動力電池是新能源汽車重要部件，政策驅(qū)動下高速成長
動力電池是專門用于新能源汽車的電池，目前主流動力電池是鋰離子電池，而其中三元鋰離子電池以6-7成的份額在動力電池領域占據(jù)主導地位。在國內(nèi)的補貼政策支持下，新能源汽車銷量猛增，2013年至2019年中國新能源汽車年銷量增長了68.52倍。而動力電池是新能源汽車不可或缺的組成部分，并且對新能源汽車的續(xù)航里程、整車壽命、安全性等關鍵指標具有重要影響。同時，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。新能源汽車的增長帶動了動力電池需求增長，同期動力電池年裝機量增長了89.11倍。
動力電池在產(chǎn)業(yè)鏈中議價能力較強，產(chǎn)業(yè)集群特征明顯
動力電池的上游是四大鋰電材料等環(huán)節(jié)，下游是新能源汽車。上游四大鋰電材料包括正極材料、負極材料、隔膜、電解液，各個環(huán)節(jié)呈現(xiàn)不一樣的特征。正極材料對動力電池多方面性能有很強的決定性作用，隔膜材料是四大材料中毛利率最高的環(huán)節(jié)，負極材料環(huán)節(jié)盈利水平和行業(yè)格局較為穩(wěn)定，電解液環(huán)節(jié)周期屬性較為明顯。而動力電池環(huán)節(jié)呈現(xiàn)產(chǎn)業(yè)格局較為聚集的特征，2019年全球動力電池出貨量Top10企業(yè)均為中日韓企業(yè)，并且上游配套產(chǎn)業(yè)鏈也基本集中在中日韓地區(qū)。從產(chǎn)業(yè)鏈議價能力看，對上游和下游而言，動力電池均處于相對較為強勢地位，盈利能力較強。下游新能源汽車處于成長期，未來成長空間巨大，將帶動動力電池產(chǎn)業(yè)需求增長。
動力電池產(chǎn)業(yè)進入全球化發(fā)展新階段，緊抓海外產(chǎn)業(yè)鏈機遇
隨著歐洲最新交通減排法案的執(zhí)行和國內(nèi)動力電池產(chǎn)業(yè)政策的放開，新能源汽車和動力電池產(chǎn)業(yè)即將迎來全球化發(fā)展的浪潮。海外市場將以更高的速度增長，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)有望抓住機遇進入海外新能源汽車和動力電池產(chǎn)業(yè)供應體系。我們認為，主要有兩條主線值得關注。第一，海外車企發(fā)力電動化，國內(nèi)優(yōu)質(zhì)供應商有望直接或者間接進入其供應體系；第二，海外動力電池在國內(nèi)新建產(chǎn)能，有望開啟本土化采購。
動力電池技術進步需求強烈，創(chuàng)新將驅(qū)動產(chǎn)業(yè)再次發(fā)展
我們認為，動力電池技術進步將提升動力電池性能，提高新能源汽車消費意愿，從而推動動力電池需求再增長。動力電池產(chǎn)業(yè)的技術進步與創(chuàng)新主要包括底層材料技術的進步與動力電池結(jié)構上的創(chuàng)新兩個維度。底層材料技術進步有銅箔輕薄化發(fā)展、三元高鎳與富鋰錳基正極材料推進、硅碳負極產(chǎn)業(yè)化應用、隔膜涂覆材料的創(chuàng)新等方向；動力電池的創(chuàng)新主要是固態(tài)電池的商業(yè)化推進和去模組化的CTP技術。
投資策略：如海外市場發(fā)展順利，已進入海外新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的電池及材料供應商有望受益，如寧德時代、比亞迪、恩捷股份、星源材質(zhì)、容百科技、璞泰來等。
風險提示：COVID-19疫情全球擴散情況及對社會經(jīng)濟活動的影響或偏離預期；行業(yè)政策或出現(xiàn)重大變化；新能源汽車市場發(fā)展或不及預期；技術進步或不及預期；上市公司相關業(yè)務發(fā)展或低預期。
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動力電池產(chǎn)業(yè)：政策驅(qū)動下高速成長的新興產(chǎn)業(yè)
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(xiàn)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、固態(tài)電池等。鋰離子電池天然具有能量密度高、占地小、長循環(huán)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。
