動力電池行業研究報告

發布者:管理員  2018/4/12 10:41:21

一、動力電池行業概述

近年來,隨著我國新能源汽車市場的迅猛發展,動力電池作為其核心部件,需求缺口也越來越大。市場分析,動力電池行業未來20年市場價值將達到恐怖的2400億美元,而瞄準著巨大的市場,眾多企業不吝投資,目前中國已經確定的便擁有超過140個電池生產商,它們都拚命埋頭於擴容增產,以便在這個行業裏搶得先機,分掉一杯羹。

目前,動力電池技術難關仍待突破,續航裏程、充電速度、安全性能這三個因素都是動力鋰電池技術沒有突破,電池回收利用仍存障礙等瓶頸。

(一)什麽是動力電池?

動力電池即為工具提供動力來源的電源,多指為電動汽車、電動列車、高爾夫球車提供動力的蓄電池。主要區別於用於汽車發動機起動的起動電池,目前動力電池是電動汽車的主要動力電源之一,也在人造衛星、航空航天和儲能方麵得到應用。

從新能源汽車的成本構成看,電池驅動係統占據了新能源汽車成本的30-45%,而動力鋰電池又占據電池驅動係統約75-85%的成本構成。

(二)動力電池的特點

1、超長壽命

長壽命鉛酸電池的循環壽命在300次左右,最高也就500次,而山東海霸能源皇冠国际有限皇冠国际生產的磷酸鐵鋰動力電池,循環壽命達到2000次以上,標準充電(5小時率)使用,可達到2000次。同質量的鉛酸電池是“新半年、舊半年、維護維護又半年”,最多也就1~1.5年時間,而磷酸鐵鋰電池在同樣條件下使用,將達到7-8年。

2、耐高溫

磷酸鐵鋰電熱峰值可達350℃~500℃而錳酸鋰和鈷酸鋰隻在200℃左右。

3、使用安全

磷酸鐵鋰完全解決了鈷酸鋰和錳酸鋰的安全隱患問題,磷酸鐵鋰以經過嚴格的安全測試即使在最惡劣的交通事故中也不會產生爆炸。可大電流2C快速充放電,在專用充電器下,1.5C充電40分鍾內即可使電池充滿。

(三)動力電池的應用

1、電動汽車和電動自行車行業

取代汽油和柴油,作為電動汽車或電動自行車的行駛動力電源。

2、汽車和摩托車行業

主要是為發動機的起動點火和車載電子設備的使用提供電能。

3、工業電力係統

用於輸變電站、為動力機組提供合閘電流,為公共設施提供備用電源以及通訊用電源。

(四)術語

(五)動力電池性能指標

(六)動力電池與普通電池的區別

1、性質不同

動力電池是指為交通運輸工具提供動力的電池,一般是相對於為便攜式電子設備提供能量的小型電池而言;而普通電池是一種以鋰金屬或鋰合金為負極材料,使用非水電解質溶液的一次電池,與可充電電池鋰離子跟鋰離子聚合物電池是不一樣的。

2、電池容量不同 

在都是新電池的情況下,用放電儀測試電池容量,一般動力電池的容量在1000-1500mAh左右;而普通電池的容量在2000mAh以上,有的能到3400mAh。

3、放電功率不同

一顆4200mAh的動力電池可以在短短幾分鍾內將電量放光,但是普通電池完全做不到,因此普通電池的放電能力完全無法與動力電池相比。動力電池與普通電池最大的差別,在於其放電功率大,比能量高。由於動力型電池主要用途為車用能源供給,所以相較於普通電池要有更高的放電功率。

4、應用不同

為電動汽車提供驅動動力的電池被稱為動力電池,包括傳統的鉛酸電池、鎳氫電池以及新興的鋰離子動力電鋰電池,分為功率型動力電池(混合動力汽車)以及能量型動力電池(純電動汽車);手機、筆記本電腦等消費電子產品使用的鋰電池一般統稱為鋰電池,以區別於電動汽車用的動力電池。

目前市場上主流技術仍以鉛酸電池技術、鎳氫電池技術、燃料電池技術、鋰電池技術為主。

(七)動力電池的類型與分類

動力電池的類型很多,主要有鉛酸蓄電池、Cd-Ni電池、MH-Ni電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子電池、Zn-Ni電池、鋅 -空氣電池、超級電容器、質子交換膜燃料電池、直接甲醇燃料電池、太陽能電池等。

各類動力電池的性能比較見下表:

1、鉛酸電池

鉛酸電池是目前電動汽車使用最為廣泛的電池。據不完全統計,在已經生產的電動汽車上,使用鉛酸蓄電池的比例占到90%。這主要得益於它的眾多優點:可靠性好、原材料易得、價格便宜;比功率也基本上能滿足電動汽車的動力性要求。但它有兩大缺點;一是比能量低,所占的質量和體積太大,且一次充電行駛裏程較短;另一個是使用壽命短,使用成本過高,而且汙染嚴重。

2、鋰離子電池

鋰離子二次電池作為新型高電壓、高能量密度的可充電電池,其獨特的物理和電化學性能,具有廣泛的民用和國防應用的前景。其突出的特點是:重量輕、儲能大、無汙染、無記憶效應、使用壽命長。在同體積重量情況下,鋰電池的蓄電能力是鎳氫電池的1.6倍,是鎳鎘電池的4倍,目前人類隻開發利用了其理論電量的20%~30%,開發前景非常光明。同時它是一種真正的綠色環保電池,不會對環境造成汙染,是目前最佳的能應用到電動車上的電池。

