您的浏览器禁用了JavaScript(一种计算机语言,用以实现您与网页的交互),请解除该禁用,或者联系我们。动力电池收获期将至,谁有最大的话语权?_【Insights】【发现报告】

动力电池收获期将至,谁有最大的话语权?

动力电池新能源车新基建
发布时间:2021-06-27




针对近期热点,报告酱会整理多家机构的不同分析角度,为大家梳理相关热点的来龙去脉,行业分析及二级市场相关上市公司科普。期望能为大家带来专业中最科普,科普里最专业的讲解,也能够为二级市场投资者带来热点的投资展望。


6月13日,比亚迪董事长王传福在公开场合表示电动车会遇到燃油车的“卡脖子”问题:“发展新能源汽车最主要是为了解决石油卡脖子问题,但是中国的钴资源几乎没有,镍资源也很少...”因此他得出结论,相比于要使用大量镍、钴的三元锂电池,使用磷酸铁锂作为正极材料的刀片电池不仅安全性更好,而且完全不依赖稀有金属,没有卡脖子的后顾之忧。

担心被卡脖子的不止王传福,还有太平洋对岸的马斯克。今年2月份,砍掉了公关部的马斯克发了一条推特,说道:“镍是我们最大的担忧,正是因为镍短缺,所以标准续航版车型才会使用无镍的磷酸铁锂电池。”

作为电动车的“心脏”,电池及其上游的原材料供应也越来越得到资本市场的关注,传统的电池厂纷纷扩大产能,同时以特斯拉、通用、福特为代表的主机厂也相继表示将自产电池。从数据来看,2021年全球主流的电池企业产能超过500GWh,远超出需求量,电池厂商之间的竞争将会更加激烈。本文将试图回答以下问题:动力电池由什么组成?什么是CTP?有什么优缺点?谁有最大的话语权?


行业分析

01

动力电池的拆解


动力电池是新能源汽车重要零部件之一,对新能源汽车的续航里程、整车寿命、安全性等关键指标具有重要影响。动力电池在新能源汽车整车成本中占比接近40%,是新能源汽车成本占比最大的部分



动力电池的上游是锂钴镍等原材料,下游是新能源汽车。中游四大锂电材料包括正极材料、负极材料、隔膜、电解液,各个环节呈现不一样的特征。



①正极材料

正极材料作为锂离子电池最核心的部分,其特性对于电池的储能密度、循环寿命、安全性等具有直接影响。锂电池常用的正极材料有磷酸铁锂(LFP)、钴酸锂(LCO)、锰酸锂(LMO)和三元材料(如NCA和NCM),不同种类的正极材料电池根据优劣势有不同的应用领域,新能源乘用车及货车细分市场三元锂电池为主,LFP为辅,而新能源客车领域则LFP占绝大比重,而其他种类正极材料的锂电池在动力领域应用较少。

②负极材料

负极材料主要影响电池的能量密度、安全性和循环性能。在探索负极材料时,理想的负极材料具备以下特征,与正极材料电化学位差大以提高电池功率;材料层间距相对较大,锂离子嵌入反应所需自由能小,易具有较大的锂离子容量,且嵌入后不膨胀,循环性能好;电极电位不受锂离子嵌入量影响,有利于电池工作电压稳定;热力学稳定性好,不与电解液反应;锂离子在负极材料中的扩散速率高,易于容纳大量的锂离子;石墨化程度越低,SEI膜稳定性越好,可避免电解液嵌入电极材料;易制备,资源丰富等。

③隔膜

保障电池安全的最重要组件之一,其浸渍在电解液中,位于正负极材料之间,起到避免正负极材料接触导致短路的作用。同时隔膜应具有热塑性,在高温环境下隔膜发生熔融,微孔关闭,从而达到断电目的。因此隔膜通常采用具有绝缘、不溶于有机溶剂、强度高等特性的聚烯烃多孔膜。常用的隔膜有聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)及丙烯-乙烯共聚物等。全球汽车动力锂电池使用的隔膜以三层PP/PE/PP、双层PP/PE以及PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆等隔膜材料产品为主。

④电解液

电解液在锂电池组件中连接正负极材料,同时是锂离子传输的载体,是使电池具备高电压、高比能的关键。电解液由溶剂、电解质(锂盐)和添加剂组成,其中溶剂具备介电常数高、粘度小、纯度高、吸湿性好等特性,易于提高电解液的导电性。电解质为电解液中锂源,部分锂盐由于高温安全性差、导电率低、价格昂贵等原因被弃用。目前,应用较多的为六氟磷酸锂LiPF6,但,易水解、热稳定性存在不足。


02

什么是CTP?