鋰離子動力電池作為應用最廣泛的動力電池，一般根據(jù)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(huán)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(chǎn)成本較高；錳酸鋰離子電池能量密度低、高溫下的循環(huán)穩(wěn)定性和存儲性能較差；而三元鋰離子動力電池因具有綜合性能和成本的雙重優(yōu)勢，逐漸被行業(yè)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(nèi)動力電池市場裝機量結(jié)構如圖1所示。
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(xù)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。
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(chǎn)業(yè)隨著新能源汽車市場快速發(fā)展而不斷壯大。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，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(wǎng)、新產(chǎn)業(yè)智庫等多方數(shù)據(jù)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。
動力電池產(chǎn)業(yè)從無到有，從野蠻擴張到有序發(fā)展，離不開政策的支持、引導與規(guī)范。尤其是在早期起步階段，補貼政策是吸引企業(yè)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(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大；另一方面，動力電池產(chǎn)業(yè)內(nèi)的政策驅(qū)動行業(yè)向規(guī)范化的方向發(fā)展。2001年以來動力電池產(chǎn)業(yè)政策如表2所示。
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動力電池產(chǎn)業(yè)鏈地位強勢，產(chǎn)業(yè)集群效應明顯
動力電池產(chǎn)業(yè)鏈是新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈上的一部分，整個產(chǎn)業(yè)鏈較長，上游可追溯到鋰、鈷、鎳等礦產(chǎn)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(huán)節(jié)。動力電池上下游及主要產(chǎn)業(yè)鏈概況如圖6所示。
2.1 電池材料：四大材料行業(yè)呈現(xiàn)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(huán)節(jié)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(fā)改委、工信部和科技部聯(lián)合發(fā)布《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)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(xiàn)350Wh/kg，系統(tǒng)比能量力爭達到260Wh/kg。到2025年，動力電池系統(tǒng)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量密度優(yōu)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(xié)數(shù)據(jù)顯示2019年國內(nèi)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(wǎng)發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)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(yōu)缺點對比如表3所示。