3、鎳氫電池

鎳氫電池目前主要應用於混合電動車,但性能不能滿足目前純電動汽車和插電式混合動力汽車的需求,此類電動車需200公裏以上的行駛裏程,是鎳氫電池提供的純電動裏程的10倍。雖然燃料電池的性能很好,但是技術難度大。鎳氫蓄電池屬於堿性電池,鎳氫蓄電池循環使用壽命較長,無記憶效應,但價格較高。它的初期購臵成本雖高,但由於其在能量和使用壽命方麵的優勢,因此其長期的實際使用成本並不高。

4、鎳鎘電池

鎳鎘電池的應用廣泛程度僅次於鉛酸蓄電池,其比能量可達55W〃h/kg,比功率超過190W/kg。可快速充電,循環使用壽命較長,是鉛酸蓄電池的兩倍多,可達到2000多次,但價格為鉛酸蓄電池的4~5倍。它的初期購臵成本雖高,但由於其在能量和使用壽命方麵的優勢,因此其長期的實際使用成本並不高。缺點是有“記憶效應”,容易因為充放電不良而導致電池可用容量減小。須在使用十次左右後,作一次完全充放電,如果已經有了“記憶效應”,應連續作3~5次完全充放電,以釋放記憶。另外鎘有毒,使用中要注意做好回收工作,以免鎘造成環境汙染。

5、鈉硫蓄電池

6、鋅—空氣電池

鋅—空氣電池是金屬—空氣電池中的一種,它以鋅為負極活性物質,以空氣中的氧氣為正極活性物質,電解液一般采用堿性或中性的電解質水溶液,這種電池既可以作為一次電池,也可以作為二次電池。金屬—空氣電池的原材料來源豐富、性價比高、無汙染,被稱為是“麵向21世紀的綠色能源”。

動力鋅-空氣電池的應用:用於電動自行車電源、摩托車、助動車和出租車上,還可以用於公交車、高爾夫車、郵政車、機場用車等機動車輛。

7、燃料電池

燃料電池是一種將燃料和氧化劑的化學能通過電極反應直接轉換為電能的裝置,是繼水力、火力和核能發電之後的第四類發電技術。燃料電池能量轉換效率高;環境友好;使用壽命長;燃料多樣;比能量高;操作方便可靠,靈活性大。燃料電池的應用:

(1)汽車、電動汽車

(2)通信、電力係統

(3)航天領域、軍事領域

其他動力電池還包括太陽能蓄電池、超容量電容器、飛輪電池、鈉硫電池等等,每種動力電池的應用及其特點均不一樣。總的來說,新材料新技術的不斷出現,促進了動力電池的快速發展,動力電池的應用也將越來越廣泛。

二、動力電池行業政策環境分析

    (一)行業主要法律法規及政策

鋰離子動力電池是新能源汽車的核心部件,國家為加快新能源汽車產業化進程,頒布了一係列相關政策性文件,大力支持我國新能源汽車及動力電池行業的健康快速發展。同時,國家製定政策支持儲能技術發展以及產業化。

2012年以來,對行業影響較大的主要法律法規及行業政策如下表所示:

(二)行業補貼政策

發行人主要客戶為新能源汽車生產企業,最終汽車產品類型包括客車、乘用車及專用車。新能源汽車行業的補貼政策如下

1、國家補貼政策

2009年國家開始新能源汽車推廣試點,隨著新能源汽車市場發展,國家對補貼政策也有所調整。近年來,國家對新能源汽車的補貼政策呈現補貼額度收緊,補貼門檻逐漸提高的趨勢。

2、我國新能源汽車補貼政策曆程

目前,我國現行的新能源汽車補貼政策為財政部、科技部、工信部、發改委於2018年2月發布的《關於調整完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》,新政策根據成本變化等情況,調整優化新能源乘用車補貼標準,合理降低新能源客車和新能源專用車補貼標準。具體如下:

①運營裏程要求發生調整

對私人購買新能源乘用車、作業類專用車(含環衛車)、黨政機關公務用車、民航機場場內車輛等申請財政補貼不作運營裏程要求。其他類型新能源汽車申請財政補貼的運營裏程要求調整為2萬公裏。

②破除地方保護,建立統一市場

各地不得采取任何形式的地方保護措施,包括但不限於設置地方目錄或備案、限製補貼資金發放、對新能源汽車進行重複檢驗、要求生產企業在本地設廠、要求整車企業采購本地零部件等措施。從2018年起將新能源汽車地方購置補貼資金逐漸轉為支持充電基礎設施建設和運營、新能源汽車使用和運營等環節。

③實施時間

從2018年2月12日起實施,2018年2月12日至2018年6月11日為過渡期。過渡期期間上牌的新能源乘用車、新能源客車按照《關於調整新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》(財建(2016)958號)對應標準的0.7倍補貼,新能源貨車和專用車按04倍補貼,燃料電池汽車補貼標準不變。

④過渡期後各類車型補貼標準均進行適度退坡對不同汽車產品類型的相應補貼政策具體如下:

Ⅰ新能源乘用車

純電動乘用車補貼標準方麵,獲得補貼的續駛裏程門檻由100公裏提升到150公裏,續駛裏程由3檔分為5檔,續駛裏程越低,受補貼調整影響越大。補貼公式為:補貼金額=裏程補貼標準×電池係統能量密度調整係數×車輛能耗調整係數,且單位電池電量補貼上限不超過1200元/kWh。

其中,裏程補貼標準調整具體如下:

純電動乘用車技術要求方麵,獲取補貼的能量密度門檻由90Wh/kg上調為105Wh/kg。

補貼調整係數由過去單純看係統能量密度轉變為係統能量密度和百公裏耗電量雙重調整,將推動企業提升產品性能,補貼政策扶優扶強的導向明顯插電混動乘用車定額補貼由2017年的24萬元/輛調整為2.2萬元/輛,續駛裏程門檻為50公裏;補貼下調幅度僅為8.33%,有利於我國發展有國際競爭力的插電混動車型。

