鉅大LARGE | 點擊量:333次 | 2023年09月12日
補貼不斷下調!動力鋰電池未來路在何方?
新能源車作為政府大力扶持的行業(yè),補貼政策有著很強的指導用途。自從2016年騙補事件發(fā)酵之后,政府不斷完善補貼政策細則,2017年,補貼大幅下調,行業(yè)震動;2018年,門檻又進一步提高;2019年,調整的節(jié)奏亦不會停止。政府矢志以經濟手段引導新能源車行業(yè)向高質量發(fā)展方向前進。
在一波又一波的補貼政策調整下,能量密度更高、單位成本更低的動力鋰電池成為市場追逐的對象。動力鋰電池領域,經過近幾年的市場競爭,各環(huán)節(jié)的市場格局基本形成,在沒有重大技術變革的情況下,規(guī)模較小的公司或是新入公司基本沒有了發(fā)展的機會,未來強者恒強趨勢明顯。
新能源汽車作為一個新興的行業(yè),吸引了大量公司進入尋求發(fā)展,導致產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)產量迅速擴大,顯現(xiàn)出產量過剩的跡象。隨著國家關于新能源汽車補貼的逐次退坡,以及關于獲得補貼所要達到的技術要求的提高,部分技術落后,成本較高的公司已經逐漸被市場淘汰,行業(yè)集中度提升。尤其是動力鋰電池產業(yè),經過近幾年的市場競爭,各環(huán)節(jié)的市場格局基本形成,在沒有重大技術變革的情況下,規(guī)模較小的公司或是新入公司基本沒有了發(fā)展的機會,未來強者恒強趨勢明顯。
01、動力鋰電池領域,CATL、比亞迪份額處于絕對領先
國內動力鋰電池公司中,CATL和比亞迪處于絕對領先的位置,兩者市占率逐步提升,尤其是在新政實行之后,合計已經超過了60%的動力鋰電池市場份額。規(guī)模效應會帶來相比同行更低的成本,更多的利潤可以投入到后續(xù)的研發(fā),這關于目前處在技術快速迭代中的動力鋰電池公司十分關鍵。產品假如沒法達到補貼的技術要求,意味著價格再低也沒有市場,所以CATL和比亞迪在新能源汽車政策不斷提升參數(shù)要求的情況下,將會有更大的優(yōu)勢。
表1:CATL、比亞迪市占率逐步提升
資料來源:真鋰研究,聯(lián)訊證券
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
動力鋰電池是電動汽車的心臟,是新能源汽車產業(yè)發(fā)展的關鍵。經過十多年的發(fā)展,我國動力鋰電池產業(yè)取得長足進步,但是目前動力鋰電池產品性能、質量和成本仍然難以滿足新能源汽車推廣普及需求。
2016年十月,《節(jié)能和新能源汽車技術路線圖》公布。其中動力鋰電池技術路線圖提出,2020年、2025年、2030年三個階段鋰電電池系統(tǒng)比能量密度分別達到260Wh/kg,280Wh/kg,350Wh/kg。系統(tǒng)成本分別達到1元/Wh,0.9元/Wh,0.8元/Wh。
表2:電池技術發(fā)展路線
資料來源:《節(jié)能和新能源汽車技術路線圖》,聯(lián)訊證券
2017年三月,為加快提升我國汽車動力鋰電池產業(yè)發(fā)展能力和水平,推動新能源汽車產業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展,四部委公布了《促進汽車動力鋰電池產業(yè)發(fā)展行動方法》。其中提出了到2025年,新體系動力鋰電池技術取得突破性進展,單體比能量達500Wh/kg,比《路線圖》提早了5年時間
目前,量產動力鋰電池單體比能量密度普遍在170-180Wh/kg,系統(tǒng)比能量密度在140-160Wh/kg,系統(tǒng)成本在1.2-1.3元/Wh。各指標相比2020年的階段性目標還有較大差距,動力鋰電池行業(yè)要進一步研發(fā)投入才能完成目標。
