【研報】電力設備行業專題報告：LFP納入特斯拉供應鏈商業策略勝于技術取舍-20200311[26頁].pdf

1、 行業專題報告行業專題報告 請務必閱讀正文之后的免責聲明請務必閱讀正文之后的免責聲明 渤海證券股份有限公司具備證券投資咨詢業務資格渤海證券股份有限公司具備證券投資咨詢業務資格 1 of 26 LFP 納入納入特斯拉特斯拉供應鏈供應鏈，商業策略商業策略勝于勝于技術取舍技術取舍 電力設備行業專題報告電力設備行業專題報告 分析師：分析師： 鄭連聲 SAC NO： S1150513080003 2020 年 3 月 11 日 投資要點：投資要點： 特斯拉采用特斯拉采用 LFP 主要基于商業策略而非技術主要基于商業策略而非技術層面層面 特斯拉上海工廠低配版車型預計配套寧德時代 CTP 技術+LFP 電池

2、，這是特 斯拉通過降低成本繼續實現產品定位依次下沉，逐步擴大用戶群體的商業策 略。CTP 技術通過采用大模組的方式，可以使電池包能量密度提高 10%15%，體積利用率提高 15%20%，零部件數量減少 40%，大幅降低制 造成本，更好的彌補磷酸鐵鋰電池能量密度較低的弱點。特斯拉一直憑借動 力電池系統、自動駕駛技術以及整車 FOTA 技術支撐起起強大的競爭力，若 2020 年底特斯拉實現國產化，國產低配版降至 20 萬元，憑借超高的性價比 特斯拉至少可以搶占國產新能源乘用車 15%的市場份額。 我們測算我們測算今后三年今后三年三元電池三元電池占比仍超占比仍超 60% 低配版特斯拉為拿到最高檔國內

3、新能源汽車補貼，預計續航里程不低于 400km，上限不超過現有版本的 445km。參照 BYD 刀片電池百公里耗電量 14.1kWh/100km，預計 2020 年低配版特斯拉 Model 3 磷酸鐵鋰電池裝機 2.83.1GWh。在全球汽車電氣化趨勢下，大眾、寶馬等新車型預計集中于 2020 年下半年在華推出，多款車型均配套三元電池；另一方面，主要配套磷 酸鐵鋰的A00級車市占率的減少可以抵消 AB 級車市占率增加帶來的磷酸鐵 鋰電池增量?；谏鲜鰞蓚€假設要件，2020 年非特斯拉磷酸鐵鋰電池裝機約 為 26.7GWh 。按照以上測算，2020-2022 年預期磷酸鐵鋰電池裝機量逐步 爬坡，

4、磷酸鐵鋰電池短期內復蘇明顯，但占比增速逐年減弱趨于 40%。因此 我們認為特斯拉在上海工廠中生產磷酸鐵鋰配套的低配版 Model 3，對整個 市場中磷酸鐵鋰裝機量變化影響并不大，中長期看高能量密度的高鎳三元電 池依舊占據主流地位。 特斯拉特斯拉自研電池技術是超級電容自研電池技術是超級電容+干電池技術干電池技術 2019 年 5 月特斯拉在財務虧損的情況下仍然以 2.18 億美元溢價 55%收購同 樣處于虧損狀態的 Maxwell，就是希望通過其干電池技術和超級電容器技術 為特斯拉自研電池做準備。目前干電池的能量密度為 300Wh/kg，比特斯拉 電池高出 20%-40%，并且具備 500Wh/

5、kg 的實現路徑。與現有的濕法工藝相 比，干電池成本降低 10%-20%，產能密度增加 16 倍，電池壽命延長 2 倍， 具有提升能量密度降低成本的明顯優勢。超級電容器利用靜電充電工藝，具 有循環穩定性高、功率大、壽命長、安全性高的特點。超級電容器搭配鋰電 池的復合組合系統，可以擷取雙方的優點，以超級電容大功率密度的優勢為 瞬間彈性調整出力，另外以鋰電池大能量密度的特點為主要提供動力來源， 提供續航力，有望應用于特斯拉 Semi 等大車型領域。 行行 業業 研研 究究 證證 券券 研研 究究 報報 告告 專專 題題 報報 告告 證券分析師證券分析師 鄭連聲 022-28451904 助理分析師

