电气设备行业关于高镍、CTP、铁锂趋势的探讨:技术进步带来的电池降本空间有多大_第1页
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文档简介

1、研究报告 评级看好维持目 录引言:当前时点为什么关注龙头企业的降本降本路径一:高镍811,高端车型必由之路降本路径二:CTP技术,集成工艺创新之举降本路径三:铁锂电池,时隔多年回潮之时龙头引领技术进步,加速电动车经济性拐点01引言:当前时点为什么关注龙头企业的降本01高端智能化成就爆款,经济型成本是核心矛盾特斯拉Model 3是全球新能源汽车的明星车型,凭借智能驾驶、加速性能等优势,Model 3在北美市场横扫BBA等竞争对手,成就爆款;但汽车作为差异化属性强的产品,需满足不同消费者的需求,针对10-15万的主流消费群体而言,性价比依旧是关注的重点,而对比A级纯电动车与燃油车来看,续航里程40

2、0km的纯电A级车定价较燃油车贵5万元左右,定价偏高是核心矛盾,因而更应关注降本。车道变更自动转向智能召唤表:特斯拉智能驾驶功能介绍内容项目 使用场景高速公路(支持驶入驶出高速)、可以通过更拥堵、复杂的路段根据交通状况调整车速;自动变化车道无需驾驶员介入;系统功能从一条高速公路切换至另一条;在接近目的地时驶出高速硬件传感器:摄像头8个+毫米波雷达1个+超声波雷达12个 计算平台NVDIA Drive PX2 软件更新方式:OTA 地图定位使用高精度地图,高精准GPS和惯性测量单元(IMU)资料来源:特斯拉,长江证券研究所表:对于追求性价比的A级车,成本依旧是核心矛盾车型,万元A+400km+定

3、价8-10万车型对比条件年份纯电动燃油版纯电-燃油动力系统成本2018A7.82.45.42019A6.52.44.12020E5.52.33.2购置价格2018A14.69.25.42019A14.09.05.02020E14.08.95.1资料来源:易车网,长江证券研究所产业成熟及材料降价推动降本,未来路在何方?图:国内动力电池价格与成本快速下降(元/Wh)过去几年国内动力电池的售价与成本保持每年10%以上的降幅,主要推动力有二:1)产业化成熟,产品良率、生产效率提升带来的快速降本;2)从原材料价格来看,隔膜、LFP正极、负极保持长期下行趋势,前期供需阶段性紧缺涨价的锂钴及相关材料的价格也

4、在2018年后迅速回落;展望未来,原材料降价每年仍可提供稳定的降本,但幅度上边际减弱,那么动力电池还有多大的降本空间,更多取决于技术进步带来的红利;因而在后文我们着重探讨高镍、CTP、换铁锂三种方案的降本潜力有多大。图:隔膜、LFP正极、负极价格保持下降趋势资料来源:GGII,长江证券研究所 注:图为价格累计涨跌幅资料来源:公司公告,长江证券研究所 注:上述价格、成本为5家上市公司财报加权平均值图:锂钴、三元正极、电解液价格亦快速回落资料来源: GGII,长江证券研究所 注:图为价格累计涨跌幅02降本路径一:高镍811,高端车型必由之路高镍化降低材料单耗,减少对高价金属钴的需求高镍化是动力电池

5、重要的降本路径,主要包含两个维度:1)三元正极材料中,镍含量越高,克容量水平越高,例如NCM523正极克容量在160mAh/g左右,而NCM811正极接近200mAh/g,高克容量带来材料度电单耗下降,例如NCM523正极度电单耗1.7-1.8kg,811正极单耗则在1.5-1.6kg(考虑良率正常);其他材料如隔膜、电解液、铜箔以及人工制造成本有望摊薄10%-15%。2)高镍化直接改变正极金属配比,价格高的钴金属用量减少,价格低的镍金属用量增加,进而减少了钴价波动对电池成本的影响。图:镍含量越高,正极材料克容量越高资料来源:容百科技官网,长江证券研究所图:高镍低钴化将有效降低对高价金属钴的需

