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動力電池深度報告

編者按:興業證券在最近的一篇動力電池深度報告里提到,相較有限的壓縮原材料成本,電池企業通過擴大產能實現規模效應降成本更為切實可行。這也是國內企業近期集中堆砌釋放產能的關鍵因素之一。

全球趨勢不可逆轉

合縱連橫龍頭結盟

根據興業證券之前的全球電動汽車深度報告分析,電動車全球化已不可逆轉,兩大趨勢需要高度重視,其一是繼北汽與國軒攜手深度合作之後,上汽與寧德時代成立合資公司,標誌著動力電池行業將從春秋時代百家爭鳴快速進入后戰國時代,逐漸形成強強聯合、寡頭割據的新格局;其二是繼江淮大眾合資之後,北汽與戴姆勒合資啟動賓士電動車國產化計劃,此舉將推動海外(尤其是歐洲)傳統車企加緊電動汽車在華布局,合資與自主的較量將在電動車領域再次上演,國內核心零部件供應商迎來歷史性發展機遇。

當前時點,市場對動力電池價格下降及銷售放量存在較大的擔憂,興業證券維持短期不悲觀,長期依然樂觀的態度,理由是:今年電池環節進入行業快速洗牌期,短期來看成本下降尚未被市場完全預期,通過採取全產業鏈分攤降本壓力以及規模化生產等「增效」措施,中游環節盈利能力將好於市場預期;中期看,隨著國產三元高比能電池滲透率不斷提升,未來幾年內電池有望複製「摩爾定律」,成本快速下降;長期來看,在未來高鎳與NCA時代,技術領先、成本與規模優勢突出的龍頭將脫穎而出。

一切爆發都有片刻的寧靜,一切進步都有冗長的回聲。興業證券試圖通過對動力電池降本潛在途徑進行全方位梳理,描繪未來電池降本增效的發展軌跡。

三重途徑全面降成本:

改進工藝,降低材料成本

擴大規模效應與提升良率,降低生產成本

其他:梯次利用與模塊化設計降低生命周期成本

物理方法:採用大容量電芯&提升PACK成組效率

化學方法:應用高鎳正極材料與硅碳負極

回顧過去十年,動力電池價格經歷大幅的下降,日韓電池龍頭價格已從2010年的600-800美元/KWh降至目前150-200美元/kWh,國內龍頭廠商在2016年底也降至300美元/kWh左右,目前已進入到200-250美元/kWh。

三元路線仍是最佳選擇,目前鋰電池基本體系已經較為成熟,幾大主流方向三元路線、磷酸鐵鋰、錳酸鋰與鈦酸鋰已經確定,各條路線可以改進的方向與存在的缺陷都較為明確。三元路線的優勢在於極限比能量密度高,單體可達350wh/kg,其他無一例外達不到要求,因此三元將是未來幾年主流乘用車商業化應用的首選,但其也有明顯缺陷,如安全性的相對不足以及材料成本較貴(鈷)。磷酸鐵鋰由於安全性優勢,近幾年被廣泛應用於客車領域,劣勢則是其改進空間不大,比能量較低。錳酸鋰的優勢在於成本,劣勢是比能量已達極限,因此只能用於特定應用領域的專用車型。鈦酸鋰優勢在於能夠實現快充(5min充滿),但成本達到其他路線的數倍,因此只能應用於續航里程相對不敏感的客車等領域。

附前景展望邏輯圖(很重要!)

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降成本勢在必行

看龍頭各顯神通

短期與中期兩方面因素驅動下,動力電池降成本刻不容緩:

短期:補貼退坡敦促全產業鏈降成本,動力電池環節首當其衝,率先實現成本下降的企業將在下一輪退坡中佔得先機

中期:實現「油電平價」需電池價格降至1元/WH以下,目前國內1.6元/WH左右價格仍有較大下降空間。

2020年長期規劃明確,龍頭企業全力降本:

日本、美國與均提出到2020年實現電池性能的大幅提升與成本的大幅下降,目標為1元/WH;

產業界龍頭目標更為激進,特斯拉、通用與大眾紛紛宣布降成本計劃,2020年目標最低低至93美元/KWH。

2.1、短期因素:補貼退坡敦促電池降本

補貼退坡敦促全產業降成本,動力電池首當其衝。2016年12月30日,新版補貼政策正式落地,乘用車、專用車補貼退坡20%,客車退坡30%-50%。此外國補與地方補貼配比普遍由此前1:1下調至1:0.5,整體補貼退坡幅度較大。補貼下調使得動力電池環節首先受到衝擊,一季度銷售價格下滑明顯,對毛利率造成一定衝擊,電池企業短期內壓縮成本的意願十分強烈。此外,新一輪補貼退坡將在2019年到來,率先實現降成本的電池企業將在一年半后的再次退坡中佔得先機。

2.2、長期因素:實現「油電平價」仍需大幅降本

根據測算,動力電池價格在100美元/KWh附近時,電動汽車與燃油車的競爭焦點就將轉變為其他製造成本方面,即實現油電平價,進而電動汽車才能脫離補貼與燃油車競爭。目前日韓電池龍頭價格已從10年前的1000美元/KWh以上降至250-300美元/kWh,距離這一目標越來越近,但進一步降本的難度變得更大。

2.3、政策目標:計劃2020年電池成本降至1元/WH

結合各國頒布的動力電池技術路線來看,到2020年將實現電池性能的大幅提升與成本大幅下降。各國擬定的系統比能量目標值普遍集中在200-250kg/wh之間,頒布的《促進汽車動力電池產業發展行動方案》提出到2020年電池單體比能量超過300Wh/kg,系統比能量達到260Wh/kg,成本降至1元/Wh以下,大致相當於150美元/kwh。日本在100美元/kwh,美國要求是90-125美元/kwh,歐洲是120美元/kwh,與油電平價目標的100美元/WH均十分接近,亦即各國政策要求到2020年左右電動汽車要實現和燃油車相近的性價比水平。

2.4、產業目標:國際巨頭全力降本

從產業界角度來看,各家巨頭不遺餘力專註降本。特斯拉提出其超級工廠投產將使得電池成本降低35%,從一開始的「成本低於190美元/千瓦時」直降至「不足125美元/千瓦時」。大眾計劃將其電池採購成本由2016年的180美元/KWH壓縮48%至2020年的93美元/KWH,其中製造與模組成本壓縮一半,材料成本壓縮40%。

降成本路徑之一:

產能釋放突破瓶頸,材料成本有望下降

近幾年動力電池激增需求推動上游原材料價格暴漲,而長期來看,絕大部分原材料並不稀缺,當原材料價格恢復理性后,下游能夠削減一定的成本。而即便原材料價格依舊保持堅挺,部分高價材料占電池成本比重也在逐漸變小,預計不會對整體降成本造成太大影響。同時,動力電池行業的生產模式與商業模式依然可以繼續優化,商業成本仍有一定的下降空間。

