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2019-2020年中國動力電池、軟包電池高端發展現狀及發展趨勢

發表時間: 2020-08-05 14:04:00

作者: 天津昊宸智能科技有限公司

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整車廠為平衡供應鏈風險提高了對第二供應商的需求,也提高了動力電池行業不斷有后起之秀對重要客戶突破的可能,包括欣旺達實現對雷諾日產的大規模配套、孚能獲得戴姆勒訂單,以及億緯鋰能進入戴姆勒、現代起亞供應鏈。龍頭恒強的背景下,伴隨著二線企業劇烈洗牌,重視技術與品質的企業有望在競爭中脫穎而出。
內容簡介: 
 

    整車廠為平衡供應鏈風險提高了對第二供應商的需求,也提高了動力電池行業不斷有后起之秀對重要客戶突破的可能,包括欣旺達實現對雷諾日產的大規模配套、孚能獲得戴姆勒訂單,以及億緯鋰能進入戴姆勒、現代起亞供應鏈。龍頭恒強的背景下,伴隨著二線企業劇烈洗牌,重視技術與品質的企業有望在競爭中脫穎而出。

    一、動力電池

    2014年以來新能源汽車爆發增長,國內動力電池行業競爭格局愈發清晰,2018年比亞迪和CATL合計占市場份額達到63.6%,雙寡頭的格局逐步形成。根據調查數據顯示,2019年前五月份,國內動力電池裝機總量5.5GWh,寧德時代三元與鐵鋰裝機量分別占比48.1%、38.8%,比亞迪三元與鐵鋰裝機量分別占比18.4%、21.1%,二者合計63.4%。龍頭廠商綁定一線廠商,產能規模、資本實力以及供應鏈培育方面均領先其他廠商。

2018年寧德時代與比亞迪市場份額分別為42.6%、21%

數據來源:公開資料整理

動力電池行業集中度持續向上

數據來源:公開資料整理

    車型高端化:2019年前五月份,A00級別在純電動車型中占比下降至26.7%(前值67.1%),A\A0比例上升。PHEV中B\C級車上升。單車帶電量提升:2019年純電乘用車單車帶電量提升至46.4KWh,相比于2018年的33.5KWh增加了39%。

純電動車型單車帶電量穩步上升

數據來源:公開資料整理

    補貼滑坡下的真實需求。由于新能源車的動力系統、熱管理系統以及電氣化部件的成本更高,購置平價難以短時間實現。對于A00車型來說,在新能源補貼下降后若保持車企的邊際利潤與燃油車相同,勢必使得車型性價比下降,需求經歷波動;對于A級車級以上來說,運營需求支撐下,當前的定價高于燃油車,盈利能力較強,且性價比逐年提升,刺激需求逐步啟動,增長后勁更強。同時隨著A級以上的純電動乘用車品質提升、車型豐富,私人消費逐漸成為需求的主要推動力。

    現階段整車廠直接參與電芯的生產存在研發難與投資金額高兩方面的壓力,電池企業技術迭代周期加快,技術路線存在極高的風險,大部分整車廠不具備電芯生產的核心技術。與電池廠的合作可以降低風險與成本。除吉利與長城少數企業獨自開始電池生產研發,大多數廠商從BMS與PACK環節切入。

整車廠多與電池廠合作布局三電綜合、PACK層面

整車企業
電池企業
合作方式
合作內容
東風
寧德時代
合資建廠、入股
合資從事整車控制器、電池、BMS等研發生產
上汽集團
寧德時代
合資建廠
成立上汽時代與時代上汽,動力電池研發、生產與銷售
長安汽車
比亞迪
合資建廠、入股
成立動力電池公司,長安入股比亞迪
東風
力神
合資建廠
生產21700動力電池PACK,規劃產能為3GWh/年
大眾
Northvolt
合資建廠、入股
投資9億歐元開展電池研究,2023年以后供應電池
豐田
松下
合資建廠
豐田松下合資的PEVE電池制造商,目標2020年上半
年產能擴張3倍
本田
待定
合資建廠
印度建立電池工廠,推動當地BEV銷售
金沙資本
NEVS
合資建廠
建設電池廠,每年生產電池滿足40-50萬輛車需求