從電池角度測算，據(jù)中國儲能網(wǎng)2020年2月18日轉(zhuǎn)載蓋世汽車網(wǎng)文章，引用韓國SNE Research統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2019年全球動力電池出貨116.6GWh，而中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，2019年中國裝機62.2GWh，其中40.5GWh是三元，因為海外基本都用三元動力電池，所以2019年全球動力電池使用三元正極材料的比例大概為80.96%，中國三元正極材料的需求在全球占比大約為42.90%。
中國在較短時間內(nèi)切換至三元技術路線，并做到三元材料全球需求占比超過40%，快速增長的需求吸引眾多企業(yè)入局；同時也因為行業(yè)發(fā)展紅利期，下游客戶結(jié)構復雜，存在部分迎合補貼政策的低端車型對正極材料質(zhì)量要求不高，以成本為導向，致使三元正極材料門檻有所降低，技術不那么領先的企業(yè)也可以生存。這在一定程度上導致了國內(nèi)三元正極材料市場較為分散的競爭格局。而海外市場則因為一直走三元技術路線，并且擁有成熟的化工產(chǎn)業(yè)體系，兼之下游動力電池企業(yè)對正極材料企業(yè)質(zhì)量要求嚴格，因而格局較為集中。
國內(nèi)和國外正極材料行業(yè)競爭格局如圖7和圖8所示。
配套下游電池廠或引起正極材料行業(yè)業(yè)績分化，或帶動行業(yè)產(chǎn)能出清，格局走向集中。2019年國內(nèi)正極材料廠商業(yè)績逐漸出現(xiàn)分化，通過研究發(fā)現(xiàn)，客戶結(jié)構良好的正極材料廠商具備更好的業(yè)績增速。我們認為，這一趨勢將在未來得以延續(xù)。
短期磷酸鐵鋰需求或有回暖，短期看三元正極材料仍將是主流。從工信部發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》（征求意見稿）未提及能量密度要求、將技術關注點轉(zhuǎn)向單車電耗等可以看出，監(jiān)管部門不再鼓勵一味追求高能量密度。同時，面臨補貼退坡壓力，具備成本優(yōu)勢的磷酸鐵鋰材料將受到關注。新能源汽車頭部企業(yè)特斯拉已經(jīng)宣布與寧德時代合作采購無鈷電池，路透社等媒體援引消息人士觀點，無鈷電池是磷酸鐵鋰離子電池。因此短期看，磷酸鐵鋰電池材料需求或有所回暖。
2.1.2 隔膜材料：產(chǎn)業(yè)鏈中毛利率最高的環(huán)節(jié)
隔膜行業(yè)高毛利率主要與其較高的技術壁壘有關。動力電池隔膜企業(yè)生產(chǎn)的兩項關鍵要素是穩(wěn)定的設備和成熟的工藝，設備一般需要提前從海外定制，而將設備調(diào)試至可以穩(wěn)定生產(chǎn)、良品率高的狀態(tài)一般需要花費3年左右的時間，因此進入這一行業(yè)需要3-4年準備時間，這種投入及不確定性形成了進入行業(yè)的壁壘。也正因如此，隔膜行業(yè)擁有良好競爭格局，2019年上半年國內(nèi)企業(yè)恩捷股份和星源材質(zhì)兩家企業(yè)就占據(jù)了行業(yè)接近44%的市場份額。
四大鋰電材料行業(yè)的平均毛利率水平如圖9所示，2019年上半年國內(nèi)隔膜行業(yè)競爭格局如圖10所示。
從技術路線角度講，濕法隔膜已經(jīng)取代干法隔膜逐漸成為主流。兩種隔膜因為生產(chǎn)的過程和技術存在差異，因此導致產(chǎn)品成本和性能存在差異。濕法隔膜因為更輕薄有助于能量密度提升。濕法隔膜不斷替代干法隔膜市場，如圖11所示，2019年上半年濕法隔膜比例已經(jīng)達到72.96%，如圖12所示。我們認為，濕法隔膜是未來主流方向，干法隔膜將以自身的成本優(yōu)勢更多應用于磷酸鐵鋰離子電池等領域。
在海外市場和客戶方面有突破的企業(yè)或具有更強盈利能力。據(jù)公開資料和我們調(diào)研確認，海外動力電池廠在采購價格方面高于國內(nèi)企業(yè)，海外電池廠更看重質(zhì)量。技術領先、產(chǎn)品質(zhì)量上乘、與海外電池廠達成合作關系的頭部企業(yè)或?qū)碛懈叩膯挝划a(chǎn)品售價。同時，我們判斷未來一段時間海外新能源汽車和動力電池市場增速本就快于國內(nèi)。因此，這類企業(yè)有望實現(xiàn)產(chǎn)品價格和需求量上的雙重提升。國內(nèi)與進入海外動力電池產(chǎn)業(yè)鏈的隔膜企業(yè)如表4所示。
2.1.3 負極材料：盈利和格局較為穩(wěn)定
目前常用的負極材料主要是石墨類材料，包括天然石墨、人造石墨、硅碳負極、中間相碳微球等。不同材料優(yōu)勢各不相同，人造石墨因其良好的倍率、循環(huán)性能以及較低的價格獲得了更多市場份額。不同負極材料的性能對比如表5所示。
