锂动力电池行业研究报告

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1 锂动力电池行业研究报告 标的公司 : 国轩高科 李昌浩

2 报告摘要锂动力电池简介 : 锂动力电池指为电动汽车 电动列车 电动自行车 高尔夫球车提供动力的锂蓄电池, 从可充电功能上来区分, 锂动力电池可分为一次电池与二次电池 ; 从封装形式来区分, 锂动力电池可分为圆柱 方形和软包电池 回收机制尚待建立 : 虽然锂动力电池相对于铅酸电池 镍镉电池 镍氢电池等污染较小, 但是由于锂动力电池缺乏回收体系, 其污染程度大大超过理论预期 因此, 回收体系需尽快建立, 可通过梯次利用和资源化等方式对废旧锂动力电池进行再利用 锂动力电池的生产 : 工艺方面, 锂动力电池生产可分为制浆 涂膜 装配和化成等四步以及生产后的 Pack 成组 设备方面, 生产中后端的设备国产化程度较高, 前端国产化程度尚待提升 政策层面 : 世界各国长期规划明确, 国内补贴政策与双积分政策共同发力两轮驱动行业发展 规划层面 : 到 2020 年我国新能源汽车年产量达到 200 万辆, 动力电池单体比能量达到 300wh/kg 以上, 力争实现 350wh/kg, 系统比能量力争达到 260wh/kg 成本降至 1 元 /wh 以下 补贴与双积分政策 : 补贴大幅退坡预期明确, 由双积分政策接力, 要求整车企业 2020 年新能源正积分填补负油耗积分, 直接强制行业向新能源 低油耗转型 产业链层面 : 新能源汽车快速增长趋势明确, 锂动力电池具备确定性增长 产业链结构 : 锂动力电池的产业链可以分为上游 中游和下游, 其上游为原材料 ( 锂 钴 镍 锰 铝等金属和萤石 石墨等非金属 ) 供应企业, 中游为电芯材料制造和锂动力电池制造企业, 下游为整车和电池回收企业 上游供应 : 受益于全球主流汽车厂商大跨步进入新能源领域的利好以及国内新能源政策的强烈刺激, 上游的原材料供应商预计在未来几年将享受确定性增长, 其中钴盐等供不应求原材料的供应商预计保持高速增长 但这种情况将逐渐发生变化, 如目前虽然钴盐供需虽然于供不应求的状态, 价格保持在高位, 不过随着今后高镍三元电池 (811/622 路线替代 111/523 路线 ) 的逐步普及, 锂动力电池中钴的相对用量占比会逐步下降 中游生产 ( 电芯材料 ): 锂动力电池电芯主要构成部分为正极材料 负极材料 电解质和隔膜等, 其中正极材料占电芯成本比例最大 ( 约在 30%-40%), 高镍化是其未来最主要的趋势 负极材料是配套最为成熟的材料, 成本占比在 5%~15%, 其发展方向主要是硅碳负极材料 电解液直接决定了离子电导率 倍率 容量和输出电压等电化学性能, 目前呈现产能过剩的趋势, 行业整体在向新型电解液 ( 如 LiFSI) 的方向偏转 隔膜是产业链中最具技术壁垒的关键内层组件, 其目前最主 1 / 92

3 要的趋势是利用涂覆等技术弥补湿法工艺的热稳定性短板, 间接助力湿法工艺市场占比超越干法 中游生产 ( 锂动力电池 ): 一方面, 受益于政策刺激与新能源汽车发展的明确预期, 锂动力电池企业目前正在快速扩张产能, 尤其是高能量密度的三元电池产能 ; 另一方面, 锂动力电池行业目前整体集中度较高,CR10 占据了接近 80% 市场份额,CR5 占据了 70% 市场份额, 随着行业龙头 CATL 招股说明书正式发布,CR5 企业全部成为上市公司, 巨头争霸的帷幕正式拉开 但是, 后进企业如能在新一代锂动力电池技术 ( 锂硫电池 锂空气电池等 ) 上率先实现突破并实现商业化量产, 则可能弯道超车 此外,PACK 和 BMS 等电池管理核心技术也是关键变量, 龙头电池厂商基于其优势引领 PACK 和 BMS 之趋势, 整车企业也在全力争抢上述技术的话语权 下游需求 : 随着以特斯拉 MODEL 3 为代表的中端新能源汽车横空出世, 传统车企不得不全力发展新能源汽车, 国内原本落后的本土车企利用被巨头们忽视的时间窗口, 已经获取了先发优势, 涌现出一批快速发展的本土企业 ( 比亚迪 吉利 北汽新能源 众泰等 ) 在未来降成本仍然是汽车厂商获得竞争优势的最大利器, 而降低电池成本 ( 占整车成本 38%) 与提升整车平台化 模块化程度就是最重要的两个方向 动力电池回收 : 国内动力电池将在 2020 年前后进入报废高峰, 届时我国乘用车动力电池报废量将达到 万吨, 市场规模将达 111 亿元 动力电池的回收路径主要是梯次利用 ( 更适合磷酸铁锂电池 ) 和资源化 ( 更适合三元电池 ), 两者都具有较高的技术门槛 国轩高科投资价值判断 : 首先, 从行业形势来看, 新能源汽车受国家政策大力度支持, 双积分政策呼之欲出, 拥有确定性增长预期 ; 其次, 从行业来看, 三元电池为主 磷酸铁锂为辅的行业格局在未来 3-5 年难有大的改变, 整个行业目前仍然以扩张产能获取规模优势 争夺整车企业获取市场优势为主 ; 最后, 国轩高科已经站稳动力电池阵营第一梯队, 在补贴政策预期明确, 配股靴子已经落地的当下, 理应享有比目前更高的估值 此外, 从盘面来看, 近来国轩高科配股完成后, 外资一直在通过深港通大笔增持, 且目前国轩高科的价格也已经跌落 2017 年 5 月份时公司高管的增持价格 因此, 国轩高科目前拥有较好的性价比 2 / 92

4 报告目录报告摘要... 0 报告分析框架... 8 第一章 : 锂动力电池行业概览 锂动力电池概念 锂动力电池分类 锂动力电池发展简史 现代锂电池的诞生 中国锂电池产业的兴起 中国锂动力电池产业的发展 锂动力电池的环保探讨 污染来源探讨 污染严重性探讨 污染解决方案探讨 锂电池生产工艺 锂电池生产后 Pack 工艺 锂动力电池的生产设备 锂动力电池生产的主要设备 生产设备国产化程度 国内主要锂电设备生产企业 第二章 : 锂动力电池行业政策梳理 规划目标 : 世界各国全力降低动力电池成本 主要法律政策 新能源汽车补贴政策 新能源汽车双积分政策 第三章 : 锂动力电池产业链分析 上游 : 锂动力电池原材料供应行业 锂供给 : 整体增量稳定 镍供给 : 未来需求或将迎来爆发 钴供给 : 未来需求或将迎来爆发 产业逻辑与未来预测 中游 : 电芯材料供应及电池制造 电芯材料成本构成 电芯材料 : 正极材料 电芯材料 : 负极材料 电芯材料 : 电解液 电芯材料 : 隔膜 锂动力电池制造企业 锂动力电池的关键节点 PACK 和 BMS 下游 : 新能源整车企业 & 锂电池回收业 / 92

