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2020年新年伊始,特斯拉给我国新能源汽车产业送来了一份大礼。

先是特斯拉上海工厂正式量产和交付,点燃投资者和消费者们的热情,接着超出预期的2019年第四季度财报,还给A股新能源汽车板块带来了惊喜。

我国经历了2019年年度销量首次负增长后,但是在特斯拉效应持续下,新能源汽车在车市寒冬中“回暖”,新能源汽车再次迎来了机遇。其中,新能源汽车的动力电池电力驱动技术成为了投资竞争的关键。

一、动力电池

动力电池即为工具提供动力来源的电池,多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池。其主要区别于用于汽车发动机起动的起动电池。

动力电池是新能源汽车的核心部件,其性能直接决定了新能源汽车的实际价值,同时新能源汽车关键技术指标,如续航里程、充电时间和安全性能的提升也受制于动力电池的技术进步。

从发展史看,动力电池经历了两代的技术的变革,过程呈现出三个特点,一是绿色环保电池迅猛发展,二是电池体积比能量和质量比能量标准逐渐提高,三是生产厂商一直在寻求降低电池生产成本的技术路径。

比如,第一代动力电池是铅酸蓄电池,但因能量密度较低,并且主要原材料铅有污染而遭受淘汰。第二代动力电池是碱性电池,如镍镉电池、镍氢电池。其中镍镉电池由于镉的污染,导致目前欧盟各国已禁用于动力电池,而镍氢电池环保性较好,但又因价格高于铅酸电池且高温导致性能较差而放弃使用。第三代动力电池是锂离子电池,其能量密度高于铅蓄电池和镍氢电池,具有高电压、寿命长、无记忆效应的优点,且对环境没有污染,目前被广泛应用于新能源汽车及储能领域,是动力电池未来的主流技术发展方向。

二、动力电池产业链

我国动力电池已经形成上游材料、中游生产以及下游应用的产业布局。具体表现为上游材料,中游动力电池生产,下游新能源汽车应用。

上游为原材料的开采和加工。其中,锂、钴、镍构成电池正极的原材料,天然石墨及人工石墨应用于负极材料。具体来看,钴应用领域比较广泛,约60%用在电池领域。尤其是作为三元电池正极材料,可以提升电池的导电性和倍率性能,并在高电压下提供部分容量。据了解,当前我国有80%的钴被用来生产锂电池。

中游动力电池生产。对于新能源汽车动力电池,目前有两条技术路线。一条是以锂电池为主要研究方向的二次电池,目前发展迅速可谓“炙手可热”;另一条则是一直被寄予厚望的以氢燃料为主要研究方向的燃料电池,但由于氢的来源问题还未实现大规模量产和工业化应用。

目前,动力电池中游主要由正、负极材料,隔膜和电解液四大材料、电芯制造和电池包封装构成。正极材料、隔膜、电解液、负极材料、其他部件分别占锂离子电池材料成本的比例约为30%、25%、17%、10%和18%。从相关技术看,正极在技术路线上仍未固定,价值量占比最大,因此产业链前后厂家均向正极业务延展,竞争较激烈;负极目前处于龙头垄断格局,技术稳定具有壁垒;隔膜技术含量最高,国产替代空间最大,而海外产品质量要求更为苛刻;电解液由于技术壁垒低,不具价格优势,因此扩产快速。

中游电芯制造是锂电池生产工艺最主要的流程。电芯是一个电池系统的最小单元。多个电芯可组成一个模组,而多个模组组成一个电池包,这是动力电池的基本结构。

在封装领域,以锂电池为主要研究方向的二次电池,根据封装种类的不同可以分为圆柱形、方形以及软包电池。一般上,电池生产厂商会根据技术路径选择生产不同类型的动力电池。从全球分布来看,松下的圆柱形电池技术领先,市场认可度较高,LG化学是全球软包电池的龙头企业,三星SDI则主要生产方形电池。整体上,方形电池占比较高,圆柱形电池技术工艺最为成熟,但软包电池在能量密度上占有一定优势。

下游动力电池应用。目前,动力电池主要用作新能源乘用车、客车以及专用车三大领域。根据高工产业研究院(GGII)统计数据显示:2019上半年我国新能源专用车电池装机电量约2.47GWh。其中,三元电池装机电量约占比16.6%;磷酸铁锂电池装机电量约占比79.8%;在 121 款新能源客车车型中,全部为纯电动车型,其中配套磷酸铁锂电池的车型有116款,占比96%,锰酸锂电池的车型有5款,占比4%;2019上半年我国新能源乘用车电池装机电量约22.42GWh。其中,三元电池装机电量约19.81GWh,占比88.4%,同比增长145%;磷酸铁锂电池装机电量约1.07GWh,占比4.8%,同比增长27.2%。

三、动力电池市场

现阶段,发展新能源汽车已经在全球范围内形成共识。全球各国政府不仅先后公布了禁售燃油车的时间计划,而且各大国际整车企业也陆续发布新能源汽车战略,新能源汽车成为现在和未来汽车产业发展的目标。

据统计,全球新能源汽车销售量自2011年的5.1万辆迅速增长至2018年的201.8万辆,8年时间销量达到了38.5倍。过程带来了动力电池的旺盛需求,规模得到快速增长。截至2018年,全球动力电池累计装机量已高达97GWh,在装机项目中,锂电池占比高达86%。

仅从我国看,2018年,我国新能源汽车销量达到125.6万辆,动力电池产业在新能源汽车产业的带动下继续保持快速增长,全年总装机量达到56.9GWh,同比增长56.3%。目前,我国动力电池装机量逐渐向大型电池厂集中。宁德时代与比亚迪在动力电池市场中的占比正在不断上升,两家公司动力电池的市场份额已经从2017年的45%,上升至2018年的60%。

目前,全球动力电池供给存在明显寡头垄断,基本由宁德时代、Panasonic、比亚迪、LG和三星SDI垄断,合计占据全球约71%的市场份额。

日韩企业是在20世纪末便开始布局锂电池业务的,因此具有比较成熟的技术与生产经验,普遍为海外车企配套电池。而我国企业得益于国内市场的迅猛发展和政策的支持,凭借灵活的市场反应度,在全球市场中逐渐提升市场份额。当前,LG化学、三星SDI、松下、宁德时代四家电池企业的市场与技术优势最为领先,其中,LG化学和三星SDI深耕欧美市场;松下深度绑定特斯拉;宁德时代立足中国市场,并进一步开拓欧洲市场。

四、国内动力电池厂商

新能源汽车销量的高增长带动了动力电池产业的快速发展,自2014年以来,动力电池产业增长率分别为368%、324%、78.6%。在如此高增长的背后,动力电池产能过剩的隐忧也已经显现,使得大多数电池厂商的产能利用率不足50%,并且,近年来在补贴退坡情况下,一方面,主机厂面临巨大资金压力,另一方面,动力电池企业承担着严峻的降成本压力,随时面临着被淘汰的局面。动力电池企业正在进行新一轮的加速洗牌当中。根据GGII数据,2016年我国动力电池企业数量为171家,2017年降为约100家,2018年则只剩下了93家。

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