未來動力電池產業商業成本將從三方面著手下降:

原材料成本端:價格相對動力電池需求彈性較大的碳酸鋰、氫氧化鋰等鋰鹽供需達到再平衡后價格將步入長期下降通道;鈷鹽儘管未來存在供給缺口,但預計漲價帶來的影響有限。

工藝改進與規模經濟:動力電池產量進一步提升,規模效應與良率提升,同時整車端爆款車型出現帶來腳踏車電池研發、設計(如BMS)等成本下降;

其他路徑:梯次利用、模塊化設計與縱向一體化。

3.1、鋰鹽供給端逐漸釋放,價格將步入長期下降通道

目前正極材料成本佔到電芯25%-30%,而正極材料主要由碳酸鋰和各種對應的前驅體材料構成,高鎳NCM(NCM811)與NCA正極則多由氫氧化鋰替代碳酸鋰。前驅體中,鈷價對於NCM材料的價格影響較大。

鋰鹽占電池價格比例在4.5%-8.5%之間,鈷鹽在3%以內。鋰鹽方面,選取各條電池主流技術路線的主流車型,對於氫氧化鋰/碳酸鋰成本占電池價格比例進行測算,結果在4.5%-8.5%之間,NCM與NCA路線鋰鹽佔比較高,NCA路線達到8.44%,而磷酸鐵鋰與錳酸鋰佔比較低。鈷鹽方面,NCM111路線所含鈷元素比例最大,按目前40萬元/噸鈷價測算,占電池售價比例為2.84%,其餘路線鈷含量皆達不到這一水平,因此判斷鈷鹽占電池價格比例在3%以內,目前量產的主流NCM523與NCM622佔比在1.5%左右。

3.1.1 鋰鹽:碳酸鋰等待產能釋放,氫氧化鋰持續吃緊

預計碳酸鋰未來幾年內將保持供需平衡,長期來看價格處於高位回落通道中。氫氧化鋰直到2020年仍將維持緊缺狀態,2020年以後可能存在供應過剩風險,產能釋放速度取決於原料供應,特別是鋰輝石的供應量。氫氧化鋰產能緊缺將成為制約高能量密度電池成本下降的主要因素。氫氧化鋰可通過碳酸鋰轉產得到,代價在2萬元/噸的水平,因此與碳酸鋰價差將保持相應的平衡態勢。

鋰鹽價格對於電池成本影響有限。假設未來碳酸鋰/氫氧化鋰價格下跌20%,電池價格將下降0.9%-1.7%,下降幅度較為有限。而即便需求端超預期增長,導致鋰鹽價格保持堅挺,由於其占電池成本比重較小,預計不會給降成本造成太大障礙。

3.1.2 鈷鹽:供給面臨缺口,漲價或將持續但影響有限

供需缺口將使鈷價維持高位。鈷鹽供應缺口2017年持續擴大:2017年缺口將達到4300噸的量,預計將持續至2019年。目前3C電子產品依然是鈷下游最重要的領域,3C電子出貨量若下降則對鈷價造成較大壓力。整體來看,供需缺口將使鈷價在未來幾年維持在高位水平。

預計鈷價上漲對三元電池影響有限。雖然目前高鎳三元材料市場份額逐步提高,但絕大部分廠商已進入從532向622轉移的階段,未來過渡到811后,單位用鈷量將明顯減少。根據前述測算,高鎳NCM811路線中鈷鹽占售價比不到1%,因此未來高鎳三元時代到來后,鈷價上漲將不會對降成本起到太大影響。

3.2、規模效應帶來成本進一步下降

興業證券認為相較有限的壓縮原材料成本,通過擴大產能實現規模效應降成本更為切實可行,這也是國內企業近期集中堆砌釋放產能的關鍵因素之一。規模效應不僅包括電芯環節產能利用率與良率提升帶來的電芯成本下降,也包括整車端腳踏車出貨提升帶來的研發投入、設計成本以及PACK和BMS等環節下降。

3.2.1 電芯規模化生產與良率提升

經對比分析,電池售價與良率幾乎呈線性關係,隨著良率提升,電池價格直線下降。目前自動化程度較好的高端產能良率在90%,勞動密集型的低端產能良率在80%,隨著行業逐漸淘汰低端過剩產能與高端產能良率進一步提升,未來成本會有小幅下降空間,大約對應良率每提升1%,成本同幅度下降1%左右,提升至95%對應5%成本降幅空間。

電池售價與產能利用率(下稱Ut)的關係分為幾個階段,產能利用率小於20%時,電池價格隨著Ut提升快速下降,而之後相對平緩,Ut在50%時對應價格在350美元/KWH,90%對應330美元/KWH。考慮到15/16年Ut已經達到相對的高點,這一塊未來的空間比較有限。興業證券認為不必過度擔憂產能過剩導致Ut下降,原因在於未來幾年的產業高景氣度使得Ut保持在50%以上問題不大,而50%-100%區間內售價相對於Ut的敏感性已經不強。

3.2.2 爆款車型實現PACK與BMS定製成本攤薄

電池組中的PACK與BMS環節需根據不同車型需要進行針對性研發,具備較強的定製化屬性,難以像電芯環節一樣通過規模化量產來實現成本下降。要降低PACK與BMS環節的成本,切實可行的路徑是打造爆款車型,從而攤薄附加在每輛車的研發與定製成本。

Model 3成為爆款是特斯拉降低腳踏車成本實現盈利的先決條件。以特斯拉Model3為例,由於Model 3電池組選用高比能量的NCA正極材料,並採用20700單體電芯,整體散熱性能較差,其安全性能需要在PACK與BMS環節加以保障。為此,特斯拉採用尖端BMS技術,自主研發單體電荷平衡系統,並通過嚴格的鋰電池檢測實驗檢測每一顆單體電芯的一致性,在PACK環節採用複雜的多級串並聯工藝並使用更為昂貴的液體冷凝系統達到實時的溫度監控,而這部分昂貴的前期研發與設計成本已經反映在特斯拉財報的虧損中。Model 3能夠以3.5萬美元的平民價格發售,其核心原因在於40萬級別的訂單量大大攤薄電池組的定製化成本,從而實現電池成本的迅速下降。

3.3、其他路徑:梯次利用、模塊化設計與縱向一體化

現有的動力電池行業的商業模式依然有很多值得優化之處,比如在即將到來的退役電池潮中,退役電池合理的梯次利用將大大增強電池的經濟效益,又比如各大車企力推的模塊化設計將是電池實現規模效應的前提,再如企業通過打通上下游形成類似於比亞迪的商業閉環,這些舉措均能實現電池成本的進一步下降。