5 3.3.1 新能源整车企业 : 市场与政策环境鼓励巨头入局 动力电池回收业 : 巨头布局, 方兴未艾 第四章 : 标的公司 ( 国轩高科 ) 投资价值判断 公司概况 股权结构 主要产品 公司战略布局 稳扎稳打 : 站好第一梯队, 稳步扩张产能 成本竞争 : 积极拓展上游 绑定客户 : 覆盖下游龙头车企 延伸布局 : 充电桩 + 租赁 + 回收 财务分析 扩张情况 - 营收规模成长 盈利能力 - 毛利情况 盈利能力 - 三费情况 盈利能力 - 研发费用占比情况 盈利模式 - 杜邦分解 财务分析结论 SWOT 分析 优势 劣势 机会 风险 估值讨论与投资建议 估值讨论 投资建议 图片目录图 1: 锂动力电池与其它类型电池污染性比较 图 2: 锂动力电池生产工艺案例 图 3: 锂电池 PACK 工艺流程图案例 图 4: 锂动力电池产业链 图 5: 电池级碳酸锂市场价格变动 图 6: 电池级氢氧化锂市场价格变动 图 7:2016 年全球镍储量分布 图 8: 中国硫酸镍产量情况 ( 吨 )... 28, 图 9: 钴价格走势 ( , 万元 / 吨 ) 图 10: 电解镍市场价格变动 / 92

6 图 11: 市场价格变动 图 12: 电芯结构图 图 13: 电芯材料成本构成 图 14: 正极材料产业链 ( 以含钴的材料为例 ) 图 15: 国内企业对于 NCM811/NCA 布局图 (2016) 图 16: 负极材料的种类 图 17:2016 年国内碳负极材料市场情况 图 18: 电解液添加剂种类 图 19: 隔膜的主要种类 图 20: 全球 2015 年锂电隔膜企业市占率 图 21: 中国 2015 年锂电隔膜企业市占率 图 22:2016 年底国内隔膜企业干湿法产能 图 23:2017 年上半年全球动力电池出货排名 图 24: 锂电池回收工艺流程 图 25:PACK 系统 : 以特斯拉为例 图 26: 从事 PACK 系统的三类企业 图 27:2016 年我国乘用车 PACK 市场格局 图 28:2016 年我国商用车 PACK 市场格局 图 29:2016 年我国 BMS 企业数量占比 图 30: 我国动力电池 PACK 行业市场规模 图 31: 我国动力电池 BMS 行业市场规模 图 32: 新能源汽车分类 图 33: 新能源汽车成本结构 图 34: 全球新能源汽车销量 图 35: 全球新能源汽车销量变化分类型 ( 万辆 ) 图 36: 中国 日本 美国新能源渗透率 (%) 图 37: 特斯拉发展历程 图 38: 购买电动车的影响因素 图 39: 大众 MEB 平台 : 以纯电动车为主, 可兼顾插电型混动车型 图 40: 中国消费者对纯电动 / 插电混动汽车购买意向 图 41: 动力锂电池报废市场规模 ( 万元 ) 图 42: 梯次利用的关键技术 图 43: 国轩高科历史沿革 图 44: 国轩高科股权结构 / 92

7 图 45: 国轩高科主要产品 图 46: 国轩高科产品应用场景 图 47: 国轩高科与可比标的公司毛利率变化趋势 表格目录表 1: 正极材料常见主流材料... 8 表 2: 负极材料常见主流材料... 9 表 3: 动力电池封装形式... 9 表 4: 锂动力电池正 负极材料可能造成的污染 表 5: 锂动力电池电解质可能造成的污染 表 6: 锂动力电池电解质溶剂可能造成的污染 表 7: 锂动力电池隔膜和粘合剂可能造成的污染 表 8: 国内主要锂电设备生产企业 表 9: 年新能源汽车补贴政策 ( 单位 : 万元 ) 表 10: 双积分方案对三类不同违规情形的处理措施 表 11: 锂盐占各路线电池成本测算 表 12: 自然界锂资源分布情况 表 13: 全球锂矿新产能规划一览 表 14: 全球碳酸锂消费情况统计 ( 万吨 ) 表 15: 中国锂供求预测 ( 万吨碳酸锂当量 ) 表 16: 全球氢氧化锂供求平衡情况 ( 吨 ) 表 17:2017 年硫酸镍产能汇总 表 18: 国内硫酸镍下游总需求 ( 万吨 ) 表 19: 年全球 / 中国精炼镍产量及需求量 ( 吨 ) 表 20: 钴盐占各路线电池成本测算 表 21: 全球探明钴储量分布 ( 万吨 ) 表 22: 全球钴产量统计 ( 分公司 ) 表 23: 全球原生钴消费结构 表 24: 全球钴供求平衡情况 表 25: 正极材料类别一览 表 26: 主要的正极材料厂商 (2016) 表 27: 主流三元材料种类及相关信息 表 28: 部分国内厂商的高镍三元材料的投产计划 表 29: 理想负极材料的特性 表 30: 主要的负极材料厂商 (2016) / 92

8 表 31: 主要的电解质种类 表 32: 国内主要电解液厂商新建产能陆续投产 表 33: 干湿法工艺隔膜性能对比 表 34: 国内主要隔膜生产商纷纷布局新建隔膜生产线 表 35: 常规隔膜与涂覆隔膜物理指标对比 表 36:2016 年国内主要动力电池生产企业出货情况 (MWh) 表 37:2016 年锂动力电池主要厂商产能及扩建情况 表 38: 动力电池公司研发费用情况 ( 单位 :%) 表 39: 动力电池毛利率情况 ( 单位 :%) 表 40: 固态锂电池 ( 聚合物固态电池 ) 研发应用现状 表 41: 全球主要整车厂商新能源汽车规划 表 42: 国内本土整车厂商新能源汽车规划 表 43: 国内合资整车厂商新能源汽车规划 表 44: 国内布局电池工厂的车企 表 45: 各个车企电动车平台情况 表 46: 国外动力电池回收制度建设情况 表 47: 国内动力电池回收相关政策 表 48: 动力电池从出厂到报废四阶段 表 49: 动力电池回收企业主要类型 表 50: 动力电池主要回收模式 表 51: 国轩高科有效产能与规划产能 表 52: 国轩高科配股拟投资项目 表 53: 国轩高科全产业链布局 表 54: 国轩高科与可比标的公司营业收入情况 ( 单位 : 元 ) 表 55: 国轩高科与可比标的公司毛利率情况 表 56: 国轩高科与可比标的公司三费情况 表 57: 国轩高科与可比标的公司三费变化趋势 表 58: 国轩高科与可比标的公司研发费用占比情况 表 59: 国轩高科与可比标的公司研发费用变化趋势 表 60: 国轩高科与可比标的公司杜邦分解情况 表 61: 国轩高科参与的国家级项目及课题 表 62: 国轩高科与可比上市公司估值情况对比 / 92