6、助理分析師 滕飛 SAC No： S1150118070025 子行業評級子行業評級 電力設備 中性 新能源設備 看好 重點品種推薦重點品種推薦 寧德時代 增持 國軒高科 增持 億緯鋰能 增持 恩捷股份 增持 璞泰來 增持 科達利 增持 德方納米 增持 行業專題報告行業專題報告 請務必閱讀正文之后的免責聲明請務必閱讀正文之后的免責聲明 渤海證券股份有限公司具備證券投資咨詢業務資格渤海證券股份有限公司具備證券投資咨詢業務資格 2 of 26 投資策略投資策略 補貼退坡和競爭加劇使新能源汽車行業成本壓力增大，特斯拉一方面通過磷 酸鐵鋰電池降低上海工廠成本來實現車型下沉， 另一方面通過超級電容+干電

7、 池技術進行自研電池布局。我們認為特斯拉無鈷電池并不改變三元電池主流 地位， 自研電池雖短期內難以量產， 長期有望引領新一輪技術趨勢。 隨著 2020 年大眾、奔馳、寶馬等集中在華推出電動汽車新車型，新能源汽車板塊迎來 良好的布局機會。 我們繼續維持新能源電池行業“看好”投資評級， 并關注包括 干電池和超級電容器在內的新技術趨勢。 2020 年海外一線車企新能源車型持 續推出帶來供給側的結構性改善以及年初海外新能源汽車市場的優異表現更 為堅定了我們對于新能源汽車滲透率不斷提升，國內產業鏈供應全球市場的 行業增長邏輯。 我們繼續維持新能源電池行業“看好”投資評級， 建議關注兩類 標的，一是業績增

8、長穩定，市場份額不斷提升的動力電池公司，如寧德時代 （300750）、億緯鋰能（300014）；行業格局清晰，海外市場占比不斷增加 的中游公司， 如恩捷股份 （002812） 、 璞泰來 （603659） 、 科達利 （002850） 。 二是磷酸鐵鋰電池技術積累深厚，創新研發能力較強的動力電池公司，如國 軒高科（002074）；下游客戶優質，市場占比較高的正極材料公司，如德方 納米（300769）。 風險提示風險提示：磷酸鐵鋰電池能量密度提升不及預期；新能源汽車銷量不及預期； 三元材料技術迭代超預期 qRqPoOrNnQoQoMmNsNwPmP7NaO9PsQnNsQpPlOnNpMiNmN

9、oM7NmMxPvPsPsNxNoMnN 行業專題報告行業專題報告 請務必閱讀正文之后的免責聲請務必閱讀正文之后的免責聲明明 3 of 26 目 錄 1.特斯拉采用 LFP 基于商業策略而非技術層面 . 5 1.1 特斯拉與寧德時代談判無鈷電池事宜 . 5 1.2 預計采用寧德時代 CTP 技術+LFP 電池 . 6 1.3 低配版豐富特斯拉產品線，國產車型壓力陡增 . 8 1.3.1 技術領跑優勢明顯 . 8 1.3.2 價格下沉搶占新能源汽車市場 . 9 2.我們測算今后三年三元電池占比仍超 60% . 12 2.1 2020 年特斯拉磷酸鐵鋰電池裝機 2.83.1GWh . 12 2.1

10、.1 預測低配版續航里程上限不超過 445KM . 12 2.1.2 預測低配版續航里程下限不低于 400KM . 13 2.1.3 參照 BYD 刀片電池百公里耗電量 14.1kWh/100km . 13 2.1.4 2020 年特斯拉磷酸鐵鋰電池裝機測算 . 14 2.2 2020 年非特斯拉磷酸鐵鋰電池裝機 26.7GWh . 15 2.2.1 假設要件一：合資新車型大部分為三元電池 . 15 2.2.2 假設要件二：國產車型 LFP 增量變化來自 AB 級車 . 16 2.2.3 2020 年非特斯拉磷酸鐵鋰電池裝機量測算 . 17 2.3 特斯拉低配版選擇 LFP 不改三元電池主流地

