1、2020年深度行業分析研究報告目錄1.動力電池產業:政策驅動下高速成長的新興產業.41.1動力電池是新能源汽車重要組成部分.41.2政策支持下,動力電池需求隨新能源汽車銷量快速增長.52.產業鏈:動力電池環節在產業鏈處于較強勢地位,產業集群效應明顯.62.1電池材料:四大材料行業呈現不同特征.72.1.1正極材料:決定動力電池性能,競爭格局分散.72.1.2隔膜材料:產業鏈中毛利率最高的環節.82.1.3負極材料:盈利和格局較為穩定.102.1.4電解液:周期屬性明顯,格局較為集中.112.2電池制造:產業聚集特征明顯.122.2.1動力電池環節在整條產業鏈中議價能力較強.122.2.2動力電
2、池產業鏈主要聚集在中日韓地區.132.3下游需求:市場空間廣闊.143.全球化發展趨勢明顯,抓緊海外產業鏈機遇.163.1歐洲市場崛起,國內企業有望直接或間接參與全球化供應.163.2海外動力電池企業入華,或帶來本土化采購.184.技術進步勢在必行,將推動產業再次發展.194.1動力電池技術進步需求迫切.194.2鋰電材料:以提升能量密度與安全性為導向的技術進步.194.2.1銅箔輕薄化發展.194.2.2三元高鎳正極與富鋰錳基正極材料不斷發展.204.2.3進一步提升能量密度的下一代硅碳負極材料逐漸商用.214.2.4隔膜材料涂覆材料創新提升動力電池安全性能.214.3動力電池:電芯結構與P
3、ack結構的創新.214.3.1固態電池的商業應用處于不斷探索之中.214.3.2去模組化的Pack創新.22插圖目錄圖1:中國大陸2019年動力電池裝機結構(按容量計算份額).4圖2:動力電池圖示.5圖3:新能源汽車整車成本結構.5圖4:國內新能源汽車銷量及增速.5圖5:國內動力電池裝機量及增速.5圖6:動力電池上下游及主要產業鏈概況.6圖7:2018年國內三元正極市場格局.8圖8:海外正極材料市場競爭格局.8圖9:四大鋰電材料銷售毛利率對比.9圖10:2019年上半年國內隔膜市場競爭格局.9圖11:國內隔膜出貨量結構及濕法占比.9圖12:2019年上半年國內隔膜產量結構.9圖13:國內負極
4、材料出貨量及人造石墨占比.10圖14:負極材料企業綜合毛利率.11圖15:2018年國內負極材料市場競爭格局.11圖16:電解液環節毛利率統計.11圖17:國內電解液市場競爭格局.11圖18:2019年全球動力電池裝機量Top10企業所在國家分布(以裝機量計).13圖19:2019年全球動力電池市場裝機結構.13圖20:國內新能源汽車銷量及滲透率.15圖21:歐盟轎車二氧化碳排放量及目標值.16圖22:歐盟轎車油耗目標值.16圖23:2019年全球新能源汽車銷量地區結構.17圖24:2020年1月全球新能源汽車銷量地區結構.17圖25:用戶不購買新能源汽車的主要原因.19圖26:NCM三元正極
5、材料元素配比與放電容量、熱穩定性的關系.20圖27:固態電池結構圖示及其倍率性能測試.21圖28:寧德時代CTP技術組成的Pack結構圖.22圖29:比亞迪刀片電池組成的Pack爆炸圖.22圖30:比亞迪的三種動力電池(單體)針刺實驗結果對照.23表格目錄表1:電池的分類和應用領域.4表2:動力電池產業領域政策.6表3:不同正極材料對比.7表4:國內隔膜企業進入海外電池供應鏈情況統計(包含動力和消費電子電池).10表5:常見負極材料性能對比.10表6:動力電池及其上下游企業相關業務毛利率統計.12表7:2019年全球動力電池出貨量(GWh).14表8:全球主要動力電池供應商梳理(不完全統計).