6、求资料来源:长江证券研究所 注:图为各技术路线金属质量占比02高镍化是目前配套长续航车型的优选方案整车续航里程提升的路径包括增加电池带电量、降低电耗,增加带电量受到整车电池摆放空间的制约,同时动力电池作为整车中总量最大的零部件,电池的轻量化也是降低电耗的有效途径;因而,长续航要求动力电池的体积能量密度、质量能量密度不断提升;从合格证数据来看,纯电动车续航与动力电池能量密度基本呈正相关关系,而在续航里程500km及以上的车型中,电池系统能量密度基本在170Wh/kg以上(比亚迪车型在160Wh/kg);对于同款车型而言,长续航版本需要使用更高体积能量密度的电池。图:高级别车型续航里程与能量密度的

7、关系图表:相同车型的长续航版本需要配备高镍电池车型续航里程(km)带电量单体体积能量(kwh) 密度(Wh/L)带电量提升体积能量密度提升几何A41051.9481.750061.9530.919%10%威马EX540352.6482.852069.0531.631%10%广汽Aion.S41049.4449.051058.8531.619%18%资料来源:合格证数据,长江证券研究所资料来源:合格证数据,长江证券研究所02电池高镍化难点是热稳定、容量衰减、产业成熟度高镍三元存在热稳定性差、易产气、容量衰减快等产品性能层面的问题:1)热稳定性差的原因在于高价镍氧化性强,易与电解液反应放出热量和气

8、体;且本身受热分解也会产生气体;因而可以看到,在不同封装路线的电池中,对于产气容忍度最高的圆柱电池最先应用高镍材料,方形次之,软包电池的应用难度最大;2)循环衰减的原因在于阳离子混排、微裂纹、杂质等因素,需通过包覆、添加剂解决。产业成熟度亦是目前的瓶颈,体现在:1)目前高镍正极溢价明显,且本身成本较高;2)高镍电池生产良率仍有提升空间。图:高镍三元的短板热稳定性弱、容量保持率低资料来源:中国粉体网,长江证券研究所图:目前高镍正极材料较中低镍仍有明显溢价资料来源:鑫椤资讯,长江证券研究所02高镍产业化圆柱先行,方形配套车型批量上市从高镍正极的应用上看,Model 3配套松下NCA先行,国内最早在

9、圆柱上应用,2019年起宁德时代方形811电池大规模配套车型。特斯拉Model 32017年圆柱NCA256/149松下云度32018年圆柱NCM-比克少量江淮iEV7S2018年圆柱NCM-比克少量2018年圆柱NCA247/160联动天翼早期批量供应2019年方形NCM236/180宁德时代大批量主供广汽Aion.S/iA52019年方形NCM236/170宁德时代长续航独供广汽Aion.LX2019年方形NCM238/180宁德时代长续航独供广汽GE32019年方形NCM235/160宁德时代较低能量密度版本节约6.4kwh帝豪EV/Gse/几何A2019年方形NCM236/182宁德时

10、代长续航版本(500/450km)威马EX5/EX62019年方形NCM236/166宁德时代500+/Plus宝马X1 PHEV2019年方形NCM213/140宁德时代PHEV东风D60/E70/T602019年方形NCM236/171宁德时代长续航独供爱驰U52019年方形NCM250/181宁德时代主供表:高镍三元电池配套车型发布时间及供应商(不完全统计)(Wh/kg)车型应用年份技术路线单体/系统能量密度供应商备注小鹏G3资料来源:合格证数据,长江证券研究所02宁德时代规模量产方形811,有望形成代差进展宁德时代LG化学三星SDI松下SKI表:宁德时代与海外电池厂高镍化进度梳理宁德时

11、代811电池自2019年2月起配套装车,下半年加速放量,12月单月装机超0.6GWh,占三元装机的比重超过25%。对比宁德时代与海外电池厂的进度来看,宁德时代在高镍应用上引领全球,积累深且方向明确;LGC、三星计划用712过渡,短期内仅在圆柱应用811;SKI是海外最积极的公司,预计2020年前后配套装车。图:宁德时代方形811装机占比快速提升量产技术2019年量产811+石墨,单体能量密度 240Wh/kg,单月最高占三元25%2019年811+硅炭产品成熟,单体仅在圆柱电池上量产811,软包仍为6系路线2019年实验室产品811+圆柱能够量产 NCA,方形仍为6系路线NCA圆柱技术成熟,大