02、動力鋰電池最好的正極材料:三元占比提升,高鎳是未來趨勢
正極材料是電池能量密度提高的關鍵技術突破方向,從LFP(磷酸鐵鋰)、三元到高鎳三元,電池能量密度不斷提升。并且正極材料在動力鋰電池生產成本構成中占20-30%。所以,正極是決定鋰電池性能和成本的重要因素,也是制約電池容量進一步提高的關鍵因素。
表3:正極材料性能比較
資料來源:GGII,聯(lián)訊證券
鋰電池正極材料目前重要包括鈷酸鋰(LCO)、錳酸鋰(LMO)、磷酸鐵鋰(LFP)和三元材料(NCM/NCA),除鈷酸鋰重要用于3C鋰電池外,其余都可用在動力鋰電池中。
所謂三元材料,是指采用了包含鎳、鈷、錳(或鋁)三種金屬元素的三元聚合物。三元材料在能量密度上領先于其他正極材料,循環(huán)壽命較長,安全性上低于LFP和LMO,是目前發(fā)展前景最為廣闊的動力鋰電池正極材料。
表4:國內各類型正極材料產量占比
資料來源:GGII,聯(lián)訊證券
2013年之后,全球3C鋰電池市場日趨成熟。動力鋰電池則受益于新能源汽車市場的蓬勃發(fā)展,業(yè)已成為鋰電池市場快速上升的最大引擎。從數(shù)據(jù)可以看出,由于新能源汽車行業(yè)的崛起,帶動了動力鋰電池正極材料產量占比迅速提升。在2016年之前,LFP作為重要動力鋰電池正極材料,產量和產量都迅速擴大,但在2016年之后,三元取代了LFP成為了動力鋰電池正極材料的重要發(fā)展方向。
未來幾年動力鋰電池新增需求重要將來自于三元電池的需求上升,三元電池需求量的復合增速將達到90%,未來空間巨大。三元電池高速上升的需求將帶來三元正極材料的需求上升,尤其是未來能帶來高能量密度的高鎳三元材料會出現(xiàn)結構性的供需緊張情況。
三元材料以鈷鹽、錳鹽和鎳鹽為原料,其主流技術發(fā)展方向是通過提高鎳含量、充電電壓上限和壓實密度使其能量密度得到提高。三元材料目前發(fā)展的一大阻力在于材料穩(wěn)定性會隨著鎳含量的新增而降低,現(xiàn)重要通過離子摻雜、表面包覆和調整電解液及負極材料等途徑逐步解決。
圖1:NCM三類元素功能
資料來源:OFweek
隨著正極材料中鎳含量占比的提高,電池能量密度提升,安全性能下降,制備難度上升。目前,主流三元材料中333型、523型和622型NCM國內均實現(xiàn)大規(guī)模量產,811型能夠批量生產的廠商較少。
由于各大正極材料廠商紛紛擴產搶占市場份額,行業(yè)競爭將越來越激烈,LFP正極材料,及低鎳333型和523型正極材料受需求上升緩慢的原因,產量利用率將會下降,從而導致利潤率下降。但是,由于補貼新政推動電池能量密度的提升,高鎳三元正極材料由于制備難度較大,供應量有限,仍將緊俏。擁有正極材料研發(fā)優(yōu)勢,掌握高鎳材料技術的公司優(yōu)勢明顯。
03、石墨負極材料性能指標已接近理論上限:硅碳負極成為提升能量密度關鍵
負極材料是鋰電池的重要組成部分,約占鋰電池中成本10%-15%,重要包括人造石墨、天然石墨、中間相碳微球、合金和鈦酸鋰等。目前石墨系負極材料技術比較成熟,未來將以硅碳負極作為提升鋰電池能量密度突破口。
性能優(yōu)異的負極材料具備較高的比能量、相對鋰電極的電極電勢低、充放電反應的可逆性能好、和電解液兼容性好的特性。
表5:負極材料性能比較
資料來源:GGII,聯(lián)訊證券