3.3.1 梯次利用:機遇與挑戰並存

動力電池退役潮將在今明兩年爆發。2014年為動力電池放量元年,出貨量達3.9GWh,早期的這批電池一般在3~5年左右即將達到設計的壽命終止條件,部分一致性不好或使用工況較惡劣的,甚至達不到3年的使用壽命。以此推算,將在今年迎來動力電池退役的放量潮,此後逐年快速遞增,預計到2019年,最晚不會超過2020年,會有超過10GWh的退役動力電池規模。

一般而言,動力電池容量低於初始容量的80%時,動力電池不再適合在電動汽車上使用。而80%以下還有很大利用空間,國家也支持和鼓勵梯次利用。但是目前在理論研究和示範工程方面較多,在商業化推廣方面還處在初期的探索階段。商業化的方式有兩種:一是梯次利用,如應用於儲能與低速電動工具;二是資源化,提取廢電池中的鎳、鈷等金屬,但是利用率不高、浪費較大。

儲能與低速電動工具市場是梯次利用的兩個主要面向市場。

1)儲能市場:據測算,儲能電池市場化應用的目標成本為180美元/kwh,約合1.2元/wh,使用新型動力鋰電池無法達到成本要求,投資回報率偏低,這也是制約儲能產品大規模應用的最大障礙。梯次利用的動力電池能夠較好地權衡成本與性能因素,如電動大巴退役的動力電池由於能量密度較低,比較適合作為儲能基站使用。

2)低速電動工具市場:低速車與電動腳踏車主要採用鉛酸電池,相比鋰電池,鉛酸電池更為便宜(0.6元/WH),但問題在於污染大。如果採用梯次利用的動力電池,可以在價格、行駛里程(能量密度)、和壽命之間達到一個較好的平衡,從而更快速的推動鋰電池在低速車與電動腳踏車市場的應用。

3.3.2 模塊化設計:電池發揮規模效應的前提

模塊化就是在相同的基本架構上進行定製化組合,使得設計、生產車輛就像搭積木一樣簡單、快捷。這一概念的運用將極大地節省研發成本、驗證周期及生產成本。模塊化設計在傳統車領域已經非常成熟,隨著新能源汽車產銷的逐漸擴大,這一模式也將被植入。以大眾為例,其宣布旗下所有新能源車型將採用統一的電池單元,這一計劃將節省66%的成本。

未來電池企業的供應將以模組為最小單元。目前動力電池行業存在的一大問題是尚未模塊化,包括尺寸在內的諸多標準尚未統一,圓柱、方形與軟包路線未有真正意義的主流出現並且各體系內標準也參差不齊。未來隨著行業集中度提升,電池將通過主流企業制定標準,進行標準化生產。過對電池單體的串聯、並聯或串並聯混合的方式,確保電池模塊統一尺寸,並綜合考慮電池本體的機械特性、熱特性以及安全特性。在安裝設計不變的情況下,根據不同的續航里程和動力要求,提供不同電池容量,以滿足不同的需求。這種模塊化應用,在單體、模組端都可實現大規模自動化生產,大幅降低生產成本。

3.3.3 縱向一體化:降低交易成本

縱向一體化也能夠實現交易成本的下降。如比亞迪所採取的從上游礦石、電池材料、到PACK、BMS、電芯到下游整車的一體化路線,實現了成本的有效下降。特斯拉選擇自建電池超級工廠也有類似考慮。對於動力電池企業來說,切入電池材料等上游環節,特別是成本下降有較大空間的隔膜、電解液等環節是成本控制的較好路徑,如國軒與星源材質合作的隔膜產線。

降成本路徑之二:

工藝改進見成效,比能量緩步提高

興業證券認為動力電池能夠持續降成本的關鍵因素在於其類似於半導體,存在電池「摩爾定律」,以比能量的持續提高來實現單位Wh成本的不斷下降。目前來看動力電池系統能量密度提升空間主要來自高鎳三元NCM與NCA的普及應用。未來動力電池比能量將主要從電池的物理性能與化學性能兩方面著手提高,物理性能方面主要從材料輕量化、相互之間的搭配銜接突破,化學性能則主要通過新型材料的試用以實現電池電化學性能的最佳狀態。

物理方法:工藝改進仍有空間

電芯環節:

圓柱路線目前成本最低,主要通過18650向20700與21700等大容量單體切換實現進一步降本;

軟包路線成本最高,主要通過規模化生產降成本以及改進工藝提升能量密度;

方型路線主要通過大容量與鋁殼輕量化實現降成本,潛在降本空間在三類封裝路線中最大。

PACK環節:

目前的重點突破環節,主要通過提升成組效率提升系統比能量,產業目標為由目前65%水平提升至85%,對應30%比能量提升空間。

化學方法:提升正極材料性能最為關鍵

正極材料:高鎳NCM材料與NCA材料,高比能量的正極材料能夠大大減少負極、隔膜與電解液等材料的用量;

負極材料:硅碳負極替代切換;

隔膜:薄型化隔膜;

電解液:新型電解液LiFSI。

4.1、物理方法:工藝改進仍有空間

4.1.1 電芯環節:輕量化+大容量

電芯封裝方式按軟包、方形與圓柱分,成本也有所區別。其中,圓柱最低,軟包最高。主流大廠中CATL與比亞迪走方形路線,力神、比克走圓柱路線,國軒高科同時走方形與圓柱路線,同時CATL也在積極拓展軟包路線。

圓柱路線:大容量電芯

圓形鋰電池是指圓柱型鋰電池,最早的圓柱形鋰電池是由日本SONY公司於1992年發明的18650鋰電池,因為18650圓柱型鋰電池的歷史相當悠久,所以市場的普及率非常高,圓柱型鋰電池採用相當成熟的卷繞工藝,自動化程度高,產品傳品質穩定,成本相對較低。

圓柱的優點包括1)結構成熟,產業化程度高,且只有卷繞這一條技術路線,不用糾結其他方法;2)設備自動化程度高,一致性高;3)結構穩定,可以支持高能量密度材料使用;4)應用範圍廣,產品消耗渠道豐富,整體成本有優勢。同時,其缺點也包括:1)高溫升、充電倍率是普遍詬病;2)循環次數上限在1000多次,使用壽命較短,應用場景局限在中低端。

降成本方向:做大單體電芯。特斯拉已經Model3中用20700替代18650電芯,20700電池增加的尺寸大概為10%,而體積和能量儲存確是18650的1.33倍。根據特斯拉的估計,在達到與18650同樣的良率和產能后,20700能帶來能量密度增加3-4%,同時實現成本下降5-10%。