Ⅱ新能源客車

新能源客車補貼標準方麵,補貼標準有所下調,且補貼計算方式有所變化。補貼公式為:補貼金額=Min{車輛帶電量x單位電量補貼標準;單車補貼上限}*調整係數(包括:電池係統能量密度係數、單位載質量能量消耗量係數、快充倍率係數、節油率係數)。

其中,單位電量補貼標準調整具體如下:

新能源客車技術要求方麵,指標進一步提升,包括:

(1)單位載質量能量消耗量不高於0.21Wh/km.kg,0.15Wh/km.kg及以下的車型可獲得1.1倍補貼;

(2)純電動客車能量密度門檻也由85Whkg上調到11sWh/kg,能量密度達到135Wh/kg才能獲得最高1.1倍補貼;

(3)插混客車節油率門檻由40%上調到60%,1.1倍補貼門檻由60%以上調整到70%以上;

(4)純電動客車(不含快充類純電動客車)在等速法下續駛裏程不低於200公裏,插電式混合動力(含增程式)客車純電續駛裏程不低於50公裏。

Ⅲ新能源專用車

新能源專用車補貼下調幅度約為40%;同時係統能量密度要求由90Wh/kg提高到了l15Wh/kg,同時增加了單位載質量能量消耗量作為調整係數。

3、各地補貼政策

發行人下遊客戶的汽車銷售區域目前涵蓋國內各地,除了中央財政補貼,各地方政府也陸續發布新能源汽車補貼政策,以推廣新能源汽車的應用,補貼上限不超過國家補貼標準的50%。

三、行業發展概況

(一)鋰離子電池

1、行業概況

近年來,鋰離子電池產業受到世界各國政府的高度重視和大力支持。隨著二十一世紀微電子技術的不斷發展,小型化電子設備的日益增多,消費者對電源有了更高的要求,從而使鋰離子電池進入了大規模的實用階段,鋰離子電池正逐步替代鉛酸電池等傳統電池。鋰離子電池已大量應用在消費電子產品(手機、筆記本電腦等電子數碼產品)、新能源汽車和儲能領域等。與傳統電池比較鋰離子電池具有能量密度高、工作電壓高、重量輕、體積小、自放電小、無記憶效應、循環壽命長、充電快速等優勢,同時由於不含鉛、鎘等重金屬,無汙染不含毒性材料,被稱為綠色新能源產品隨著電子產品的不斷更新、新能源交通工具的發展以及節能環保要求的提高,鋰離子電池的市場空間將進一步擴大。

前鋰電池基本體係已經較為成熟,三元路線仍是最佳選擇,幾大主流方向三元路線、磷酸鐵鋰、錳酸鋰與鈦酸鋰已經確定,各條路線可以改進的方向與存在的缺陷都較為明確。

三元路線的優勢在於極限比能量密度高,單體可達350wh/kg,其他無一例外達不到要求,因此三元將是未來幾年主流乘用車商業化應用的首選,但其也有明顯缺陷,如安全性的相對不足以及材料成本較貴(鈷)。磷酸鐵鋰由於安全性優勢,近幾年被廣泛應用於客車領域,劣勢則是其改進空間不大,比能量較低。錳酸鋰的優勢在於成本,劣勢是比能量已達極限,因此隻能用於特定應用領域的專用車型。鈦酸鋰優勢在於能夠實現快充(5min充滿),但成本達到其他路線的數倍,因此隻能應用於續航裏程相對不敏感的客車等領域。

2、與上下遊行業之間的關係

鋰離子電池的原材料主要包括正極材料、負極材料、隔膜和電解液等,各類鋰離子電池材料廠商為鋰離子電池產業鏈的上遊企業鋰離子電池產業鏈的中遊企業為鋰離子電池廠商,使用上遊電池材料廠商提供的正負極材料、電解液和隔膜生產出不同規格、不同容量的鋰離子電芯產品,然後根據終端客戶要求選擇不同的鋰離子電芯、模組和電池管理係統方案鋰離子電池產品最終應用於消費電子產品(手機、筆記本電腦等電子數碼產品)、動力領域(電動工具、電動自行車和電動汽車等)和儲能領域等。

在電池回收領域,廢舊鋰離子電池中的鎳鈷錳鋰等有價金屬可進行循環利用,用於生產鋰離子電池三元前驅體、電池級碳酸鋰及三元材料等鋰電池材料並提供給上遊企業生產鋰離子電池正極材料,使鎳鈷錳鋰資源在電池產業中實現循環。

3、鋰離子電池業務領域

目前涉足的業務領域包括新能源動力電池係統、儲能電池係統以及鋰電池回收業務,有關產業鏈情況見下圖:

(二)動力電池

1、全球動力電池市場

①全球新能源汽車市場

隨著全球能源危機和環境汙染問題日益突出,節能、環保有關行業的發展被高度重視,發展新能源汽車已經在全球範圍內形成共識。不僅各國政府先後公布了禁售燃油車的時間計劃,各大國際整車企業也陸續發布新能源汽車戰略。

在此背景下,全球新能源汽車銷售量從2011年的5.1萬輛增長至2017年的1621萬輛,6年時間銷量增長30.8倍。未來隨著支持政策持續推動、技術進步、消費者習慣改變、配套設施普及等因素影響不斷深入,GGI預計2022年全球新能源汽車銷量將達到600萬輛,相比2017年增長2.7倍。