技術路線方面，人造石墨占據(jù)了行業(yè)主流。當前主要使用的負極材料是石墨類材料，一般的天然石墨因為價格低仍有部分需求，人造石墨因為良好的循環(huán)性能、倍率性能、安全性能，備受關注，已經(jīng)成為當前負極材料領域主流。數(shù)據(jù)顯示，全國使用的負極材料中人造石墨的占比不斷提升，2019年已經(jīng)達到78.49%。如圖13所示。硅碳負極是下一代負極材料，需要相應的高能量密度正極材料與之相匹配，并且硅碳負極面臨硅顆粒容易膨脹等問題。
國內(nèi)負極材料行業(yè)毛利率常年維持在30%左右。以行業(yè)頭部企業(yè)貝特瑞、璞泰來、中科電氣三家企業(yè)的負極材料業(yè)務為研究對象，其負極材料業(yè)務綜合毛利率自2013年以來一直維持在30%-33%的區(qū)間。如圖14所示。
行業(yè)集中度高，格局基本保持穩(wěn)定。璞泰來和杉杉股份（兩家企業(yè)業(yè)務披露較為充分）合計份額于2019年上半年接近32%，較2018年32%左右的合計份額基本保持穩(wěn)定。如圖15所示。
負極材料行業(yè)穩(wěn)定的狀態(tài)與負極材料行業(yè)需求、技術較為穩(wěn)定有關?，F(xiàn)在動力電池使用負極材料的是石墨，儲備用于下一代的是硅碳混合負極。技術路線已經(jīng)十分穩(wěn)定，即使有技術進步也是在碳基材料上改進。另外，動力電池使用的負極與此前的消費電子電池等領域的負極材料基本無差別，經(jīng)過多年發(fā)展，行業(yè)格局基本已經(jīng)穩(wěn)定，未來這一格局有望持續(xù)。
2.1.4 電解液：周期屬性明顯，格局較為集中
電解液由溶質(zhì)和溶劑組成，六氟磷酸鋰是關鍵原材料，電解液制備屬于氟化工產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)能投放周期較短，行業(yè)盈利周期性波動特征明顯，如圖16所示。行業(yè)格局方面，天賜材料、新宙邦、國泰華榮合計占據(jù)超過一半的份額，如圖17所示。電解液最為重要的是配方。溶質(zhì)、溶劑、添加劑的選擇和配比是核心技術，傳統(tǒng)氟化工企業(yè)在這一領域具備競爭優(yōu)勢，天賜材料、新宙邦等企業(yè)不僅在國內(nèi)處于領先地位，同時還進軍海外市場。
2.2 電池制造：產(chǎn)業(yè)聚集特征明顯
2.2.1 動力電池環(huán)節(jié)在整條產(chǎn)業(yè)鏈中議價能力較強
動力電池在產(chǎn)業(yè)鏈中具有較高的議價能力。對于上游鋰電材料供應商而言，因為供需格局和技術壁壘的問題，一般會被動力電池廠商壓低價格，因此毛利率較低。而對于下游整車廠而言，即將到來或者已經(jīng)在實施的政策帶來的壓力下，發(fā)展新能源汽車是剛性任務。雖然動力電池行業(yè)產(chǎn)能過剩，但更多的是結(jié)構性的過剩，符合車廠需要、有一定競爭力的動力電池對車廠而言相對稀缺。比如近期有外媒報道，捷豹、奧迪等車企因為LG歐洲工廠產(chǎn)能不足不得不推遲新車型量產(chǎn)計劃，或降低產(chǎn)量預期。優(yōu)質(zhì)的動力電池企業(yè)無論是對上游還是下游，都具有較強的議價能力，處于重要且較為強勢的地位。我們從不同環(huán)節(jié)企業(yè)的毛利率水平可以看出這一特征，如表6所示。
但新能源汽車補貼在逐步退坡，下游整車廠對產(chǎn)業(yè)鏈降成本需求提升。我們認為，未來動力電池環(huán)節(jié)毛利率有一定下降可能，因為在動力電池成本中占比最大的正極材料環(huán)節(jié)毛利率下降空間已經(jīng)不大，降低其他環(huán)節(jié)的成本對動力電池成本下降幫助有限。因此我們認為動力電池降成本的空間主要在于自身工藝的提升，通過工藝等方面的改進降低單位Wh動力電池的成本，同時壓低自身毛利率使得動力電池環(huán)節(jié)毛利率回歸產(chǎn)業(yè)平均水平是較為合理的發(fā)展趨勢。
2.2.2 動力電池產(chǎn)業(yè)鏈主要聚集在中日韓地區(qū)
全球動力電池行業(yè)競爭格局已經(jīng)較為集中。2019年國內(nèi)和全球動力電池行業(yè)前十廠商占據(jù)86.88%的份額。全球動力電池裝機量前十的企業(yè)看，主要是中國、韓國和日本的企業(yè)，出貨量前十動力電池企業(yè)所在國家分布如圖18所示。
據(jù)中國儲能網(wǎng)2020年2月18日轉(zhuǎn)載蓋世汽車網(wǎng)文章，引用韓國SNE Research統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2019年全球動力電池裝機量合計116.6GWh。裝機量Top 10的企業(yè)中，中國企業(yè)有5家，合計占有全球45.10%的市場份額，在Top10裝機量中占比52%；韓國企業(yè)有三家，合計占有全球15.78%的份額，在Top10裝機量中占比18%；日本有2家企業(yè)，合計占有全球25.99%的市場份額，在Top10裝機量中占比30%。如圖19、表7所示。