9 报告分析框架报告分析锂动力电池行业发展情况, 旨在探寻 : 投资锂动力电池行业的潜力 困难及最佳时点 ; 锂动力电池行业内成功公司的核心竞争力 ; 结合行业分析判断标的公司国轩高科 (SZ:002074) 的投资价值 由于锂动力电池行业处于快速发展的阶段, 与政府发展新能源政策导向契合, 受政策 技术 市场三方面影响较大, 因此报告以如下思路展开分析 : 1. 锂动力电池介绍 : 包括锂动力电池性质及分类, 主要生产技术 工艺及设备 2. 政策介绍 : 由于锂动力电池行业政策导向性强, 近年来出台大量与此相关政策法规及规划, 对行业未来发展产生深远影响, 故报告首先对政策层面展开分析 3. 产业链介绍 : 报告重点讨论上游锂动力电池原料供给 中游锂动力电池制造 ( 包括 BMS 和 PACK) 及下游新能源整车 ( 包括锂动力电池回收 ) 的供需情况 商业模式, 最终总结出各环节企业市场容量 竞争情况及未来趋势 4. 标的公司国轩高科分析 : 结合行业分析的关键结论, 从国轩高科业务 财务情况判断其投资价值的相关结论 第一章 : 锂动力电池行业概览 1.1 锂动力电池概念锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料 使用非水电解质溶液的电池 锂电池大致可分为两类 : 锂金属电池和锂离子电池 1912 年锂金属电池最早由 Gilbert N. Lewis 提出并研究 20 世纪 70 年代时,M. S. Whittingham 提出并开始研究锂离子电池 锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料 金属锂或其合金金属为负极材料 使用非水电解质溶液的电池 锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料 石墨为负极材料 使用非水电解质的电池 锂动力电池是锂电池的一个分类, 多指为电动汽车 电动列车 电动自行车 高尔夫球车提供动力的锂蓄电池 1.2 锂动力电池分类从可充电功能上来区分, 锂动力电池可分为一次电池 ( 不可充电, 又称锂原电池 ) 与二次电池 ( 可充电, 如锂离子电池 ) 从电极材料类别上来区分, 锂动力电池的电极材料分为正极材料和负极材料, 可选材料种类较多 其中, 对于正极材料, 主流的材料有 : 表 1: 正极材料常见主流材料钴酸锂锰酸锂磷酸铁锂项目镍钴锰酸锂 (NCM) 镍钴锰酸锂 (NCA) (LCO) (LMO) (LFP) 分子式 LiCoO2 LiNixCoyMn1-x-yO2 LiMn2O4 LiFePO4 LiNixCoyMn1-x-yO2 电压平台 (V) / 92

10 比容量 (mag/h) 振实密度 (g/cm3) 优点缺点 锰资源丰充放电稳电化学性能稳定, 循富, 价格较高安全性, 高能量密度, 低温定, 生产工环性能好低, 安全性环保长寿性能好艺简单能好钴价格昂能量密度低温性能较高温性能差, 安全用到一部分金属钴价贵, 循环寿低, 电解质差, 放电电性能差, 生产技术格昂贵命较低相容性差压低门槛高数据来源 : 新材料在线对于负极材料, 主流的材料可以分为碳材料和非碳材料 : 表 2: 负极材料常见主流材料 数据来源 : 中国储能网从锂动力电池的封装形式来区分, 主流的锂动力电池类型有三种, 即圆柱 方形和软包 : 表 3: 动力电池封装形式项目圆柱形电池方形电池软包电池 9 / 92

11 特征优点缺点主要厂商 使用软包装材料 ( 铝塑复合膜 ), 分为电池外观为方形, 壳体多为铝合外阻层 ( 一般为尼龙 BOPA 或 PET 构成电池外观为圆柱形金 不锈钢等材料, 内部采用卷的外层保护层 ) 阻透层( 中间层铝箔 ) 绕式或叠片式工艺和内层 ( 高阻隔层 ) 安全性能好, 发生安全问题时, 一般生产工艺成熟,PACK 成会鼓气裂开, 而不像钢壳或铝壳电芯对电芯的保护作用优于软包电本较低, 电池产品良率以那样发生爆炸 ; 池, 电芯安全性相对圆柱型电池及电池组的一致性较高 ; 重量轻, 软包电池重量较同等容量的也有了较大改善 锂电池铝壳在由于电池组散热面积大, 钢壳锂电池轻 40%, 较铝壳锂电池轻钢壳基础上发展而来, 与钢壳相其散热性能优于方型电 20%; 比, 轻重量和安全性以及由此而池 ; 圆柱形电池便于多种内阻小, 可以降低自耗电 ; 来的性能优点, 使铝壳成为锂电形态组合, 适用于电动车循环性能好,100 次循环衰减比铝壳池外壳的主流 空间设计的充分布局 少 4%~7%; 设计灵活, 可根据客户的需求定制 可进行定制化生产, 但型号太圆柱形电池一般采用钢壳多, 工艺难统一, 对于需要多只一致性较差, 成本较高, 容易发生漏或铝壳封装, 会比较重, 串 并联的工业产品, 标准化程液 比能量相对较低 度不够 中 日 韩 美等都有成生产软包电池的企业有多氟多 中航熟的生产企业, 比如国轩高科 三星 SDI 力神 宁锂电 万向 中信国安 微宏动力 SANYO SONY LG 德时代等 Tesla 万向 A123 数据来源 :ofweek 1.3 锂动力电池发展简史 现代锂电池的诞生 1970 年埃克森的 M.S.Whittingham 采用硫化钛作为正极材料, 金属锂作为负极材料, 制成首个锂电池 1982 年伊利诺伊理工大学的 R.R.Agarwal 和 J.R.Selman 发现锂离子具有嵌入石墨的特性, 此过程是快速的, 并且可逆 与此同时, 采用金属锂制成的锂电池, 其安全隐患备受关注, 因此人们尝试利用锂离子嵌入石墨的特性制作充电电池 首个可用的锂离子石墨电极由贝尔实验室试制成功 1983 年 M.Thackeray J.Goodenough 等人发现锰尖晶石是优良的正极材料, 具有低价 稳定和优良的导电 导锂性能 其分解温度高, 且氧化性远低于钴酸锂, 即使出现短路 过充电, 也能够避免了燃烧 爆炸的危险 1992 年索尼公司发布首个商用锂离子电池 随后, 锂离子电池革新了消费 10 / 92

12 电子产品的面貌 此类以钴酸锂作为正极材料的电池, 至今仍是便携电子器件的主要电源 1996 年 Padhi 和 Goodenough 发现具有橄榄石结构的磷酸盐, 如磷酸铁锂 (LiFePO4), 比传统的正极材料更具安全性, 尤其耐高温, 耐过充电性能远超过传统锂离子电池材料 因此已成为当前主流的大电流放电的动力锂电池的正极材料 中国锂电池产业的兴起中国锂电池产业起源于上世纪 90 年代, 在日本 SONY 公司成功研制出锂电池后, 国内一些研究机构也投入了很大的力量进行研究开发, 并取得了一些进展, 但在锂电池生产技术方面始终遭遇瓶颈 1996 年, 在信息产业部的支持下, 电子十八所在已有锂电池研究的基础上投资建立锂电池示范生产线, 致力于锂电池生产技术的研究, 并成功突破了生产技术瓶颈, 成功研制了可批量生产的 型电池 (1200mAh) 这一成功标志着中国在锂电池制造技术方面已实现突破 回顾 20 世纪整个 90 年代, 中国锂电池产业化基本是处于边引进边摸索的阶段 进入 2001 年以后, 随着比亚迪 力神 比克 邦凯等锂电池企业的迅速崛起, 中国的锂电池产业开始进入快速发展阶段 中国锂动力电池产业的发展 2001 年到 2008 年是中国锂动力电池发展的第一阶段, 这个阶段是锂动力电池的初创期和积累期, 在 2006 年之前, 锂电池行业的主流是 3C 类锂电池技术 2008 年到 2011 年是中国锂动力电池发展的第二阶段,2010 年上海世博会 广州亚运会, 以及后来国家 十城千辆 计划实施, 使得锂动力电池走上了短平快的发展道路, 这时锂动力电池的主要特征是技术同质, 品质管控贫乏, 行业存在劣币驱逐良币的现象 2012 年到 2013 年是中国锂动力电池发展的第三阶段, 国家补贴政策的延缓, 路线转型的适应, 致使短期内市场需求不稳定 ; 同时第一批示范运营的电池存在的问题已经显现, 技术问题凸显出来, 部分纯做动力电池的企业资金匮乏, 无以为继, 退出历史舞台 2014 年到 2015 年是中国锂动力电池发展的第四阶段, 国家从宏观层面对新能源车再次重新定位, 上升为国家战略, 带来了对动力电池的强劲需求 尤其是 2015 年, 单年度锂动力电池产销量达到 17GWh 2016 年至今正处于中国锂动力电池发展的第五阶段, 因近两年新能源汽车的快速发展, 造成了劣质产品流入市场 电动车安全事故频发 企业利用政策空档骗补等多个问题, 工信部开始实施 新能源汽车推广应用推荐车型目录 和 汽车动力蓄电池行业规范条件, 重新制定了补贴政策, 以扶持真正拥有核心技术 11 / 92

