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深度:电池目录放出三元电池产业十倍空间开启
  发布时间:2016-6-21   来源:湖北德乐电力科技有限公司   人气值:

第四批符合《汽车动力蓄电池行业规范条件》企业目录于6月20日公布,三元电池行业开始正式进入行业腾飞期。本文中,我们详细分析了看好三元动力电池的理由,并对三元电池行业的需求进行详细测算,得出行业中期存在十倍成长空间的结论。

q 行业存在十倍成长空间

根据我们测算,2020年三元电池需求量可达55.4GWh(含客车)或50.5GWh(不含客车),对比2015年增长11.6倍或10.5倍。因此,三元电池的长期存在10倍增长空间,而现在对于客车领域是否解禁并不影响发展趋势。

q 电池白名单规范行业发展

第四批动力电池目录公布,客观上起到了为行业过滤部分低端产能,降低行业无序竞争。同时我们看到外资电池厂商并未入选,国产电池厂商的发展窗口时间增加。我们认为,目录优势将使得行业的竞争出现倾斜,目录中的企业将在短期内获得政策红利,将在竞争中占据主动优势,三元电池龙头将是最大赢家。

q 下半年政策与产销共振

政策面:打击骗补、补贴调整和物流车进补贴目录,均在客观上起到了对高能量密度优势的三元电池需求,行业后续政策催化剂此起彼伏;需求端:加总乘用车和物流车的需求,2016年三元电池的需求量将达到8.5GWh,同比增长 94%,行业的翻番增长是大概率事件。

正文目录

1. 何为三元电池?

1.1. 三元电池主要概念

1.2. 三元电池分类

1.3. 三元电池产业链结构图

2. 为什么说三元电池是行业方向

2.1. 三元电池已成为行业主流

2.2. 横向对比:三元电池优势明显

2.3. 纵向对比:体系本身潜力巨大

2.4. 国际厂商:全面转向三元电池

2.5. 国内乘用车市场三元电池已占据半壁江山

2.6. 产业政策:嘴上说不要,但身体是诚实的

3. 三元电池市场分析

3.1. 2015年中国动力电池市场概况

3.2. 三元电池有望改变动力电池市场格局

3.3. 正极材料:最核心部分

4. 三元电池投资逻辑与市场测算

4.1. 长线投资逻辑:确定性的十倍增长空间

4.2. 短线投资逻辑:政策与基本面共振

4.2.1. 电池企业白名单出台,规范行业发展

4.2.2. 后续产业政策催化剂依然充足

4.2.3. 产量面:16年三元电池翻番增长,供不应求已成定局

1. 何为三元电池?

在过去几篇深度报告中,我们对新能源汽车及动力电池市场进行了详细的测算与展望,结果显示行业正处于一个激动人心的起步阶段,从而强烈推荐新能源汽车板块,而随后股价的快速拉升也验证了我们对行业成长的逻辑。在本篇报告中,我们将对三元电池这个细分板块进行分析,以阐述为何我们认为行业的十倍股将出自此板块。

1.1. 三元电池主要概念

何为三元电池

三元电池只是一个俗称,更全面的称呼应该是"三元(材料)(锂)电池",实质上还是一种锂电池,正式名称应为镍钴锰酸锂(NCM)和镍钴铝酸锂(NCA)。通常我们对于锂电池都是以正极材料为名,如磷酸铁锂、锰酸锂和三元电池等(反例:钛酸锂电池,以负极命名)。

动力电池三大技术路线

磷酸铁锂(LFP):美国和加拿大最先开始研发的动力电池技术,目前中国众多的动力电池厂商均采用LFP技术。

三元系:主要采用NCA和NCM作为正极材料,电池能量密度高,但成本高于LMO电池,主要代表厂商是SDI、SKI(NCM)、松下(NCA),在中国主要是力神、比克等。

锰系:主要采用LMO作为正极材料,但一般经过改性处理,并混合少量NCM或LNO提高电池能量密度,主要代表厂商是LGC、AESC、LEJ等,在中国主要是中信国安(000839)盟固利。

三元协同效应

Co:稳定层状结构,提高电导率和改善充放电循环性能,但随着Co含量增加,材料的可逆嵌锂容量下降,成本增加;

Ni:提高材料的可逆嵌锂容量,过量的Ni会使材料的循环性能恶化;

Mn:提高安全性和材料的结构稳定性,降低材料的成本,Mn含量过高 时会出现尖晶石相而破坏层状结构。

1.2. 三元电池分类

对于三元电池,可以按照正极材料和封装形式进行分类,而这两种分类又可以组合出更多类型的搭配。

按照正极材料分类:主要有镍钴锰酸锂(NCM,其中按照三种元素的配比又可以分为333、523、622、811等)和镍钴铝酸锂(NCA)等。现在主要应用的是NCM 523和622, 811尚未大规模应用;NCA现在也主要在特斯拉车型上使用。但是未来整个体系的高镍化趋势相当明显。