動力電池供應商幾乎都是中日韓企業(yè)，全球鋰電產(chǎn)業(yè)鏈也呈現(xiàn)出明顯的集群特征。包括上游正極材料、負極材料、隔膜、電解液、鋰電設備等產(chǎn)業(yè)均集中在中日韓地區(qū)。三個國家之間基本實現(xiàn)了動力電池產(chǎn)業(yè)鏈的閉環(huán)。如表8所示。
上述全球主要動力電池的供應商中，除了優(yōu)美科是比利時企業(yè)外，其他均是中日韓地區(qū)企業(yè)。動力電池及其上游電池材料企業(yè)均集中于中日韓地區(qū)。
2.3 下游需求：市場空間廣闊
無論國內(nèi)市場還是海外市場，新能源汽車均處于成長期起步階段，有望帶動動力電池產(chǎn)業(yè)需求持續(xù)旺盛。
國內(nèi)方面，據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2019年國內(nèi)新能源汽車銷量120.6萬輛，在2,576.9萬輛的汽車銷量中占比僅4.68%，如圖20所示。新能源汽車行業(yè)空間廣闊，將帶動動力電池需求持續(xù)增長。工信部官網(wǎng)2019年12月3日發(fā)布《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》（征求意見稿），提出2025年國內(nèi)市場新能源汽車銷量占比要達到25%。市場成長空間巨大。
根據(jù)國內(nèi)政府規(guī)劃、外資新車型投放進度、雙積分要求等，我們測算了2020-2022年國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)量分別為155.2萬輛、205.1萬輛、253.6萬輛。如表9所示。
放眼全球，在歐洲市場持續(xù)貢獻增量的背景下，新能源汽車市場發(fā)展呈現(xiàn)加速之勢，將為動力電池帶來大量需求。
根據(jù)《歐洲議會和理事會第（EU）2019/631號條例》（下稱“條例”）相關規(guī)定，條例規(guī)定，2020年車企新登記轎車中至少95%需達到95g/km的CO2排放控制目標，2021年起所有新登記轎車的CO2平均排放需低于95g/km。據(jù)該官網(wǎng)數(shù)據(jù)，2018年歐盟和冰島新登記的轎車平均CO2排放量為120.4g/km，95g/km的新要求較其降低21.1%，對應大約4.1升/100km的汽油消耗或3.6升/100km的柴油消耗，如圖21和圖22所示。碳排放法規(guī)的趨嚴將帶來新能源汽車銷量和動力電池需求的增長。
未來幾年，國內(nèi)市場和海外市場動力電池需求均處于30%左右的中高速增長中，行業(yè)成長屬性明顯。在國內(nèi)計劃出臺的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》的指導與歐盟最新碳排放法規(guī)的要求下，全球新能源汽車市場將長期保持增長態(tài)勢。隨著部分國家規(guī)劃禁售燃油車，整個動力電池產(chǎn)業(yè)需求有望持續(xù)增長。
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全球化發(fā)展趨勢明顯，抓緊海外產(chǎn)業(yè)鏈機遇
隨著歐洲最新交通減排法案的執(zhí)行和國內(nèi)動力電池產(chǎn)業(yè)政策的放開，新能源汽車和動力電池產(chǎn)業(yè)即將迎來全球化發(fā)展的浪潮。海外市場將以更高的速度增長，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)有望抓住機遇進入海外新能源汽車和動力電池產(chǎn)業(yè)供應體系。
3.1 歐洲市場崛起，國內(nèi)企業(yè)有望直接或間接參與全球化供應
如前文所述，歐洲或?qū)⒊蔀槿蜃畲蟮男履茉雌囀袌?，為動力電池產(chǎn)業(yè)帶來重要增量需求。Inside EVs和EV sales數(shù)據(jù)表明，在2020年1月全球新能源汽車銷量下滑7%的情況下，歐洲市場逆勢增長121%，領跑全球。2019年和2020年1月全球新能源汽車銷量地區(qū)結(jié)構如圖23和圖24所示。
動力電池方面，Inside EVs引用Adamas Intelligence最新報告中的數(shù)據(jù)表明，2020年1月歐洲以2.6GWh的動力電池裝機量領先于中國的2.0GWh裝機量（與中國汽車工業(yè)協(xié)會公布數(shù)據(jù)略有出入）。