13 的龙头企业, 加快行业优胜劣汰, 促使行业健康成长 1.4 锂动力电池的环保探讨 污染来源探讨锂动力电池可能造成的污染, 主要来自于其正 负极材料 电解质及和其溶剂以及隔膜等其他材料, 可能造成污染的情境主要是锂动力电池废弃后未即时回收的情况, 生产过程中造成的污染较少 : 1. 锂动力电池正极材料中, 根据电池种类的不同, 主要是钴锰镍三种重金属可能造成环境污染 ; 负极材料中, 主要是石墨和嵌锂造成分成污染或者水污染 : 表 4: 锂动力电池正 负极材料可能造成的污染 数据来源 :offweek 2. 锂动力电池电解质及溶剂中, 主要是氟 氯 砷等电解液构成质和甲醛等溶剂构成质可能造成环境污染 : 表 5: 锂动力电池电解质可能造成的污染 表 6: 锂动力电池电解质溶剂可能造成的污染 数据来源 :offweek 12 / 92

14 数据来源 :offweek 3. 锂动力电池其他材料中, 主要是隔膜和粘合剂产生的废弃有机物和氟会对自然环境造成破坏 : 表 7: 锂动力电池隔膜和粘合剂可能造成的污染 污染严重性探讨 图 1: 锂动力电池与其它类型电池污染性比较 数据来源 :offweek 13 / 92

15 数据来源 :offweek 首先, 国际上通行的认知是锂电池相对于铅酸电池 (Lad acid) 镍镉电池(Ni- Cd) 镍氢电池(NI-M-H) 等传统路线, 造成的环境污染较小 ; 其次, 由于锂动力电池从主流路线来看 ( 磷酸铁锂路线和三元路线 ), 造成污染的重金属在电池原材料中占比较低, 因此从绝对值上考量, 锂动力电池在相同条件下对环境造成的污染程度较低 污染解决方案探讨从目前情况上来看, 虽然锂动力电池相对铅酸电池 镍镉电池等传统电池污染更小 储能效率更高 绝对值更大, 但是还未建立起来一套完整的废旧电池回收体系 以铅酸电池为例, 铅酸电池由于技术成熟 成本较低且存量巨大 ( 约 1 亿辆电动自行车 10 多亿部手机使用铅酸电池 ), 已经形成了较为完整的废旧电池回收产业链体系, 而锂动力电池回收体系还远远未建立起来 所以, 从污染物绝对量上铅酸电池等传统电池所造成的环境污染要比锂动力电池大很多, 但是实际环境中由于锂动力电池缺乏回收体系, 其污染程度大大超过理论预期 因此, 解决锂动力电池可能造成的污染问题, 首先是要建立起来锂动力电池的回收体系 ( 目前上市公司格林美等已经布局该项业务 ), 此外还可以通过梯次利用等方式对废旧锂动力电池进行再利用, 以在提升能源资源利用效率的同时, 降低锂动力电池污染环境的可能性 14 / 92

16 1.5 锂电池生产工艺 图 2: 锂动力电池生产工艺案例 数据来源 : 长江证券研究院锂电池生产的工艺较为复杂, 流程简单来说分为四步 : 制浆 涂膜 装配和化成 制浆和涂膜主要是用溶剂和正负极活性物质搅拌并涂膜在金属箔片制作正负极极片, 占整个制造流程用时的 30%; 装配阶段将正极片 隔膜 负极片卷绕成电池极芯, 注入电解液 封口, 即制成成品电池, 装配是整个电池生产最复杂的工序, 用时占到 45%; 化成操作相对简单, 是对成品电池的充放电测试, 剔除不合格电池, 用时占比 25% 1.6 锂电池生产后 Pack 工艺电池 PACK 系统利用机械结构将众多单个电芯通过串并联的连接起来, 并考虑系统机械强度 热管理 BMS 匹配等问题 PACK 是衔接整车 电池 BMS 的纽带, 而 BMS 则是动力电池组的核心技术, 是电池 PACK 厂的核心竞争力, 也是整车企业最为关注的环节 锂电池 Pack 产线相对简单, 核心工序包括上料 支架粘贴 电焊 检测等工艺, 核心设备为激光焊接机以及各类粘贴检测设备 图 3: 锂电池 PACK 工艺流程图案例 15 / 92

17 1.7 锂动力电池的生产设备 锂动力电池生产的主要设备锂电生产前段工序 ( 主要包括制浆和涂膜 ) 对应的锂电设备主要包括真空搅拌机 涂布机 辊压机等 ; 中段工序 ( 主要是装配 ) 主要包括模切机 卷绕机 叠片机 注液机等 ; 后段工序 ( 主要是化成 ) 则包括化成机 分容检测设备 过程仓储物流自动化等 除此之外, 电池组的生产还需要 Pack 自动化设备 生产设备国产化程度从国际来看, 日本和韩国的锂电设备居于世界领先地位, 设备精度高 自动化程度较高 性能优越 技术更加成熟, 价格也相对价高 企业分工精细, 基本上都是从事单一设备的研发制造, 如国外生产锂电卷绕设备的企业主要有日本皆藤 CKD 以及韩国的 Koem; 生产涂布设备的企业主要有东芝 富士 东丽 平野 ; 生产分条设备的企业主要有日本的西村等 从国内来看, 国内工序中后端设备已达国际先进水平, 工序前端核心设备向高端化发展 目前, 我国在锂电设备中后端制造生产方面技术领先, 已达到或接近国际先进水平, 价格方面优势相对明显, 但中后端设备技术壁垒较低, 工艺简单, 前端设备则相对技术要求高, 对整条生产线质量有着重要的影响 由于技术差异并非悬殊, 且价格方面存在优势, 锂动力电池生产设备的国产化程度较高, 如高压电容器卷绕机国产化率已经达到 70% 从产值来看, 中国 2016 年锂电生产设备需求超过 145 亿元, 国内生产设备产值同比增长将超过 20% 据 GGII 统计, 年国产锂电设备市场规模分别为 亿元, 年均同比接近 100% 增长, 并预计到 2020 年, 国产设备规模达到 285 亿元, 国产化率提高到 80% 左右, 相比 2013 年年均复合增速为 40% 国内主要锂电设备生产企业表 8: 国内主要锂电设备生产企业 公司名称主营业务涉及工序主要客户 赢合科技 涂布机 分条机 制片机 卷绕机 模切 机 叠片机 极片制作 电芯组装 山东威能 沃特玛电池 福 斯特新能源 卓能新能源 凤凰新能源 16 / 92

