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锂电池行业深度陈诉:布局与质料创新共推锂电行业高景气成长

2021-01-26 ryder

  1) 中国新能源汽车市场快速回暖,欧洲市场政策加码,美国市场或成新增量。海内新能源汽车由津贴导入转向市场驱动,在疫情平稳事后产销量迎来强势反弹,2020 年 7 月起同比增速由 负转正,年销量达 136.7 万辆,同比增长 11%,估量 2021 年 有望打破 190 万辆。欧洲采纳加码津贴政策与收紧碳排放标 准双重办法,估量 2021 年销量将延续 2020 年的高增长模式, 有望赶超中国成为世界第一大新能源汽车市场。美国方面,拜登上台将推绿色能源打算,全面利好新能源汽车财富链。

  2) 电池需求增长空间庞大,宁德时代与LG化学努力全球化机关, 将形成双寡头名堂。市场对动力电池提出了更高的产能需求, 估量 2025 年锂电池出货量将进入 TWh 时代。海内动力电池厂 商包围中国超 80%需求,正努力进军欧洲市场,而日韩厂商以欧洲市场为基本慢慢打开了中国市场。动力电池企业绑定优 质客户,实现强者恒强,将来宁德时代与 LG 化学将形成不变 的双寡头名堂,而收获车企大笔订单与投资的海内第二梯队 企业则有望得到生长时机。

  3) 技能迭代是财富成长驱动力,布局与质料技能多元化成长。CTP 技能、刀片电池、JTM 技能等布局创新发动电池系统能量 密度增长。三元锂与磷酸铁锂非零和博弈将配合成长,高镍低 钴三元仍是主流趋势,磷酸铁锂因安详机能、轮回寿命及本钱 优势在中低端乘用车、商用车、储能规模优势明明,需求回暖。 硅碳负极将在将来慢慢代替石墨负极,与高镍三元正极搭配 构建超高能量密度电池。湿法+涂覆技能将主导隔阂质料市 场,干法隔阂凭借安详性和本钱优势市场占比维稳。

  

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  一、海内新能源汽车市场回暖,外洋产销迎井喷

  1.1 中国:进入完全市场化转型阶段,布局优化助力持久成长

  新能源汽车已由政策导入和津贴刺激转向市场驱动。早期当局以 G 端和 B 端 作为试点率先使用新能源汽车,随后当局以津贴形式勉励车企向电动化偏向 机关,敦促新能源汽车向 C 端一连渗透,市场形成并不变扩容。自 2019 年 开始,津贴政策进入退坡期,《新能源汽车财富成长筹划(2021-2035 年)》 与新版双积分政策的相继出台,进一步表白了我国提高尺度类型市场刚强发 展新能源汽车的刻意,符号着新能源汽车市场正从津贴鼓励向产物驱动的方 向转变。2022 年后,津贴竣事,市场进入完全市场化竞争的阶段,C 端将成 为新能源汽车市场增长的主要驱动气力。

  

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  我国最新新能源汽车政策落地,引导完全市场化转型。政策勉励汽车财富节 能降耗,敦促新能源汽车加快渗透,提高市场准入尺度,慢慢裁减不被市场 承认、技能实力相对较弱的边沿性企业,并明晰提出完善基本设施建树,构 建新型财富生态的方针。

  津贴期新能源汽车推广成效显著,政策退坡市场回响明明。早年在政策的支 持下,海内新能源汽车市场发作式增长,2018 年新能源汽车产销别离完成 127.0 万辆和 125.6 万辆,同比别离增长 59.9%和 61.7%。据中国汽车工 业协会统计,2019 年上半年,我国新能源汽车市场渗透率打破 5%,表白新 能源汽车在多年的津贴政策刺激下已形成市场化基本。随即津贴政策开始大 幅退坡,续驶里程 250km 以下车型不再举办津贴,最高单车津贴金额淘汰 2.5 万元,下半年新能源汽车销量下滑明明,首次呈现负增长。

  疫情不变后新能源汽车产销量大幅回暖,迎来市场化增长拐点,2020 年新能 源汽车销量达 136.7 万辆。自 2020 年头起受到新冠疫情影响,新能源汽车 市场延续了此前低迷的状态,下半年疫情趋于不变,经济苏醒,汽车行业回 暖,新能源汽车销量 7 月开始从头实现同比正增长,市场化驱动气力显现。 2020 年,新能源汽车出产完成 136.6 万辆,同比增长 10%,销售完成 136.7 万辆,同比增长 11%。个中 12 月新能源汽车产销别离完成 23.5 万辆和 24.8 万辆,同比别离增长 57.4%和 51.7%。

  爆款车型频现。2020 年特斯拉 Model 3 累计售出 137459 辆成为全年销量冠 军。五菱宏光 MINI EV 凭借超高的性价比,自 8 月开始交付以来持续四个月 连任月度销量第一,全年销量为 112758 辆,位居第二。欧拉黑猫、广汽埃安Aion S、比亚迪全新秦 EV 排列第三至第五,全年销量别离为 46774 辆、 45626 辆、41219 辆。备受存眷的造车新势力也交出了优秀的后果单,抱负 ONE 和蔚来 ES6 别离售出 32624 辆和 27945 辆,位列第七和第九。

  估量 2021 年新能源汽车销量有望到达 190 万辆,将来五年的年均复合增长 率到达 36%。在耽误的津贴政策以及市场驱动的气力下,2021 年将迎来市 场化增长拐点,产销重回高增长模式。跟着动力电池价值进一步下探,新能 源汽车与燃油车的购买平价时代有望提前到来,C 端将一连发力,可以等候 新能源汽车产销越发乐观的增长。