11、位 . 19 3.特斯拉自研電池新技術簡析 . 20 3.1 特斯拉自研電池技術來自 Maxwell . 20 3.2 自研電池技術是超級電容+干電池技術 . 21 3.2.1 超級電容器是電池的低成本補充方案 . 21 3.2.2 干電極技術可以提升能量密度降低成本 . 22 4.投資策略 . 23 行業專題報告行業專題報告 請務必閱讀正文之后的免責聲請務必閱讀正文之后的免責聲明明 4 of 26 圖 目 錄 圖圖 1：各媒體報道特斯拉采用寧德時代：各媒體報道特斯拉采用寧德時代 LFP 電池電池 . 5 圖圖 2：特斯拉歷代車型鈷消耗量：特斯拉歷代車型鈷消耗量 . 6 圖圖 3：各類型電池能

12、量密度：各類型電池能量密度 . 7 圖圖 4：寧德時代：寧德時代 CTP 技術技術 . 7 圖圖 5：寧德時代：寧德時代 CTP 技術電池技術電池 Pack 示意圖示意圖 . 8 圖圖 6：特斯拉：特斯拉 Model 3 . 9 圖圖 7：2019 年分車型全球銷量排行年分車型全球銷量排行 . 10 圖圖 8：2019 年年 1-11 月純電動車型月均銷售月純電動車型月均銷售 Top 25 競爭格局競爭格局 .11 圖圖 9：Model 3 標準續航版性能指標標準續航版性能指標 . 12 圖圖 10：Model 3 長續航版性能指標長續航版性能指標 . 12 圖圖 11：Model Y 長續航

13、版性能指標長續航版性能指標 . 12 圖圖 12：Model Y 高性能版版性能指標高性能版版性能指標 . 12 圖圖 13：2019 年第年第 11 批目錄披露特斯拉批目錄披露特斯拉 Model 3 基本信息基本信息 . 13 圖圖 14：2020 年第年第 2 批新能源汽車推廣目錄批新能源汽車推廣目錄 . 14 圖圖 15：2017-2019 年特斯拉各車型銷量及年特斯拉各車型銷量及 Model 3 占比占比 . 14 圖圖 16：2018（內環）及（內環）及 2019 （外環）年國內新能源各等級車型銷量占比（外環）年國內新能源各等級車型銷量占比（%） . 17 圖圖 17：2016201

14、9 年不同材料動力電池裝機量占比年不同材料動力電池裝機量占比 . 17 圖圖 18：20162019 年分車型不同材料裝機量（年分車型不同材料裝機量（GW） . 18 圖圖 19：2020-2022 年磷酸鐵鋰電池預期占比年磷酸鐵鋰電池預期占比 . 19 圖圖 20：Maxwell 創行創行業多個業多個“第一第一” . 20 圖圖 21：Maxwell 不同系列的超級電容器不同系列的超級電容器 . 22 圖圖 22：Maxwell 干電池涂層技術干電池涂層技術 . 23 圖圖 23：Maxwell 干干電池能量密度提升路徑電池能量密度提升路徑 . 23 表 目 錄 表表 1：2019 年國內電

15、動車銷量前十車型統計表年國內電動車銷量前十車型統計表 .11 表表 2：2019 年新能源乘用車補貼標準年新能源乘用車補貼標準 . 13 表表 3：特斯拉動力電池需求測算表：特斯拉動力電池需求測算表 . 15 表表 4：新車型預計推出時間和電池類型：新車型預計推出時間和電池類型 . 16 表表 5：非特斯拉動力電池需求測算表：非特斯拉動力電池需求測算表 . 18 表表 6：特斯拉收購歷史：特斯拉收購歷史 . 21 表表 7：超級電容器技術優勢：超級電容器技術優勢 . 21 行業專題報告行業專題報告 請務必閱讀正文之后的免責聲請務必閱讀正文之后的免責聲明明 5 of 26 1.特斯拉采用特斯拉采