軟包路線:規模化生產

軟包電池,又稱聚合物鋰電池,是使用高分子膠態或固態電解質的類方型電池,它們的製作工藝相似度很高,多用於手機、平板等高端3C產品上,因為高分子電解質全憑人工合成,所以成本較高,目前應用到動力電池上,還沒有成本優勢。軟包鋰電池所用的關鍵材料—正極材料、負極材料及隔膜—與傳統的鋼殼、鋁殼鋰電池之間的區別不大,最大的不同之處在於軟包裝材料(鋁塑複合膜)。

軟包電池的優勢主要在於安全性能好。軟包電池的優點:1)安全性:在結構上採用鋁塑膜包裝,發生安全問題時,軟包電池一般會鼓氣裂開,而不像鋼殼或鋁殼電芯那樣發生爆炸;2)重量輕,軟包電池重量較同等容量的鋼殼鋰電池輕40%,較鋁殼鋰電池輕20%;3)內阻小,軟包電池的內阻較鋰電池小,可以極大的降低電池的自耗電;4)循環性能好,軟包電池的循環壽命更長,100次循環衰減比鋁殼少4%~7%;5)設計靈活,外形可變任意形狀,可以更薄,可根據客戶的需求定製,開發新的電芯型號。

軟包電池的不足之處是一致性較差,成本較高,容易發生漏液。未來成本下降主要通過規模化生產解決,漏液則可以通過提升鋁塑膜質量來解決。

方形路線:大尺寸與鋁殼輕量化

方形鋰電池通常是指鋁殼或鋼殼方形電池,由於結構較為簡單、能量密度較高,在國內普及率很高。方形硬殼電池殼體多為鋁合金、不鏽鋼等材料,內部採用卷繞式或疊片式工藝,對電芯的保護作用優於於鋁塑膜電池(即軟包),電芯安全性相對圓柱型電池也有了較大改善。

鋁殼輕量化與統一規格是未來發展重點。鋰電池鋁殼在鋼殼基礎上發展而來,與鋼殼相比,輕重量和安全性以及由此而來的性能優點,使鋁殼成為鋰電池外殼的主流。鋰電池鋁殼目前還在向高硬度和輕重量的技術方向發展,間接提升比能量。此外,由於方形鋰電池可以根據產品的尺寸進行定製化生產,所以市場上有成千上萬種型號,而正因為型號太多,工藝很難統一,未來成本下降還需要方形路線實現型號上的統一。

方形路線在通過增大尺寸降成本的空間大於圓柱路線。美國卡內基梅隆大學的一項研究分析了圓柱形電池和方形電池的成本情況,發現在目前的技術水平下,圓柱形進一步降低成本的空間很小,通過提升圓柱形電池的尺寸和增加電極厚度的方式來降低成本已經收效甚微,而方形電池則有很大的潛力去降低鋰離子電池的成本,因此未來電芯封裝環節成本快速下降的機會很可能會出現在方形領域

4.1.2 PACK環節:提升成組效率

電池PACK系統利用機械結構將眾多單個電芯通過串並聯的連接起來,並考慮系統機械強度、熱管理、BMS匹配等問題。PACK是銜接整車、電池、BMS的紐帶,而BMS則是動力電池組的核心技術,是電池PACK廠的核心競爭力,也是整車企業最為關注的環節。

PACK環節的成組效率是提升系統比能量的關鍵。同樣150Wh/kg級別的電芯,65%與85%成組效率下系統比能量分別為97.5Wh/kg與127.5Wh/kg,前者是目前國內的平均水平,而後者是工信部擬定到2020年的目標。成組效率從65%提至85%對應30%以上的系統比能量提升與較大幅度的成本下降,在各條路徑中顯得尤為關鍵。PACK環節成組效率提升主要有以下方法:

1)提升集成效率。通過去除贅余組件以及關聯組件的集成來最大限度地減少組件數量來提高集成效率。2)減重,採用輕量化的材料和設計。3)電池包與底盤一體化。PACK體系經歷了第一代的T字或者工字型,再到第二代的土字型和田字形,目前已經來到第三代的一體化平台,國際一線的特斯拉與大眾已經在這麼做。一體化平台的好處是把部分電池包的承重轉移到底盤上,從而實現輕量化。

大眾的MEB平台是其電池組未來實現成本大幅下降的關鍵。以大眾為例,大眾的針對電動車專屬研發的MEB(MEBElectric toolkit)平台是以大眾目前的MQB平台為基礎,適用於電動車的全新的模塊化平台。MEB平台的構架是由底部的電池組而展開,打造更長的軸距和更短的前後懸,營造出更大的內部空間,從A到C級全系列乘用車或輕型商用車都可基於該平台打造。電池組PACK與BMS設計也根據平台打造,根據不同車型僅需要做一定的修繕與升級,設計與研發成本被最大化的攤薄。

未來國內車企自主搭建PACK產線或由電池企業深度集成是趨勢

目前國內的PACK產業是整車廠、電池廠、獨立第三方三足鼎立,且PACK企業之間水平差距很大,不少PACK企業的技術水平都還僅僅停留在簡單的電芯串並聯上,無法實現結合整車設計來進行PACK設計和組裝,真正能達到下游整車廠商需求的優質PACK廠商屈指可數。

未來PACK將以整車企業主導。電動汽車市場未來一定是以乘用車為主要驅動,而乘用車電池PACK遠比商用車複雜,需要大量研發投入。電池企業技術儲備主要集中於電池本身的研發,在PACK體系的關鍵環節如BMS、熱管理等不具備較強實力。因此,未來的格局將是整車企業主導,第三方PACK企業憑藉專業能力也能得到一定空間,但仍然需要依附於整車企業或產業聯盟。

4.2、化學方法:提升正極材料性能最為關鍵

興業證券認為,相比物理改進,動力電池的關鍵性突破仍然大概率要從提升電池電熱化學性能著手,通過新型的電池材料以及相互間的搭配、工藝的改進實現能量密度的進一步提升。而本土企業在未來幾年內研發與產業化的路徑也非常清晰,就是三元高鎳NCM電池與NCA電池。

本土三元龍頭企業正在加速實現高比能三元電池量產。以本土高比能電池的代表企業比克電池為例,其16年三元出貨量0.9GWh,在本土企業中位列第2,僅次於CATL,其商業規劃具備一定代表性。根據其規劃,比克的NCM與NCA電池量產計劃齊頭並進,目前能量密度達248WH/KG的NCA電池已實現量產,而下一代285WH/KG的NCA電池將於年內量產。就能量密度來看,已經達到特斯拉與松下水準。