數據來源:GGII

②全球動力電池市場

2017年全球應用於電動汽車動力電源規模為69.0GWh,是消費電子、動力、儲能三大板塊中增量最大的板塊。GGII預計到2022年全球電動汽車鋰電池需求量將超過325GWh,相比2017年增長3.7倍。

數據來源:GGII

2、中國動力電池市場

①中國新能源汽車市場

2017年中國新能源汽車銷量77.7萬輛,同比增長53.25%,連續三年位居全球最大的新能源汽車產銷市場。

數據來源:中國汽車工業協會

Ⅰ.新能源乘用車市場

數據來源:中國汽車工業協會

2017年中國新能源乘用車銷量57.80萬輛,較2016年增長72.02%。各大整車企業陸續推出新車型不僅持續提升市場對新能源汽車的認知度,同事也有力地促進了市場的快速發展。

Ⅱ.新能源商用車市場

數據來源:中國汽車工業協會

商用車分為客車和專用車市場。客車主要作為公交車用於公共領域,其載客多,耗油量大,裏程相對固定,運行時間可控,因此成為最早的汽車電動化市場。新能源客車市場增長相對穩定,未來幾年對客車更新換代仍將是新能源客車的主要增長點之一。專用車分環衛專用車、工程專用車、特種專用車、商務專用車、運輸專用車、軍用專用車等類型。在專用車總產量每年保持一定增長的環境下,專用車電動化趨勢也開始顯現。專用車主要用於公共領域,使用頻繁、耗電量大、使用裏程比價穩定。隨著新能源專用車的成本下行、性能提升、配套設施完善,新能源專用車市場空間將進一步擴大,新能源專用車滲透率將逐步提升。2017年中國新能源商用車銷量19.80萬輛,較2016年增長15.79%。

②中國動力電池市場

2017年中國汽車動力鋰電池產量為44.5GWh,同比增長44.5%。隨著國家政策的逐漸落地,以及未來鋰電池生產技術提升、成本下降、新能源汽車及配套設施的普及度提高等,未來3年新能源汽車的動力電池需求將保持增長,GGII預計到2022年中國汽車動力鋰電池產量將達到215GWh,同比2017年增長3.8倍。

數據來源:GGII

隨著補貼政策逐步退坡和退出,雙積分辦法將形成促進新能源汽車產業持續發展的市場化的長效發展機製。未來國內動力電池市場具有良好的發展前景。

(三)儲能電池

儲能電池發展潛力巨大,但由於成本、技術、政策等原因仍處於市場導入階段,相對於動力電池增長滯後。2017年中國儲能鋰電池產量為3.48GWh,同比增長1.5%,未來隨著技術逐漸成熟、成本的逐步下降,儲能市場也將有望成為拉動鋰電池消費的另一增長點。

1、儲能市場規模

GGII調研顯示,2017中國儲能產值55億元,同比增長58%。2017年增長動力仍然來自家庭儲能、電網儲能及通信基站。國內通信基站儲能受4G的大麵積普及及2015年成立中國鐵塔皇冠国际的影響,鋰電池在通信領域的應用將持續保持上升態勢。

2、儲能市場發展趨勢

據GGII預計,中國儲能鋰電池行業將進入成長期,未來5年複合增速將超過15%,市場潛力較大。

在日漸興起的能源互聯網中,由於可再生能源與分布式能源在大電網中的大量接入,結合微網與電動車的普及應用,儲能技術將是協調這些應用的至關重要的一環,儲能環節將成為整個能源互聯網的關鍵節點;能源互聯網的興起將顯著拉動儲能的需求。

鋰電池生產技術快速進步,使得鋰電池產品成本下降,將提升儲能鋰電池產品相比其他儲能技術的競爭力,鋰電池在儲能領域的市場滲透率逐漸提升,也將進一步推動應用市場規模相應增長。

數據來源:GGII

(四)電池回收

1、電池回收概述

隨著動力電池行業需求的持續增長,目前國內鋰離子電池正極材料的市場需求也將持續增加。因此,擴大再生資源的利用效率,通過將廢舊鋰離子電池中的鎳鈷錳鋰等有價金屬進行循環利用,生產鋰離子電池正極材料,使鎳鈷錳鋰資源在電池產業中實現循環,是規避原生礦產短缺及價格波動風險,實現經濟可持續發展的有效途徑。

2、電池回收市場

目前電池回收行業規範仍處於起始階段。未來隨著動力電池市場規模不斷擴大,報廢電池量也會快速增加。2014年以來動力電池市場快速增長,預計2018年以後將逐漸進入回收期,隨著電動汽車保有量不斷增長,動力電池的報廢量還會逐年增長。

隨著動力電池報廢規模逐步增長、動力電池回收規則明確、回收渠道規範動力電池拆解回收技術進步,鋰電池梯次利用和報廢回收的規模將逐年擴大。目前廢舊動力電池的處理方法以拆解為主,代表企業有廣東邦普、格林美、贛州豪鵬等。

數據來源:GGII

(五)行業競爭格局和市場化程度

1、全球市場

根據GGI統計數據顯示,2017年全球動力電池企業銷量排名如下:

2017年全球動力電池企業銷量排行榜

數據來源:GGII

2、中國市場

根據GGII統計數據顯示,2017年國內動力電池前十大廠商銷量占比全國的比例為80.1%,行業集中度較高,具體如下:

數據來源:GGII

3、市場化程度

近年來,受益於國家產業政策的推動,動力電池行業發展迅速。隨著新的積分政策的實施,鋰電池生產技術提升、製造成本下降、充電配套設施的普及等因素的影響進一步深化,鋰離子動力電池仍將保持快速發展,市場化程度亦將逐步提升。