  A 级及以上车型占比显著晋升,市场布局优化助力新能源汽车一连渗透。在 津贴时期,沟通带电量的环境下拥有更高续航里程的新能源小型车、微型车 更具价值优势,成为拉动市场增长的主要气力,产销均占据了主要份额。自 2019 年津贴政策慢慢退坡后,新能源汽车销量不复此前高速增长势头转而小 幅下滑,但 A 级及以上车型的占比大幅增加,且车型会合度进一步下降,产 品富厚度晋升,逐渐满意多样化的市场需求。

  1.2 欧洲:“萝卜加大棒”政策驱动新能源汽车高速增长

  津贴力度再次加大,新能源汽车性价比优势显著。通过税收减免以及购车补 贴的方法,使得新能源汽车在消费端具有远超传统燃油车的性价比,从而刺 激产销。欧洲主要国度均有差异水平的优惠政策。

  欧盟将实行越发严格的碳排放划定,促使新能源汽车加快渗透。2021 年起所 有新挂号车辆需实现 95g/km 的平均 CO2 排放方针,不然制造商需为超出部 分缴纳每辆车 95 欧元/(g/km)的罚金,这一排放尺度在 2025 年将提高至 80.8g/km,到 2030 年进一步收紧至 59.4g/km。然而,2019 年欧盟平均碳排 放高达 122g/km,此前每年仅下降 3%-4%,就当下来看完成方针的难度 庞大。为辅佐该政策的平稳推进,排放低于 50g/km 的汽车可在计较平均碳排放值时举办优惠折算。2021 年每辆按 1.67 辆计,2022 年每辆按 1.33 辆计,到 2023 年今后不再举办嘉奖。

  欧洲多家车企或面对巨额罚单。以公共团体为例,2020 年其在欧洲共交付新 车 361.69 万辆,个中新能源汽车占比约 10%,思量到 2020 年仅需 95%车 辆达标以及低排放车辆双倍折算优惠政策,估量平均碳排放量由 121g/km 下 降至 106g/km,与 95g/km 的碳排放方针仍有较大差距,公共团体将面对约 35 亿欧元的罚单。按照麦肯锡《2020 电动车指数》陈诉,凭据欧盟最新 碳排放要求,2021 年欧盟出产商必需销售高出 200 万辆电动车,才气制止付出罚款给欧盟。

  

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  政策见效明明,欧洲新能源汽车进入高增长模式。在本年整体汽车市场不景 气的情况下,欧洲主要国度新能源汽车销量却呈现大幅攀升。德国 KBA(联 邦交通打点局)数据显示,11 月德国新能源汽车销量 59586 辆,同比增长 442.4%,市场渗透率打破 20%,成为欧洲最重要的新能源汽车市场。按照 CCFA(法国汽车家产协会),11月法国乘用车销量12.6万辆,同比下滑27.0%, 个中新能源汽车销量 18614 辆,同比增长 236.5%,单月售出新车的平均碳 排放量为 93g/km,提前到达 95g/km 的排放方针。英国、瑞典、西班牙等国 的新能源汽车销量也实现了同比超 100%的高速增长。在津贴政策刺激下, 11 月欧洲整体新能源汽车销量约 16 万辆,估量高增长势头仍将一连,2020 年销量打破 120 万辆,2021 年销量增长有望超 60%到达 200 万辆。

  传统车企加快入场,为新能源汽车成长注入新活力。欧洲主要国度明晰了于 2030-2040 年禁售传统燃油车的方案,强势敦促汽车电动化转型,传统燃油 车企在新能源汽车时代面对着在电动化海潮中落伍的庞大压力。据德国联邦 灵活车打点数据统计,德国在 2018 年时新能源汽车渗透率仅为 1.96%,甚至低于全球平均值 2.1%,而 2020 年 11 月其渗透率打破了 20%大关。如此 惊人的增长很洪流平上得益于公共、戴姆勒、宝马等传统龙头车企迅速告竣 共鸣,顺应电动化转型的汽车行业趋势,努力开拓电动化平台,将新能源汽 车作为将来出产销售的主要方针。

  公共投入 700 亿欧元打造全新的 MEB 电动化平台,打算到 2025 年推出至 少 30 款纯电动车,年销量到达 200-300 万辆。戴勒姆出产大型车的 EVA 平台今朝已投产,团体还打算于 2025 年前建树一个专为紧凑型和中型车设 计的 MMA 平台。车型方面,公共的 ID.4,戴姆勒的 EQA、EQS,宝马的 ix3 等新车会合于 2020 年与 2021 年上市,传统车企凭借品牌效应和产物富厚度 迅速打开市场,完善了新能源汽车市场布局。

  1.3 美国:新能源汽车由产物力支撑,拜登上台将迎全面利好

  美国新能源财富成长滞后。特朗普在任期间险些全盘否认了奥巴马当局时期 的绿色洁净能源政策,大力大举支持成长传统化石能源,退出《巴黎协定》,叫停 多项情况呵护划定以及新能源财富呵护制度,使得新能源财富成长不清朗。 新能源汽车销量主要由产物力支撑,整体增长偏缓,特斯拉一家独大。

  拜登当选美国总统将加快全球新能源财富进级,美国市场将发力。其竞选纲 领中明晰提出绿色能源打算,焦点是新能源的研发应用,实现对传统能源替 代进级,详细筹划包罗:重返《巴黎协定》,加大对能源、气候的投资,拟定 越发严格的燃油排放尺度,规复全额电动车税收抵免,2030 年底前陈设 50 万个新的民众充电网点等。拜登上台后将改进美国新能源汽车市场滞后排场, 绿色能源打算将辅佐美系汽车三巨头艰巨转型,同时吸引苹果等高新企业涉 足汽车制造。美国市场大概成为新能源汽车超预期的增长点,估量将来五年 销量 CAGR 高出 50%,全财富链或将迎泉源史性机会。

  