6、14表9:國內新能源汽車產量預測.15表10:一些中國鋰電供應商參與海外新能源汽車供貨的統計.17表11:海外動力電池廠商在中國布局(不完全統計).18表12:銅箔輕薄化發展帶來動力電池負極載流體質量減少.20nMpQnNnRqNtNsQpOpQyRoN7NcM8OoMpPnPmMkPpPmQlOrRmN7NoOxPNZnRoMwMpNoO1.動力電池產業:政策驅動下高速成長的新興產業1.1動力電池是新能源汽車重要組成部分動力電池是指專用于新能源汽車上的電池,是新能源汽車出現之后的專有名詞,與消費電子電池、儲能電池共同組成了電池的三大應用領域。按照電池的種類分,有鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池
7、、固態電池等。鋰離子電池天然具有能量密度高、占地小、長循環壽命等有點,是目前最重要的動力電池品類。電池的分類和應用領域如表1所示。表1:電池的分類和應用領域鉛酸(碳)電池鎳氫電池鋰離子電池(半)固態電池消費電子電池動力電池儲能電池資料來源:公開資料整理,研究所鋰離子動力電池作為應用最廣泛的動力電池,一般根據正極材料的不同又分為三元鋰離子動力電池、磷酸鐵鋰鋰離子動力電池、錳酸鋰鋰離子動力電池等。其中以磷酸鐵鋰作為正極材料的電池充放電循環壽命長,但其缺點是能量密度、高低溫性能、充放電倍率特性方面有一定不足,且生產成本較高;錳酸鋰離子電池能量密度低、高溫下的循環穩定性和存儲性能較差;而三元鋰離子動力
8、電池因具有綜合性能和成本的雙重優勢,逐漸被行業所關注和認同,超越磷酸鐵鋰鋰離子電池和錳酸鋰鋰離子電池成為主流的技術路線。2019年國內動力電池市場裝機量結構如圖1所示。圖1:中國大陸2019年動力電池裝機結構(按容量計算份額)其他2.41%磷酸鐵鋰鋰離子電池32.48%三元鋰離子電池65.11%資料來源:中國汽車工業協會2020年1月信息發布會,研究所動力電池是新能源汽車重要零部件之一,對新能源汽車的續航里程、整車壽命、安全性等關鍵指標具有重要影響。動力電池在新能源汽車整車成本中占比接近40%,是新能源汽車成本占比最大的部分。如圖3所示。圖2:動力電池圖示圖3:新能源汽車整車成本結構車身其他7
9、.00%5.00%電子9.00%內飾15.00%底盤14.00%電控5.50%電池38.00%電機6.50%資料來源:網絡公開資料,研究所資料來源:鉅大鋰電,研究所1.2政策支持下,動力電池需求隨新能源汽車銷量快速增長動力電池產業隨著新能源汽車市場快速發展而不斷壯大。據中國汽車工業協會數據,2013年至2019年中國新能源汽車年銷量增長了68.52倍,而中國儲能網、新產業智庫等多方數據顯示,作為重要配套零件的動力電池年裝機量在上述期間增長了89.11倍。如圖4、圖5所示。圖4:國內新能源汽車銷量及增速圖5:國內動力電池裝機量及增速銷量(萬輛)同比增速裝機量(GWh)同比增速1401201008
10、0400%300%200%70605040400%350%300%250%200%60402002010201120122013201420152016201720182019100%0%-100%30201002013201420152016201720182019150%100%50%0%資料來源:中國汽車工業協會,研究所資料來源:中國儲能網,新產業智庫,研究所動力電池產業從無到有,從野蠻擴張到有序發展,離不開政策的支持、引導與規范。尤其是在早期起步階段,補貼政策是吸引企業進入的關鍵因素。一方面,補貼政策的刺激使得動力電池的需求逐步提升,產業規模不斷擴大;另一方面,動力電池產業內的政策驅動