4.2.1 正極材料:高鎳NCM材料與NCA材料

正極材料是電池能量的短板,提高正極材料比容量是提高電池能量密度的最佳方式,未來高比容量的NCA和高鎳NCM是大勢所趨。正極材料的比容量一般為100-200mAh/g,而石墨負極材料的比容量高達400mAh/g,所以電池中負極和電解液等一般採用冗餘配置,電池的最終能量密度由正極材料決定。採用高容量的正極材料,能夠帶來負極、隔膜、電解液用量的大幅減少,電池最終能量密度的提升幅度遠大於正極材料比容量提高的幅度。所以採用高容量的正極材料對於減輕電池重量,提高電動車的續航性能具有重要意義。

本土正極材料龍頭企業正在加速實現高鎳三元正極材料量產。目前國內NCM111和NCM 523型三元正極材料產品相對成熟,而622NCM於2016年開始逐步在部分動力電池企業中推廣,未來將逐步拓展至811NCM以及NCA材料。以材料龍頭杉杉股份為例,公司現有三元材料以NCM532、NCM523和NCM622為主,目前正在積極推進高鎳三元產線,在建產能包括寧鄉二期1萬噸NCM622產能,預計2017年年底投產,以及寧夏5000噸NCM811產能,預計2018年投產。

4.2.2 負極材料:硅碳負極

硅負極的理論能量密度超其10倍,高達4200mAh/g,通過在石墨材料加入硅來提升電池能量密度已是業界公認的方向之一,但其也有技術難點,主要在於在充放電過程中會引起硅體積膨脹100%~300%。據報道特斯拉將在Model3中採用了電池新材料,「特斯拉採用的松下18650電池此次在傳統石墨負極材料中加入了10%的硅,其能量密度至少在550mAh/g以上」。

本土進展方面,國內前幾大負極材料生產廠商陸續對硅碳負極材料進行布局,深圳貝特瑞和江西紫宸已率先推出多款硅碳負極材料產品,上海杉杉正處於硅碳負極材料產業化進程中,星城石墨已將硅碳新型負極材料作為未來產品研發方向。貝特瑞研發的S1000型號硅碳負極材料的比容量更是高達1050mAh/g,儘管離硅的理論比容量4200 mAh/g仍有較大差距,但已經是人造石墨負極材料比容量的3倍,性能大幅度地提高。

4.2.3 隔膜:薄型化隔膜

隔膜工藝主要分干法與濕法兩類。隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等,直接影響電池的容量、循環以及安全性能等特性,性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。隔膜技術路線主要分為干法與濕法兩種,干法成本較低但不適合大功率電池,濕法更薄能夠滿足大功率的要求,但是成本較貴。最早的主流是干法;2015年三元產量上升后濕法使用較多,預計2020年乾濕法佔比50%,分別應用於中低端與高端領域

國產隔膜距離海外一線龍頭仍有差距。日本的旭化成是隔膜行業的龍頭,市佔率在50%以上。過去1-2年,還有不少企業進入市場,但無法對龍頭地位構成撼動。旭化成干法現在可量產出貨的是12微米,濕法還是6-7微米。由於原料、技術、工藝與製備設備的差距,目前國產隔膜一致性較差,且厚度無法達到要求,干法20-40微米仍為主流。

未來發展:薄型化隔膜。隨著動力電池比能量快速提升,16微米、12微米甚至8微米的隔膜開始應用,而濕法工藝製成的隔膜能夠達到要求。而干法隔膜隨著工藝的逐步改進近幾年也能夠應用於低比能量的三元電池中。

4.2.4 電解液:新型電解液LiFSI

電解質中添加LiFSI后,可提高離子導電率及電池充放電特性。比如,反覆充放電300次后,1.2MLiPF6的情況下放電容量保持率會降至約60%,而在1.0MLiPF6中添加0.2MLiFSI后,保持率可超過80%。目前LiFSI已經被行業中大部分企業進行過性能測試,特別是行業排名靠前的企業,如松下、LG、三星、索尼,以及日本的主流電解液生產商,如宇部化學、中央硝子等,同時其年使用量也處於趨勢性上上升階段。

興業證券認為,動力電池從電池材料、電芯的生產、電池模組化再到電池PACK,整條產業化路徑並不是相互割裂的,而是有機的整體。未來要實現成本下降,不論是通過生產模式與商業模式上的改進還是通過物理與化學手段提升電池能量密度,都並非由某幾個環節單向突破能夠達成,而是基於全局角度設計達到最終優化。例如,高比能量正極材料的使用需要相應負極、電解液與隔膜的升級配合,同時需要PACK成組系統中的BMS的升級,同時配合性能更好的溫控系統。比能量的提升是以成本上升為代價的,對應到單位Wh的成本是否下降則需要不斷地調試與優化,這方面海外已經走在前列。因此本章聚焦海外實現成熟商業化的車型與對應的電池技改降本之路,以窺未來國產高比能時代的降成本前景。

全球動力電池產業集中在東亞

目前,動力電池產能90%以上集中在日本、韓國與等東亞國家,松下、LG、三星、比亞迪、CATL等企業供應了全球絕大部分的鋰電池。日本早在上世紀90年代就大力投入鋰電池研究,韓國與21世紀初跟進,而雖然進入時間較為滯后,但巨額補貼資金的投入也帶來了巨大的收效。

日韓企業在技術上具備優勢

國際一線車企主要車型的電芯供應幾乎由日韓電池企業包辦。2016年銷量排行前20車型中,對應的電池供應商有日本的松下和AESC,韓國的LG化學、三星SDI和SKI,北美電動汽車電池的供應商基本被日本和韓國壟斷。本土暫時由於政策因素使得日韓巨頭未能大規模進入,但是仍然不能掩飾本土企業在技術儲備上相較日韓巨頭的劣勢。

本土企業在成本方面具備優勢,未來將成世界電池工廠

然而,單就成本而言,在主要的產地已經展現出優勢,在包括四大材料在內的主要電池材料供應環節均湧現一批規模化的企業,具備價格優勢同時具備一定技術能力。根據CEMAC的測算,由於在勞動力成本與材料成本上的優勢,截止2015年底,動力電池不論在成本還是在售價上均已處於全球最低水平。考慮到今年以來本土電池掀起的新一輪降價潮(20%降幅),成本已經成為動力電池的核心優勢所在。未來動力電池產能持續向轉移是大趨勢,而也將成為世界的動力電池工廠,培育出一批具備國際競爭力的動力電池龍頭企業。