同時，美國通用汽車（GM）公布最新電動化戰(zhàn)略，日本老牌節(jié)油車企豐田、本田等均做出相應的電動化布局，我們認為海外新能源汽車市場將迎來高速發(fā)展時期。
因為動力電池產(chǎn)業(yè)供應體系主要集中在中日韓地區(qū)，中國產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)質(zhì)企業(yè)有望直接或間接進入海外車企供應鏈。海外市場的繁榮一方面將帶來第三方動力電池企業(yè)和零部件企業(yè)采購量的增加，另一方面將帶來動力電池產(chǎn)業(yè)的本土化推進，這是海外動力電池產(chǎn)業(yè)鏈投資機會的兩個維度。
第三方采購角度看，已經(jīng)進入海外新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)有望迎來業(yè)務量的增長。主要包括直接參與和間接參與，直接參與主要是寧德時代等企業(yè)直接供應相應車企，間接參與主要是指國內(nèi)鋰電材料企業(yè)通過供應動力電池廠商進入海外車企供應鏈。國內(nèi)動力電池產(chǎn)業(yè)公司在海外車企的供應鏈方面的參與情況如表10所示。
動力電池本土化生產(chǎn)的推進方面，歐洲動力電池廠商Northvolt產(chǎn)能建設或帶來采購需求。Northvolt于2016年成立于瑞典，當前可以生產(chǎn)圓柱和方形動力電池。據(jù)Northvolt官網(wǎng)報道，2019年3月大眾集團已經(jīng)開始著手和其他合作伙伴建立一個“歐洲電池聯(lián)盟”，新的聯(lián)盟將由大眾集團和Northvolt共同領導。6月其官網(wǎng)報道稱，大眾集團聯(lián)合高盛、寶馬等集團一起向Northvolt提供貸款，位于瑞典的16GWh產(chǎn)能將于2019年8月開工建設，其截至2030年的在手訂單達到130億元。此外，大眾集團和Northvolt也將成立合資公司，在德國建設16GWh的產(chǎn)能，德國經(jīng)濟部長2019年11月29日表示，該項目已經(jīng)向歐盟提交。據(jù)星源材質(zhì)2020年3月28日公告，Northvolt的瑞典工廠預計2021年正式量產(chǎn)，德國工廠預計2024年正式量產(chǎn)。Northvolt還打算2020年新建一個電池材料回收試點，計劃在2030年通過回收解決50%的電池材料需求。星源材質(zhì)2020年3月17日公告已與Northvolt簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，將向其供應隔膜產(chǎn)品。未來，隨著歐洲本土動力電池產(chǎn)能擴大，中國產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)質(zhì)公司有望獲得更多訂單。
3.2 海外動力電池企業(yè)入華，或帶來本土化采購
動力電池產(chǎn)業(yè)全球化發(fā)展趨勢不僅體現(xiàn)在中國企業(yè)參與全球市場供應，還體現(xiàn)在海外動力電池企業(yè)在中國擴大產(chǎn)能。據(jù)媒體公開報道，LG化學、三星SDI、SKI、松下等動力電池廠均在中國重啟或新建動力電池產(chǎn)能，角逐中國市場。如表11所示。
海外動力電池巨頭在華布局產(chǎn)能有望帶來國內(nèi)本土化采購。對于這些產(chǎn)能而言，國內(nèi)一些優(yōu)質(zhì)供應商滿足其要求，同時具有供貨響應周期、運輸成本等多方面的優(yōu)勢，我們認為國內(nèi)部分企業(yè)或?qū)⑦M入這些產(chǎn)能的采購體系。
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技術進步勢在必行，將推動產(chǎn)業(yè)再次發(fā)展
4.1 動力電池技術進步需求迫切
動力電池的安全性、續(xù)航里程、成本、壽命等是影響消費者購買新能源汽車的重要因素。據(jù)第一電動網(wǎng)2020年1月15日援引中國汽研、汽車之家及CEVE規(guī)程聯(lián)合編寫《2019中國汽車技術發(fā)展與消費者洞察研究報告——新能源汽車篇》內(nèi)容，在制約用戶購買新能源汽車的多個因素中，除了“駕駛感受差”外，多數(shù)都和動力電池有關，如：續(xù)航里程短、電池更換成本高、電池壽命短、自燃等安全問題擔憂，等等，如圖25所示。