天然石墨容量較高且工藝簡單成本較低,但循環(huán)性能稍差;人造石墨成本稍高,但具備較好的循環(huán)以及安全性能;中間相碳微球石墨在倍率性能上高出天然石墨和人造石墨,具備較好的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性,但其制作工藝復雜導致成本較高;硅碳類復合材料比容量遠高于石墨類負極,但國內仍未大規(guī)模產業(yè)化。綜合成本和性能,目前國內新能源汽車動力鋰電池負極材料以人造石墨類為主,和正極材料不同,動力鋰電池負極工藝難度低于3C電池負極。
負極材料市場集中度較高。2017年國內鋰電池負極材料產量14.7萬噸,貝特瑞、杉杉股份和江西紫宸合計產量9.3萬噸,占據(jù)63%的市場份額。總體來看,負極材料行業(yè)呈現(xiàn)寡頭壟斷的態(tài)勢,天然石墨CR5約為90%,人造石墨CR5約為80%。
圖2:2017年負極材料市占率
資料來源:GGII,聯(lián)訊證券
石墨負極材料的性能指標已經接近理論值,技術上已經不能提升動力鋰電池的能量密度。隨著動力鋰電池能量密度的逐步提升,已有硅基、錫基等復合負極材料應用到鋰電池制造中,其中硅碳負極材料是最有希望被規(guī)模應用的下一代負極材料。負極材料行業(yè)集中度較高,格局相對穩(wěn)定,能夠保證行業(yè)的利潤率水平穩(wěn)定,要關注硅碳負極產業(yè)化有突破的負極龍頭公司。
04、隔膜產量擴張迅速,成本進一步降低
隔膜重要用途是起到正負極隔離,但又要保證鋰離子通過,所以隔膜對鋰電池的安全性起到了至關重要的用途,是鋰電池組件中技術含量最高的部分。隔膜的制作工藝分為干法和濕法。
干法制作工藝:又稱熔融拉伸法,是指將聚烯烴樹脂熔融、擠壓、吹膜制成結晶性聚合物薄膜,經過結晶化處理、退火后,獲得高結晶度的結構,并在高溫下進一步拉伸,將結晶界面進行剝離,形成多孔結構以新增薄膜孔徑的制備工藝。
濕法工藝:將液態(tài)烴或一些小分子物質和聚烯烴樹脂混合,加熱熔融后,形成均勻的混合物,然后降溫進行相分離,壓制得膜片,再將膜片加熱至接近熔點溫度,進行雙向拉伸使分子鏈取向,最后保溫一按時間,用易揮發(fā)物質洗脫殘留的溶劑,可制備出相互貫通的微孔膜材料。日本旭化成、日本東燃、韓國SK等均采用此工藝。應用范圍:高性能鋰電池等。
濕法和干法各有優(yōu)缺點,其中,濕法工藝薄膜孔徑小而且均勻,薄膜更薄,但是投資大,工藝復雜,環(huán)境污染大;而干法工藝相對簡單,附加值高,環(huán)境友好,但孔徑和孔隙率難以控制,產品難以做薄。
表6:干濕法隔膜性能比較
資料來源:我國儲能網(wǎng),聯(lián)訊證券
受三元鋰電快速發(fā)展帶動,濕法有望成為主流。目前,動力鋰電池重要以磷酸鐵鋰電池和三元電池(正極為鎳鈷錳(NCM))為主。其中干法隔膜在磷酸鐵鋰電池的使用比率仍比較高,而三元電池以經涂覆的濕法隔膜為主。隨著動力鋰電池對能量密度要求的不斷提高,以三元材料為正極材料的動力鋰電池路線開始逐漸興起,隔膜的材料路線也開始出現(xiàn)傾斜。并且,隨著陶瓷、PVDF等涂覆工藝的逐漸成熟,濕法+涂覆生產工藝使鋰電池的熱穩(wěn)定性明顯改善。在動力鋰電池對安全性要求不斷提高的趨勢下,作為目前提高電池安全性最有效的解決辦法,應用于三元鋰電池的高端濕法涂覆隔膜需求加速提升。
表7:2017年國內重要隔膜廠商產量統(tǒng)計(單位:萬平方米)
資料來源:GGII,公司通告,聯(lián)訊證券
受益于新能源汽車行業(yè)景氣,隔膜產業(yè)未來市場廣闊,未來的產業(yè)龍頭要具備強大的研發(fā)力量、有效專利、資金實力、高端裝備以及創(chuàng)新技術等,但由于近幾年隔膜產量擴張迅速,等產量完全釋放后,供需格局將會轉變,難免出現(xiàn)激烈的價格競爭,此時產品成本低的公司將會最終獲得較大市場份額,有成本優(yōu)勢的公司值得關注。
圖3:國內隔膜價格