12、规模应用规划在2019- 2020年实现811装车实验室技术方形电芯 270Wh/kg,软包电芯 300Wh/kg硅炭电芯295Wh/kg-高镍化、硅炭方向持续推进712体系过渡811预计在系过度,后续或规划NCA密度有望提升至2021年后产品300Wh/kg以上路线规划后续规划暂以规划以712体计划继续低钴化,单体能量积极推进高镍资料来源:合格证数据,长江证券研究所资料来源:inside EVs,高工锂电,Push EV,长江证券研究所02811电池能量密度显著提升,但对材料要求更高高镍电池带来能量密度的显著提升,进而改善成本,对比宁德时代的811电池与中低镍电池来看,8系电池的单体质量能量

13、密度较中低镍提升8-12%,而体积能量密度提升在7%-17%,单体容量也更大,我们预计有望带来其他材料单耗、人工成本10%-15%的摊薄;但同时高镍电池对于材料的品质要求也相应提升,包括正极加工费更高、电解液需更多的添加剂以及负极、隔膜品质要求更高等;此外,目前高镍仍处于产业化起步阶段,生产良率低于成熟的低镍方案,但龙头电池厂处于快速优化的过程中。表:宁德时代811电池能量密度提升10%-20%CATL电芯型号单体容量Ah单体质量能量密度(Wh/kg)体积能量密度(Wh/L)质量能量密度较中低镍平均提升体积能量密度较中低镍平均提升811电芯A23123812%55017%812电芯B17723

14、611%53112%813电芯C13023510%55217%814电芯D1102308%5067%中低镍电芯A150214-458-中低镍电芯B176213-490-中低镍电芯C153212-469-资料来源:合格证数据,长江证券研究所综合来看,预计第一代811电池改善成本5%-8%表:考虑第一代811带来的单耗改善与材料品质提升,预计产品成熟后成本下降5%-8%成本构成-含税NCM523电池NCM811电池-当前NCM811电池-第一代成熟度电单耗单价度电价值量度电单耗单价度电价值量度电单耗单价度电价值量碳酸锂/LiOH0.749.033.70.648.531.40.648.531.4硫酸

15、镍2.425.361.93.225.382.03.225.382.0硫酸钴1.049.051.30.449.021.20.449.021.2硫酸锰0.96.05.70.36.01.60.36.01.6正极成本加工成本1.821.037.8 1.528.042.01.526.039.0加工毛利1.818.032.4 1.538.057.01.525.037.5正极材料1.8123.8222.91.5156.8235.11.5141.8212.6负极材料1.044.044.01.048.048.01.048.048.0涂覆隔膜15.02.334.513.12.431.313.12.431.3电解液

16、1.240.048.01.042.043.81.042.043.8铜箔0.790.063.00.690.054.80.690.054.8结构件58.050.550.5其他辅材28.024.424.4人工制造140.0121.8121.8电芯良率95%88%93%成本合计电芯成本672.0692.9631.4较523下降3%-6%电芯成本资料来源:GGII,鑫椤资讯,亚洲金属网,长江证券研究所 注:核心假设包括811正极单耗1.5kg,材料、人工摊薄13%;原材料价格参考2019年底 单位:度电单耗为kg或平方,价格为元/kg或元/平,度电价值量为元/kwh03降本路径二:CTP技术,集成工艺创

17、新之举什么是CTP技术:从宁德时代、比亚迪方案说起动力电池生产的基本流程是单体电池到模组到电池包(如左下图所示),CTP(Cell to Pack)技术顾名思义简化的是集成的过程;CTP方案包含“完全无模组”、“大模组替代小模组”两种解决思路,由于模组本身起到的是对电芯支撑、固定和保护的作用,CTP方案 的专利设计首先要解决如何在减少模组的情况下,达到支撑强度的问题;其次是通过优化零部件数量、提升生产效率及能量密度实现降本;宁德时代采用“大模组”的思路,包含两个以上的电池模组(包括框架与电池单体),相邻框架之间固定设置套筒,套筒内穿设固定件,固定于整车,可以实现电池包轻量化以及与整车连接强度提

18、升;宁德时代申请的CTP电池包取消了现有的电池箱体,降低了零部件数量。图:宁德时代CTP基本情况资料来源:CATL宁德时代新能源,长江证券研究所图:宁德时代CTP技术方案示意图资料来源:国家知识产权局-宁德时代专利,长江证券研究所03什么是CTP技术:从宁德时代、比亚迪方案说起根据比亚迪相关专利披露,目前动力电池模组中的电池列阵需由端板、侧板、连接件固定,并通过横梁、纵梁固定于电池包;在比亚迪的 “刀片电池”方案中,单体电池排列形成列阵,直接安装于电池包中,单体电池本身用作加强电池包的结构强度;比亚迪“刀片电池”方案对成本的节约主要体现在:1)减少了电池包中纵梁和横梁的使用,减少了模组中端板、