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  二、电池市场向头部会合,全球化结组成趋势

  2.1 动力电池装机量迅速回暖,下半年同比增速由负转正

  2020 上半年受疫情影响,动力电池装机量持续六个月同比下滑,下半年陪伴 新能源汽车市场反弹,动力电池装车量迅速回暖,自 7 月开始同比增速由负 转正。2020 年我国动力电池装车量累计 63.6GWh,同比上升 2.3%。个中, 三元电池装车量累计 38.9GWh,占总装车量 61.1%,同比下降 4.1%;磷酸 铁锂电池装车量累计 24.4GWh,占总装车量 38.3%,同比增长 20.6%。估量 2021 年我国动力电池装车量超 90GWh,同比增长约 40%。

  2020 年 12 月我国动力电池装车量 13.0GWh,同比上升 33.4%,环比上升 22.0%,个中,三元电池装车量 6.0GWh,同比上升 24.9%,环比上升 2.2%; 磷酸铁锂电池装车量 6.9GWh,同比上升 45.5%,环比上升 46.0%。别的, 12 月我国动力电池产量共计 15.1GWh,个中三元电池和磷酸铁锂电池产量 别离为 8.5GWh 和 6.5GWh,供需延续紧均衡。

  2.2 五年内锂电需求量将迎 TWh 时代,头部厂商机关全球加快扩产

  锂电需求保持高速增长,2025 年市场空间可望翻两倍。估量 2025 年新能源 汽车渗透率靠近 20%,海内销量有望打破 600 万辆,全球销量到达 1600 万 辆,锂电池出货量将进入 TWh 时代。跟着续航里程和 A 级及以上车型占比 晋升,假定 2025 年平均单车带电量晋升至 60kWh,动力锂电池需求量将达 到 960GWh,有效产能按 80%计较,2025 年产能需求将超 1200GWh。以宁德时代为例,当前扩产需求迫切,若 2025 年全球市占率到达 30%,产能需 到达 360Gwh,约为 2020 年产能的 4 倍。

  锂电池延续快速贬价趋势,2025 年全球锂电池市场局限超 6000 亿元。电动 汽车电池组平均本钱由 2010 年时超 1000 美元/kWh 急剧缩减至 2019 年时 156 美元/kWh。按照 2020 年 8 月的第十二届中国汽车蓝皮书论坛上相关公 司率领亮相,到 2025 年,电池售价将降至今朝一半以下,届时三元锂电池 售价约为 500 元/kWh,磷酸铁锂电池售价约为 400 元/kWh。据 2020 年欧洲电池大会上马斯克的讲话,特斯拉的方针是低落电池组本钱至 50-55 美元 /kWh,约合人民币 350 元/kWh,该价值或成为将来行业尺度。锂电池贬价趋 势明明,单车带电量按 70kWh 计,则电池本钱可低落超 3.5 万元,新能源汽 车平价替代传统燃油车的时代即将到来,估量将来五年锂电池市场局限超 6000 亿元,CAGR 约 20%。

  中欧是今朝市场成长热点,美国将成为将来市场争夺的核心。得益于完备的 锂电财富链和复杂的市场需求,中国仍将恒久是世界上产能最大的动力电池 市场。欧洲在政策的刺激下有望赶超中国成为世界最大的新能源汽车市场, 是中国动力电池厂商向全球扩张的要害。美国市场则有望成为在将来几年延 续全球新能源汽车财富成长的动力,但短期内特斯拉仍将是美国市场屈指可 数的新能源车企,除绑定供货商外其他电池厂商难以进入特斯拉财富链,美 国几年内难以形成有效的大局限产能。

  龙头企业采纳以优势市场为基础向全球扩张的计谋,努力扩产,确保行业职位,欧洲当地厂商慢慢起量。我国电池厂商以宁德时代为代表依靠中国市场 迅速崛起,包围海内超 80%下旅客户需求,正努力扩产进入欧洲市场争夺份 额。而日韩电池厂商也依托早期完成的对外洋市场的占领,储蓄了足够的资 本,稳固欧洲市场的同时,在海内政策解限后慢慢打开了中国市场。欧洲当地电池厂商 Northvolt 成长不变,但短期内难以形成有效竞争力,当地财富链 带来的本钱优势或在将来显现。

  将来五年初部电池厂商进入扩产岑岭期。2020 年 12 月 29 日,宁德时代发 布通告拟新增 390 亿元投资,相较此前披露的 750 亿元增加了 50%以上, 对应产能约 120GWh,当前产能靠近 90GWh,2023 年产能将到达 240GWh 以上,含合伙产能在内的恒久产能合计高出 400GWh。

  LG 化学采纳了相似甚至越发激进的扩产筹划,估量 2021 年产能较 2020 年 晋升 20GWh 到达 130GWh,并打算在之后的 2 年内就实现产能翻倍到达 260GWh,可供给的纯电动车约 500 万辆。

  松下电池受制于团体整体好处,由于此前比年吃亏问题,松下在扩产方面较 为守旧,当前产能在 55GWh 阁下,将来打算在挪威新建年产能约 38GWh 的 锂电池工场,并提高美海内华达工场产能至 54GWh。第二梯队电池厂商大多 以 5 年内实现 100GWh 产能为方针。

  比亚迪、特斯拉等整车制造商为满意自身供应需求,插手电池研发出产行列, 进一步扩充产能。为把握电池制造的焦点技能挣脱动力电池厂商的限制,降 低出产本钱,提跨越产效率,整车厂商也纷纷涉足动力电池规模,建树电池 厂为实现久远的电气化方针做好铺垫。凭据比亚迪的筹划,弗迪电池到 2020 年底的产能将到达 65GWh,2021 年和 2022 年总产能别离到达 75GWh 和 100GWh。特斯拉同样以自供为主要目标,特斯拉 2020 年全球产量 50.97 万 辆,动力电池需求量约 40GWh,其打算在柏林建树超等电池工场,估量在 2022 年释放 100GWh 产能,充实分手供给。传统车企龙头公共、戴姆勒、 宝马连年加大对动力电池研发的投入也显现了其涉足电池制造的刻意。