資料來源:CIAPS,聯(lián)訊證券
05、補貼政策一再嚴苛,鞭打公司持續(xù)提高技術內涵
新能源車行業(yè)作為政府大力扶持的行業(yè),補貼政策關于行業(yè)有著很強的指導用途。自從2016年騙補事件發(fā)酵之后,政府對新能源車行業(yè)加強了規(guī)范管理,不斷完善補貼政策細則,以期用經濟手段引導新能源車行業(yè)向高質量發(fā)展方向前進。2017年,補貼大幅度下調,相應補貼參數(shù)門檻提高,政策公布突然,整個行業(yè)經過了小半年的時間才充分適應新政。剛緩過來的行業(yè),僅過半年,又籠罩在補貼政策調整的傳言中,2018年二月,傳言落地,補貼額度再下降和參數(shù)門檻再提高,幅度仍不小,幾乎緊貼行業(yè)所能承受的極限,政府矢志倒逼行業(yè)持續(xù)提高技術能力和降低成本。2019年,補貼政策的調整亦不會停步。每次政策調整之后,行業(yè)總有黑馬殺出,也有公司黯淡離場。
2018年二月,四部委聯(lián)合下發(fā)《有關調整完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》?!锻ㄖ愤M一步完善了補貼標準,并相應提高了獲得對應補貼的參數(shù)要求。相比2017年新能源汽車補貼方法,2018年補貼方法更加著力于技術要求的提升。新的補貼方法沒有采用一刀切式的整體退坡,而是對乘用車、客車、專用車各個參數(shù)指標進行了不同的調整。
從乘用車補貼調整方法來看,新的補貼方法對整車的續(xù)航里程、電池的能量密度、能量消耗等指標提出了更高的要求。相比2017年純電動乘用車補貼方法,2018年方法對續(xù)航里程的劃分檔次由3檔變?yōu)?檔,并且最低檔續(xù)航里程從100公里調整為150公里,最低檔補貼下降0.5萬元,最高檔補貼上升0.6萬元。
電池系統(tǒng)的最低能量密度要求由2017年的90Wh/kg調整為105Wh/kg,但若要拿到系數(shù)為1的補貼,必須達到120Wh/kg,系數(shù)1.1的補貼檔則要超過140Wh/kg。能耗也必須優(yōu)于2017年現(xiàn)行政策的10%,并且達到15%方能拿到系數(shù)為1的補貼。地方財政單車補貼上限不變,仍舊是不超過中央財政單車補貼額的50%。
表8:2017年電動乘用車補貼方法
資料來源:工信部
表9:2018年電動乘用車補貼方法
資料來源:工信部
新補貼對低檔車型的補貼下降明顯,對高檔車型的補貼則略微上調,技術要求提高明顯。國家政策正在引導乘用車車型向高端化發(fā)展,今后的政策也將會有延續(xù)性,會朝重質而非重量的方向推進。從近幾個月的各車型的占比數(shù)據(jù)也可以看到,A00級車型銷量占比明顯下降,A級車型銷量占比提升明顯。
表10:新政后各車型銷量占比變化
資料來源:乘聯(lián)會,聯(lián)訊證券
從客車補貼調整方法來看,新能源客車三個類別(非快充類純電動客車、快充類純電動客車、插電混動客車)的中央財政補貼標準全面下調,分別調整為1200元/kWh、2100元/kWh和1500元/kWh。另外,單車補貼上限也根據(jù)整車長度(L)的不同而全面下調,最高檔下調幅度達到40%,地方財政單車補貼上限不變,仍舊是不超過中央財政單車補貼額的50%。
調整系數(shù)要求也有所變化。其中,非快充類純電動客車的系統(tǒng)能量密度的最低檔次上調為115-135Wh/kg,并且新增了單位載質量能量消耗量的要求。插電混動客車對節(jié)油率水平的要求也大幅提高。
表11:2017年新能源客車補貼方法
資料來源:工信部
表12:2018年新能源客車補貼調整方法
資料來源:工信部