(六)行業內主要企業情況

全球動力電池主要企業情況如下表所示:

注:以上信息來自上述皇冠国际的官方網站和公開信息

(七)行業特有的經營模式及盈利模式

鋰離子動力電池當前處於規模化應用的起步階段,可以以單體電池形式直接銷售,或由專門的製造商進行成組,配套電池管理係統以及其他結構件向整車廠銷售,也可以由製造商加工完成電池包之後進行銷售。

動力電池作為新能源汽車的核心部件,其研發、生產、銷售需圍繞車廠客戶特定車型的具體需求進行,隨整車共同開發。

根據整車廠商的采購慣例,隻有通過其檢驗定型的產品才能裝配於對應型號的車輛,對供應商的技術研發能力、行業應用積累、產品設計及工藝水平要求較高。

動力電池從產品立項到實現銷售需要經過立項、方案設計、試製、樣品測試、聯調聯試、國標認證、產品定型、向工信部審查、公告等階段,周期較長。但一般進入合格供應商目錄後,下遊整車廠商不會輕易更換動力電池係統供應商。上述特征決定了整車廠商通常與動力電池企業建立長期、穩定的供應關係,客戶粘性強。

皇冠国际鋰電池材料業務收入來源為直接向客戶銷售前驅體類、化工鹽類等產品,銷售客戶主要為鋰電池正極材料生產商及鋰離子電池生產商,產品銷售價格主要參考中華商務網、上海有色網等公開市場的價格,同時在一定程度上受原材料相關金屬的大宗商品價格變動和產品技術性能指標等因素影響。

價格形成機製為鋰電池材料上遊企業與下遊客戶根據市場供需狀態及各自情況協商確定各規格產品價格。

(八)進入行業的主要障礙

1、技術壁壘

動力電池行業具有較高的技術壁壘。動力電池的發展需要長期的技術積累,從電動汽車的試點運行過程中積累的經驗對生產和設計電池及電池組係統具有極其重要的指導作用。

新進入企業通過自主研發實現關鍵技術的突破和成熟應用均需要較長的時間積累。其中,材料、電芯、模組、電池包、電池管理係統的研發和生產均有較高的技術要求,如沒有相應核心技術,電池生產企業將很難生產出有競爭優勢的產品。

2、品牌壁壘

動力電池行業具有較高的品牌壁壘。

一方麵,鋰離子電池產品的安全性、穩定性、一致性、快速響應能力等因素是客戶選擇生產廠商的主要依據,產品得到市場檢驗和得到客戶認可通常需要較長時間。鋰離子電池廠商具備較強的綜合實力和良好的品牌效應,才能獲取客戶的信任。

另一方麵,整車企業多采用向合格供應商定點采購的模式,通過對供應商的認證與評估,確定其生產設備、工藝流程、管理能力、產品品質等都能夠達到要求後,才會與之建立定點的供應關係。動力電池係統作為汽車重要部件之一,在款車型的生命周期內需持續供貨,整車企業一般不會輕易更換電池供應商。因此,鋰離子電池企業的品牌對能否進入整車企業供應鏈具有較強影響,客戶粘性強。

3、規模壁壘

動力電池行業具有較高的規模壁壘,其生產具有規模經濟的特點,生產規模較大、資金雄厚的企業在原材料采購和生產運營方麵具有相當的規模優勢。同時,動力電池的研發需要不斷投入,隻有規模化企業才能持續保持領先地位。

國家通過頒布《汽車動力電池行業規範條件》(征求意見稿),從政策層麵對動力電池的生產規模提出更高的要求:鋰離子動力電池單體企業年產能力不低於80億瓦時。

根據《促進汽車動力電池產業發展行動方案》規劃,到2020年,國家鼓勵並培育形成產銷規模在400億瓦時以上、具有國際競爭力的龍頭企業。國家從政策層麵支持和鼓勵動力電池企業做大做強。

(九)行業發展的有利和不利因素

1、有利因素

①宏觀經濟穩定增長

2017年我國經濟運行穩中有進、穩中向好,國內生產總值突破82萬億元,增長6.9%,CPI溫和上漲1.6%,進出口增長14.2%,扭轉了連續兩年下降的局麵。供給側結構性改革取得重要進展,經濟發展的質量和效益不斷提升。隨著供給側結構性改革繼續向縱深推進,促進經濟回穩的積極因素將不斷積累,有利於鋰離子電池行業的快速發展。

②能源緊張和環保要求提高加速行業發展

汽車工業是我國經濟發展的重要支柱之一,汽車工業的飛速發展在造福人類的同時,對生態環境也造成了較大的破壞。進入21世紀以來,隨著經濟的快速發展,我國能源短缺和環境汙染等問題開始顯現。

其中,我國汽車保有量的不斷攀升,導致石油消耗日益升高,石油對外依存度也不斷增高,造成我國能源短缺,同時傳統汽車排放的尾氣給環境帶來了較大的危害。通過技術創新、產業轉型、新能源開發等多種手段,發展以低汙染、低排放為基礎的新能源汽車行業,是實現經濟的可持續發展的重要途徑。

③國家政策有利於行業發展

2013年以來,國務院及發改委、財政部、工信部等多個中央部門出台了多項新能源汽車鼓勵政策,明確支持新能源汽車發展,將新能源汽車產業提升至“十三五”政府產業支持發展的重點,承載著我國汽車工業實現“彎道超車”的重要使命。

在國家政策支持的基礎上,各地方也針對鋰離子電池產業給予不同的優惠政策和補貼措施。目前,我國對於新能源汽車行業已建立了從研發、生產、購買、使用到基礎設施等方麵的較為完善的政策支持體係,有助於新能源汽車產業的進一步發展。