18 华中数控 PACK 生产线 比亚迪 松下 无锡索尼 东莞新能源 宁德新能源科 先导智能焊接卷绕一体机 隔膜材料分切机 注液机电芯组装 技 波士顿电池 ( 江苏 ) 珠海光宇电池 无锡日立麦 克赛尔 河南义腾 七星电子搅拌机 涂布机 辊压机和分切机极片制作 日本松下 中航锂电 山东 威能 天津力神 国轩高科 力合股份 ( 华冠电子 ) 卷绕机 圆柱形卷绕制片一体机 极片制作电芯组装 融捷股份 ( 东莞德瑞 ) 聚合物电池全自动包装机 全自动夹具化成机 全自动抽气机 动力电池全自动注液机 动力电池全自动卷绕机 动力电池全自动极耳焊接机 动力电池全自动分组机 极片制作电芯组装 ATL 韩国 LG 天津力神 芜湖天弋 亿纬锂能 安普瑞斯 三洋 雅康 ( 被赢合科技收购 ) 涂布机 辊压机 制片机 分条机 卷绕机 卷绕制片一体机 极片制作电芯组装激活检测 光宇集团 ATL 比克 比亚迪 天能 力神 万向 卓能 浩能 ( 拟被科 精密涂布机系列 连轧生产线 连续分条 极片制作 ATL CATL TDK 三星 恒股份收购 ) 机 全自动制片机 全自动卷绕机等 电芯组装 力神 亿纬锂能 银隆 半自动卷绕机, 全自动卷绕机 ; 极耳焊接及 吉阳 ( 被智云 贴胶纸设备 ; 分选设备 ; 叠片设备 ; 模切 极片制作 股份收购 ) 机 冲切 碾片设备 ; 芯包系统 生产线设 电芯组装 备 新嘉拓涂布机极片制作 ATL CATL 比亚迪 比克 数据来源 : 申万宏源研究第二章 : 锂动力电池行业政策梳理 2.1 规划目标 : 世界各国全力降低动力电池成本根据测算, 动力电池价格在 100 美元 /KWh 附近时, 电动汽车与燃油车的竞争焦点就将转变为其他制造成本方面, 即实现油电平价, 进而电动汽车才能脱离补贴与燃油车竞争 目前日韩电池龙头价格已从 10 年前的 1000 美元 /KWh 以上降至 美元 /kwh, 距离这一目标越来越近, 但进一步降本的难度变得更大 17 / 92

19 2017 年 1 月 14 日, 工信部牵头编制了 汽车产业中长期发展规划, 明确了到 2020 年我国新能源汽车年产量将达到 200 万辆, 以及到 2025 年我国新能源汽车销量占总销量的比例达到 20% 以上的发展目标 根据国家发布的 节能与新能源汽车技术路线图, 到 2020 年, 新能源汽车年产销达到 200 万辆, 动力电池单体比能量达到 300wh/kg 以上, 力争实现 350wh/kg, 系统比能量力争达到 260wh/kg 成本降至 1 元 / 瓦时以下 到 2025 年, 新能源汽车占汽车产销 20% 以上, 动力电池系统比能量达到 350 wh/kg 结合各国颁布的动力电池技术路线来看, 各国都计划到 2020 年实现电池性能的大幅提升与成本大幅下降 具体而言, 各国拟定的系统比能量目标值普遍集中在 kg/wh 之间 中国大致相当于 150 美元 /kwh, 日本在 100 美元 /kwh, 美国要求是 美元 /kwh, 欧洲是 120 美元 /kwh, 与油电平价目标的 100 美元 /WH 均十分接近, 亦即各国政策要求到 2020 年左右电动汽车要实现和燃油车相近的性价比水平 2.2 主要法律政策目前, 影响锂动力电池行业的最主要政策有两个, 一是补贴政策, 直接关系到产业链中端新能源汽车的售价 ; 二是正在酝酿的双积分政策, 直接关系到整车企业对于新能源汽车生产的最终决策 以上两种政策都是通过对新能源汽车进行影响, 进而传导至中游锂动力电池 此外, 两种政策的执行直接与新能源汽车的续航里程相关, 间接要求锂动力电池的综合性能 ( 电池 / 系统能量密度等 ) 必须在短时间内迅速提升 新能源汽车补贴政策表 9: 年新能源汽车补贴政策 ( 单位 : 万元 ) 车型类别里程数 R( 公里 ) >R 纯电动乘用车 250>R R 插电式混合动力乘用车 R 燃料电池乘用车 资料来源 : 电车之家近两年, 新能源补贴政策呈现以下几大趋势 : 首先, 补贴退坡速度加快 幅度大大提升 年补助标准在 2016 年基础上下降 20%, 年补助标准在 2016 年基础上下降 40% 补贴按年次大幅退坡, 一是因为 2016 年度爆发了大批新能源汽车骗补的事件, 二是因为高补贴政策容易让产业链的所有参与者形成 靠补吃补, 不思进取 的习惯, 不利于 18 / 92

20 整个行业的可持续发展 其次, 补贴标准并非统一下调, 而是有升有降 其中, 续航里程超过 250 公里的纯电动汽车以及燃料电池汽车的补贴额度都得到了提高 最后, 燃料电池乘用车补贴没有退坡, 该种趋势一直持续到 2020 年, 显示政府对燃料电池汽车的推广力度在逐渐加强 新能源汽车双积分政策 政策背景为了对冲新能源汽车补贴退坡的影响, 工信部主导设计了油耗积分与新能源积分并行挂钩的考核方案, 双积分政策横空出世 双积分指乘用车企业平均燃料消耗量 (CAFC, 油耗积分 ) 与新能源汽车积分 (NEV 积分 ), 此前工信部都在统计各车企的油耗积分, 但是并没有实质性的考核和惩罚措施 2016 年, 受骗补事件的影响, 工信部借鉴在美国加州零排放车积分方案的基础上, 于当年 9 月公布了征求意见稿 2017 年 6 月更新了方案的第二稿 由于双积分方案的推出, 新能源汽车产业的支持政策从补贴政策向强制法规过渡, 每一家规模以上的车企都必须加快研发和车型投放来满足国家规定的积分要求 政策内容 总体原则 CAFC 和 NEV 积分的核算都基于车型的 实际值 与 目标值 的差异, 即按燃油车和新能源汽车的实际产量 ( 或进口量 ) 做加权平均计算出车企层面的分数, 取实际和目标差额作为结果 双积分政策的考核对象是车企, 但计算方法都是先计算车型分值, 再加总计算成车漆的分数, 同时, 计算思路都是差值考核, 即计算该车企的实际值与目标值之间的差距, 超出标准越多越能形成正积分 CAFC 积分的计算方法先核算车型的燃料消耗量实际值与目标值, 其中新能源车也要计算, 将电量转换为传统的燃料消耗量即可 再根据各车型的目标值按销售计算车企的加权平均燃料消耗量, 计算时一辆合格的新能源车可当做 5 辆 ( ) 3 辆 ( ) 2 辆 (2020) 来计算, 由此可拉低 CAFC 实际值 最后计算车企 CAFC 积分, 最终为该车企 CAFC 达标值与实际值之间的差额, 与企业乘用车产量的乘积 当实际值低于达标值时产生的是正积分, 高于达标值产生的积分为负积分 NEV 积分的计算方法先确定每一款新能源车型的单车积分 最新版本的方案中,PHEV 与 FCEV 的 19 / 92