本土模仿吸收海外成熟技術是必由之路

興業證券認為國內動力電池企業在成本上較日韓巨頭有優勢,但在技術儲備上處於劣勢。國內企業未來的降成本提技術之路必然是在對於國外的模仿基礎上實現超越,模仿的對象不應局限在電芯級別,而是目前已在全球暢銷車型中實現商業化的主流電池包及其採取的技術路線。興業證券對三款最為主流的車型電池組進行剖析,而這三款電池也正好對應三家日韓巨頭電池企業,松下、LG與三星;以及三種主要的封裝形式,圓柱、軟包與方形路線。

特斯拉Model 3 電池組:松下21700圓柱NCA電芯+BMS+液冷

通用Bolt 電池組:LG軟包三元電芯

寶馬i3電池組:三星SDI方形三元電芯

5.1、開啟圓柱三元大眾化路線的先鋒:特斯拉系列車型

電芯端:松下獨供電芯,特斯拉負責PACK

松下只為特斯拉提供電芯。2019年以前投資2000億日元到電池單體的生產線上(超級工廠),由特斯拉負責土地、建築、pack。電芯價格下降,跟特斯拉議定,未來三年公司預計整個pack價格要下降30%。公司的NCA裡面增加添加劑,改進了安全性,所以特斯拉才會使用。

松下認為主要降低成本的路徑是 1)優化Cell和Pack的生產工藝,以及通過產能擴張獲取經濟效益 2)通過與客戶工廠接近來降低包裝,物流,報關,庫存等運營成本 3)提升良率,降低運營費用。

從行業的角度來講,現在沒有統一標準,因為18650的只有松下在做。為特斯拉供應圓柱形電池,特斯拉也在分享技術,公司希望圓柱形電池能得到更多推廣,不過還是要看裝在整車上什麼位置。

成組電池端:設計閉環+規模化降成本

特斯拉的電池成本主要分為三個階段,目前電池成本佔比接近60%,未來投資50億美金的超級電池工廠投產,成本有望下降30%以上。

階段1:2013年以前:18650電芯價格較低僅為$2,但是BMS和PACK成本較高,電池成本佔比為57%。此前松下一直為特斯拉的電池獨家供應商,提供的電池為18650的NCA電池,單個電芯為3.1Ah,能量為11.47Wh,單價為$2左右,預計該價格為松下搶佔市場而有意放低的價格。以85kwh的ModelS為例,採用7263顆電芯,電池成本為$15246,特斯拉公告的BMS和PACK成本為$20000,總電池成本為$35246,2013年特斯拉年報顯示其毛利為22.5%,車子售價為$79900,其成本為$79900×(1-22.5%)=$61923,電池成本佔比為$35246/$61923=57%。

階段2:2013年至特斯拉的超級電池工廠Gigafactor投產前:受商業因素的而影響,電芯單體價格大幅上升為$3.5,得益於BMS和PACK成本下降,電池成本佔比為59%。2013年10月30號特斯拉與松下籤訂了高達70億美元合同,此時18650NCA電芯的價格上漲到了$3.5,漲幅高達75%,同樣85kwh的7263顆電芯成本為7263×3.5=$26680,但是特斯拉單獨出售的電池包價格和年報顯示的毛利卻沒有太大的變化,估測BMS+PACK成本已經大幅降低為$10000,因為BMS和PACK主要成本為設計費,本身的電子元器件和製造成本很低,整個電池包的成本為$26680+$10000=$36680,成本佔比為$36680/$61923=59%。

階段3:為超級電池工廠建成之後(2017~):電池成本下降30%以上。預計21700單體價格為$3.3,摺合0.14美元/w。由於Model3電芯數量較少且容量較少,預計Model 3 BMS+PACK成本為$2880左右,綜合電池包成本為$6960,電池包成本佔比29%

特斯拉實現圓柱路線大幅降本的秘訣在於設計閉環。興業證券在前述分析中提到圓柱路線的電池包降成本空間已經非常有限,Tesla能夠實現圓柱路線大幅度成本下降是一個例外。Tesla的電池、系統、整車一體化,全產業鏈覆蓋,可以做到設計的閉環,這與其它企業有根本性的區別,Tesla可以全面評估更改的利弊,而這是國內18650電池廠目前所不具備的。

5.2、率先實現軟包三元電芯成本迅速下降:通用bolt

電芯端:LG獨供軟包電芯

通用汽車在2015年曾經披露過Bolt電動車採用LGChem的電池,電芯cell的價格為145美元/kWh左右。在年度全球商業會議上,通用汽車進一步對外展示了Bolt的電池電芯cell的成本預測。其中2016年的成本為145美元/kWh,這個數值持續到2019年,2020年會下降到120美元/kWh。到2022年,該數值繼續下降到100美元/kWh。合理推算得到通用bolt電池組成本在200美元/kWh,到2020年降至170美元/kWh。

成組電池端:爆款腳踏車實現規模化降成本

BoltEV與一代和二代Volt非常相似,採用了LG「袋狀電池」,也就是像食品真空袋那樣的尺寸和形狀,並且在兩代Volt車型上分別只使用了288和196個,顯然效率高了很多。

這種袋狀電池相對於18650有幾個優點,首先是冷卻效果更好,溫控更加均勻,每個點的溫度也很容易達到一致性,隨後我在實驗室里看到了它的散熱系統,就像主板的印刷電路那樣,遍布袋狀電池的每個部位,通用的工程師使用了水冷散熱的方式,由於扁平的袋狀電池有著更大的面積,因此印刷電路一般的水冷管路密布,確實更容易溫控;其次它的壽命更長,也更加可靠,在極端環節下也相對穩定。

5.3、方形三元主流:寶馬i3

電芯端:三星SDI獨供方形電芯

寶馬i3一直使用的電芯是方形鋁殼,三元NCM材料,由三星SDI提供,額定電壓在3.7V,電壓限值區間為2.8-4.1VDC,電芯的比能在120Wh/kg以上,電芯的內阻在0.5mΩ左右。i3電池包共有8個模組組成,每個模組有12個電芯,共計96個電芯,串聯。

在動力電池方面公司現在cell level成本210-220usd/kwh左右,目標是2020年降到120-130usd,有40%左右的成本下降。主要來自於規模效應,良率提升,產能增加帶來的採購價格下降

供應鏈方面現在消費電池的正極材料大部分來自,動力電池只有不到10%來自,隔膜和負極主要來自韓國,電解液有少部分由工業,大部分來自日韓。同時,公司表示未來將產業鏈從日韓向轉移也是未來cost reduction重要的機會。過去三年第一代到第二代產品能量密度有50%的增加,2018年的第三代產品會有20-30%的提升。

成組電池端:寶馬自主研發模塊化與熱管理

i3是寶馬真正意義上量產的一款電動車,在去年9月份就已全球銷量突破6.6萬輛。i3很多領域的技術都為寶馬後續電動汽車開發做了充實的積累和探索,比如整車輕量化技術、電池系統模塊化技術、熱管理技術等。