  估量 2025 年全球锂电池合计产能超 2000GWh,头部厂商拥有优质的客户 资源占据主要市场,产能操作率相对较高,而第二梯队的动力电池企业竞争 将会加剧,中小企业将面对较大的产能过剩风险。

  2.3 双寡头名堂显现,优质企业竞争力进一步加强

  海内动力电池市场泛起明明向头部会合趋势。2018 年我国动力电池装车量 CR10 为 82%,2019 年 CR10 为 88%,2020 年 CR3 71.4%,CR5 82.2%, CR10 91.8%,会合度进一步晋升。宁德时代以 50.0%的占比稳居第一, 比 亚迪占比 14.9%和 LG 化学占比 6.5%排列第二和第三。占据我国市场份额前 十的企业别离是:宁德时代、比亚迪、LG 化学、中航锂电、国轩高科、松下、 亿纬锂能、瑞浦能源、力神电池、孚能科技。

  

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  从全球范畴看,中日韩三足鼎立。LG 化学、宁德时代和松下别离以 24.8%、 22.6%、18.3%的占比排列 2020 年全球动力电池装机量前三,别离代表了软 包、方形、圆柱电池的国际领军程度。

  竞争名堂愈加清晰,估量将形成宁德时代与 LG 化学双寡头名堂。二者产能 与订单富裕,根基包围 2021 年即将上市的主要车型。宁德时代稳稳占据近 半中国市场,和海内主流车企成立了精采的相助干系,正慢慢抢占国际市场, 龙头企业绑定优质客户实现强者恒强。LG 化学本年收到国产特斯拉的订单 强势进入中国市场,同时作为欧洲车企主要动力电池供货商,得益于欧洲新 能源汽车市场火热,曾持续数月逾越宁德时代位居全球动力电池市场份额第 一。同时,二者供给链开放,且机关上游矿产资源以及正负极等焦点质料, 拥有较强议价本领,更具本钱优势。而松下的扩产局限和订单数量逐渐掉队, 同时特斯拉为低落对松下的依赖,将宁德时代与 LG 化学纳入电池供给链, 使松下市场份额被进一步侵吞。

  剩余市场份额由老牌电池企业和新晋行业黑马朋分。松下、三星 SDI、SKI 作为老牌电池企业,同样具备雄厚的技能和资金气力,不绝更新迭代电池产 品,拥有恒久较为不变的份额与收益。另外,海内部门有潜力的电池厂商凭 借奇特的技能优势吸引了大笔订单和车企入股,国轩高科和孚能科技别离收 获了公共和戴姆勒的投资,估量两年内慢慢放量,有望迎来市场和技能的提 升从而跻身动力电池市场份额前五。

  频繁报导的电动汽车起火变乱激发了人们对新能源汽车安详性的担心,相关政策礼貌出台类型动力电池安详性,低端产能被清退,加快行业向头部会合。2021 年 1 月 1 日起,《电动车用动力蓄电池安详要求》正式实施,要求电 池单体产生热失控后,电池系统在 5 分钟内不起火不爆炸。将来主流的高镍 三元电池难以到达该尺度,需进一步技能创新,举办质料改性和添加须要的 配套质料,以补充高镍三元正极质料自己带来的安详隐患。这对电池厂商提 出了更高的要求,拥有完善的安详禁锢体系和安详制造技能壁垒的优质企业 更具竞争力,小厂商逐渐裁减出局。2020 年实际在产动力电池企业数量已不 足 50 家,将来头部会合趋势将会越发明明。

  三、布局与质料创新共推锂电行业高景气成长

  技能创新铸造焦点竞争力。在当今动力电池财富全球化机关、加快扩产投产 的名堂下,企业竞争单靠局限化远远不足,更靠技能创新铸造焦点竞争力。 总的来说,在短期内动力锂电池仍是主活动力电池,氢燃料、固态等电池技 术有望在将来实现贸易化应用。动力锂电池主要的技能储蓄来历于布局创新 和质料创新,前者是在物理层面临“电芯-模组-电池包”举办布局优化,到达 分身提高电池包体积比能量密度与低落本钱的目标,后者是在化学层面临电 池质料举办摸索,到达分身提高单体电池机能与低落本钱的目标。

  降本增效是动力锂电池的焦点竞争力,要害因素在于空间操作率及电芯。电 池包本钱占据了新能源汽车总本钱的 40%阁下,而主要由正极、负极、隔阂、 电解质构成的电芯占据了电池包总本钱的六成。电池包布局优化或提高电池 单体能量密度均可带来系统能量密度的晋升,进而实现降本增效。电池包结 构向无模组化偏向成长,淘汰零件数量低落本钱,同时节省空间提高体积比 能量密度。电芯质料向多元化偏向成长,在均衡安详性、机能、本钱的不绝 摸索中,高镍三元电池、无钴电池、NCMA 电池、硅碳负极电池、固态电池 等新质料体系不绝涌现。

  3.1 动力电池布局创新,系统能量密度再攀岑岭

  中国厂商引领布局创新,实现体积比能量密度增长,零件数量淘汰,本钱低落,加强企业竞争力。

  宁德时代 CTP 与 CTC 技能:宁德时代 2019 年首先在德王法兰克福国际车 展上推出了 CTP(Cell To Pack)高集成动力电池开拓平台,即直接将电芯集成到电池包内,省去了模组组装的环节。较传统电池包,CTP 电池包体积 操作率提高了 15%-20%,零部件数量淘汰 40%,出产效率晋升了 50%,能 量密度晋升了 10%-15%,可达 200Wh/kg 以上,动力电池的制造本钱大幅降 低。别的,CTP 电池包因为没有尺度模组限制,可以遍及应用在差异车型上, 且散热机能越发优异。今朝宁德时代 CTP 三元电池包已配套戴姆勒,蔚来等 乘用车企,而 CTP 铁锂电池则将进入欧洲商用车市场。