21 单车积分都与前一版本中一样, 其中 PHEV 续驶里程在 50km 以上的为 2 分, FCEV 续驶里程在 km 的为 4 分,350km 以上的为 5 分, 但是设置了门槛和倍数 BEV 方面, 单车积分由续驶里程 整车整备质量与电能消耗量综合确定 : 1) 30 分钟最高车速不低于 100km/h, 纯电动模式下续驶里程不低于 100 公里 ; 2) 设置标准单车积分, 按公式计算 :0.012 续驶里程 ( 综合工况 )+0.8, 最高为 5 分 ; 3) 实际车型积分在标准车型积分的基础上可以按 0.5 倍 1 倍 1.2 倍计算 再按新能源汽车积分比例计算正负积分 车企新能源汽车积分实际值, 为单车积分与其对应的产量的乘积求和 NEV 积分则为车企实际值与目标值之间的差额, 实际值大于目标值的, 产生正积分 ; 实际值小于目标值的, 产生负积分 双积分挂钩通过 1:1 的换算比例来完成, 即新能源汽车正积分可抵扣同等数量的燃料消耗量负积分 无论如何, 两类负积分都必须在当年考核中抵偿归零 政策影响 惩罚力度大负积分未抵偿清零的惩处力度较大, 总共有三种惩罚措施 : 表 10: 双积分方案对三类不同违规情形的处理措施违规情形处理措施进入失信企业 黑名单, 并公开, 在市场准入 享受财政税收优违背信用承诺制度惠政策 货物通关等方面, 对违规失信主体依法予以限制或禁入 CAFC 负积分 : 1) 暂停受理达不到 GB27999 目标值的新产品的生产公告申报 ; 2) 暂停部分高油耗车型的生产, 直至企业年度预期产生的油耗正积负积分未抵偿分可以平衡企业未抵偿的油耗负积分 NEV 负积分 : 暂停部分高油耗车型的生产, 直至下一年度传统能源乘用车产量较核算年度减少的数量不低于未抵偿负积分数量 1) 通报 ; 作假 未按时等其它情形 2) 按核查值计算年度企业平均燃料消耗量或新能源汽车积分 ; 3) 按失信企业处理的一种或多种处理方式 资料来源 : 工信部负积分未抵偿清零的惩处力度较大 其中对负积分未抵偿的情形, 主要是限制油耗不达标产品的新车公告申报和限制部分高油耗车型的生产, 这会对车企经营 市场地位和利润造成直接影响, 影响效果的深度和广度可能是会远超罚款的 对车企长期发展影响巨大双积分政策的整体思路是 2020 年年产 200 万辆新能源乘用车, 同时有巨大 20 / 92

22 的油耗负积分缺口, 需要新能源正积分填补 车企首先要满足无 NEV 负积分要 求, 因此对每年的新能源产量渗透率有要求 其次车企还得抵偿它的油耗负积分 在满足负积分要求的基础上, 如有 CAFC 负积分缺口, 车企则可加大新能源车型 尤其高性能 ( 低成本 ) 新能源车型的产量来拉低 CAFC 实际值减少缺口, 同时用 NEV 正积分抵偿 参数 积分抵偿细则的给予了车企明确指引, 各车企也正在根 据这些细则 自身情况 市场预判, 来调整节能与新能源产品的结构 相对而言, 已有纯电技术 / 市场储备的自主车企会更为受益, 合资车企与纯电技术储备较弱 的自主车企压力较大 2.3 其他政策 以下是锂动力电池行业涉及的其他政策及其主要内容 : 表 11: 锂动力电池相关政策汇总颁布部门法律 / 法规 / 政策时间涉及内容 信息产业部 发改委 商务部等 国务院办公厅 科技部 发改委 科技部 工信部等 科技部 工信部 发改委 工信部 电子信息产品污染控制管理方法 2007 年 规定镉是有毒有害物质或元素, 并规定为减少或消除电子信息产品中含有的有毒 有害物质或元素而采取相应的措施 信息产业部对积极开发 研制新型环保电子信息产品的组织和个人, 可以给予一定的支持 电子信息产业调整和振兴规划 2009 年提高新型锂离子电池等产品的研发生产能力, 初步形成完整配套 相互支撑的电子元器件产业体系 国家重点新产品计划优先发展技术领域 2010 年把锂离子电池以及相关产品及技术列为优先发展技术领域 当前优先发展的高技术产业化重点领域 2011 年锂电处位于 信息 大类中第 10 类 指南 第二阶段 : 年实现混合动力汽车产业化技术 电动汽车科技发展 十二五 专项规划 2012 年突破, 开展以能量型锂离子电池为重点 电池模块化为核心的动力电池全方位技术创新, 实现我国车用动力电池大规模产业化的技术突破 电子基础材料和关键元器件 十二五 规划 产业结构调整指导目录 (2011 年本 ) 锂离子电池行业规范条件 2012 年 2013 年修正 2015 年 国务院 中国制造 年 工信部 国务院 汽车动力电池行业规范条件 (2017 年 ) 十三五国家战略性新兴产业发展规划的通知 2016 年 2016 年 大力发展新能源汽车用高效节能无刷电机 高性能磁性元件和动力电池, 推动锂离子动力电池的产业化 锂离子电池属于第一类 鼓励类 第十九 轻工 类中的 16 小类, 明确了对动力电池 储能电池和正极材料发展的政策鼓励 对锂离子电池的产业布局和项目设立 生产规模和工艺技术 产品质量及性能 资源综合利用及环境保护 安全管理 卫生和社会责任 监督及管理等方面做了详细要求 规划中强调, 继续支持电动汽车 燃料电池汽车发展, 掌握汽车低碳化 信息化 智能化核心技术, 提升动力电池 驱动电机 高效内燃机 先进变速器 轻量化材料 智能控制技术的工程化和产业化能力, 形成从关键零部件到整车的完整工业体系和创新体系, 推动自主品牌节能与新能源汽车同国际先进水平接轨 锂离子动力电池单体年产能力由 不低于 2 亿瓦时 提升至 不低于 80 亿瓦时, 系统企业年产能力由 不低于 1 万套或 2 亿瓦时 提升至 不低于 8 万条或 40 亿瓦时 大幅提升新能源汽车和新能源的应用比例, 全面推进高效节能 先进环保和资源循环利用产业体系建设, 推动新能源汽车和节能环保等低碳产业成为支柱产业 21 / 92