现有的电池pack结构由三级组成:电芯(Cell)、模组(Module)、包(Pack)。它们之间的关系我们可以这样理解,最小的单元是电芯,一组电芯组成一个模组,多个模组组合再加上BMS、配重模块等零部件则组合成我们所说的“电池pack结构”。当然,在“电芯、模组、电池包”这种多层级电池pack结构下,电芯对于电池包的空间利用率仅为40%,其中电芯对模组的空间利用率为80%,模组对电池包的空间利用率为50%,模组的硬件费用约占电池总成本的15%。

Cell to PACK(无模组动力电池包),我们可以理解为该技术省去了中间模组环节,将电芯直接集成到电池包对于模组,我们可以理解为它是为电池电芯提供必要的支撑保护结构部件的模块,是动力电池系统的次级结构之一。简单来说,电池模组主要以下作用

  • 在单体电芯与锂电池包之间充当载体,起到了连接、固定、缓冲和提高绝缘效果等作用;

  • 锂电池包里的模组“各尽其职”,各自管理自己的单体电芯组,有助于温度的控制,同时有效防止在发生事故时电池热失控的传播;

  • 采用模组单元的锂电池包,当某一个电池电芯发生故障需要更换时,只需要找到所属的模组,对其进行更换,就能够解决故障,有效降低了电池包售后维修的成本与难度。

模组这么有用,为什么还要一味的追求“去模组化”呢许多电池供应商和主机厂一直在寻求降低电池成本的方案,模组的硬件费用约占电池总成本的15%,而且电芯对于电池包的空间利用率仅为40%,因此,“去模组化”将会是未来的趋势。但正是因为模组充当了多种角色,所以“去模组化”实现起来并不是那么容易,这就意味了去除模组后的电池包在强度以及可靠性不能降低,这就对了电芯以及电池包的制造工艺和材料选择提出了更高的要求。


03

国内CTP路线有哪些?


高成本使得许多电池供应商和主机厂一直在寻求降低电池成本的方案。目前国内的CTP技术分为两种路线,一种是以比亚迪为代表的的完全无模组方案,另外一种是以宁德时代为代表的以大模组代替小模组的方案,当然也有其他企业例如特斯拉、长城汽车的蜂巢能源、国轩高科等也都在研发自己的CTP技术。本文就以两种具有代表性的技术路线来讲。


①比亚迪:刀片电池(无模组方案)

比亚迪采用了CTP设计思路,即把电芯以列阵方式直接装到电池包壳体内,省略了把电芯组装成模组这一步。比亚迪通过CTP设计在保证了电池包的强度前提下,省去了横梁、纵梁以及螺栓等附件,将电池包壳体内部的空间利用率由原来的40%-50%提升至60%-80%。


从比亚迪官方申请的专利来看,所述电池阵列包括若干单体电池,至少一个单体电池满足:600mm≤第一尺寸≤2500mm,包括壳体以及位于壳体内的极芯。通过设计单体电池的特定尺寸,来提高电池包整体的刚度

取消电池包壳体内的横梁和纵梁后,需采用其他设计来保证电池包在各个方向的力作用下不易发生变形,这就是为什么比亚迪要把电芯做成又薄又长的一个重要原因。在长度方向上,刀片电池可以代替横梁结构,在厚度方向上,通过对“刀片电池”进行堆叠可代替纵梁结构,最终可以保证电池包有足够的结构强度