19、侧板、螺丝/拉杆等连接件的使用,减少了加强结构(加强筋)的使用;2)单体电池、电池包的组装工艺更为简单,降低了人力、物力等制造成本;3)在部分方案中,电池列阵的排布更加合理,提高了空间利用率和能量密度,使得BIC(电池信息采集器)、低压采样更容易集中合成。图:现有电池包示意图图:比亚迪“刀片电池”技术方案示意图模组(含端板、侧板)横梁、纵梁资料来源:国家知识产权局-比亚迪专利,长江证券研究所资料来源:国家知识产权局-比亚迪专利,长江证券研究所03降本提效是优势,一致性、车企协同是瓶颈CTP方案的优势在于:1)降低PACK环节的成本;2)轻量化及提高体积能量密度,增加带电量空间;3)改善散热性能

20、、降低成组不良率。CTP方案的潜在瓶颈在于:1)由于CTP方案高度集成,维修成本高,因而对电芯一致性、稳定性的要求苛刻;2)减少模组级别的防护后,需要进一步思考安全问题;3)前两者对于龙头电池厂而言基本可以解决,CTP方案最大的瓶颈或在于与车企的协同,在传统电池方案中,车企通常采购电芯或模组(例如355、590模组),相对标准化,而CTP电池包偏定制化,且有一定的专利保护,车企若采用电池厂主导的 CTP方案,一方面会弱化与电池厂的议价能力(更换供应商困难);另一方面也使得PACK环节的利润让渡给电池厂。CTP方案潜在瓶颈CTP方案优势表:CTP方案的优势与潜在瓶颈梳理图:相比于标准模组,CTP

21、电池包定制化程度高宁德时代590模组降低通过减少零部件、提高生产效率成本提高元器件使用效率降本密度提高显著提升体积能量密度,提升单能量车带电量空间;同时实现轻量化电芯一致性车企协同CTP增加维修成本,因此对于电池一致性、故障率要求更高CTP相较于标准模组更为定制化,且需由电池企业完成,车企担心议价能力弱化且损失PACK利润宁德时代CTP电池包改善性能单体电池表面积/空间改善,提高散热速率,提升安全性能;简化成组流程,降低成组不良率安全性减少了模组级别的防护后,对安全性提出了更高的要求中航锂电590模组资料来源:国家知识产权局-比亚迪专利,第一电动,长江证券研究所资料来源:BatteryPack

22、,长江证券研究所03宁德时代、比亚迪引领CTP集成技术变革浪潮宁德时代、比亚迪作为国内动力电池的领导者,在CTP新技术的应用上远领先于其他企业,宁德时代商用车CTP电池包在2019年已批量应用于国内客车,并形成对大众卡客车的供应;乘用车CTP电池包与北汽、哪吒、蔚来、威马等企业形成合作;比亚迪刀片电池将最先应用于2020年新车“汉”,后续逐步批量应用。从车企应用也可以看出,自供、深度绑定的车企以及新兴造车势力率先应用。电池企业日期车企配套车企&车型表:CTP技术应用进展(不完全统计)宁德时代(蔚来、威马未明确宣布供应商,为预计)比亚迪2019年客车大批量出货成组效率超过90%,系统能量密度16

23、0Wh/kg的铁锂电池包,预计应用CTP概念2019.9北汽新能源与北汽共同宣布,EU5将搭载CTP电池包,首个乘用车项目落地,有望于2020年下半年上市2019.9哪吒汽车未来推出搭载磷酸铁锂电芯的纯电动车将采用CATL最新的CTP技术台2019.10大众卡客车搭载宁德时代全新磷酸铁锂的e-Delivery卡车车型将于2020年向全球市场推出,引入全新CTP高集成动力电池平2019.12蔚来汽车EC6搭载100kwh电池组,或采用CTP技术,预计2020年9月交付2020.1威马汽车将于2020年4月发布威马7系,续航700km+,采用高电压+CTP方案2019.8比亚迪宣布超级铁锂,后证实