16、用 LFP 基于商業策略而非技術基于商業策略而非技術層面層面 1.1 特斯拉與寧德時代談判無鈷電池事宜特斯拉與寧德時代談判無鈷電池事宜 2020 年 2 月 18 日路透社報道特斯拉與寧德時代談判，采購（無鈷電池）磷酸鐵 鋰電池，預計應用于低配版國產特斯拉車型，標準版和長續航版依舊使用 LG 化 學的 NCM811 電池。目前來看，寧德時代的“無鈷電池”針對的是上海工廠生產的 中國版特斯拉；而購買寧德時代“無鈷電池”后特斯拉將自建電池生產線，具體電 池成分預計會在 4 月份的特斯拉電池日上進行說明。 圖圖 1：各媒體報道特斯拉采用寧德時代：各媒體報道特斯拉采用寧德時代 LFP 電池電池 資料來

17、源：路透社，Twitter，證券時報，渤海證券 動力電池在整車成本中占比達 40%以上， 三元鋰電池中正極材料的價格又占了動 力電池成本的 40%，正極材料中鎳、鈷、錳三種原材料二月份的價格分別為 10.3 萬元/噸、27.6 萬元/噸、1.3 萬元/噸，其中鈷的價格要遠高于鎳和錳。另外隨著 5G 技術的興起，智能終端對于鈷的需求將會更加旺盛。為了降低成本，近年來 各大電池廠都致力研發鈷含量更低的電池，從三元電池從 523 到 622 再到 811， 鈷的含量一步步降低。特斯拉對低鈷電池布局已久，歷代車型采用的鋰離子電池 一直在向低鈷化發展，而且還計劃推向全系列車系。2012 年，特斯拉在 M

18、odel S 上，鈷的使用量是 11 千克/輛車； 2018 年，特斯拉在 Model 3 上，鈷的使用量 為 4.5 千克/輛車，消耗量僅為 2.8%。同年，馬斯克在推特上表示：“下一代電池 含鈷量要為零?！?行業專題報告行業專題報告 請務必閱讀正文之后的免責聲請務必閱讀正文之后的免責聲明明 6 of 26 圖圖 2：特斯拉歷代車型鈷消耗量：特斯拉歷代車型鈷消耗量 資料來源：Rho Motion，渤海證券 1.2 預計采用寧德時代預計采用寧德時代 CTP 技術技術+LFP 電池電池 在動力電池領域，磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池一直是兩大主流，其中三元鋰又分 為主流的鎳鈷錳（NCM）和鎳鈷鋁（NC

19、A）兩種，后者主要應用于特斯拉的車型 上。三元鋰電池在能量密度和低溫性能方面有優勢，在儲能密度方面，三元鋰電 池因為電壓高，其能量密度基本能達到 240Wh/kg，幾乎是磷酸鐵鋰電池 140Wh/kg 的 1.7 倍； 另外在抗低溫上， 三元鋰電池低溫使用下限值為零下 30 度， 相比磷酸鐵鋰電池低溫下限值零下 20 度更有優勢，同時在相同低溫條件下，磷 酸鐵鋰電池衰減高達 30%， 三元鋰電池冬季衰減不到 15%。 磷酸鐵鋰電池成本更 低、安全性更好、使用壽命長，但是最大的缺陷就是能量密度低，難以滿足高能 量密度高續航里程的需求。 隨著近期寧德時代攻克了 CTP 技術， 以及比亞迪發布 了“

20、刀片電池”， 磷酸鐵鋰電池的能量密度有了新的解決方案。 CTP 技術+磷酸鐵鋰 電池是在磷酸鐵鋰材料體系的基礎上， 利用系統集成及工藝改進來提升能量密度， 同時降低電池成本。寧德時代的 CTP 技術采用大模組的方式，通過取消頂板、側 板等零部件來簡化模組結構， 優化電池包結構， 提高了電池包在整車的連接強度， 實現較大幅度的降本。我們認為特斯拉上海工廠最終的配套方案為寧德時代磷酸 鐵鋰電池+CTP 技術，使得磷酸鐵鋰電池包系統能量密度達到 160Wh/kg。由于 省去了電池模組組裝環節，較傳統電池包，CTP 技術可以使電池包能量密度提高 10%15%，體積利用率提高 15%20%，零部件數量減