數據來源:公開資料整理

    終端需求和參與主體的高端化推動供應鏈高端化,而龍頭電池廠商供不應求,部分車企電池供應過于集中。供應鏈高端化:2019年是合資品牌推出新能源純電車型的起始之年,在此之前國內市場主要為自主品牌,隨著一線車企與合資品牌的發力,高端車型占比持續上升,對電池的高端需求進一步加速;優質產能不足:寧德時代平均產能利用率接近90%,三四季度保持滿產滿銷;電池供應較為集中:上汽與吉利的一供占比分別為90%和80%,海外市場由于國外巨頭的車型剛剛啟動,電池供應往往集中在日韓電池上的一家或兩家,相對更為集中。

    以大眾、戴姆勒為代表的廠商在當前階段迫切尋找多方供應,給二線廠商帶來機會。國際市場上,大眾核心供應商LG產能不足,奧迪下調首款電動車年產量預期。大眾為能提前掌控電池生產進程,保證電池供應,尋求Northvolt、SKI、三星SDI、CATL作為戰略伙伴。同樣,戴姆勒也在全球范圍內尋找優勢的動力電池供應商,除了韓國SKI、松下、三星等日韓電池供應商之外,戴姆勒新增寧德時代和億緯鋰能,進一步優化了其電池供應商體系因此。因此,車企尋求平衡供應鏈風險,將給優質的電池廠充分機遇。

國內自主與部分海外車企電池供應較為集中

數據來源:公開資料整理

    動力電池生產的流程長、節點多、精度高,產線的自動化程度與生產工藝的控制是企業的核心競爭力,電池生產的過程極為復雜,控制節點超過100個,軟包電池與方形電池的工藝在前半段從攪拌到極片模切基本一致,工藝差異主要集中在中后段。軟件、流程、設備之間的配合是對整個生產鏈條體系的考驗,配合的好壞直接決定電芯的一致性與良品率。因此,圓柱、方形、軟包不同封裝路線之間的生產仍存在較高的壁壘。

    動力電池擴產投資與研發投入對資金量的要求較高,二線電池企業加速洗牌。企業需要有足夠的產能滿足下游車企的需求,電池折舊成本一般在10%左右,其資產并不是很重,單GWh總投資額在4-5億元,對應配套2萬輛整車的能力(假設單車帶電量在50KWh),但由于市場體量在高速增長期,對于電池企業的持續產能投資有很高的要求。與此同時,電池處于技術快速進步階段,對于研發的投入同樣要求較高,LG化學與寧德時代2018年在電池領域的研發投入接近20億元,二線龍頭也開始奮起直追。因此較為考驗電池廠商現金流狀況與融資能力,加速了二線企業的洗牌。

動力電池1GWh的投資額約為4-5億元

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    2019-2021年國內新能源車的總體產量在150.6萬輛、208.8萬輛、275.8萬輛,動力電池需求77.6GWh、100.8GWh、136.3GWh。2019-2021年海外新能源銷量134.0、220.0、312.4萬輛,對應動力電池需求54.4、85.4、121.3GWh。

2016-2021年國內新能源汽車產量及預測

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2016-2021年國內動力電池裝機量及預測

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2015-2021年海外新能源汽車銷量及趨勢

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2015-2021年海外動力電池裝機量及預測

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    動力電池行業空間高增長確定性之下,行業龍頭憑借生產能力與配套研發能。

    二、軟包電池

    2014年軟包電池全球份額一度達到30%左右。。此時軟包電池份額的貢獻主要來自日產聆風(AESC供應)以及通用、福特、克萊斯勒均采用LG化學軟包電池(通用Volt、Bolt、福特??怂闺妱影?、克萊斯勒大捷龍等)。