刀片电池依然采用了比亚迪擅长的磷酸铁锂电池,将传统电池单体大幅拉长,长度可以做到2米,厚度为13.5毫米。同时,在刀片电池的侧脊面上安装高强度板,让刀片电池侧面可以承担支撑作用。这一系列设计可以让刀片电池跳过模组环节,直接组成电池包,从而提升空间利用率

刀片电池既是能量体,又是结构件,可以成为直接支撑电池包的梁,相较传统电池包,刀片电池的体积利用率提升了50%以上,也就是说续航里程可提升50%以上,达到了高能量密度三元锂电池的同等水平

但在无模组方案中,售后维修成本与难度可能会加大了,由于单体电芯是直接粘贴到电池壳体底板上的,在维修时,可能需要整包更换。

②宁德时代:大模组方案


宁德时代则在提升能量密度和降低电池成本方面找到了一条新的路径,简单来说就是以大模组代替小模组的方案。从宁德时代发布的专利图来看,电池壳体为塑料材质,在注塑时,将散热板嵌入箱体内,与电池壳体外壁相连通(散热板内部有贯穿的通道),这就方便了外部冷却管路的连接。


多片塑料材质的散热板将电池壳体隔成一个个电芯收容空间,我们可以把电池壳体比作一个抽屉柜,方壳电芯就如同抽屉格一样整齐的插入这些收容空间。同时,方壳电芯侧面贴有导热硅胶片,导热系数为4W/(m·K),电芯与导热硅胶片一起可直接插入到散热板中间。这样做能够减少约40%的零部件,这些零部件来自模组之间的连接线束、侧板、底板等。此外,在电池体积不变的情况下,采用CTP技术的电池Pack包内体积利用率也提升了15%-20%。

宁德时代新型CTP电池包,较传统电池包相比,CTP电池包体积利用率提高了15%-20%,电池包零部件数量减少40%,生产效率提升了50%,大幅降低了动力电池的制造成本。得益于内部结构的化繁为简,CTP电池包能量密度较传统电池包将提升了10%-15%。传统的电池包能量密度平均为180Wh/kg,而CTP电池包能量密度可达到200Wh/kg以上。目前,宁德时代已经取得超70项CTP核心专利。


04

行业未来的演变趋势


2020年前三季度,国内装机电量排名前10名企业装机总电量合计约64.76GWh,约占整体的92.8%。从全球市场看,2020年国内动力电池企业装机排名前10名的动力电池企业分别为宁德时代、比亚迪、LG化学、中航锂电、国轩高科、时代上汽、亿纬锂能、力神、孚能科技和瑞浦能源。



随着全球新能源汽车的快速发展,动力电池迎来大幅扩容,传统的电池厂纷纷扩大产能,同时以特斯拉、通用、福特为代表的主机厂也相继表示将自产电池。据统计,2021年全球主流的电池企业产能超过500GWh,远超出需求量,电池厂商之间的竞争将会更加激烈。行业未来会有哪些大趋势呢?

中国动力电池竞争韧性逐渐增强

与前一轮偏向选择日韩电池企业的选择不同,越来越多国际车企对于动力电池的选择开始倾向于中国企业。包括宁德时代供货特斯拉,蜂巢能源获PSA采购合同,亿纬锂能成为宝马定点供应商等等。

除了出于规避政策风险的考量,但更重要的是,中国动力电池企业在技术实力、制造能力、供应链管理能力、成本竞争力等方面均已达到国际车企的要求,并展现出与日韩对手差异化的竞争力。不仅是LFP产品开始获得国际车企的认可;订单产品与研究协同也变得更加多元化,包圆了BEV、PHEV和HEV产品等等;甚至是基于CTP等新技术开发的产品也开始得到国际车企的青睐及订单。同时,在产业链和价值链上,中国企业也明显更胜一筹。围绕中国头部电池企业崛起,一大批具备国际化能力的供应链配套企业也在成长壮大,这也成为国际车企选择中国电池企业的一个考量因素。

