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工行博士:电动化时代下中国动力电池及锂电材料优势凸显

来源:第一财经 | 作者:admin | 分类:分析 | 时间:2021-07-27 | 浏览:2668
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锂电网讯:6月28日晚,宁德时代发布公告,公司已与特斯拉签订协议,将在2022年1月至2025年12月期间,向特斯拉供应锂离子动力电池产品。这一消息再次引爆了中国动力电池市场。此外,有媒体报道,苹果正与宁德时代、比亚迪展开动力电池供应谈判。作为上半年最火爆的话题,中国新能源汽车与动力电池的春天是否已经到来?

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  电动化是汽车三大发展趋势之首

  百年未有之大变局,能源、信息和智能三大革命迅猛发展,推动了全球汽车产业呈现电动化、数字化和智能化三大趋势。对于汽车行业来说,能源革命是指传统动力汽车向新能源汽车的转变,电池、电机和电控系统技术成为汽车的新核心技术,围绕“三电”将出现并行于传统动力系统产业链的全新产业链,以及与新能源汽车匹配的充电/换电站、加氢站等基础设施和运营服务体系。电动化叠加数字化和智能化趋势,共同推动汽车产业迎来新开发模式、新生产模式、新使用模式、新维护模式、新基础设施、新出行生态圈,进而催生出全新的产业生态系统。

  我们认为,电动化是汽车行业升级的首要核心赛道,绿色低碳是汽车最核心的转型方向。

  其一,从国家战略来看,各个国家和地区都把节能汽车、新能源汽车放到核心战略发展地位,制定一系列的战略规划以及法律法规支持产业发展,电动化趋势不可逆转。中国、欧洲、美国、日本等汽车产业领先国家和主要车企围绕未来汽车电动化发展达成高度共识,纷纷发布电动化战略目标,加快汽车电动化转型。

  其二,从技术角度看,汽车电动化技术整体呈现出平台化、一体化、轻量化、高压化发展趋势,电动化趋势一马当先。在不断加严的汽车燃料消耗、污染物排放以及碳排放控制法规的背景下,汽车产品结构正由传统内燃机占绝对主导的格局,进入诸多技术并存的动力多元化时代,节能汽车技术与新能源汽车技术共同进步、有效组合,未来将逐步成为汽车市场主流产品。

  其三,从市场前景来看,汽车电动化在相当长一段时间仍是市场主体,到2035年新能源汽车将成为市场主流产品。节能与新能源汽车将成为新一轮科技革命和产业变革的标志性、引领性产品,是新一代信息技术、高端装备制造、新材料、新能源等战略性新兴产业的创新集成载体。

  其四,从产业链价值分布角度看,电池、电机、电控是新能源汽车的主要组成部分,成本接近整车的70%。从企业层面来看,几乎所有国际重点汽车企业均发布了新的电动化目标和产品规划,这充分反映了企业对于产业价值链的深度观察和把握。


  动力电池是电动化核心赛道,中国有三大优势

  新能源汽车的电动化方向是嵌套着多个由于政策波动带来的小周期的成长行业。剖析产业链,新能源汽车产业上游主要是锂、铜、镍、钴、铝等正极原材料,石墨及其他稀有金属等负极原材料;中游环节是电池、电机、电控等零部件制造和组装环节,其中电池产业链相对较为复杂,由电芯、BMS(电池管理系统)、Pack三个环节组成;下游则是整车厂以及新能源汽车的消费和服务市场环节,包括整车销售和后服务市场等。

  我们看到汽车电动化逐步提速的两个明显迹象。一方面,C端消费者购买比例显著上升,意味着新能源车正在逐渐脱离政策扶持,形成市场化驱动。2021年1~6月,国内新能源乘用车销售109万辆,其中直接面向C端消费者的比例达到84%,达到历年以来新高,远高于2019和2020年的53%和72%。另一方面,特斯拉Model3及其自动驾驶套件FSD、超快速充电(5分钟、120公里)等标杆产品出现,充电桩普及、5G网络铺设、汽车应用内容端逐渐发力。

  预计到2025年,全球新能源车核心零部件市场规模达到2万亿元,动力电池产业链是新能源车中最重要的环节。从产业链价值分布角度看,虽然电池、电机、电控的成本接近整车的70%,但仅仅电池系统就占到整车的42%左右,几乎占到了新能源汽车成本的半壁江山,电池系统无疑是短期内汽车电动化最受益的产业。