可見改善動力電池性能是提升新能源汽車消費意愿的關鍵所在。如果通過技術進步解決動力電池的能量密度、成本、壽命、安全等方面的問題，消費者對購買新能源汽車的意愿有望提升，推動無補貼時代新能源汽車和動力電池需求的提升。
動力電池產(chǎn)業(yè)的技術進步主要包括鋰電材料層面和動力電池層面兩個維度。
4.2 鋰電材料：以提升能量密度與安全性為導向的技術進步
很大程度上講，材料性能決定了動力電池產(chǎn)品的性能。以四大鋰電材料為代表的底層材料技術進步對提升動力電池能量密度、安全性能等有極為重要的作用。
4.2.1 銅箔輕薄化發(fā)展
根據(jù)銅箔厚度不同，可以分為極薄銅箔（≤6μm）、超薄銅箔（6-12μm）、薄銅箔（12-18μm）、常規(guī)銅箔（18-90μm）和厚銅箔（＞70μm）。銅箔作為鋰離子電池的負極載流體，其厚度、性能對電池的重量以及能量密度有較大影響。目前中國鋰電銅箔以8μm為主，部分企業(yè)已經(jīng)在推進6μm銅箔的量產(chǎn)和商業(yè)化應用。在控制其他因素（正負極材料、涂布厚度等）不變的情況下，1GWh的動力電池使用的銅箔的面積一定的，8μm銅箔改用6μm銅箔將減輕負極載流體25%的重量，而換用4.5μm的銅箔則能減重負極載流體43.75%的重量，從而提升能量密度。如表12所示。
4.2.2 三元高鎳正極與富鋰錳基正極材料不斷發(fā)展
為了實現(xiàn)動力電池更高的能量密度和新能源汽車更長的續(xù)航里程，具有更高能量密度的三元高鎳正極（鎳金屬含量高的鎳鈷錳酸鋰/鎳鈷鋁酸鋰）等正極材料受到關注。近年來國內(nèi)高鎳三元正極材料的出貨比例有所提升，NCM622、NCM811、NCA的銷量合計占比已經(jīng)從2016年的12%增長至2018年23.07%，這在一定程度上促進了動力電池新能的提升，三元正極材料配比與放電容量關系如圖26所示。
富鋰錳基是Li2MnO3和LiMO2（其中M指的鎳、鈷等金屬元素）組成的混合物，具有較高能量密度。三元高鎳材料和富鋰錳基將分別實現(xiàn)200mAh/g、300mAh/g左右的比容量，帶來動力電池在能量密度這一性能上的極大提升。
4.2.3 進一步提升能量密度的下一代硅碳負極材料逐漸商用
硅碳負極技術儲備逐漸成熟。當前產(chǎn)業(yè)化使用的負極材料無論是天然石墨還是人工石墨，其本質(zhì)是碳元素，比容量上限為372mAh/g。而與碳的同族元素硅則擁有4200mAh/g的比容量，同樣可以發(fā)生鋰離子的脫嵌反應，因而理論上可以被用做負極材料。但純硅元素存在易團聚的缺陷，因此硅碳負極兼具了碳和硅的優(yōu)點，被視為下一代負極材料。國內(nèi)企業(yè)貝特瑞走在行業(yè)前列，其硅碳負極已經(jīng)通過三星公司認證，率先達到產(chǎn)業(yè)化應用要求。硅碳負極的商業(yè)化應用為匹配下一代正極材料做好了準備。
4.2.4 隔膜材料涂覆材料創(chuàng)新提升動力電池安全性能
隔膜領域的技術進步則主要發(fā)生在涂覆材料上。目前動力電池所用隔膜的基膜主要是PP（聚丙烯）和PE（聚乙烯）材料，涂布膜的涂布材料成為影響隔膜的關鍵。傳統(tǒng)隔膜所用的PVDF（聚偏氟乙烯）、氧化鋁等涂層正在被新的技術替代，具備成本低、硬度低、磁性異物含量低、吸水率低等優(yōu)勢的勃姆石材料，正在加速蠶食氧化鋁的涂覆材料市場替代；同時，芳綸涂層有抗氧化、耐酸堿、阻燃等優(yōu)點，破膜溫度超過260℃，極大的提升了電池的安全性。新的隔膜涂層或?qū)⑻嵘齽恿﹄姵匕踩阅堋?
4.3 動力電池：電芯結(jié)構與Pack結(jié)構的創(chuàng)新
從動力電池層面講，技術進步主要在于電芯和Pack的結(jié)構創(chuàng)新上。電芯結(jié)構創(chuàng)新主要指從鋰離子電池體系向固態(tài)電池體系的過渡，Pack結(jié)構創(chuàng)新主要指CTP（cell to pack）等新型成組技術。
4.3.1 固態(tài)電池的商業(yè)應用處于不斷探索之中
動力電池自燃主要是電解液中可燃物燃燒所致，固態(tài)電池直接使用固態(tài)電解質(zhì)，極大改善了動力電池的熱穩(wěn)定性能，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化之路也在不斷探索中。中科院寧波材料技術與工程研究所官網(wǎng)2016年12月7日發(fā)布文章稱，寧波材料所固態(tài)鋰離子電池團隊姚霞銀副研究員領導的小組設計了一種新型的固態(tài)電池結(jié)構，實現(xiàn)了金屬鋰負極在固態(tài)電池中應用，并且倍率性能優(yōu)異，如圖27所示。