23 财政部 科技部 工信部 发改委 国务院 工信部 工信部 发改委 科技部 财政部 工信部 发改委 科技部 财政部 商务部 关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知 十三五节能减排工作方案 新能源企业生产企业及产品准入管理规定 促进汽车动力电池发展行动方案 关于开展 2016 年度新能源汽车补贴资金清算工作的通知 2017 年 2017 年 2017 年 2017 年 2017 年 汽车销售管理办法 2017 年 第三章 : 锂动力电池产业链分析 提高推荐车型目录门槛标准, 将纯电动车的能耗 里程 能量密度纳入门槛 ; 规定地方补贴不得超过中央补贴的 50%, 补贴标准和上限将在现行标准与基础上减少 20%, 同时改进补贴资金拨付方式, 由事前拨付改为事后清算到 2020 年节能环保 新能源装备 新能源汽车等绿色低碳产业总产值突破 10 万亿元, 成为支柱产业 从企业设计开发能力 生产能力 产品生产一致性保证能力 售后服务及产品安全保障能力提高了准入门槛, 并强化了安全监管要求 到 2020 年, 动力电池总产能超过 1000 亿瓦时, 形成产销规模在 400 亿瓦时以上 具有国际竞争力的龙头企业 非个人用户购买的新能源汽车申请补贴, 累计行驶里程须达到 3 万公里 ( 作业类专用车除外 ) 不能达标的, 应于达标后申请补贴 国家鼓励发展共享型 节约型 社会化的汽车销售和售后服务网络, 加快城乡一体的汽车销售和售后服务网络建设, 推动汽车流通模式创新 图 4: 锂动力电池产业链 资料来源 : 公开资料整理 分析思路 : 锂动力电池的产业链可以分为上游 中游和下游, 其中 : 产业链上游为原材料供应, 如制造动力电池用量规模较大的锂 钴 镍 锰 磷 铁等矿产及各种化合物的供应商, 相关上市公司有天齐锂业 赣锋锂业 寒锐钴业等 ; 由于锂动力电池上游行业属于具有较强周期性的有色金属行业, 因此该部分分析将着重于重点原材料的供给 需求 价格变化和未来趋势上 产业链中游为电芯材料制造和电池制造, 包含了锂动力电池正极材料 负极材料 电解质 隔膜等基础组件以及电芯制造和 PACK 等集成业务, 相关上市公 22 / 92

24 司较多, 如比亚迪 国轩高科 杉杉股份 星源材质等 ; 产业链下游为应用领域和电池回收, 应用领域主要是电动汽车, 电池回收主要包含电池利用 梯次利用和再生利用等, 相关上市公司有比亚迪 北汽新能源 奇瑞 吉利 格林美等 3.1 上游 : 锂动力电池原材料供应行业据高工锂电数据, 目前的锂动力电池当中, 正极材料成本占到电芯的 25%- 30%, 而正极材料主要由碳酸锂 氢氧化锂和各种对应的前驱体材料构成 前驱体中, 钴价对于价格影响较大 此外, 随着三元材料成为锂动力电池厂商的重点发展方向, 最大化电池容量成为共同诉求, 能够有效提升能量密度的高镍三元路线受到热捧 因此, 在上游分析当中, 重点将在于锂 钴 镍三种材料 锂供给 : 整体增量稳定 锂盐各路线电池成本测算表 11: 锂盐占各路线电池成本测算通用比亚迪日产项目特斯拉 MODEL 3 项目 volt e6 Leaf 三元磷酸铁正极材料 NCA 正极材料锰酸锂 NCM 锂电池容量 (kwh) 4 电池容量 (kwh) 对氢氧化锂需求 (kg) 30.2 对碳酸锂需求 (kg) 电池价格 ( 元 /wh) 1.3 电池价格 ( 元 /wh) 电池包售价 ( 万元 ) 4.55 电池包售价 ( 万元 ) 氢氧化锂价格 ( 元 /kg) 160 碳酸锂价格 ( 元 /kg) 包含的氢氧化锂成本 ( 万元 ) 0.38 包含的碳酸锂成本 ( 万元 ) 氢氧化锂占电池价格比重 8.44% 碳酸锂占电池价格比重 6.75% 4.51% 5% 数据来源 : 兴业证券研究所据上表可知, 锂动力电池中锂盐占电池价格比例约在 4.5%-8.5% 之间, 其中 NCM 与 NCA 路线锂盐占比较高,NCA 路线达到 8.44%, 而磷酸铁锂与锰酸锂中锂盐占电池价格比重较低 锂盐供给情况 : 整体供给稳定, 增量稳步攀升全球锂资源储量丰富, 目前全球探明锂资源储量 4000 万吨, 主要产锂国家为智利 澳大利亚 中国 阿根廷等 锂在自然界的存在形式主要有盐湖卤水锂矿床 锂矿物等, 全球绝大多数盐湖卤水都是高镁低锂型, 从中分离提锂的工艺难度很大, 目前大多选择低镁锂比的盐湖作为锂主要来源 对于锂矿物而言, 目前主要有锂云母和锂辉石两种, 矿石存在品位低, 开发成本较高等劣势, 规模较盐湖卤水小 23 / 92

25 表 12: 自然界锂资源分布情况 项目 国家 各国占比 (%) 资源量 ( 万吨 ) 1 智利 玻利维亚 中国 阿根廷 澳大利亚 美国 塞尔维亚 加拿大 刚果 俄罗斯 巴西 其他 数据来源 :UGUS, 招商证券 我国锂盐储量在世界范围内居于前列, 但是提锂技术与国外存在差距 我 国锂资源中 80% 来自于盐湖卤水, 主要分布在青海和西藏的盐湖中, 其中西藏的 扎布耶盐湖是世界第三大含锂盐湖, 镁锂比很低, 具有很大开采价值 我国锂矿 石资源主要分布在四川 ( 锂辉石 ) 江西( 锂云母 ) 和新疆 ( 基本开采完毕 ), 总 体品位不高, 经济效益较低 从提锂技术上来看, 国内目前主要靠进口锂辉石加 工提取碳酸锂 除锂辉石外, 碳酸锂还能从锂云母中提炼, 目前锂云母制备碳酸 锂的总体成本已经接近锂辉石 表 13: 全球锂矿新产能规划一览 项目 项目名称 产能释放时间 产能 (LCE, 万吨 ) 1 Kings Valley Lithium Authier Lithium Rose Tantalum Salar de Rincon James Bays Sonara Lithium Quebec Lithium Salar de Diabilolls Sal de Vida 总计 数据来源 : 公司公告, 招商证券 24 / 92

26 从产量增量情况来看,2016 年全球碳酸锂总产量 20.2 万吨, 而从未来规划来看, 从 年未来新增碳酸锂产能 万吨, 平均每年增产约 5 万吨 因此, 总体而言全球锂供给较为稳定, 整体增量稳步攀升 锂盐需求情况 : 热度不减, 主要为新能源汽车拉动表 14: 全球碳酸锂消费情况统计 ( 万吨 ) 项目 年占比 3C 产品 % 新能源汽车 % 储能电池 % 其他 % 总计 % 数据来源 :Roskill, 招商证券锂需求主要来自于新能源汽车 根据 2016 年全球锂消费情况统计, 总消费量 万吨, 而锂离子电池占比 9.13 万吨, 占比 47.8%, 其他应用主要为工业生产用, 包括陶瓷 微晶玻璃 润滑脂等等, 应用较为分散, 需求增速也较为稳定 锂离子电池主要包括 3C 产品 新能源汽车 储能三方面,3C 市场已经发展较为成熟, 需求稳定, 而储能作为新兴市场份额较低, 故新能源汽车市场也是未来拉动锂需求的主要市场 根据供给预测, 未来几年锂矿增速约为 25%, 而全球新能源汽车增速为 50% 左右, 因此新能源汽车的需求增长对锂资源需求的增长将起到极大的作用 电池级锂原料价格变化图 5: 电池级碳酸锂市场价格变动 图 6: 电池级氢氧化锂市场价格变动 资料来源 : 同花顺 25 / 92