24、为CTP刀片电池,将在2020年3月实现量产,计划在6月应用于新车型比亚迪“汉”后续规划比亚迪预计2021年起在现有车型上批量应用资料来源:CATL宁德时代新能源,百人会,盖世汽车,品车天下,网易汽车,长江证券研究所03减少零部件、提升效率,或改善成本近0.1元/WhCTP方案的核心目的是降低成本,通过三方面实现:1)减少零部件数量,主要包括端板、侧板、紧固件等,从宁德时代、蜂巢能源的数据看,CTP最多可以减少近40%是PACK零部件;2)提高生产效率,宁德时代数据,CTP可以提升50%的生产效率,进而降低制造成本; 3)能量密度提升、空间利用率提升,带来潜在的电池管理、热管理、低压采样等方案

25、优化空间。从比亚迪、北汽的口径看,CTP有望带来20%-30%的成本下降,根据蜂巢能源数据,G1代CTP方案降低0.1元/Wh成本,G2代有望降低 0.21元/Wh;考虑到技术进步是循序渐进的过程,下文我们通过拆分PACK成本结构详细探讨CTP的潜在降本空间。表:宁德时代、比亚迪、蜂巢能源关于CTP方案的解析电池企业宁德时代比亚迪蜂巢能源零部件数量减少40%的零部件G1减少24%,G2再减少22%能量密度系统质量能量密度从140-150Wh/kg提升至200Wh/kg以上CTP铁锂体积能量密度比传统铁锂电池提升50%G2提高5-10%重量成组效率2021年目标达到86%生产效率提升50%成本下

26、降减少30%(北汽公开新闻)成本预计下降20-30%G1较传统方案降低0.1元/Wh G2较传统方案降低0.21元/Wh专利数量知识产权超过200项300多项核心专利体积利用率提升15-20%2018-19年集成效率80%,C2提高5%的空间利用率资料来源:CATL宁德时代新能源,电池中国,电动邦,NE时代,TechWeb,动力电池杂志9月刊,长江证券研究所03减少零部件、提升效率,或改善成本近0.1元/WhPACK成本除电芯以外,价值量较大的零部件还包括BMS系统(包括cmu等),热管理系统,端板、侧板、紧固件等辅件、电箱、高压系统等,此外人工制造也占到一定的比重;根据普莱德2016年的数据

27、,BMS、电箱及其他材料价值量较大,人工制造度电成本40元左右;PACK成本伴随产业化成熟以及电芯能量密度提升带来的摊薄效应,预计近两年改善明显,结合公开数据,我们分析当前PACK的度电成本中,BMS系统约为50元,热管理、辅件、电箱、高压系统、人工制造的成本大约在25-30元/kWh;原材料采购占比2014A2015A2016年1-10月电芯77.5%75.9%81.3%BMS7.4%4.3%5.4%电箱2.0%2.9%5.8%其他13.1%16.9%7.6%主业成本结构2014A2015A2016年1-10月原材料94.6%97.7%98.4%人工成本1.7%1.2%1.0%制造费用3.7

28、%1.1%0.6%表:普莱德PACK材料采购及成本结构测算(元/kWh)成本结构占比2016年成本电芯78.2%1,529 BMS5.1% 100电箱4.8%94其他材料9.9%194人工成本1.1% 21 制造费用0.9% 17资料来源:东方精工收购普莱德报告书,长江证券研究所图:当前时点PACK成本结构拆分(元/kWh)资料来源:长江证券研究所减少零部件、提升效率,或改善成本近0.1元/Wh结合前文分析的降本路径,我们认为早期CTP方案实施时,还需考虑BMS方案重新设计、部分辅材支撑等问题,降本是循序渐进的过程,在CTP方案成熟且规模效应体现后,零部件节约、生产效率提升以及元器件利用率优化

29、带来的降本将更显著。综合来看,我们测算得CTP方案带来的降本空间或在60-100元/kWh左右。表:CTP技术对PACK成本改善幅度估算(元/kWh)PACK成本结构当前价值量估算CTP降本金额-保守CTP降本金额-乐观BMS等50020热管理系统30510端板、侧板、紧固件等302530电箱251015高压系统2558人工制造251215合计1855798资料来源:长江证券研究所注:第3-4列为下降金额04降本路径三:铁锂电池,时隔多年回潮之时能量密度门槛提升导致铁锂的乘用车份额收缩三元、铁锂是目前动力电池两大主流路线,铁锂电池能量密度低,但安全性好、成本低;三元电池成本高但能量密度优势明显