  动力电池行业是技术密集叠加资本密集的行业,当前行业逐步走向集中,未来行业的走向是寡头垄断。全球动力电池格局基本确定,宁德时代拿下全球所有主流车企定点项目,大半为主供应,获取优秀整车厂的大量订单可以形成电池产品的快速迭代,占据了全球动力电池的龙头地位。据韩国研究机构SNE Research公布的数据,2020年宁德时代装机量为34GWh,连续四年卫冕全球第一,宁德时代全球和国内装机市占率分别为26.0%和50.1%,位列其后的依次是LG和松下。预计未来国内龙头走向海外,长期将升级为全球龙头,格局、竞争力都处在优化的上升通道。

  更为可喜的是,比亚迪、亿纬锂能、欣旺达、孚能都陆续进入海外车企的核心电池供应链中,中国动力电池企业体现出极强竞争力。中国电池企业的竞争优势是什么?

  一是创新优势。中国企业在技术创新方面投入较大,推动动力电池的降本将从供应链走向技术。创新突破,对降成本非常有利,这是企业在行业竞争中保持竞争力的关键。单体大电芯大大降低了外壳成本。如宁德时代创新采用CTP大模组、高镍811等技术,使得产品成本大幅降低。此外,产品良率的提升也大幅减少浪费,降低生产成本。

  二是效率优势。相比日韩巨头,中国企业在管理层、架构、公司关系和主业的体制机制上有非常强的效率优势,这对公司的创新、扩产、降本、研发、配套都起到核心优势作用。由此带出来的产能、成本和研发迭代,都将固化为核心竞争力。

  三是原材料优势。动力电池上游是电池材料,直接材料成本占据动力电池电芯成本80%以上,因此电池材料是电池降成本的关键之一。建立完整可靠的供应链体系以及设备体系,不仅对电池产品的质量稳定是基础保证,对于公司产能的扩张也是必要支持。


  动力电池产业链核心在正极材料

  锂离子电池以其能量密度高、循环寿命及使用寿命长等优点成为目前市场的主流产品,锂离子电池的产业链又分为上中下游。上游是动力电池关键四大材料,包括正极材料、负极材料、隔膜材料、电解液材料和其他材料。正极资产最重,单GWh投资额在0.9亿~1亿元,是隔膜的2倍、负极的6倍、电解液的15倍,正极材料原材料占比超过90%,远高于其他环节,正极行业市场空间最为广阔。

  锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料磷酸铁锂等。新能源汽车发展初期,成熟动力电池以国内磷酸铁锂和国外特斯拉的钴酸锂电池为主,更注重安全。但随着汽车企业动力电池比能量要求大幅提升,国内品牌的乘用车也正在从磷酸铁锂路线转向三元材料路线,而正极材料高镍化是未来的发展趋势。

  锂离子电池负极材料未来将向着高容量、高能量密度、高倍率性能、高循环性能等方面发展。硅基负极材料理论比容量高,具有综合性能优势,成为行业下一阶段应用趋势。隔膜按照制造工艺可以分为湿法隔膜和干法隔膜。薄型化、微孔层表面涂覆无机陶瓷涂层或有机涂层是发展趋势。锂离子电池有机电解液主要由三部分组成,分别是电解质锂盐、有机溶剂和添加剂。六氟磷酸锂对负极稳定、放电容量大内阻小仍是未来锂盐发展的方向。电解液可以分为液体和固体电解液两类。未来主要研究和开发的电解质体系主要集中在,实现液体有机电解液的大电流供电和聚合物电解质。锂离子电池产业链的中游是锂电芯的加工、锂电池的封装及模组的组装,下游是动力电池厂。

  整体来看,中国的动力电池材料方面也具有三大优势:一是品质优势。中国在正极材料、负极材料、隔膜材料、电解液材料四大材料领域通过不断追赶和创新,目前品质已经和海外龙头企业接近,在高镍正极、人造石墨、湿法隔膜等领域处于全球领先地位。

  二是成本优势。受益于资本开支低、人工制造成本低和生产效率高,中国材料制造成本远低于海外,具备极强的性价比优势。

  三是产能优势。一方面,中国的设备成本和建设成本低导致了扩产成本低于海外,更有能力进行产能建设;另一方面,制造业呈现周期波动,行业景气度较低时海外企业主动降低资本开支回收现金流,中国龙头企业更加前瞻积极布局。

  四是企业家优势。

  尤其值得强调的是,中国企业拥有全球最优质的锂资源,这也是动力电池产业链的最上游。中国锂电材料产业链正在以奔跑式的速度占领全球新能源车产业链高地,并通过自身的产能、成本、服务等优势迅速抢占全球市场份额。

  (作者系经济学博士,供职于工行,本文仅代表个人观点)

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