同時,針對汽車工業對環境造成的汙染,越來越多的城市例如北京、上海、廣州、深圳、天津、杭州等一、二線城市開始對傳統燃油乘用車進行限購、限行,也有助於提升購買新能源汽車的需求。

新能源汽車技術不斷進步,成本具備市場化的競爭力

經過多年的積累,我國鋰離子電池技術不斷進步,開始批量應用於新能源汽車領域。隨著技術的進步與產業鏈的日益完善,產品質量、性能快速提升,目前國內主流產品續航裏程可達到200公裏以上,加速性、車速等性能已接近或達到傳統車水平;產品可靠性、穩定性也基本達到傳統車水平。產業鏈的完善和產業規模的擴大推動鋰離子電池產品的成本和售價下降,相應降低了新能源汽車成本。此外,快充技術的發展,也讓電動汽車使用更為便捷。

⑤智能化成為汽車下一步發展方向,新能源汽車相比傳統車先行一步

汽車的智能化已經成為未來發展的主流趨勢之一,電動車在特斯拉的引領下智能化發展更加突出。同時,智能化在電動車領域更具優勢,相比燃油車而言,更多的全新設計的車型也為電動車提供了更好的智能化載體和平台。

⑥儲能市場潛力巨大

雖然儲能電池業務目前仍麵臨著建設成本高、剛性需求仍有待挖掘等問題,但隨著鋰電池成本的不斷下降以及應用領域的擴大,我國儲能市場有望在“十三五”期間迎來難得的發展機遇,未來發展潛力巨大。

2、不利因素

①目前新能源汽車成本不具優勢,可選車型少

對於消費者而言,相比傳統燃油車,新能源乘用車目前售價不具優勢,車型選擇較少;而對於生產企業,短期難以獲得規模效益,生產成本尤其是核心部件電池成本仍然較高,導致汽車售價普遍偏高,購買者初始投入較大,製約消費者的購買需求,從而影響上遊鋰離子電池行業的發展。

②配套體係有待完善

新能源汽車使用的配套體係尚未完全成熟,整個新能源汽車生態鏈均處於發展的初級階段。相比於龐大、成熟、便捷的傳統汽車加油網絡,目前電動汽車的充電設施仍然不夠完善。據工信部披露,截至2017年底,全國建成公共充電樁僅21.4萬個,與新能源汽車數量相比相對較低,未形成全國性規模化充電服務網絡。充電設施建設明顯滯後,已成為製約新能源汽車發展的重要因素。

③公眾認知度有待提升

目前人們對新能源汽車的認知度還不夠高。隨著人們對汙染危害認識的增長以及公眾環保意識、社會責任意識的提升,公眾對推廣使用新能源汽車認可度將不斷增加,將拉動消費者對新能源汽車認識和接受程度。

(十)2017年動力電池行業大事記







(十一)行業主要研發方向


四、動力電池產業鏈發展分析

新能源動力電池產業鏈包含電芯/電池PACK、正負極材料、電解液、隔膜以及電池管理係統(BMS)。

動力電池產業鏈分為上、中、下遊,從下圖中可以看到,上遊包括鈷、錳、鎳、鋰以及石墨礦產,也是當下主流動力電池原材料構成。其中鋰礦應用最為廣泛,而石墨一般隻作為負極材料。中遊產業鏈包括由正負極、電解液、隔膜、極耳加工形成電芯、PVC膜、線束。而下遊產品則是電池模組、線束、連接器以及BMS管理係統,整體形成動力電池零部件。 

(一)上遊

新能源汽車完整的產業鏈的最上遊可以追溯到采礦業,采礦業作為最為古老的產業,其曆史可以追溯到距今一萬年五千年之前的舊石器時代,至今仍然煥發著蓬勃的生機,2017年在動力電池需求的快速增長的刺激下,動力電池相關的金屬礦產需求快速攀升,電池級碳酸鋰更是出現了一鋰難求的局麵。

全球的鋰資源儲量非常豐富,目前仍有60%的鋰資源尚未得到勘探和開發,但是鋰礦的分布相對比較集中,主要分布在南美的“鋰三角”地區、澳大利亞和中國,根據鋰礦的不同類型,可以分為鹽湖鹵水型鋰礦、偉晶岩型鋰礦和沉積型鋰礦三種,但目前進行商業開采的主要為鹽湖鹵水型鋰礦,智利SQM、美國雅寶和美國FMC被稱為鋰供應商三巨頭,幾乎壟斷了全球80%的鹵水鋰鹽產量。

動力電池行業的崛起,極大的刺激了全球的Li需求,電池級碳酸鋰的價格從2017年年初的12.6萬元/噸一路上漲到年末的17.1萬元/噸,各大供應商紛紛擴大鋰礦產能。

此外新能源汽車產業的發展也將帶動一些小眾金屬產品的需求,這將為全球銅的需求帶來巨大的刺激。各國政府的大力推動,各大車企紛紛投入巨資進行新能源汽車的研發。

在未來那些排放有害氣體的傳統燃油車將逐步被更加環保和智能的新能源汽車所取代。新能源汽車行業的繁榮也帶動了上下遊產業鏈的發展,作為產業鏈最上遊的采礦業也享受到了新能源行業的紅利,在資本對利潤的追求的驅動下,新能源行業相關的礦種都將迎來的蓬勃發展。