11、行業向規范化的方向發展。2001年以來動力電池產業政策如表2所示。表2:動力電池產業領域政策時間文件部門內容2001年-科技部等同意在深圳組建國家863計劃鋰動力電池研究發展中心2008年-奧運會推廣示范2009年-“十城千輛”推廣計劃規范條件工信部2015年3月汽車動力蓄電池行業該規范從多角度對動力蓄電池生產企業提出要求,建立動力電池白名單。2016年1月2016年11月2017年3月2018年2月電動汽車動力蓄電池回收利用技術政策(2015年版)(汽車動力電池行業規范條件征求意見稿)關于印發促進汽車動力電池產業發展行動方案的通知新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法發改委、工信部、環保部
12、、商務部、質檢總局工信部工信部、發改委、科技部、財政部工信部、科技部、環保部、交通部、商務部、質檢總局、能源局明確動力電池回收利用的責任主體,明確建立動力電池編碼制度,建立可追溯體系。提出鋰離子動力電池單、金屬氫化物鎳動力電池、超級電容器單體企業年產能力分別不低于80億瓦時、1億瓦時、1千萬瓦時。系統企業年產能力不低于8萬套或40億瓦時。提出分三個階段推進我國動力電池發展:2018年,提升現有產品性價比;2020年,改進的鋰離子動力電池實現大規模應用;2025年,采用新化學原理的新體系電池力爭實現技術變革和開發測試。汽車生產企業應建立動力蓄電池回收渠道,汽車生產企業應建立回收服務網點,負責收集
13、廢舊動力蓄電池。鼓勵汽車生產企業、電池生產企業、報廢汽車回收拆解企業與綜合利用企業等通過多種形式,共用廢舊動力蓄電池回收渠道。業和信息化部公告工信部2019年6月中華人民共和國工自2019年6月21日起廢止汽車動力蓄電池行業規范條件(工業和信息化部公告2015年第22號)資料來源:寧德時代招股說明書、工信部等,研究所2.產業鏈:動力電池環節在產業鏈處于較強勢地位,產業集群效應明顯動力電池產業鏈是新能源汽車產業鏈上的一部分,整個產業鏈較長,上游可追溯到鋰、鈷、鎳等礦產資源端,中游是四大鋰電材料及其他輔助材料,動力電池的下游是新能源汽車,整車之后是下游運營與服務等環節。動力電池上下游及主要產業鏈概
14、況如圖6所示。圖6:動力電池上下游及主要產業鏈概況資料來源:公開資料整理,研究所2.1電池材料:四大材料行業呈現不同特征動力電池性能與正極、負極、隔膜、電解液四大鋰電材料關系密切,各環節特點各不相同。2.1.1正極材料:決定動力電池性能,競爭格局分散2017年國家發改委、工信部和科技部聯合發布汽車產業中長期發展規劃,提出:到2020年,動力電池單體比能量達到300Wh/kg以上,力爭實現350Wh/kg,系統比能量力爭達到260Wh/kg。到2025年,動力電池系統比能量達到350Wh/kg。這樣的動力電池單體能量密度目標對于磷酸鐵鋰離子電池而言幾乎是不可能達到的。因此,這也被看作高層對具有能
15、量密度優勢的三元鋰離子電池的支持,此后使用三元正極材料的三元動力電池逐漸成為主流,中汽協數據顯示2019年國內動力電池裝機中65%是三元鋰離子電池。但是,2019年12月工信部官網發布的新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)(征求意見稿)未再提及對動力電池能量密度的指引。不同正極材料的性能和優缺點對比如表3所示。表3:不同正極材料對比正極材料結構能量密度(Wh/kg)循環次數(圈)優點缺點鎳鈷錳三元800層狀170-200鎳鈷鋁500能量密度較高,成本相對較低安全性能較差磷酸鐵鋰橄欖石結構130-1502000安全性好、循環性能好能量密度低鈷酸鋰層狀360500能量密度高成本高錳酸鋰尖晶石150300成本低能量密度差,高溫循環性差資料來源:中國產業信息網,研究所從電池角度測算,據中國儲能網2020年2月18日轉載蓋世汽車網文章,引用韓國SNEResearch統計數據,2019年全球動力電池出貨116.6GWh,而中國汽