资料来源:浙商证券研究所整理

按照封装方式:通常分为软包、方形、圆柱(18650、21700等)三大类,每个大类中又可以分为各种不同尺寸的细分规格。这三种体系中,最成熟的型号是圆柱18650,能做到全自动化生产,一致性也最好。

表1:动力电池不同封装类型

资料来源:恒宇新能源,浙商证券研究所整理

1.3. 三元电池产业链结构图

对于三元电池来说,其产业链与之前的锂电池十分接近,主要的区别在正极材料环节。除了正极材料的生产工艺有较大不同外,其上游需要用到的镍、钴、锰等金属是其它锂电池所不需要的。除此之外,三元材料的电解液、隔膜等工艺也需改进来适配新的材料体系。

图2:三元电池产业链结构图(NCM)

资料来源:容百投资,浙商证券研究所整理

2. 为什么说三元电池是行业方向

三元电池已经被看成动力电池行业发展的主流方向,但在业内仍在存在一定争议,在本章中,我们将分析为何我们坚定认为三元电池一定是行业的确定发展方向。

2.1. 三元电池已成为行业主流

根据我们参加的众多专业技术论坛,以及与业内人士交流来看,锂电池已成为当前动力电池的主流路线,而三元电池则是锂电池的主流路线。下图就是对当前动力电池技术路线的一个总结,业内主流电池厂商均已选择三元电池作为近三年的发展主流。在下一代电池成熟前,三元电池是最佳解决方案。

图3:动力电池正极体系发展

资料来源:当升科技,浙商证券研究所

2.2. 横向对比:三元电池优势明显

实际上为什么三元电池是主流路线,还需要用数字来说明。首先,我们将三元电池与动力电池其它技术路线进行对比,包含现在常用的磷酸铁锂、锰酸锂、钛酸锂等,可以看到三元电池的优点有:

能量密度最高:缓解里程焦虑(最核心要素)

放电电压高:输出功率大

低温性能好:适应北方气候

当然,三元电池的缺点在于循环寿命偏短,热不稳定性较差。但这个可以利用加大电池组容量和改善电池系统设计来加以改进。而对于乘用车的里程焦虑和全天候使用问题,则只有三元电池才可以符合要求,因此我们断定三元电池一定是当前最适合乘用车的技术路线。

表2:三元电池与其它动力电池材料体系比较

资料来源:恒宇新能源PPT,浙商证券研究所

2.3. 纵向对比:体系本身潜力巨大

上文中从纵向比较得出三元电池的诸多优点,而从体系内部来看,三元电池也具备很大的挖掘潜力。目前三元电池厂商主要应用的是333和523电池,622仅有部分厂商使用。随着材料体系的高镍化进程,预计明年国内三元电池厂商将开始应用811和NCA材质,电池单体能量密度将从200wh/kg向250-300wh/kg迈进。

国内现状:523应用较多,622部分电池厂商开始应用,预计明年将开始使用811和NCA

国外现状:基本上应用622,811开始适用,松下给特斯拉用的是NCA

整体趋势:高镍化,带来的是能量密度提升和稳定性下降

解决方法:1)材料和工艺的进步;2)系统设计的进步

表3:三元电池不同细分材料性能对比

资料来源:万向A123 PPT,浙商证券研究所

2.4. 国际厂商:全面转向三元电池

再从车企的实际应用情况来看,从下表的分类统计可以看到,当前国际主流主机厂已经基本全面倒向三元电池路线。除特斯拉坚持使用的NCA外,日韩厂商主要应用了NCM材质,而磷酸铁锂路线主要是A123主推,但A123的三元软包产品也已经推出,未来将实现技术路线的切换。对于几大技术路线的对比,总结如下:

NCM:日韩厂商全面布局

NCA:松下+特斯拉形成产业联盟

磷酸铁锂:A123主推,但已开始转向三元

锰酸锂:主要日系厂商应用较多

表4:国际厂商已全面选用三元电池

资料来源:佐思产研,浙商证券研究所

2.5. 国内乘用车市场三元电池已占据半壁江山

再分析国内乘用车市场,下表中是我们对当前市场销售的所有新能源汽车电池体系的统计。除比亚迪(002594)和上汽外,其它厂商已全面转向三元,尤其是纯电动汽车部分,三元电池已经占据了绝对优势。而根据主机厂的计划,比亚迪已经开始在PHEV车型"宋"上开始使用三元电池,未来有望进一步扩大应用比例。而上汽目前也开始在E50上使用三元电池,未来将全面转型三元电池路线。可以看到,未来两年三元电池的比例将会逐步提升。