從動力電池系統角度來看,i3自2013年11月份上市以來至今進行了一次升級,即在2016年電量由22kWh,提升為33kWh,電量提高50%,這一次升級,保持了電池包體積、結構不變。升級之前的i3續航里程在81英里/130公里(升級后33度電續航在114英里/183公里),電池包總電量為22kWh,容量60Ah,總電壓353V;電池包的總重量約為235kg,比能為93.6Wh/kg(33度電的比能約為140.4Wh/kg)。

i3的電連接,高壓線束(科士達Kostal提供)採用插接式與模組連接,與電極間的連接則通過超聲焊實現,採樣線先超聲焊再點膠的方式與連接片相連。寶馬i3的熱管理採用直冷方案(也有液冷方案),製冷劑為R134a。

興業證券認為三元體系之外的非主流技術路線同樣存在技術突破的可能性,如以鈦酸鋰為負極材料的鈦酸鋰快充電池路線以及新型鋰電體系,如鋰硫電池。潛在的技術突破有望打破現有體系,實現動力電池性能提升與成本下降的快速躍遷。

以鈦酸鋰為負極材料的鈦酸鋰快充電池路線;

新型鋰電體系有望大幅突破現有比能量極限。

6.1、快充電池:成本是目前最大制約

快充電池已實現成熟的商業化應用。目前快充類電動車已超過15000台,累計運行超過10億公里,在公車等對於充電時間要求較為嚴格的領域應用較為廣泛。快充主流技術路線有兩類,一類是以鈦酸鋰替代石墨作為負極材料,代表企業有微宏、銀隆等,另一類是在磷酸鐵鋰體系下採用快充型石墨作為負極,代表企業為CATL。

成本是快充電池進一步拓展應用領域的最大制約。國內快充電池度電成本約為5000元,補貼還不足以覆蓋該部分成本,因此快充仍未成為真正意義的主流。如果快充電池能夠實現較大幅度的成本下降,將迅速拓展其市場空間。潛在方向包括1)能量密度提升;2)批量化生產降成本;3)提高標稱電壓,目前只有2.3V,而三元在3.7V。

6.2、新型鋰電體系:大幅突破現有比能量極限

現有體系下,電池能量密度有理論極限,如果要進一步突破400Wh/kg比能量,目前的可選方案包括固態鋰電池,以及鋰空氣電池、鋰硫電池等新的電化學體系電池。

固態電池:高比能量+不燃燒。工作原理上固態鋰電池和傳統的鋰電池並無區別,只是電解質從液態變為固態。固態電池的優勢在於:1)能量密度:固態電池不再使用石墨負極,而是直接使用金屬鋰負極,大大減輕負極材料的用量,使得整個電池的能量密度有明顯提高。目前實驗室已經可以小規模批量試製出能量密度為300-400Wh/kg的全固態電池。2)安全性:固態電池不會在高溫下發生副反應,不會因產生氣體而發生燃燒。目前豐田、松下、三星、三菱以及國內的寧德時代等電池行業領軍企業都已經積極布局固態電池的儲備研發。

鋰硫電池:比能量有望超過500Wh/kg。硫作為正極理論比能量高達2600Wh/kg,且單質硫成本低、對於環境友好。但是,硫具有不導電、中間產物聚硫鋰溶於電解質、體積膨脹嚴重等缺點,這些問題使得鋰硫電池的大規模應用面臨諸多挑戰,包括安全性、倍率性能和循環穩定性等。

金屬空氣電池:比能量有望超過700Wh/kg。金屬空氣電池是以金屬為燃料,與空氣中的氧氣發生氧化還原反應產生電能的一種特殊燃料電池。鋰空氣電池的比能量是鋰離子電池的10倍,體積更小,重量更輕。不足之處在於,仍處於實驗室階段,實現商業化尚需等待。

投資建議:

降成本有途可尋,看中期龍頭突圍

興業證券認為短期來看,降成本因素未被市場完全預期,根據測算電池毛利率下滑幅度在10%以內,盈利能力將好於預期;中期來看,未來高鎳與NCA時代到來后,技術領先、規模優勢的龍頭將有成本優勢,但短期行業迎來較為激烈的廝殺,中期來看,龍頭突圍。

7.1、短期:降成本有途可尋,盈利能力好於預期

產業逐漸走出底部,市場將迎預期差修復。市場目前對於動力電池板塊存在較為強烈的悲觀預期,認為補貼退坡將顯著影響下游景氣度並且打壓電池環節毛利率。興業證券認為17年動力電池的主線邏輯是「以量換價」:一方面,下游已經逐漸走出產業底部,景氣度持續回升,乘用車與物流車加速放量下,電池全年出貨增長仍值得期待。另一方面,退坡確實造成電池環節價格下降,但可以通過向上游隔膜、電解液等環節壓價等「降本」措施,以及提高能量密度、標準化規模化生產等「增效」措施來儘可能彌補,興業證券認為動力電池行業盈利能力將好於市場預期,且有望持續超預期。

7.1.1 電池端價格展望

磷酸鐵鋰:電池產能過剩將現,新一輪談判價格落地,降幅約20%。17年磷酸鐵鋰電池市場跟隨電動客車調整,增速趨緩,2017年需求18GWh,結合產能供給(28GWh)來看出現一定過剩。結合國軒、CATL等一線龍頭訂單價格來看,17年鐵鋰電池新一輪價格較去年年底降幅在20%左右。

三元:高景氣疊加正極材料價格上漲,預計價格下降空間不大。乘用車+物流車搭載三元比例提升疊加客車解禁三元,預計2017年三元電池需求將實現近120%的增幅,2017需求達到16GWh,產能供給20GWh,保持持續景氣。目前從正極材料價格來看,高端三元材料NCM價格在2017年後甚至出現小幅上漲,而LFP正極材料價格小幅下跌,也印證了高端三元材料與電芯的高景氣度。價格方面,18650型2000mAh三元電芯價格2017年後僅小幅下調,結合pack+bms環節小幅降成本來看,判斷三元動力電池價格降幅將在10-15%。

7.1.2 電池成本降價空間展望

1、PACK:降價空間不大。PACK環節主流大廠目前均為自行加工,不進行外包,成本控制已經做得相當到位,降價空間不大。而就第三方外包pack公司來看,由於進入壁壘較低,pack業務的毛利率只有15%,壓價空間也不大。此外,由於安全性的考慮,成本較高的軟包pack路線被應用的比例越來越大,未來單體pack成本還可能上升。但是考慮到技術改進下系統能量密度的逐漸提升而pack的花費相對較為固定,單位能量的pack成本會有所下降。按照17年提升10%計算,單位能量的pack成本降幅可以達到5%。