對新能源客車的需求將重要來自價格敏感性較低的城市公交,目前各大城市都在積極推動公交的電動化,這部分需求未來將保持平穩(wěn),年均達到10萬輛水平。新政策補貼大幅下調40%左右,技術要求則進一步提高,尤其對能量密度的標準超過了2017年乘用車補貼標準的水平,這將直接考驗電池廠商的技術能力,要在提升電池標準的同時合理的控制住成本,所以新政策將會對客車電池市場帶來較大的影響,龍頭公司將憑借規(guī)模、技術、成本等優(yōu)勢搶占更多市場份額。
從專用車補貼調整方法來看,三個檔次補貼標準相比2017年全面下調,分別變?yōu)?50元/kWh、750元/kWh、650元/kWh,單車補貼上限由15萬元調整為10萬元。假如地方補貼達到50%的上限,補貼也僅將將能夠覆蓋專用車的電池成本。技術標準上,電池系統(tǒng)最低能量密度由90Wh/kg上調為115Wh/kg,單位載質量能量消耗量和百公里耗電要求也都更加嚴格。此外,之前運營車輛要達到30000公里里程才能申請補貼的要求調整為20000公里。專用車未來還是要靠車輛的運營效益彌補電動汽車的成本劣勢,能夠開發(fā)出好用的、穩(wěn)定的車型是關鍵。
表13:2017年新能源貨車、專用車補貼方法
資料來源:工信部
表14:2018年新能源貨車、專用車補貼調整方法
資料來源:工信部
新能源車產量:和瞬息萬變的補貼政策在賽跑
從過渡期的產量情況看(二月-五月),2018年新能源汽車產量相比2017年有著明顯的上升,特別是在接近過渡期結束時,搶裝現(xiàn)象較為明顯。從過渡期結束后(六月-九月)的產量數(shù)據(jù)分析,新能源乘用車的產量仍舊有著不錯的表現(xiàn),沒有受到過多新政策影響,新能源商用車產量出現(xiàn)了下降,但九月數(shù)據(jù)有好轉跡象。整體上新能源汽車產量仍在逐月上升,行業(yè)已經充分消化了補貼下調的影響。
新政策中新能源乘用車補貼額度調整不大,重要是在原有基礎上進一步細分,補貼更傾向于高端產品,考慮到雙積分政策的正面影響,預計2018年全年銷量不會受到過多補貼下調的負面影響。
新能源客車和專用車的補貼額度則有明顯下調,退坡幅度將近40%。但客車市場重要受公交帶動,銷量將保持穩(wěn)定。專用車市場的一些積極因素正在逐步顯現(xiàn),也有望保持銷量穩(wěn)定,預計2018年全年新能源車產量接近110萬輛。
表15:2013-2020年新能源汽車產量及增速
資料來源:中汽協(xié),聯(lián)訊證券
06、補貼將助推高端鋰電池占比提升
依據(jù)十三五規(guī)劃,到2020年新能源汽車產量將達到200萬輛,我們測算動力鋰電池的需求量將會超過100GWh,動力鋰電池行業(yè)近4年的復合增速將達到40%,鋰電池行業(yè)將充分受益于新能源汽車行業(yè)的發(fā)展。
表17:2016-2020年國內動力鋰電池需求量預測
資料來源:第一電動,聯(lián)訊證券
隨著單車帶電量提升,鋰電池產量增速高于新能源汽車產量增速。2018年1-九月我國新能源汽車生產約66萬輛,同比上升65%,動力鋰電池裝機總電量約29.6GWh,同比上升92%。經過我們測算,前9個月純電動乘用車平均單車帶電量逐月走高,1-九月純電動乘用車平均帶電量達到40kWh左右,相比17年純電動乘用車單車帶電量28kWh,有明顯新增。電動客車和專用車也分別達到了191kWh和54kWh的單車帶電量。
表18:18年單月動力鋰電池裝機量
資料來源:真鋰研究,聯(lián)訊證券