  在 2020 年 8 月 12 日中国汽车蓝皮书论坛上,宁德时代董事长曾毓群发布了 一项在研新技能 CTC(Cell to Chassis)技能,此项技能可以看作 CTP 技能 的延伸,进一步丢弃了电池系统粗笨的外壳,直接将电池整合到底盘框架中。 CTC 的方针不只限于电池从头排布,还将纳入包括电驱、电控的三电系统, 通过智能化动力域节制器,优化动力分派、低落能耗。CTC 技能将使新能源 汽车本钱可以直接和燃油车竞争,乘坐空间更大,底盘通过性变好,续航里 程可达 800 公里以上,宁德时代方针在 2030 年前完成此技能开拓。

  比亚迪刀片电池:刀片电池是比亚迪开拓的新一代可直接由电芯构成电池包 的无模组磷酸铁锂电池。刀片电池形状奇特,电芯扁长化设计,单体电池长 度大于便是 600mm 小于便是 2500mm,便于阵列排布。

  刀片电池的奇特优 势表此刻电池安详性和电池包空间操作率两方面。 刀片电池在回收了叠片布局的基本上,在高风险安详位点全面使用了耐高温 和拥有绝缘机能的高温陶瓷涂层。在动力电池规模最为严苛的安详测试针刺 尝试中,电芯产生内部短路时,刀片电池最高温度也仅有 60 摄氏度阁下。同 时,刀片电池回收更不变的磷酸铁锂作为正极质料,使得自燃几率大幅低落, 超等安详成为其主打特色之一。

  另一方面,改变电池形状与排布方法可使体积比能量密度增加 50%。固然刀 片电池的单体能量密度险些没有变革,但系统能量密度上升至 160Wh/kg, 与三元锂电池的差距进一步缩小。比亚迪“汉”是第一款搭载刀片电池的车型, 作为比亚迪 2020 年的首推车型,自 7 月上市以来销量火爆。

  国轩高科 JTM 技能:为反抗刀片电池,老牌磷酸铁锂厂商国轩高科在本年全 球能源汽车财富链创新大会上推出了 JTM(Jelly Roll to Module)技能,即 直接将卷芯放在模组内里,一次完成建造。通过卷绕工艺建造出电芯,再通 过导电组件相连,串联安排于铝壳中构成一个大电池,大电池带有单独的极 耳,可以直接用于成组。该工艺制造进程很是简朴,电池单体之间险些没有 了多余毗连件,可以低落本钱,同时可以提高电池的体积比能量密度,到达 与刀片电池临近的结果。

  

锂电池行业深度陈述:机关与材料创新共推锂电行业高景气生长


  国轩高科的电池机动性更高,可以通过改变串联电芯的数量节制巨细,易形 成尺度化,对产线改革相当友好,合用于公共 MEB 平台和适度柔性大模组 观念,同时具有相对独立的热打点本领,可以或许将热失控节制在较小范畴区域 内。国轩高科 1 月 8 日宣布单体能量密度 210Wh/Kg 的磷酸铁锂电池,并将 2021 年的方针定为 230Wh/kg,代表了行业领先程度。该技能的创新有望帮 助国轩高科借力磷酸铁锂电池回暖的趋势收获更多订单。

  3.2 正极质料多元化,高镍低钴三元成将来趋势,磷酸铁锂蹊径并行

  三元锂与磷酸铁锂配合成长,高机能中镍三元、高镍三元和磷酸铁锂朋分市 场,满意各级需求。短期内,高机能中镍将一连占据主导职位,高镍三元逐 步渗透,磷酸铁锂迎来苏醒,恒久看,高镍三元将成为将来市场的争夺点。 早期电动车大多回收磷酸铁锂电池,由于用户对付续航本领的要求不绝提 升,电池的选择逐渐转移到能量密度上限更高的三元锂电池,而频繁的自燃 起火事件又使得三元电池高镍化放缓,高机能中镍三元主导市场,磷酸铁锂 电池重回视线。连年来,三元体系与铁锂体系需求逐渐清朗,估量三元锂将 主要配套高端乘用车,磷酸铁锂则遍及应用于中低端乘用车以及商用车。

  (1)三元锂高镍化无钴化加快降本增效,仍是恒久成长偏向

  三元锂能量密度上限高,是缓解里程焦急首选。三元锂解析温度较低安详性 较差,需求罕有金属钴本钱较高,轮回寿命次于磷酸铁锂,但具有更高的能 量密度,更优秀的低温机能,以及快充优势,精彩的机能使其在高配乘用车 型中备受青睐。为追求更高的电池能量密度,办理用户里程焦急问题,同时 挣脱钴资源紧缺的制约,三元正极质料正朝着高镍化、无钴化的偏向成长。 随镍含量增加,三元正极比容晋升明明,而罕有金属钴含量低落可有效低落 本钱。

  受限于安详机能高镍三元推广放缓。三元正极热不变性以及容量保持率随镍 含量升高而显著下降,这提示了高镍三元的安详风险以及制造难度。尽量受 到安详变乱的负面影响,车企对付 NCM811 的选择越发慎重,短期内 5 系/6 系中镍三元仍会是主要装车正极质料,但恒久看 8 系甚至 9 系的高镍低钴三 元仍是将来主流成长偏向。

  NCM811 的技能壁垒远高于当前主流使用的中镍 NCM523、NCM622,高镍 质料尚处于导入期,把握高镍电池出产技能的厂商将占据主动权,办理高镍 电池安详性问题后,头部企业将在高镍质料快速普及中大幅受益。动力电池 产物方面,宁德时代方形 NCM811 电芯能量密度已实现 260Wh/kg,到达世 界一流程度,已配套包罗广汽、宝马、蔚来等在内的主要客户群。LG 化学南京工场出产的圆柱体系 NCM811 电池已供货特斯拉 Model 3。LG 化学还将 研发 NCMA 四元质料,通过添加铝元素使高镍电池具有较高能量密度的同时 保持较好的不变性,个中镍含量高出 90%,钴含量低于 5%。