2、BMS:主要為設計成本,存降價空間。BMS成本主要為設計成本,製造成本相對固定。設計成本前期投入大,後期隨著規模擴張能夠得到一定攤薄。由於此前市場以客車BMS為主,技術要求相對較低,電芯廠大多能夠自行解決。未來市場重心遷移至乘用車后,BMS環節可能需交由更為專業的汽車電子設計企業外包完成,這塊成本可能會上升,但判斷17年這一趨勢可能還不明顯。綜合規模攤薄、系統能量密度提高等因素,判斷17年BMS環節降成本空間達到10%。

3、正極材料:LFP材料存在降價空間,NCA與NCM材料降價空間不大。正極材料價格與兩塊相關,一塊是主要的原料電池級碳酸鋰,另一塊是前驅體,磷酸鐵鋰與鐵礦石相關、三元路線則與鎳、猛、鈷等有色金屬價格相關。電池級碳酸鋰價格從16年年底開始保持平穩,在13萬元/噸的水平。從龍頭天齊鋰業與贛鋒鋰業最新披露的情況來看,17年市場需求穩定增長20%左右,中高端級別需求更大,考慮到上游仍較高的毛利率水平(天齊毛利率60%、贛鋒35%)與下游強烈的壓價意願,電池級碳酸鋰價格可能緩緩回落至10萬/噸的水平。

前驅體方面,鎳價與錳價保持穩定,但鈷價17年以來出現暴漲。三元材料價格也因此跟隨上漲,NCM523已從年初14萬元/噸上漲至目前的19萬元/噸。隨著市場回歸理性與電池級碳酸鋰的平穩降價,預計未來三元材料價格將有所回落,但判斷17年仍將保持5%左右中樞的漲幅。磷酸鐵鋰正極材料17年價格逐月下滑,目前已在8.5-9萬元水平,較年初10萬元水平下降了10%-15%,預計17年中樞降幅在20%。

4、電解液:毛利率較高,六氟磷酸鋰降價后,電解液存降價空間。電解液價格主要跟隨六氟磷酸鋰價格變動,目前六氟磷酸鋰價格已從去年年末高點38萬元/噸,回落至28萬元/噸。

動力電池電解液價格走勢與六氟磷酸鋰基本一致,由去年3季度高點8.5萬元/噸降至目前6.9萬元/噸。目前電解液龍頭的毛利率在30%左右(新宙邦)也存在壓價空間。隨著六氟磷酸鋰降價與下游對於電解液企業的壓價,預計電解液17年降價幅度將達到20%。

5、隔膜:高毛利率疊加工藝改進,存降價空間。隔膜種類較多,從高端到低端價格差異很大,但17年普遍存在降價空間。從全球隔膜龍頭星源材質的情況看,16年干法隔膜均價為4.2元/平米,今年降至3.7-3.8元/平米,濕法去年5元/平米,今年4.5元/平米,能夠鎖定較長時間。星源16年隔膜毛利率在60%,這塊壓價空間很大。且隔膜龍頭本身也存在通過技術改進進一步降成本的能力與訴求。結合星源調價與上述因素來看,判斷隔膜17年價格下降幅度在10%左右。

6、負極:產能長期過剩,價格持續穩定下降。負極價格受動力電池需求端影響不大,近年來處於平穩降價軌道,且毛利率較低。判斷17年繼續穩定降價,幅度在10%。

7、其他材料:整體降價空間不大。殼體蓋板由於鋼價與鋁價的上漲,17年價格可能上漲,判斷在5%左右。製造成本攤銷這一塊與產線自動化水平與產能利用率相關,隨著規模擴張帶來單位成本下降與產能利用率維持在平均水平以上,製造成本攤銷有望下降10%。勞動力成本按照工資上漲5%計。其他材料包括正極方面用的粘結劑PVDF、溶劑NMP、集電體鋁箔,負極方面用的粘結劑CMC、溶劑去離子水、集電體銅箔,用於極耳的鋁帶、鎳帶等等,預計降幅有限,在5%左右。其他成本包括環保成本,判斷這塊難以下降。整體來看,除四大材料之外的其他成本降幅在3%-5%之間。

7.1.3 動力電池業務毛利率降幅測算

根據上文擬定的各環節成本下降中樞,對於PACK、正極材料、電解液與隔膜等變化可能性較大,同時對於動力電池盈利能力潛在影響較大的環節進行展開模擬測算,給予下述假定,得到磷酸鐵鋰動力電池業務毛利率受影響的幅度在7%-10%之間,三元動力電池受影響的幅度在4%-7%。

假定:

1)2016年磷酸鐵鋰電池價格2.3元/WH,17年下降20%,三元電池價格2.1元/WH,價格下降20%,三元由於能量密度提升,綜合成本降幅設定為10%。

2)2016年磷酸鐵鋰電池毛利率40%,三元電池毛利率30%。

3)PACK環節成本下降3%、7%兩檔,BMS環節固定下降10%。

4)正極材料,磷酸鐵鋰下降15%、25%兩檔,三元材料分不變與上漲10%兩檔。

5)電解液分為下降15%與下降25%兩檔。

6)隔膜分為下降5%和下降15%兩檔。

7)負極下降10%,前天成本加權平均下降3.5%。

8)各環節成本比例按照下述拆分的18650圓柱型測算。

莫為價跌遮望眼,關注盈利能力持續改善。補貼退坡確實造成電池環節價格下降,但可以通過向上游隔膜、電解液等環節傳導成本壓力,以及提高能量密度、標準化規模化生產等「增效」措施來儘可能彌補。目前時點電池談判價格已落地,實際降幅(20%)好於市場悲觀預期。根據上述測算動力電池毛利率17年下滑幅度在8%-10%,三元下滑幅度在4%-7%,當前板塊估值下對於動力電池盈利能力過於悲觀。此外,隨著降本增效進一步帶動,動力電池盈利能力有望環比持續改善,後續存在持續超預期可能。

7.2、中期:高比能時代即將來臨,龍頭搶先卡位志存高遠

補貼退坡是影響2017年新能源汽車市場的最關鍵變數。16年12月30日,新版補貼政策正式落地,乘用車、專用車補貼退坡20%,客車退坡30%-50%。補貼政策額外設立了針對整車與動力電池的技術門檻,並要求重審新能源汽車推廣目錄,不符合要求的將被剔除出目錄。受此影響17年1月新能源汽車僅銷5682輛,跌至冰點。補貼退坡敦促全產業鏈降成本並加速提升質量性能,行業邏輯從過去補貼驅動的粗放式增長逐漸向產品需求釋放驅動過渡。

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