30、;铁锂主要应用与商用车尤其是客车,而从渗透率的角度看,高级别车型中的铁锂渗透率逐年下降(其中B级车早期较高,主要系比亚迪e6、腾势影响),但在A00级纯电动乘用车中,近几年铁锂的占比有所提升;铁锂在乘用车的占比持续下降,很重要的原因是补贴对于能量密度的考核门槛逐年提升,乘用车铁锂系统能量密度在140Wh/kg左右。图:铁锂乘用车渗透率持续下降,A00有所上升资料来源:合格证数据,长江证券研究所图:能量密度门槛持续提升对铁锂应用造成影响资料来源:工信部,长江证券研究所 注:图为能量密度补贴系数 E为系统能量密度(Wh/kg)04CTP可以改善铁锂体积能量密度过低的应用瓶颈制约铁锂在乘用车中应用的

31、主要因素是体积能量密度过低,从2019年主流三元、铁锂车型来看,铁锂电芯的质量能量密度大约比5系三元(电芯A、B)低15%左右,但体积能量密度低28%,导致铁锂电池无法匹配长续航车型;CTP技术可以显著改善系统的体积能量密度,根据比亚迪专利数据,应用CTP的方案体积利用率(单体/电池包)较原有方案能够提升5%- 15%不等;据此,我们测算得出,铁锂+CTP方案可以使铁锂系统能量密度接近5系三元系统的水平,但较8系三元仍有显著差距。图:铁锂体积能量密度过低制约了其长续航应用图表:从比亚迪专利方案数据看铁锂应用潜力技术路线电池单体 体积能量密度体积利用率-假设值预计电池包体积能量密度预计对应续航里

32、程5系三元48250%241400km及以下5系三元+CTP48257%275500km及以上8系三元55050%275500km及以上铁锂34955%192300km左右36065%234300-400km36070%252400km左右铁锂+CTP资料来源:合格证数据,长江证券研究所资料来源:国家知识产权局-比亚迪专利,合格证数据,长江证券研究所 单位:Wh/L04铁锂+CTP有望显著降低成本,且略低于811电池成本构成-含税NCM523电池NCM811电池-下一代成熟铁锂电池度电单耗单价度电价值量度电单耗单价度电价值量度电单耗单价度电价值量表:铁锂+CTP成本较当前的523电池降本20%

33、以上,略低于下一代811电池CTP有望带来显著的成本改善,预计当前523电池成本约为 0.83元/Wh(含税),采用 CTP后成本有望下降10%,至 0.75元/Wh(含税);若更换为“铁锂+CTP”的方案,铁锂电芯本身成本较523电芯便宜15%左右,CTP后较目前方案的523电池成本下降有望超过20%,至0.65元/Wh;从远期来看,811电池还有持续进步的空间(正极克容量提升),预计下一代成熟的811电池同样采取CTP后(811考虑安全性,CTP降本幅度预计小于其他路线)有望降本至0.7较常规523下降-10%-16%-22%元/Wh以内(含税);电芯成本明细电芯成本合计正极材料1.812

34、3.8222.91.4141.8191.42.141.085.4负极材料1.044.044.01.048.048.01.138.039.9涂覆隔膜15.02.334.512.32.429.518.02.341.4电解液1.240.048.01.042.041.31.435.050.4铜箔0.790.063.00.690.051.70.890.075.6结构件58.049.369.6其他辅材28.023.833.6人工制造140.0119.0154.0名义成本638.4554.0549.9电芯良率95%93%96%实际成本672.0595.7572.8较523下降-11%-15%本PACK成本C

35、TP降本80.060.080.0-考虑CTPPACK成本752.0695.7652.8模组&Pack成160.0160.0160.0资料来源: GGII,鑫椤资讯,亚洲金属网,长江证券研究所 注:核心假设包括811正极单耗1.4kg(高克容量),铁锂2.1kg,811材料、人工较523摊薄18%;铁锂较523单耗增加20%单位:度电单耗为kg或平方,价格为元/kg或元/平,度电价值量为元/kwh04A00级铁锂车型快速丰富,有向高级别蔓延趋势车企集团车型级别宁德时代国轩高科鹏辉能源比亚迪上海捷新(PACK)车型续航里程车型续航里程车型续航里程车型续航里程车型续航里程表:目前已申报推荐目录的铁锂

