电池技术 中国新能源汽车补贴金额与动力电池能量密度要求 ※主流的判断标准:当年新能源汽车销售市场的主销车型 1.3不同类型的锂离子电池结构和充、放电原理基本相同,区别主要在正极材料 u锂动力电池放电时,锂离子从石墨负极穿过隔膜向橄榄石(磷酸铁锂)或层状(三元锂)的正极移动,同时电子从负极通过外部电路跑到正极;充电时路径相反。 新能源汽车搭载的量产化锂离子动力电池的主要形状为长方形、圆柱形和软包;按正极材料的不同元素比例,磷酸盐锂电池和三元锂电池可细分多种品类。 亿欧智库:锂电池结构示意图(放电) 1.3磷酸铁锂电池成本、寿命、安全性较优,三元锂电池比容量、充电速度、耐低温性较优 u磷酸铁锂和三元锂动力电池在性能、成本等指标上有所差异。其中磷酸铁锂资源较丰富,整体成本、循环寿命和热稳定性优于三元锂。三元锂在理论比容量(能量密度)方面高于磷酸铁锂60%,充电速度也占优,因此更适用于高端车型;对于三元锂电池来说,比容量随镍含量的升高而升高,但热稳定性却随之变差。 亿欧智库:磷酸铁锂和三元锂动力电池主要类型和性能比较 磷酸锰铁锂(LMFP) 镍钴锰三元锂(NCM) 镍钴铝三元锂(NCA) 溶质(六氟磷酸锂LiPF)+溶剂+添加剂 溶质(六氟磷酸锂LiPF)+溶剂+添加剂 1.4原料和部件:锂矿主产区在南美和澳大利亚,电池核心部件约40%成本在正极 u锂离子动力电池的核心原材料为锂矿(锂盐)。全球锂矿资源主要分为卤水锂、硬盐型锂和沉积型锂,三种储量分别占比59.4%、34.2%和6.4%。目前卤水锂的主要产地在南美洲、美国和中国,硬盐型锂的产地主要在澳大利亚和中国,沉积型锂储量较丰富的国家为塞尔维亚和美国。全球范围看,锂资源分布不均匀。 u正极材料占动力电池整体成本的约40%。原材料是正极和负极的成本核心,占比分别为89%和86%。电解液和隔膜的核心成本除原材料之外,加工费(占比51%)和制造成本(37%)的占比分别较高。所以原材料(锂盐)的价格是影响正极材料乃至动力电池产业链成本控制的核心