補貼政策過渡期結束后,將會提高續(xù)航里程數(shù)的參數(shù)要求,預計乘用車單車帶電量將會提高40%,客車和專用車的單車帶電量也會由于高端車型的占比提高,較大幅度上升。因此,2018年的動力鋰電池需求將達到58GWh,增速達到60%,超過新能源車銷量增速。需求增量重要來自于三元電池。由于磷酸鐵鋰電池的能量密度上限不高,將會制約磷酸鐵鋰電池發(fā)展。三元正極材料有著更高的比容量和平均電壓,能夠進一步提高電池的能量密度,就目前成熟技術中,只有三元電池可以滿足2020年能量密度達到260Wh/kg的要求,所以,三元電池技術路線是目前最優(yōu)的選擇,電池公司也將加速對三元體系電池的布局。
今年1-九月,三元電池共裝機17.7GWh占比60%,其中,79%的三元電池用于EV乘用車。磷酸鐵鋰電池以11.2GWh占總裝機量的比重為37.8%,其中8.4GWh用于EV客車,占比74.9%。預計今年三元電池的產量將翻倍,至2020年,將接近90GWh,4年復合增速將達到90%,三元電池產業(yè)鏈將獲得高速發(fā)展機會。
表19:2016-2020年三元動力鋰電池需求量及增速預測
資料來源:第一電動,聯(lián)訊證券
未來幾年動力鋰電市場仍將保持快速上升,并且動力鋰電池新增需求重要將來自于三元電池的需求上升。補貼政策調整,動力鋰電池將首當其沖受到補貼減少的波及,電池價格進一步下調,所以一些技術、盈利能力較差的公司將被淘汰,高端產品將會受益,行業(yè)集中度進一步提升,未來一些擁有規(guī)模優(yōu)勢,技術優(yōu)勢的公司將有更好的前景。今年1-九月,動力鋰電池裝機前5公司市占率為78.3%,17年為61.6%,集中度進一步上升。
圖4:18年1-九月動力鋰電池市場份額
資料來源:真鋰研究,聯(lián)訊證券
隨著動力鋰電池市場的高速上升,國內鋰電池上游四大材料的產量也形成了快速上升的態(tài)勢,據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2017年全國鋰電池正極材料產量21萬噸,同比上升30%,鋰電負極材料產量14.6萬噸,同比上升24%,電解液產量11萬噸,同比上升24%,鋰電隔膜產量14.35億平,同比上升32%。2018年上半年,四大材料仍舊保持較快速上升,正極產量11.4萬噸,同比上升21%,負極產量7.9萬噸,同比上升20%,電解液產量5.9萬噸,同比上升37%,隔膜產量7.3萬噸,同比上升20%。
表20:2011-2018年國內正極材料產量
資料來源:GGII,聯(lián)訊證券
表21:2011-2018年國內負極材料產量
資料來源:GGII,聯(lián)訊證券
表22:2011-2018年國內電解液產量
資料來源:GGII,聯(lián)訊證券
表23:2011-2018年國內隔膜產量
資料來源:GGII,聯(lián)訊證券
目前,國內鋰電池需求的上升重要靠動力鋰電池拉動,消費類鋰電需求增速趨緩。由動力鋰電池的新增需求量預計,近兩年四大鋰電材料新增需求量分別為,正極材料7.8萬噸、負極材料3.9萬噸、電解液3.4萬噸、隔膜9.8億平方。
表24:2018-2019年動力鋰電池四大鋰電材料新增需求量
資料來源:聯(lián)訊證券
根據(jù)各大材料廠商的近兩年產量規(guī)劃看,四大材料新增產量均超過了動力鋰電新增需求量的兩倍。由于各大材料廠商紛紛擴產搶占市場份額,新增產量開始陸續(xù)投放,行業(yè)競爭將越來越激烈,鋰電材料整體毛利率將持續(xù)走低,但是,由于補貼新政推動電池能量密度的進一步提升,部分高端產品仍將緊俏,并且集中度高的行業(yè)將能夠保證穩(wěn)定的利潤水平。
動力鋰電池產業(yè)助推新能源車的大力發(fā)展,才剛剛開始。
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