電池上遊重點企業

(二)中遊

全球負極材料總出貨量中天然石墨占比55%,人造石墨占比35%,中間相炭微球占比7.4%,鈦酸鋰、鋅、矽合計占比約1%。綜合而看石墨類負極材料占總出貨量的90%。

鋰電池電解液,是鋰離子電池中是作為帶動鋰離子流動的載體,對鋰電池的運行和安全性具有舉足輕重的作用。鋰離子電池的工作原理也就是其充放電的過程,就是鋰離子在正負極之間的穿梭,而電解液正是鋰離子流動的介質。

隔膜的主要作用是把電池的正負極分隔開,防止兩極接觸而短路,此外還有使電解質離子通過的功能。

目前國內已掌握了幹法隔膜相關生產工藝並實現了進口替代,隔膜成本有所下降。但國內隔膜企業以塑料薄膜加工企業轉型為主力,對電池產品了解不多,這直接影響了產品的開發與應用,且國產隔膜在設備采購、產線裝備和調試方麵均存在較大不確定性,設備調試和客戶認證評定的過程也較長,故短期來看隔膜成本下降速度仍較為緩慢。

正極材料及負極材料主要上市企業

隔膜、電解液上市皇冠国际

(三)下遊

充電樁是一個新興的細分行業,在2017年9月底,國家才出台政策,作為為新能源汽車發展的重要支撐,市場空間很大。

 五、動力電池國內重點企業經營分析

(一)寧德時代

皇冠国际是全球領先的動力電池係統提供商,專注於新能源汽車動力電池係統儲能係統的研發、生產和銷售,致力於為全球新能源應用提供一流解決方案。皇冠国际在電池材料、電池係統、電池回收等產業鏈關鍵領域擁有核心技術優勢及可持續研發能力,形成了全麵、完善的生產服務體係。

1、皇冠国际主營業務、主要產品或服務的情況

①皇冠国际主營業務基本情況

皇冠国际是全球領先的動力電池係統提供商,專注於新能源汽車動力電池係統儲能係統的研發、生產和銷售,致力於為全球新能源應用提供一流解決方案。皇冠国际在電池材料、電池係統、電池回收等產業鏈關鍵領域擁有核心技術優勢及可持續研發能力,形成了全麵、完善的生產服務體係。

2015年、2016年和2017年,皇冠国际動力電池係統銷量分別為2.19GWh、680GWh和11.84GWh。

皇冠国际擁有國際一流的研發團隊,設立了“福建省院士專家工作站”,擁有鋰離子電池企業省級重點實驗室、中國合格評定國家認可委員會(CNAS)認證的測試驗證中心,參與了《電動客車安全技術條件》、《電動汽車用鋰離子動力蓄電池安全要求》、《電力儲能用鋰離子電池》等多個國家、行業規範及標準的製定。

皇冠国际承擔了“十二五”國家新能源汽車產業技術創新工程項目、“十三五”國家重點研發計劃新能源汽車專項項目和智能電網與裝備專項項目、國家火炬計劃產業化示範項目等國家級項目,為首批入選工信部《汽車動力蓄電池行業規範條件》目錄的十家動力電池企業之一、《鋰離子電池行業規範條件》目錄的八家鋰離子電池企業之一。

②皇冠国际主要產品或服務情況

皇冠国际主要產品包括動力電池係統、儲能係統和鋰電池材料。

Ⅰ.動力電池係統

皇冠国际動力電池係統包括電芯、模組及電池包,產品以方形電池為主,應用領域涵蓋電動乘用車、電動客車以及電動物流車等專用車。皇冠国际動力電池係統能夠滿足啟停、快充、長壽命、長續航裏程等多種功能需求,產品具有高能量密度、多循環次數、安全可靠等特點。皇冠国际根據客戶要求及應用領域,通過定製或聯合研發等方式設計個性化產品方案,以滿足客戶對產品性能的不同需求。

Ⅱ.儲能係統

Ⅲ.鋰電池材料

皇冠国际通過廣東邦普開展鋰離子電池材料業務,將廢舊鋰離子電池中的鎳鈷錳鋰等有價金屬通過加工、提純、合成等工藝,生產出鋰離子電池材料三元前驅體(鎳鑽錳氫氧化物)等,使鎳鈷錳鋰資源在電池產業中實現循環利用。

三元前驅體是製造三元鋰離子電池正極材料的原材料,也是新能源汽車動力電池的關鍵材料之一。

目前,廣東邦普已成為全國領先的鋰電池材料三元前驅體的供應商。

③主營業務收入構成

皇冠国际主營業務收入來自動力電池係統、儲能係統和鋰電池材料的銷售,具體情況如下:

單位:萬元

2、主要經營模式

①盈利模式

皇冠国际是全球領先的動力電池係統提供商,主要從事動力電池係統、儲能係統和電池回收利用產品的研發、生產和銷售。發行人擁有獨立的研發、采購、生產和銷售體係,主要通過銷售鋰離子動力電池係統、儲能係統和鋰電池材料實現盈利。

②研發模式

皇冠国际產品以自主研發為主,憑借經驗豐富的研發團隊和廣泛、深入開展的對外合作,皇冠国际建立了麵向市場需求和多部門、內外協同的研發模式,構建了規範、標準、高效、持續的研發體係。

皇冠国际核心產品的研發采用集成產品開發項目製模式組成項目組開展工作,並由跨部門組成的產品決策委員會進行評審,在開發過程中對項目存在的風險和問題及時評審,尤其是在試產、量產等重要階段,由產品決策委員會評估風險並做出決策。

③采購模式

皇冠国际采購包括原材料采購和設備采購,采購流程主要有合格供應商選擇、框架合約簽署、供應商產品驗證和采購價格談判四個環節。

生產模式

皇冠国际的生產模式以按客戶訂單式生產為主,按計劃式生產為輔。皇冠国际通常根據實際銷售訂單及交貨期情況安排生產,銷售部門將客戶訂單確定的生產數量、交貨期限等信息匯總發送給運營中心,運營中心確定生產任務後根據生產設備的產能、產品數量、交貨期限等安排生產計劃。