  (2)2020 年磷酸铁锂需求强势回暖,乘用车市场占比回升

  磷酸铁锂安详性、轮回寿命及本钱优势明明。因振实密度与压实密度低,磷 酸铁锂具有无法打破的较低能量密度上限,但相较于镍钴锰化合物,磷酸铁 锂的分子布局不变性较好,具有更高的解析温度,安详性更好,并且轮回性 能优势明明,三元锂电池轮回寿命在 1500—2000 次阁下,而磷酸铁锂可以 到达 3500 次阁下。同时,和三元电池对比,磷酸铁锂电池的正极本钱和电 芯整天职别低 55%和 22%。

  磷酸铁锂需求苏醒,单月占比过半。连年实现的布局创新使磷酸铁锂电池系 统能量密度上了一个台阶,敦促其在乘用车市场占据一席之地,磷酸铁锂需 求强势回暖,2020 年 8-11 月持续四个月实现了装车量同比超 90%的增长。 中国汽车动力电池财富创新同盟数据显示,2020 全年磷酸铁锂电池的装车量 回升至 38.3%,12 月其占比高达 53.17%。

  磷酸铁锂乘用车型热销,或发动磷酸铁锂加快返潮。2020 年宁德时代,比亚 迪,国轩高科的磷酸铁锂电池系统能量密度均已打破 140Wh/kg,迫近三元 锂电池相当程度,个中比亚迪汉续航里程打破了 600km 与回收三元电池的车 型相当,证明白磷酸铁锂电池的潜在竞争力。市场方面,宁德时代将 CTP 技 术应用于磷酸铁锂电池 2020 年起为特斯拉尺度续航版 Model 3 供货,比亚 迪自主研发出产刀片电池供给汉 EV 以及将于 2021 年推出的唐 EV,国轩高 科则顺利供给宏光 MINI EV。以上车型一连热销,或形成示范效应,敦促磷 酸铁锂电池在乘用车市场的份额进一步晋升。别的,因安详机能、轮回寿命、 本钱方面的突出优势,磷酸铁锂电池将恒久主导新能源商用车市场,以及迎 来增长拐点的储能市场。

  (3)正极质料多条技能蹊径并行成长造身分手的行业名堂

  三元质料会合度低,磷酸铁锂会合度较高。三元正极质料是影响动力电池能 量密度、不变性、轮回机能和本钱最要害的电池质料,下游车企多样化的需 求以及多条技能蹊径的打破使得正极质料向多元化偏向成长,造成了相对分 散的行业名堂。2019 年我国三元正极质料 CR3 仅为 33%,CR5 仅为 48%, 前五企业的市场份额靠近,均为 10%阁下。磷酸铁锂因工艺技能较为成熟, 同质化竞争剧烈,另一方面液相合成法的打破带来了本钱上的优势,相关企 业从中受益明明,行业会合度较高,CR3 到达 51%。

  跟着财富链垂直一体化成长,上游前驱体厂商和下游动力电池厂商实验涉足电池质料来拓展市场,正极质料的竞争名堂将会越发巨大。别的,分手的行 业名堂使得单一正极质料厂商产能偏低,将来具备技能壁垒和富裕产能的企 业容百科技和德方纳米有望从一众正极质料厂商中脱颖而出。

  容百科技是海内首个实现高镍三元 NCM811 量产的正极质料龙头企业,2020 上半年其 NCM811 销量占海内总出货量一半以上,出产技能与局限均处于 领先职位,产物应用于前沿的高能量密度电池,宁德时代是其第一大客户。

  当升科技同属于高镍第一梯队,但同时在高机能中镍三元质料拥有恒久的机关和出产本领,可以按照客户需求投产差异范例的正极质料,在当今多样化 的正极质料需求下成长优势明明,现已打入 LG 化学、SDI、SKI、比亚迪等 海表里头部动力电池企业财富链。

  德方纳米 2017 至 2019 持续三年磷酸铁锂产量第一,实现液相合成法量产, 占据本钱优势,与优质客户宁德时代高度绑定,今朝靠近满产状态,将来突 破产能瓶颈后,有望生长为磷酸铁锂绝对龙头。

  3.3 负极质料短期内由人造石墨主导市场,硅碳负极尚需时日

  (1)短期内,石墨仍将是锂离子电池主流负极质料

  石墨是较早使用且最成熟的电池负极质料。石墨负极的层状布局在电池充放电进程中起到接收和释放锂离子的浸染,影响电池的安详机能和充放机能。 与其他负极质料对比,石墨类质料具备电子电导率高、锂离子扩散系数大、 嵌锂电位低等长处,且石墨质料来历遍及、价值低。

  车用动力电池多回收人造石墨负极。天然石墨具有压实密度高,比容量高的优势,传热机能和导电机能较好,价值也相对较低,可是由于颗粒巨细纷歧, 外貌缺陷较多,与电解液的相容性较差,副回响较多,所以轮回寿命低,仅用于一般用途的低端或小型锂电池。而人造石墨尽督工艺相对巨大,本钱较 高,但各项机能较量平衡,轮回机能及安详机能较好,与电解液的相容性较 好,且产物一致性较高,主要应用于中高端锂电规模。

  新能源汽车市场的发达成长带来了人造石墨需求的高速增长。中高端人造石 墨可以满意新能源汽车对能量密度、快充倍率以及轮回寿命的高要求,成为 负极质料主要增量。人造石墨市场份额逐年晋升,从2016年的68%增至2020 年的 84%。2020 年以来原料针状焦价值下滑明明,中高端负极盈利修复, 人造石墨对天然石墨的替代将加快。受益于新能源汽车销量快速增长,负极 质料市场需求量迅猛增长。2020 年我国负极质料出货量 36.5 万吨,估量未 来五年 CAGR 超 20%,估量 2025 年出货量近百万吨。