固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化之路也一直在進行中。據(jù)贛鋒鋰業(yè)2017年12月6日公告，公司擬設立子公司浙江鋒鋰新能源科技有限公司投資建設第一代固態(tài)鋰離子電池研發(fā)中試產(chǎn)線，另據(jù)贛鋒鋰業(yè)2018年7月29日公告，2018年6月底，公司第一代固態(tài)鋰離子電池技術指標已經(jīng)達到：單體容量10Ah，能量密度不低于240Wh/kg，1000次循環(huán)后容量保持率大于90%，電池單體具備5C倍率的充放電能力。此外，清陶發(fā)展官網(wǎng)報道，其已經(jīng)推出了高安全性、高能量密度、柔性化等固態(tài)電池產(chǎn)品，能量密度可達400Wh/kg以上。固態(tài)電池的應用將從根本上解決動力電池的安全問題。
4.3.2 去模組化的Pack創(chuàng)新
2019年以來，以寧德時代和比亞迪兩家動力電池龍頭企業(yè)相繼發(fā)布在動力電池領域的成組技術創(chuàng)新，寧德時代推出CTP（Cell to Pack）技術，而比亞迪則推出了刀片電池技術。
據(jù)高工鋰電網(wǎng)報道，寧德時代曾于2019年9月10日法蘭克福國際車展上，寧德時代展出了CTP高集成動力電池開發(fā)平臺，通過減少電池模組組裝環(huán)節(jié)，由電芯直接集成到電池包，使得電池包整體利用率提高15%-20%，零部件數(shù)量減少40%，生產(chǎn)效率提升50%。據(jù)電車匯、連線新能源等媒體報道，在2020年1月11日召開的中國電動汽車百人會論壇（2020）上，比亞迪董事長介紹了磷酸鐵鋰刀片電池，稱其壽命長達8年120萬公里，成本還可以節(jié)約30%，電池體積比能量密度將提升50%。
寧德時代和比亞迪的上述新技術的原理共同點在于，通過去模組化減少不必要結(jié)構件的用量，實現(xiàn)輕量化，從而提高體積密度和能量密度。當前應用到電動車上的動力電池是以Pack的形式裝載的，Pack是由多個模組（module）組成的，每個模組是由小的電芯（cell）組成的。寧德時代通過大模組化減少了單個Pack的模組數(shù)量，使用套筒鏈接的方法減少了原有連接件對空間的占用，實現(xiàn)了體積密度的提升，也因為鏈接方式的優(yōu)化是用更少結(jié)構件從而間接提升了能量密度。而比亞迪則通過電芯層面的創(chuàng)新設計達到這一目的，其方法是增加單個電芯的長度使其呈現(xiàn)刀片狀，減少單個模組中的電芯數(shù)量，再結(jié)合大模組化實現(xiàn)Pack中結(jié)構件等零部件減量，從而實現(xiàn)整體輕量化，以及體積密度、能量密度的提升。兩家動力電池企業(yè)使用各自方法形成的Pack結(jié)構如圖28和圖29所示。
據(jù)汽車之家2020年3月24日報道，比亞迪實驗室對其生產(chǎn)的三元鋰離子電池、磷酸鐵鋰離子電池、刀片電池（磷酸鐵鋰）分別按照GB/T 31485-2015的針刺試驗方法開展針刺實驗。實驗結(jié)果表明，方形三元鋰離子電池在針刺過程中溫度迅速升高，促使材料分解，氣體沖開泄壓閥，并有明火，隨后發(fā)生爆炸，表面溫度超500℃；方形磷酸鐵鋰動力電池在針刺實驗中溫度升高，內(nèi)部產(chǎn)生氣體重開泄壓閥，但無明火，表面溫度200-400℃；刀片電池（磷酸鐵鋰）在針刺實驗中無明火、無煙，無大量氣體，表明溫度僅30-60℃。如圖30所示。磷酸鐵鋰刀片電池的技術極大地改善了動力電池安全性能，并提升了能量密度和體積密度。
材料的微觀創(chuàng)新加上電池結(jié)構的中觀創(chuàng)新，具備性價比和安全性地動力電池產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，有望較大程度地提升新能源汽車消費意愿，帶動動力電池需求增長，部分有前瞻布局的中游材料和動力電池企業(yè)有望在激烈競爭中勝出。
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相關標的
如海外市場發(fā)展順利，已進入海外新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的電池及材料供應商有望受益，如寧德時代、比亞迪、恩捷股份、星源材質(zhì)、容百科技、璞泰來等。
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風險提示
COVID-19疫情全球擴散情況及對社會經(jīng)濟活動的影響或偏離預期；行業(yè)政策或出現(xiàn)重大變化；新能源汽車市場發(fā)展或不及預期；技術進步或不及預期；上市公司相關業(yè)務發(fā)展或低預期。