    2014年-2016年特斯拉崛起的同時,中國市場新能源商用車率先爆發增長,軟包電池份額受到擠壓。2015年較2014年7.5萬輛增長323.8%,全年出貨量3.8GWh裝機量(絕大部分方形電池),方形電池為車企的首選原因1)新能源商用車的補貼政策力度最大,產能向新能源客車、貨車、專用車傾斜;2)商用車對動力電池包容量要求較高,圓柱電池難以滿足大容量要求;3)國內車企電池管理與模組技術上尚不成熟,難以大規模使用圓柱電池;4)軟包電池內部脹氣、外部穿刺與漏液等問題,對國內廠商來說解決的難度較大。

    2017年隨著日產聆風、雷諾Zoe以及通用Volt與與Bolt車型熱銷,LG化學軟包電池出貨量增長172%。與此同時,國內國能、孚能科技等軟包電池出貨量大幅增長,軟包電池份額開始擴張。

    軟包電池卷土重來是因為一致性差與成組效率低的問題已經逐步解決,其天然在能量密度與安全性方面的優勢愈加凸顯。1)安全性:軟包鋰電池只是液態鋰離子電池套上一層聚合物外殼。在結構上采用鋁塑膜包裝,在發生安全隱患的情況下軟包電池最多只會鼓氣裂開,不會像鋼殼鋰離子電池發生爆炸。自2010年推出以來,遍布全球的34萬輛日產Leaf共計行駛了超過70億公里,至今并未出現動力電池方面的嚴重事故。2)一致性改善:而與另外兩種形式的電池相比,軟包電池曾經具有的一致性較差、成組效率較低以及導入高鎳正極材料時容易脹氣的問題,也隨著生產工藝的提升、生產效率的提高以及技術水平的不斷進步,相較于過去有了極大的改善,這也是越來越多的電池企業開始生產,以及越來越多的車企開始導入軟包電池的原因。

圓柱、軟包、方形電池優缺點比較

-
封裝材料
工藝
優點
缺點
圓柱電池
鋼殼或鋁殼
卷繞
一致性好;
工藝較為成熟
能量密度低:
不靈活;
安全性低
方形電池
鋼殼或鋁殼
卷繞、疊片
抗沖擊力好;
容量大
能量密度低;
型號多難統一
軟包電池
鋁塑膜
疊片
能量密度高;
安全性好;
循環性好;
設計靈活;
散熱好;
一致性差;
成本高;
易漏液

數據來源:公開資料整理

    2018年國內軟包電池滲透率約為13.4%。2018年國內新能源汽車軟包動力電池裝機總電量約7.62GWh,同比增長60.73%,占總裝機電量的13.4%。盡管軟包電池具備多項優勢,但在動力電池領域的滲透率僅有13%左右,主要原因有二:1)成本高:軟包電池核心材料鋁塑膜國產化程度低,主要依賴進口,導致成本較高;2)工藝難度高:軟包電芯通常采用疊片工藝而非卷繞方式,在疊片模切過程中,傳統五金模切機往往造成沖切斷面出現毛刺、易掉粉問題,導致極片質量不好,嚴重影響成品電池安全性能,同時殘留的粉塵在復雜的使用環境下,容易造成電池內部短路,輕則縮短電池壽命,重則導致電池出現安全問題。

    從全球范圍來看,軟包動力電池技術的第一梯隊主要是日韓企業,如LG化學、AESC、SKI等。從國內來看,目前布局軟包電池的動力電池廠商數量多達29家,其中目前具備量產軟包電池的廠商主要有北京國能、孚能科技、萬向A123、微宏動力、捷威動力、億緯鋰能、卡耐新能源等。