  

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  (2)五到十年内,硅碳负极质料将慢慢代替石墨

  当前高镍三元锂电池的单体能量密度已经靠近极限,硅碳负极质料将成破局 要害。硅基负极质摒挡论容量比可达 4200mAh/g,远高于当前普遍使用的石 墨类负极(372mAh/g)。但硅基负极质料存在致命的缺陷,锂离子嵌入会导致 严重的体积膨胀,进而粉碎电池布局,造成电池容量快速下降。

  硅碳复合材 料就是在此配景下降生的产品,硅颗粒作为活性物质,提供储锂容量,碳颗 粒既能缓冲充放电进程中负极的体积变革,又能改进质料的导电性,还能避 免硅颗粒在充放电轮回中产生团聚,使用硅碳复合质料作为负极质料来晋升 电池能量密度已成为业界公认的偏向之一。 硅碳质料是今朝最具贸易化前景的备选负极质料。Model 3 使用了掺有 10% 硅基质料的人造石墨负极电池,其电池能量密度高达 300wh/kg,险些高出所 有使用石墨作为负极质料的电池。宁德时代、LG 化学、松下、国轩高科等动 力电池企业都已把硅碳负极纳入了高镍三元技能路径的筹划中,二者搭配下 有望实现动力电池能量密度的超过式晋升。硅碳负极质料尚处于导入期,未 来跟着技能打破本钱低落机能晋升,届时硅碳负极质料将进入快速增恒久, 估量 2025 年其渗透率高出 20%,到 2030 年成为主流的负极质料。

  (3)负极质料产物较为单一,竞争名堂不变

  2019 年全国负极质料 CR3 为 57.1%,个中贝特瑞占比 22.6%,江西紫宸(璞 泰来全资子公司)占比 17.5%,杉杉股份与凯金能源均占比 17.0%,泛起四 大多小的名堂。动力电池行业追求电池高倍率机能、高温机能、克容量以及轮回寿命,对负极质料品质有更高要求,高端负极需求增长成为主要增量, 具备优质产能的头部公司职位将越发稳固。

  别的,龙头企业拥有足够的资金和研发本领提前机关了负极新质料,硅碳负 极质料的渗透或无法明明改变今朝相对不变的竞争名堂。

  贝特瑞作为全球负极质料出产龙头企业,持续 7 年全球负极质料销量第一, 海内超 60%的天然石墨供给来自贝特瑞。别的,早在 2014 年贝特瑞研发的 硅碳负极质料就已通过三星公司认证,率先到达了财富化应用要求,占据了 硅碳负极质料市场先发优势。今朝贝特瑞硅碳负极年产能超 1000 吨,向松 下等外洋客户供给,已应用于特斯拉 Model 3 车型。

  璞泰来是海内人造石墨出货量第一的企业,受益于近期原料针状焦价值下滑, 别的通过自建石墨产能,本钱大幅低落,吨净利回升业绩改进,竞争优势明 显,成为宁德时代的焦点供给商之一,其主要客户还包罗 ATL、LG 化学、三 星 SDI、比亚迪等海表里高端知名锂电制造商。硅碳负极方面,璞泰来 2017 年投资 50 亿元建树隔阂与负极质料项目,个中就包罗与中科院物理所相助 量产新型硅碳复合负极质料。

  3.4 隔阂质料湿法+涂覆工艺为恒久趋势,干法占比短期内保持不变

  (1)湿法隔阂仍将是主流隔阂技能蹊径,恒久占据市场高份额。 湿法隔阂轻薄且韧性较好。锂离子电池隔阂制备要领主要分为湿法和干法。二者各有优缺点,湿法隔阂工艺难度系数高,对设备要求高,建树投产周期长本钱高,能源耗损较大,且需使用有机溶剂,情况污染大,但制得的隔阂 紧密度高,具有较高的孔隙率,薄膜孔径小且匀称,薄膜更薄的同时还可保 持精采的韧性,拉伸强度和穿刺强度更高。

  湿法隔阂需求不变增长,优势在高端市场显现。隔阂越薄内阻越小,倍率性 能和轮回机能就越好,且较薄的隔阂可以给电极活性物质提供更大的空间, 电池容量更高,切合动力电池高能量密度、高倍率等要求。尤其是高端市场, 险些所有三元电池中均使用湿法隔阂,其占比从 16 年的 40%上下提高到此刻的约 70%。将来几年动力锂电池将作为重要引擎拉动湿法隔阂产量不变增长。

  涂覆技能补充了湿法隔阂热不变性差的缺陷,涂覆隔阂相较于基膜安详性更优,湿法+涂覆将主导将来隔阂市场。干法工艺的原质料聚丙烯(PP)的熔 融温度在 170℃阁下,而湿法工艺的原质料聚乙烯(PE)的熔融温度在 140℃ 阁下。因此湿法工艺出产的隔阂在高温下容易收缩造成电池短路,安详难以 获得担保,而涂覆技能可显著晋升其耐热性,在 180℃下仍可保持较小的收 缩率。别的,涂覆隔阂具有精采的电解液浸润和吸液保液本领,不只可以延 长电池轮回寿命,还可以增加电池大倍率放电本领,合用于高端储能电池和 动力电池。主要的涂覆质料分为陶瓷颗粒和聚偏氟乙烯(PVDF)。

  (2)干法隔阂短期内仍将占有三成市场干法隔阂安详性及本钱优势明明。

  干法隔阂工艺相对简朴,情况友好且本钱 较低,然而孔径的巨细、漫衍和孔隙率难以节制导致不变性较差,干法拉伸 制成的薄膜中的孔径会凭据必然的偏向漫衍,而且薄膜的结晶和非结晶区域 之间有明明的脱离,成膜凡是较厚。但干法隔阂的耐热性更好,各向热收缩 率都更小,闭孔温度和熔断温度也更高,且本钱优势明明。