36、乘用车参数及供应链信息整理(不完全列示)从目前已申报推荐目录的铁锂车型来看,A00级iEV6E 302主流的A00级车型如iEV7S/E20302宝骏E100、奇瑞eQ1、北汽EC3、欧拉R1等 均已推出铁锂版本,A00级宝骏E300-宝骏E100 100铁锂在A00级渗透率江淮汽车A0级 X iEVS4 355A级iEVA50 410北汽新能源A00级EC3 330iEV7 302提升的趋势明确;高级别车型中,已申上汽通用五菱A级EU300 305宝骏E300-报并量产的iEVA50、 X70、X7EV等均非爆款车型;而第328批 目录申报的比亚迪汉、荣威ei6、名爵eMG6也为铁锂,或代表

37、主 流车企逐步尝试铁锂 路线的态度。A级五菱宏光S310五菱宏光S260五菱荣光 252奇瑞汽车A00级eQ1301eQ1301B级X70EV401哪吒汽车A0级哪吒N01-哪吒N01 301351欧拉iQ251欧拉R1长城汽车A00级 A0级上汽集团A级ei6PHEVeMG6PHEV比亚迪B级长安汽车A级睿行EM60220X7EV405东风汽车微面小康EC3 302汉EV/DM500+e6 450资料来源: 工信部,合格证数据,长江证券研究所注:宝骏E100铁锂供应商还包括力神、苏州易科;江西安驰铁锂供应一汽、东风EV30;苏州安靠铁锂供帅客、捷泰等铁锂2020年渗透率或提升,后续同步行业高

38、增长铁锂近两年受商用车承压影响,渗透率持续降低,2020年有望迎来恢复性增长,基本判断如下:1)商用车边际复苏;2)A00、A0、A级中的低续航车型铁锂渗透率将提升,但同时市场在向偏好三元的长续航车型、合资/外资切换。故整体上看,铁锂份额同比提升3pct,增速达到62%,好于行业增速;而伴随CTP等技术叠加,我们预计未来400km以下车型中的铁锂渗透率有望提升,将保持与行业同步高增长。表:2020年分车型、分技术路线产销及装机量预测(万辆,kwh/辆,MWh)产量装机量三元占比铁锂占比三元装机铁锂装机产量装机量三元占比铁锂占比三元装机铁锂装机A00级19.05,89678%22%4,5911,

39、30423.06,90040%60%2,7604,140A0级13.16,15598%2%6,03711815.06,75070%30%4,7252,025分车型、分技术路线装机测算2019A2020E乘用车自主EV乘用车400km以下4.01,82988%12%1,6032263.01,35070%500km以上3.32,085100%0%2,085010.06,400100%0%6,4000A级400-500km34.818,36498%2%17,99836638.020,14090%30%10%94540518,1262,014B级以上4.22,81498%1%2,769285.53,8

40、5085%15%3,273578PHEV乘用车8.51,301100%0%1,301011.01,65095%5%1,56782乘用车合资/外资15.43,759100%0%3,759040.020,00095%5%19,0001,000客车7.814,4760%95%013,7159.016,6500%95%015,818N3类重卡0.62,0780%100%52,0740.83,0160%100%03,016其他6.63,25429%69%9402,2478.54,25015%82%6383,485专用车整体合计117.262,01166%32%41,08820,078163.890,95

41、663%36%57,43332,562同比增速(占比为pct)-4%10%8%-7%25%-9%40%47%-3%3%40%62%资料来源:合格证数据,长江证券研究所05龙头引领技术进步,加速电动车经济性拐点新技术加速成本下降,电动车经济性拐点或提前新技术进步能够驱动行业景气超预期,对于新能源车行业,当前制约需求爆发的核心矛盾在于三电系统成本过高(50度电A级车超过6.5万,较燃油车贵4万);而借力于CTP技术应用,我们预计2020年底三元523报价可低至1元/kWh以下,铁锂可接近0.8元/kWh,届时三电系统成本将降至5.5、4.8万元,较燃油车动力总成(假设2.5万)仅高出3.0、2.3