軟包電池裝機量排名及產能

電池企業
2018年裝機量(GWh)
年末軟包產能(GWh
在建軟包產能(GWh)
北京國能
0.81
8
0
孚能科技
0.67
5
10
天勁新能源
0.48
1
5
微宏動力
0.34
2.5
12.5
捷威動力
0.32
1.5
10
多氟多
0.26
1
1
卡耐新能源
0.24
1.5
8.5
萬向A123
0.19
1
0
億緯鋰能
-
3
6

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    隨著技術的進步,以及軟包動力電池自身屬性來看,未來滲透率會持續提高,需求端,動力軟包將帶動軟包電池的需求量未來三年復合增速達100%以上。搭載軟包電池的車型會越來越多,從而進一步拉動軟包電池的需求,同時隨著眾多的動力電池廠商布局軟包,產能擴張帶來規模效應的同時也將推動軟包產業鏈國產化進程。預計軟包電池在動力領域的滲透率有望快速提升,2020年有望提升至30%,動力軟包的需求量未來三年復合增速有望達到100%左右。

軟包電池未來需求量測算

項目
2017
2018
2019E
2020E
需求量(GWh)
33.5
50.7
71.5
118.5
軟包滲透率
12%
13%
20%
30%
軟包電池需求量
4.03
7.61
14.3
35.55
YoY
-
71%
100%
127%

數據來源:公開資料整理

    2017年下半年,軟包產線投產調試,2018年4月,1.5GWh的軟包電池產線投產。2018年7月億緯鋰能全資子公司億緯集能與SK子公司BDE的合作將保障公司后續軟包電池產能的進一步擴充,預計將用BDE不超過12.3億元的借款新擴約6GWh產能。

    三、消費鋰電場景多元化

    除手機、平板電腦主流消費電子以外,其他3C領域鋰電池較快的增速,市場空間在50億元以上。藍牙、可穿戴、電子煙領域難以統計,以高工鋰電3C消費其他數碼產品為例,不包含3C領域的手機、平板電腦、移動電源、筆記本電腦等,2017年中國的“3C其他”需求為2.6Gwh,由于該領域的銷售一般以“顆”計算,很少按照帶電量來計算,單價一般比較高,估計該領域銷售額和市場空間在50億元以上,且保持較高增速。

2015-2018Q1國內消費電池仍占據鋰電池產量的半壁江山

數據來源:公開資料整理

    根據調查數據顯示,2018年全球可穿戴市場持續保持高增長,出貨量達到1.7億臺,相比較2017年增長了27.5%。各大品牌跨界進入智能穿戴領域,使得可穿戴設備的產品形態多樣,目前主要有智能手表、智能手環、耳戴設備、智能眼鏡(主要包括VR/AR頭顯)、智能服裝、智能鞋等。

2012-2018年全球可穿戴設備出貨量(萬部)

數據來源:公開資料整理

全球可穿戴設備出貨占比

數據來源:公開資料整理

    電動自行車中圓柱電池開始替代傳統鉛酸電池,若電動自行車完全采用鋰電池,可增以新增30Gwh規模,當前滲透率不足7%。以小牛電動車為例,鋰離子替代鉛酸電池,按照每輛車1.5度電計算,續航里程可由40km提升至100km,小牛電動車2018年銷量33.96萬輛,需要0.51GWh。電動自行車年銷量穩定在3000萬輛以上,單車容量約為1KWh,則3000萬輛電動自行車潛在30GWh需求。而目前國內電動自行車鋰電池需求僅不足2GWh,滲透率低于7%。

2010-2018年電動自行車產量及增速趨勢

數據來源:公開資料整理

2016-2018年小牛電動車銷量與營收及趨勢

數據來源:公開資料整理

    全球前五電動工具廠商鋰電池需求量10GWh從鋰電池在電動工具使用上從3串發展到8-10。應用數量成倍增加。2017年無繩電動工具市場空間超過150億美元,預計2020年無繩電動工具市場空間將接近200億美元(CAGR10%)

2017-2020年全球電動工具市場趨勢預測

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