  干法隔阂需求回暖,主要活泼在中低端动力电池市场,共同磷酸铁锂使用。 因新能源汽车和动力电池厂商对电池本钱以及安详机能的重视,湿法隔阂的 市场份额增速较已往几年明明放缓,干法薄膜需求回暖。磷酸铁锂电池对隔 膜孔隙率要求不高,搭配干法隔阂使得磷酸铁锂电池越发切合其本钱低安详 性高的定位,本年磷酸铁锂电池的回潮发动了干法隔阂的需求增长。2020 年, 我国锂电池隔阂出货量到达 37.2 亿平方米,同比增长 36%,个中湿法隔阂 出货量达 26 亿平方米,同比增长 30%,干法隔阂出货量 11 亿平米,同比增 长高出 40%,增速大于湿法,占隔阂市场总量的 30%。

  干法技能打破,潜力被再次挖掘,重获市场竞争力。跟着技能的打破,干法 隔阂有望抖擞新生,本年 8 月,惠强新材研发的具有国际领先程度的 6μm 超 薄三层共挤干法隔阂产物乐成下线,乐成打破了使用干法制造超薄隔阂的难 题,使干法隔阂厚度极限再次下探,与湿法隔阂靠近,其强度与正常的 9μm 薄膜强度相当,同时具有更高安详性,且能更好地满意电池高能量密度的需 求。干法隔阂潜力被再次挖掘,估量短期内干法隔阂占比将维持在 30%阁下。

  (3)隔阂根基国产化,行业泛起一超双强名堂

  我国隔阂逐渐实现全部国产化,并努力出口国际市场,一改早年间中国主要出产中低端干法隔阂而高端湿法隔阂被海外企业把持的名堂。今朝全球锂电 池隔阂市场主要由中日韩三国占据,跟着不绝取得的技能打破,我国湿法隔 膜与干法隔阂均已具备国际一流程度,中国在全球锂电池隔阂市场份额迅速 增加,此刻已经成为了隔阂出货量最大的国度,估量 2020 年在全球市场占 比将超 60%。

  隔阂行业龙头职位稳固。海内隔阂市场已完成了一轮整合,恩捷股份凭借庞 大的产能和技能优势独有鳌头。陪伴磷酸铁锂电池的回暖,干法隔阂绝对龙 头星源材质大幅受益,中材科技紧随其后, 2020 年 1-10 月三者在全国隔阂 市场的份额别离为 35.2%,12.8%,11.6%,合计 59.6%。隔阂行业技能壁垒 较高,建树周期较长,并且折旧用度高,加工工艺落伍、出产本领落伍的中 小企业难以存活。具备先发优势的企业凡是恒久绑定优质客户资源,因此隔 膜行业会合度较高,头部企业职位短期内难以撼动。

  

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  恩捷股份是海内湿法隔阂绝对龙头,2020 年前三季度在海内湿法隔阂市场份 额占比为 47%,是全球产能和出货量最大的锂电池隔阂供给商,从客户布局 上看,根基上席卷了海表里全部龙头电池企业。通过对苏州捷力和纽米科技 的并购,从动力电池向消费电池延伸,进一步晋升了其在湿法隔阂规模的竞 争力。别的,公司在数年前就开展了湿法隔阂在半固态电池上应用的相关技 术研究和产物开拓,半固态电池技能的革新对公司影响有限。

  星源材质是海内最大的干法隔阂厂商,机关方面一边固定干法龙头职位,一 边加快湿法隔阂产能建树,现已进入宁德时代、LG 化学、三星 SDI、比亚迪、 国轩高科等海表里头部动力电池厂商供给链。本年星源材质打算在欧洲投资 建厂开辟欧洲市场,并乐成与欧洲本土电池厂商 Northvolt 签订相助协议。

  中材科技的隔阂业务分属湖南中锂和中材锂膜两家子公司,其在湿法和干法 的市场占比均为第二,本年独供宁德时代 7 微米锂膜产物,中材科技打算在来岁年底产能到达 16 亿平方米,出货量到达 10 亿平方米。

  四、投资发起

  新能源汽车一连渗透是局面所趋,发起存眷局限大、研发本领强、具备技能 优势的锂电财富链龙头企业。推荐拥有强大焦点竞争力的全球动力电池龙头 宁德时代,财富链各环节行业头部会合趋势明明,看好龙头标的。

  动力电池方面,发起存眷收获大订单和车企投资在将来两年慢慢放量的 潜力黑马国轩高科、孚能科技、亿纬锂能。

  正极质料方面,发起存眷出产加快回暖的磷酸铁锂和引领将来趋势的高 镍三元的公司德方纳米、容百科技、当升科技。

  负极质料方面,发起存眷人造石墨技能成熟、市场份额大且提前机关硅 碳负极质料的企业贝特瑞、璞泰来、杉杉股份。

  隔阂质料方面,发起存眷占据主要市场的湿法隔阂和从头被挖掘竞争力 的干法隔阂的绝对龙头恩捷股份、星源材质。

  五、风险提示

  新能源汽车推广不及预期 新能源和汽车财富政策姑且性变革,津贴退坡幅度和时间节点变革,将对新能源汽车销量发生攻击。新建产能不及预期带来供需缺口,新产物研发进度落伍上市时间推迟,将影响新能源汽车成长。

  技能成长不及或超出预期 高镍三元安详性有待市场检讨。电池本钱降幅不及预期,硅碳负极质料替代延后,续航里程晋升不及预期,大概使得新能源汽车渗透低于预期。固态电池等新技能提前打破大概攻击现有市场。

  全球疫情重复 外洋疫景象势严峻,西欧地域确诊人数激增,近期英国南非等地发明传染变 异病毒病例,病毒存在进一步熏染性、致病致死率晋升大概,疫情二次发作将对新能源汽车市场以致全球经济发生较大负面影响。

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