42、万元,考虑购置税优惠后,电动车定价可初步具备经济性。NCM523832787-5%753-4%523+CTP-707-673-5%PACK成本NCM811853753-12%703-7%LFP733685-7%647-5%LFP+CTP-605-567-6%假设合理毛利率27%26%25%NCM5231,1406.51,064-7%6.01,004-6%5.6523+CTP-956-5.5897-6%5.1PACK售价-含税NCM8111,1686.61,018-13%5.8937-8%5.3LFP1,0045.8925-8%5.3863-7%4.9LFP+CTP-817-4.8756-7%4

43、.4表:各技术路线下动力电池价格及A级车三电系统成本测算技术路线(元/kWh,万元)-假设A级车单车带电量50kWh2019年末2020年末E2021年末E绝对值三电系统成本绝对值降幅三电系统成本绝对值降幅三电系统成本-含税资料来源:GGII,长江证券研究所 注:811假设能量密度持续提升,其余路线仅考虑材料成本下降05高镍、三元CTP高端化,铁锂CTP渗透性价比市场从技术路线来看,铁锂+CTP可以使得铁锂电池体积、质量能量密度接近5系三元水平,对应目前的应用场景主要为续航里程400km及以下的市场,但与811电池的体积、质量能量密度仍有差距,长续航车型中仍将面临空间限制、电耗过高等问题。因此

44、我们判断,铁锂+CTP将成本400km续航及以下市场最具性价比的路线;而高镍三元未来伴随良率、克容量持续提升,成本下降最快, 523+CTP方案则兼具高能量密度与低成本,二者将继续占据续航里程500km以上车型的主流。表:5系三元、8系三元、铁锂体积能量密度对比技术路线电池单体 体积能量密度体积利用率-假设值预计电池包体积能量密度预计对应续航里程5系三元48250%241400km及以下5系三元+CTP48257%275500km及以上8系三元55050%275500km及以上铁锂34955%192300km左右36065%234300-400km表:5系三元、8系三元、铁锂质量能量密度对比技

45、术路线电池单体 质量能量密度成组效率电池包质量能量密度65kWh质量(kg)5系三元21475%160 4065系三元+CTP21480%171 38023876%1823578系三元26076%199327铁锂17580%140 464铁锂+CTP36070%252400km左右铁锂+CTP18586%159 409资料来源:合格证数据,长江证券研究所 单位:Wh/L资料来源:合格证数据,长江证券研究所 单位:Wh/kg05电池研发壁垒逐步夯实,同时关注高镍与铁锂链对应到投资方面,高镍、CTP等新技术以及铁锂回潮的影响主要包括两个方面:1)动力电池行业仍处于技术快速进步、产品快速迭代的阶段,

46、我们认为行业的技术壁垒是在强化的,这一点从头部动力电池厂的研发投入也可以看出,2018年宁德时代、比亚迪(电池)、LG化学(含消费电池)的研发开支均超过15亿元,2019年1-3季度宁德时代更是接近23亿元,龙头公司能够充分享受技术进步带来的红利; 2)高镍与CTP、铁锂,无疑对增量供应链有所提振,主要包括高镍供应链尤其是高镍三元;以及铁锂供应链,尤其是磷酸铁锂正极。技术方向受益环节图:头部电池企业持续高研发(比亚迪为19H1,亿元)表:技术发展方向及产业链受益环节高镍化动力电池龙头,高镍三元,高镍电解液,高端负极、隔膜企业CTP动力电池龙头铁锂动力电池龙头,铁锂正极产业链资料来源:公司公告,

47、长江证券研究所资料来源:长江证券研究所风险提示1、新能源车产销低预期;2、新技术产业化进度低预期。研究团队、办公地址及分析师声明研究团队分析师邬博华SAC执业证书编号:S0490514040001电话:(8621)61118797电邮: HYPERLINK mailto:wubh1 wubh1联系人曹海花电话: (8621)61118797电邮: HYPERLINK mailto:caohh caohh分析师马军SAC执业证书编号:S0490515070001电话:8621-61118720 HYPERLINK mailto:majun3 电邮:majun3联系人司鸿历电话: (8621)61118797 HYPERLINK mailto:sihl 电邮:sihl分析师张垚SAC执业证书编号:S0490515060001电话:8621-61118720 HYPERLINK mailto:zhangyao3 电邮:zhangyao3联系人叶之楠电话: (8621)61118797电邮

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