国内“一超多强”的竞争格局即将诞生


国内来看,以宁德时代为超级龙头的地位会进一步巩固,而获得国际车企的定点或订单后,一批国内第二梯队的电池企业也会迅速成长。其次,从国际车企的供应链需求看,根据不同项目不同车型,选择两到四家核心动力电池供应商已成趋势。因此,依然还将会有一批具备车规级产品技术实力、国际化视野的中国动力电池企业进入其选择视野。高工锂电获悉,包括中航锂电、比亚迪、远景AESC、力神、塔菲尔等企业也都在和国际车企紧密接触。

全球动力电池企业的近身肉搏战一触即发


除了中国动力电池企业正在分得一部分订单之外,日韩巨头包括松下、LG化学也相继获得特斯拉电池新的订单;欧洲动力电池企业也在崛起,Northvolt提前获宝马20亿欧元(约合159亿元人民币)订单等。以车企规划节奏来看,2021—2023年,是外资车企电动化车型的密集投放期,因此当下“紧锣密鼓”的囤货节奏也恰逢其时。提前签订长协合同、拿到项目定点,锁定未来市场份额,成为全球动力电池企业现阶段的重要角力点。

随着国际车企的新能源汽车市场上量,中日韩欧洲动力电池竞争局面将会产生更新调整。全球动力电池企业的近身肉搏战也将愈演愈烈。

车企与电池企业的合作模式日趋多样化


高工锂电了解到,为了保障电池供应,车企与动力电池企业的合作除了明确的订单之外,还存在合资建厂、包产能、包专线等合作形式,此外,通过订单“初始预付款”等新的合作模式也在诞生。

而新的合作模式的诞生,对于车企而言,有利于保障其电芯供应的优先性和稳定性,同时在动力电池研发方面获得更多主动权。对于动力电池企业而言,有利于保障其资金的流转,便于将产品研发前置,减轻电芯技术迭代的研发资金压力。随着各国新能源补贴政策的退出,终端消费市场的需求演变,将倒逼车企与电池企业探索出更多新的合作模式。

公司梳理

01

多次被机构评级为“买入或增持”的个股



宁德时代(300750)

公司2019年电池系统销量40.96GWh,同比增长92.21%,2020上半年国内份额48.3%维持首位,四季度配套特斯拉起量后有望提振市场地位,上半年全球份额23.5%排名第二、次于LG化学,公司2020年海外市场放量,2020-2021年欧洲新能源汽车销量有望超120万辆、170万辆,预计公司2022年迎来交付拐点,2025年欧洲份额有望达到30-40%。

比亚迪(002594)

比亚迪表示,公司新能源汽车销量实现快速增长。其中,全新旗舰车型“汉”一上市就成为国内高端新能源汽车市场的热销车型,订单数量持续攀升,销量持续增长;公司改款旗舰车型“唐”销量增长迅猛,在同级别车型中销量位居前列,两款旗舰车型推动了公司新能源乘用车业务取得更快增长。

亿纬锂能(300014)

公司动力电池业务实现营收13.60亿元,同比增长62.59%。公司软包三元电池产品进入产能释放期,产能利用率快速提升,产品向国际大客户进行批量交付。公司自主开发得方形三元电池产品也已推出市场。与公司形成合作关系的国际车企包括戴姆勒、宝马等,公司初具市场影响力。

恩捷股份(002812)

公司作为全球隔膜龙头,市场份额有望进一步提升。从产能规划到实现收入间的长周期保证了龙头的先发优势及规模优势。公司当前已进入CATL、LG、松下、三星等全球龙头供应体系,优质客户结构保障公司先发优势。

赣锋锂业(002460)

公司凭借氢氧化锂产能和技术优势率先进入特斯拉、宝马、大众等多家龙头车企供应链。公司现有氢氧化锂产能3.1万吨/年,三期将再建设5万吨氢氧化锂有望成为全球最大的供成商。


02

社保持股概念股



欣旺达(300207)

消费锂电PACK龙头。动力电池进展顺利,目前公司动力类研发团队已达到800多人,动力电芯能量密度、良率等指标接近一线水准,且具备PACK、BMS的系统级解决方案能力。

天赐材料(002709)