表5:国内乘用车市场三元电池已占据半壁江山

资料来源:乘联会,浙商证券研究所整理

2.6. 产业政策:嘴上说不要,但身体是诚实的

从中国政府对于三元电池的产业政策来看,短期内还是偏非常慎重的态度,从今年初决定暂停在客车上使用三元电池,到后来的电池目录重申,都对三元电池行业施加了更大的约束。我们认为,中国政府上半年对三元电池的限制出于两点:1)在查骗补事件已经沸沸扬扬之时,难以忍受安全事故的发生;2)在行业去年底的爆发式增长后,行业也需要进行整顿来夯实发展基础。

但我们认为,政府对于三元电池的限制只是暂时的,政府的真实态度在其它方面已经反应出来了:

1)在后续补贴政策内引入"电池系统质量占比"、"Ekg"和"吨百公里能耗"等指标,客观上在引导行业使用高能量密度的电池体系;

2)万钢部长提出今后五年要努力把动力电池单位能量密度提高一倍,把制造成本降低50%;使单位电池能量达到300瓦时以上的同时,成本降至1元以下。而磷酸铁锂体系的理论能量密度仅为200wh/kg,完全不可能实现此目标

因此,我们相信,就像对待新能源汽车产业一样,中国政府对待三元电池的态度是扶持而非打压,未来的产业政策将有望在保证安全的前提下,继续鼓励高能量密度电池的发展。

3. 三元电池市场分析

在前面两章论述完为何看好三元电池前景后,我们将对三元电池市场进行更为详细的定量分析。

3.1. 2015年中国动力电池市场概况

2015年,中国新能源(600617)汽车销量达到33.1万辆(中汽协口径),同比增长3.4倍。受其拉动,15年车用动力电池产量为15.9GWH,同比增长356.7%,占比中国锂电池总产量达到44%,超过手机成为中国最大锂电池需求终端。更详细的拆分如下:

按车辆类型分:乘用车用电池4.2GWh,占比27%;客车用电池9.63GWh,占比61%;专用车用电池1.86GWh,占比12%。受到补贴政策和市场结构影响,客车占据了绝对的电池使用量。

按电池类型分:磷酸铁锂电池10.86Gwh,占比69%;三元电池4.26Gwh,占比27%;其他材料电池出货量0.6Gwh,占比4%。可以看到,磷酸铁锂和三元电池占据了绝对的主流。

图4:2015年动力电池产量分布(按车型,GWh)

图5:2015年动力电池产量分布(按电池GWh)

资料来源:第一电动,浙商证券研究所整理

再考察下图中各车型上的电池占比,可以有如下结论:

客车里面磷酸铁锂占据绝对优势,这也是磷酸铁锂总量占比较高的原因;

除商用车外,三元电池在乘用车和专用车中的渗透率都已接近60%;

扣除比亚迪和上汽外,其它销量中三元电池的占比达到90%;

乘用车和专用车的三元电池渗透率将进一步提升。

图6:2015年纯电动汽车电池产量分布(GWh)

资料来源:第一电动,浙商证券研究所整理

3.2. 三元电池有望改变动力电池市场格局

2015年,动力电池厂商产量排名前三的分布为比亚迪、CATL和天津力神,分别达到3GWh、2.43GWh和1.2GWh。这三家也凭借技术和市场优势,形成了动力电池的第一集团。而第二集团则由国轩、万向、中航锂电等厂商组成。拆分来看,下图中的电池企业绝大部分出货量均为磷酸铁锂,因此可以说现在的动力电池市场格局就是磷酸铁锂电池的市场格局。

图7:2015年主要厂商动力电池产量(GWh)

资料来源:第一电动,浙商证券研究所整理

而随着三元电池的起步,我们相信当前的市场结构有望得到重构,就像以往每次技术变更所带来的一样。从市场参与者来看,三元电池目前参与者较多,但技术实力参差不齐,行业依然处于发展初期。根据对行业的调研以及市场结构分析,我们有如下结论:

力神、CATL、比克的客户资源相对较好,但三元电池行业处于起步期,因此客户关系的重构存在较大可能;

目前 CATL和力神的技术水平相对较高,比克其次,随后天鹏、福斯特(603806)、亿纬锂能等表现较好;

很多企业在电池规格上沿用了之前的设计,但18650成为了主流选择;

从竞争格局看,能做好NCA圆柱电池的厂商可能会得到弯道超车;

对行业发展的预判,最重要的是跟踪下游客户的开拓情况。

表6:主要电池厂商技术路线选择

资料来源:容百投资,浙商证券研究所整理

表7:车企-动力电池厂合作关系网络(黄色底标示为三元锂电池)

资料来源:容百投资,浙商证券研究所整理

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