⑤銷售模式

皇冠国际根據整車企業的需求,與其進行技術交流和方案對接,確定供貨商品的品種、型號、價格等事項,旦定點供應關係建立後,雙方將在一定周期內保持穩定的合作關係。皇冠国际已與多家國內外知名整車企業建立定點供應關係。

⑥品質管理

皇冠国际設置產品安全質量委員會,在產品開發階段即引入以可靠性為中心的質量設計理念並貫徹於關鍵評審環節,以信息係統為支撐,強化產品質量閉環管理。皇冠国际品質管理貫穿與生產有關的各部門,各部門均需執行職責內的監控,以保證產品按照設計進行。

主要產品的工藝流程圖及服務的流程圖

皇冠国际的生產流程主要包括電芯、模組、電池包和鋰電池材料的生產。

①電芯工藝流程

②模組工藝流程

③電池包工藝流程

鋰電池材料工藝流程

皇冠国际應用電池回收技術生產鋰電池材料,主要產品是三元前驅體,其生產流程分為廢舊電池前處理工藝、濕法處理工藝以及前驅體合成工藝三階段,具體過程為:

主要工藝流程如下:

(二)比亞迪

(三)孚能科技

(四)比克電池

(五)國軒高科

六、中國動力電池行業發展趨勢分析

(一)產業規模穩步增長 中國優勢有望擴大

2017年,鋰離子電池主要應用市場增速放緩,全年全球鋰離子電池產業規模超過3000億人民幣,增速較2016年下滑4個百分點。在新能源汽車推廣政策繼續推動下,2017年中國電動汽車產量達到65萬輛,在全球電動汽車市場占比將進一步提升。

(二)動力電池引領增長 市場占比將超60%

2017年,由於國產手機品牌已經基本占據了國內市場,國際市場開拓難度加大,預計增速將降至10%左右,筆記本電腦、平板電腦產量降幅將繼續收窄,但仍然保持下滑態勢,可穿戴設備、無人機等其他消費類產品有望呈現快速增長勢頭,但整體規模偏小,總體來看,2017年消費型鋰離子電池市場需求將保持3%左右的低速增長。

在國家財政補貼的強力推動下,2017年我國新能源汽車市場達到79.4萬輛,同比增長53.8%,鋰離子電池電動自行車的市場有望到達600萬輛,加上動力工具等領域,2017年動力型鋰離子電池市場規模有望達到30GWh,同比增長30%左右。綜合來看,2017年我國動力電池將引領我國鋰離子電池市場增長,其占比有望突破60%,動力電池對拉動我國鋰離子電池產業增長的貢獻率將超過90%。

(二)補貼力度快速下降 新能源汽車增速走低

2016年年末,財政部、科技部、工業和信息化部、國家發改委聯合發布了《關於調整新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》(以下簡稱《通知》)。根據《通知》要求,新能源乘用車補貼變化不大,僅按照補貼既定退坡機製下降20%,新能源客車補貼退坡幅度較大,達到40%以上。電池補貼的大幅度退坡遠遠高於之前的市場預計,且提出了更高的技術要求。

(三)鋰離子電池性能受限 新電池技術商用尚需時日

當前,鋰硫電池、鋰空氣電池、鋁-石墨雙離子電池、鋰陶瓷電池、新型鋰氧電池等新型電池技術大多處於實驗室研究階段,按照技術成果產業化進程,要大規模應用推廣至少需要10年以上時間。

考慮到電池的安全性因素,需要驗證的時間可能會更長。對於部分逐漸成熟的技術,如雙碳電池、固態鋰離子電池等,生產工藝並未成熟,並且核心技術掌握在一兩家企業手上,產量有限且價格偏貴,難以在近期實現規模化應用。至於超級電容器、氫燃料電池和鋅、鋰金屬燃料電池等已經開始小規模生產的技術,價格較高,市場接受需要一段時間。

動力電池政策突變 產業格局麵臨重大調整

當前,鋰離子動力電池市場競爭十分激烈,行業正處於轉折的關鍵階段,我國鋰離子電池產業格局都將可能麵臨重大調整。

整體而言,我國動力電池產業存在以下幾個變化:

第一,技術路線逐漸多元化;

第二,補貼下降、成本上升,賬款周轉效率放緩;

第三,擴產周期逐步拉長;

第四,自動化程度已遠超預期;

第五,一些車企開始拓展新的應用領域,如低速電動車、自行車,甚至向海外發展。

未來行業要依靠科技創新,加快產業結構的調整,尤其要高度重視動力電池的梯次利用和回收利用,因為隨著新能源汽車的快速發展,動力電池的推移會形成規模,動力電池推移之後要考慮它的梯次利用和回收再利用,同時要了解推移電池的品質和安全性,企業要建立大數據係統平台,將質量和安全放在首位,加強過程控製和優化。

對鋰離子動力電池生產廠商而言,強勁的市場需求和國家出台的各項優惠政策可帶來更多的發展機遇,生產規模將不斷擴大。掌握電池製造並具備穩定客戶及規模化供貨能力的企業將獲得更多的發展機遇,隨整車企業一起快速發展。為擴大規模,動力電池生產廠商需要充足的資本金作為支持。此外,動力電池企業要在動力電池能量密度、充電速度、安全性、可靠性、使用壽命等核心技術上取得突破,並不斷降低成本,方能在補貼完全消失、真正的市場競爭到來時生存下來。