21、少 40%，大幅降低制造 成本。 行業專題報告行業專題報告 請務必閱讀正文之后的免責聲請務必閱讀正文之后的免責聲明明 7 of 26 圖圖 3：各類型電池能量密度各類型電池能量密度 資料來源： Rho Motion，渤海證券 CTP 的概念最開始是寧德時代在去年 9 月德國的法蘭克福車展上提出的。 作為高 集成的動力電池系統開發平臺， CTP 與傳統電池包的區別在于省去了中間的模組 環節， 其優勢主要有三點： 一是輕量化： CTP 技術能夠最大程度的減少電池 Pack 內部，各個模組之間的側板、底板、連接線束、固定件、非必要的橫梁，縱梁等 零部件，對于電池的輕量化非常有幫助。二是提升能量密度：

22、包括重量比能量密 度和體積比能密度。通過減少內部結構組建，CTP 電池包能提高體積利用率，系 統能量密度也間接提升，如寧德時代的 CTP 技術，重量比能量密度能達到 200Wh/kg。從體積比能量密度來看，比亞迪的 CTP 技術可以使體積比能量密度 相比過去能夠提升 50%，不同規格的電芯體積比能量密度分別為 439Wh/L、 448Wh/L、449 Wh/L、450 Wh/L。三是成本低：CTP 技術減少了電池 Pack 本 身的成本，也通過簡化工藝降低生產組裝成本，降低動力電池成本的需求事實上 也是 CTP 技術落地的一個重要推動力。 圖圖 4：寧德時代：寧德時代 CTP 技術技術 資料來

23、源：寧德時代官網，渤海證券 行業專題報告行業專題報告 請務必閱讀正文之后的免責聲請務必閱讀正文之后的免責聲明明 8 of 26 電池模組結構在電池 PACK 過程中起到電芯集成、支撐、固定和保護等作用，同 時還要滿足完好固定電芯位置并保護其不發生有損性能的形變、滿足載流性能要 求、滿足對電芯溫度的控制、遇到嚴重異常時及時斷電、避免熱失控的傳播等等 功能。如果去掉模組直接將電芯串并聯在一起做成電池包，這意味著一旦有電芯 出現問題將會對整個電池包產生影響，從而有可能降低電池包的可靠性。因此 CTP 技術對電池企業和主機廠而言的要求都很高， 包括提高電池產品的一致性和 增加售后維修成本等。北汽新能源

24、 EU5 是首款搭載 CTP 電池包的車型，其能量 密度可達到 200Wh/kg 以上。隨后大眾汽車拉美卡車公司（VWCO）也與寧德時 代簽訂長期合作協議， 搭載磷酸鐵鋰電池包的全新電動貨車 e-Delivery 即將上市。 寧德時代為 VWCO 定制的新型標準電池包效率由原來的 75%提升到 90%，系統 能量密度提升到 160Wh/kg。 目前雖然寧德時代和蜂巢能源利用 CTP 技術給出了 提升電池包空間利用率和能量密度的解決方案，但產品最終結果還需要進一步驗 證。 圖圖 5：寧德時代：寧德時代 CTP 技術電池技術電池 Pack 示意圖示意圖 資料來源：寧德時代專利 CN 2096582

25、78 U，渤海證券 1.3 低配版豐富特斯拉產品線，國產車型壓力陡增低配版豐富特斯拉產品線，國產車型壓力陡增 1.3.1 技術領跑優勢明顯技術領跑優勢明顯 特斯拉以三代產品定位依次下沉為路徑，以電動化切入、以智能化展開差異化競 爭、高度垂直一體化整合，逐步擴大用戶群體，同時維持環保、科技、高端的品 牌形象，目前公司在純電車和自動駕駛技術領域的領先優勢已經是行業公認。以 特斯拉在中國市場的銷量擔當 Model 3 為例，國產 Model 3 憑借動力電池系統、 自動駕駛技術以及整車 FOTA 技術支撐起起強大的競爭力。特斯拉最大的電池供 應商是全球電池領先企業松下公司，與松下聯合研發的強大電芯以