从结构上来看受益于特斯拉Model3的放量,LG南京工厂装机量快速上升,公司作为其电解液核心供应商受益明显。从中长期发展来看公司除在国内继续加大电解液产能扩张外,还将在捷克建设10万吨电解液产能,实现对客户海外工厂的就近配套;同时在产业链方面公司相继布局添加剂、锂盐项目,后续自给率提升产品毛利率有望进一步提升。


03

其他优势个股


星源材质(300568)

星源材质从事锂离子电池隔膜研发,主要客户包括韩国LG化学、宁德时代、比亚迪、国轩高科、亿纬锂能、天津力神、孚能科技等国内外知名的锂离子电池厂商。

德赛电池(000049)

公司主要围绕锂电池产业链进行业务布局,其中惠州电池主营中小型锂电池封装集成业务,惠州蓝微主营中小型锂电池电源管理系统业务,惠州新源主营大型动力电池、储能电池等电源管理系统及封装集成业务。目前公司在中小型电源管理系统暨封装细分市场持续保持领先地位。同时为提升公司竞争力和盈利水平,优化公司股权结构,公司以现金方式收购了上阳投资所持有的惠州电池和惠州蓝微25%股权,二者已成为公司全资子公司。

德方纳米(300769)

国内首家纳米磷酸铁锂生产企业深耕十余年,2019年销量2.34万吨,市占率29%占据龙头地位。深度绑定宁德时代、亿纬锂能等优质客户。作为业内唯一液相法生产厂家,公司磷酸铁锂循环性能和克容量均优于固相法同行。公司产能利用率一直维持高位,基本满产满销,作为业内为数不多的上市公司,融资便利,目前磷酸铁锂产能3万吨,在建3.5万吨,规划4万吨,突破产能瓶颈后公司营收将大幅增长。

湘潭电化(002125)

湘潭电化是国内最大电解二氧化锰生产商,已成功研制出锂离子电池用锰酸锂专用电解二氧化锰新产品。公司定增募资投向年产2万吨高性能锰酸锂电池正极材料、年产2+3万吨高纯硫酸锰生产线建设项目。

参考研报


01

行业全景



【并购优塾】宁德VS亿纬VS国轩:2021年4月跟踪动力电池产业链深度梳理

【光大证券】动力电池回收:降本与突破锂约束,构成锂电循环闭环——碳中和深度报告(四)

【国金证券】动力电池行业研究:优质供给驱动电动化提速,动力电池种子选手迎高弹性增长

【平安证券】汽车和汽车零部件行业深度报告:电动化系列一:从蜂巢能源看动力电池格局演变

*【中信证券】新能源汽车行业专题报告:2020年国内动力电池市场回顾

*【中信证券】新能源汽车动力电池行业投资策略:全球电动化浪潮,优质供应链受益


02

公司研报


宁德时代-【国信证券】宁德时代系列之一:复盘篇,动力电池龙头十年万亿成长路

欣旺达-【国盛证券】消费业务盈利提升,动力电池蓄势待发

亿纬锂能-【申万宏源】成长赛道全面开花,动力电池新一线标的

恩捷股份-【新时代证券】首次覆盖报告:湿法隔膜龙头,乘风加速成长

赣锋锂业-【万联证券】深度报告:增长新起点、优势再巩固,锂周期见底向上

天赐材料-【浙商证券】深度报告:日化为盾,锂电为剑,电解液龙头蓬勃向前

星源材质-【东兴证券】湿法隔膜成出货主力,三大变化助推份额提升

德赛电池-【国盛证券】受益5G,电池需求再提高,德赛扬帆再起航

德方纳米-【广发证券】德方纳米:正极隐者,铁锂冠军

湘潭电化-【长城证券】公司深度报告:电解二氧化锰龙头,布局锂电正极材料

报告推荐
公司报告
发现报告商业局

发现报告商业局

发现报告旗下传递新经济商业知识的阵地。

我们需要先了解这个世界,才能思考,或创造。

发现报告订阅号
公众号
小程序
pwa
桌面端
kefu
联系客服
kefu
社群