26、及自主研發的 行業專題報告行業專題報告 請務必閱讀正文之后的免責聲請務必閱讀正文之后的免責聲明明 9 of 26 電池管理系統和電池冷卻系統構筑了其在電動車核心領域技術壁壘。 從 18650 電 池到 21700 電池，特斯拉攜手松下實現了電池單體的自主研發，并在能量密度上 實現了突破， 達 260-280Wh/kg 。 在自動駕駛方面， 國產 model 3 搭載 Autopilot 系統，采用攝像頭為主導硬件，搭載 Hardware 3.0 芯片，配備 8 顆攝像頭、12 個超聲波雷達和 1 個毫米波雷達。特斯拉表示在不久之后，Autopilot 甚至將具備 城市內道路的駕駛能力，可以識別

27、紅綠燈和小路口的停車標志。在人機交互系統 方面，通過 FOTA 空中升級的方式進行軟件的更新，保證硬件系統的優化潛力得 以發揮。相比于其他車企的 OTA，FOTA 技術能夠對底層系統進行迭代，直接向 相關 ECU 推送軟件補丁，完成功能性升級。 圖圖 6：特斯拉：特斯拉 Model 3 資料來源：特斯拉官網，渤海證券 除了提升各車型的技術優勢，特斯拉還積極完善配套基礎設施。截止 2019 年 12 月特斯拉已經在中國市場投放超級充電站超過 300 座，超級充電樁數量也已經達 到 1.5 萬個。12 月 27 日，特斯拉在上海金橋建成國內首座 V3 超級充電樁，并 對外開放。V3 充電樁最高支持

28、 250kW 充電功率，相比 V2 充電樁提升一倍多。 還是以 Model 3 為例， 在峰值功率狀況下， 5 分鐘充電時間里能將續航增加 120km 左右。特斯拉憑借智能化優勢、完善的配套設施以及獨特的品牌效應迅速擴大市 場，推動全產業鏈的發展。 1.3.2 價格下沉搶占價格下沉搶占新能源汽車新能源汽車市場市場 2019 年全球電動車的銷量約為 220 萬輛，同比 2018 年實現增長 10%，市場份 額從 2.1%提升到 2.5%。按照車企銷量排名來看， 前三名分別為特斯拉、比亞迪 和北汽，原本排在全球電動車銷量首位的比亞迪已被特斯拉成功反超，主要是因 行業專題報告行業專題報告 請務必閱讀

29、正文之后的免責聲請務必閱讀正文之后的免責聲明明 10 of 26 為國內新能源補貼的退坡，導致比亞迪銷量連續數月下滑，而特斯拉在全球各個 地區銷售均實現增長，其中包括中國市場受補貼價格下滑，銷量持續擴大。根據 具體電動車型來看，特斯拉的 Model 3 全年銷量為 30.1 萬輛，北汽 EU 系列全年 銷量 11.1 萬輛，日產聆風年銷量 7.0 輛,成功超越比亞迪元登上了第三的寶座。 特斯拉的 Model 3 銷量在全球總銷量中占比達 14%左右， 明顯高于排在第二的北 汽 EU 系列，在全球銷量中處于絕對領先地位。 圖圖 7：2019 年分車型全球銷量排行年分車型全球銷量排行 資料來源：E

30、V sales，渤海證券 根據公司公告，特斯拉的交付量逐年增加，2019 年全年交付 36.8 萬輛，同比增 長 49.8%，其中 Model 3 交付量 30.1 萬輛，高于 Model S 和 X 系列的總和，同 比增長 106.01%。在特斯拉的主要銷售市場中，2019 年 Model 3 在美國市場的 銷量為 15.9 萬輛，位居最暢銷電動汽車排行榜榜首，三款車型 Model S、X 和 3 約占美國電動市場份額的 78%。中國市場是特斯拉海外第一大市場、全球第二大 市場（僅次于美國本土），也是全球增長最快的市場。在車市整體下行和補貼退 坡的情況下，特斯拉在中國的銷量卻是逆市而行，快速上漲。今年 1 月我國新能 源汽車產銷僅完成 4 萬輛和 4.4 萬輛，同比下滑程度均超過了 50%，多半的傳統 企業遭遇了“斬腰”式下滑。而據特斯拉公布的報告顯示，特斯拉上海的超級工廠 已經恢復了國產 Model 3 的交付工作，目前上海工廠對國產 Model 3 的產量可 達