27 资料来源 : 同花顺 自从 2015 年国家对于新能源汽车的支持力度持续加大, 各项鼓励政策密集 推出 ( 尤其是新能源补贴政策 ), 对于锂资源的需求在刺激之下快速上升, 因此 价格在 2015 年到 2016 年期间上涨近 4 倍, 但随着新能源汽车跃进式发展产生 了一系列问题 ( 骗补事件等 ), 补助政策彼时也未明确, 同时伴随行业产能释放 行业进入需求淡季, 电池级锂价格降幅较大 随后行业在 2017 年初进入采购热 季, 补贴政策等关键政策也逐渐明朗, 新能源汽车发展热度不减, 因此电池级锂 价格再次快速增长 锂盐供需分析与趋势预测 表 15: 中国锂供求预测 ( 万吨碳酸锂当量 ) 项目 E 2018E 2019E 2020E 消费 产量 净进口 供需平衡 消费增速 20% 17% 15% 15% 15% 15% 产量增速 -1% 41% 9% 22% 16% 11% 数据来源 : 锂行业协会, 兴业证券 表 16: 全球氢氧化锂供求平衡情况 ( 吨 ) 项目 E 2018E 2019E 2020E 中国产量 中国以外 世界产量 世界消费量 / 92

28 供需平衡 中国产量增速 42% 6% 32% 33% 23% 11% 中国以外产量增速 18% 10% 18% 15% 13% 47% 世界产量增速 30% 8% 26% 25% 19% 25% 世界消费量增速 30% 8% 30% 25% 25% 20% 数据来源 : 锂行业协会, 兴业证券供需关系上, 近两年来由于新能源汽车的需求刺激锂盐供给尤其是氢氧化锂供给出现缺口, 但未来几年预计碳酸锂和氢氧化锂会出现一定分化, 其中碳酸锂供需将同步增量, 预计保持供需平衡, 而氢氧化锂直到 2020 年仍将维持紧缺状态 因此, 从锂盐供需整体来看, 未来几年全球锂盐供给和需求都将继续增长, 并有一定缺口 但由于全球锂盐供给较为丰富, 随着产能释放和开采技术进步, 长期来看锂盐有可能出现供过于求的局面, 价格也进入下行通道 镍供给 : 未来需求或将迎来爆发 镍盐在动力电池领域的应用在动力电池领域, 用到的镍盐原料主要是硫酸镍, 用于生产传统的镍镉电池 镍氢电池以及目前主流的三元锂电池 其中镍镉电池因为充电过程中的记忆效应和不环保等因素, 已经逐渐被淘汰 ; 镍氢电池正极材料的主要原料球镍 ( 球形氢氧化镍 ) 以及三元材料锂离子电池的前驱体原料镍钴锰酸锂 (NCM) 或镍钴铝酸锂 (NCA) 中的镍元素均由硫酸镍提供 镍在其中的主要作用是提高材料的能量密度, 决定着电池的容量 镍盐供给情况 : 产量水涨船高自然界中镍主要以氧化矿 ( 红土矿 ) 和硫化矿两种形式存在, 我国镍矿主要是硫化铜镍矿,2016 年储量占全球储量约 3.7%, 其中甘肃金川镍矿是全球第四大硫化镍矿, 储量占全国的 62.7%; 红土镍矿资源比较缺乏, 高度依赖进口 2015 年中国镍矿进口量为 万吨, 对外依存度超过 60% 图 7:2016 年全球镍储量分布 27 / 92

29 2016 年全球镍储量分布图 美国澳大利亚巴西加拿大中国 哥伦比亚古巴危地马拉印度尼西亚马达加斯加 新喀里多尼亚菲律宾俄罗斯南非其他国家 数据来源 : 同花顺据亚洲金属网的数据显示,2015 年全国硫酸镍产量约为 18.7 万吨,2016 年已经攀升到了 24.7 万吨 2013 年以前, 我国硫酸镍的产量基本稳定在 14 万吨左右, 随着我国新能源汽车产量在 2014 年开始放量, 硫酸镍产量也随之增加, 三元材料的需求拉动作用十分显著 图 8: 中国硫酸镍产量情况 ( 吨 ) 数据来源 : 海通证券 目前国内的硫酸镍产能大致为 34.3 万吨左右, 由于动力电池和新能源汽 车的火热, 金川镍盐 格林美和广西银亿此后还有 9 万吨的硫酸镍扩产计划 据安泰科估计,2017 年国内硫酸镍产量将上升至 30 万吨 ; 国外方面产量 约为 20 万吨, 除了住友集团 优美科和俄镍, 还有几家企业在产 表 17:2017 年硫酸镍产能汇总 公司名称 硫酸镍 2017 产能 ( 吨 ) 扩产计划 ( 吨 ) 类型 金川镍盐 电池级 电镀级 金柯有色 电镀级 吉恩镍业 电池级 电镀级 28 / 92

30 格林美 电池级 池州西恩 电池级 广西银亿 电池级 电镀级 江门长忧优 电池级 江钨钴业 6000 电池级 深圳融禾 6000 电池级 天津茂联 电池级 江西睿峰 电池级 电镀级 启东北新 电池级 新乡超能 电池级 宁波长江新能源 电池级 广德环保 8000 电池级 电镀级 上海镍捷 3000 电池级 优美科 电池级 住友集团 电池级 电镀级 俄罗斯诺里尔斯科镍业 电池级 电镀级 值得一提的是, 环保问题是影响我国今后硫酸镍供应的一个主要因素 工信部在 2015 年就将硫酸镍列入 危险化学品目录, 所以硫酸镍在生产 运 输 库存等环节对环保的要求非常高, 新建产能的环境评估需要比较长的周期, 这将大幅限制硫酸镍新建产能的扩张 此外, 新建产能必须满足配套的废气和 废水处理系统建设要求, 接受长周期的环境评估, 这个过程可能在 2 年左右 先进入者在原有的产能基础上进行扩建的周期一般只要 10 个月左右 因此, 目前行业产能的扩张主要还是来源于现有厂商 镍盐需求情况 : 增长迅猛 新能源汽车取代燃油汽车的核心是提高性价比, 所谓性价比就是里程成 本比, 及性能上提高续航里程, 价格上降低材料成本和配套系统质量 这就需 要在保持系统重量的基础上大幅提高整车电池容量, 即能量密度 国家政策方 向明确, 在 2020 年整车能量密度达到 260Wh/kg, 几乎比目前翻了一番, 成 本也要降低到 1 元 /Wh 锂动力电池对于镍的预期需求将大幅增长, 据海通证券, 预计 2017 年中 国国内硫酸镍下游总需求达到 27.1 万吨, 同比增长约 44% 需求大幅增长, 一 是因为高镍三元材料正在成为主流, 二是因为钴价大涨使得厂商倾向于高镍 技术 表 18: 国内硫酸镍下游总需求 ( 万吨 ) 年份 三元正极材料 球形氢氧化镍 电镀 合计 29 / 92

31 E 数据来源 : 安泰科, 亚洲金属网具体来说, 首先镍元素含量的多少, 决定了正极材料的活性分子数量和比容量, 所以由低镍三元转向高镍三元以及 NCA 正是大势所趋 根据高工锂电数据显示三元正极在动力电池领域的占比由 2016 年的 22% 激增到 2017 年预期超过一半, 而不同的三元材料对硫酸镍需求各异 从分子式上测算 NCM 以及 NCA 对硫酸镍的需求分别为 以及 2.03 吨, 可见同样为硫酸镍为原料的三元正极, 单吨高镍三元对硫酸镍的需求是低镍 NCM333 的 2.4 倍 目前动力电池领域三元仍以 NCM333 和 523 为主, 高镍材料供应严重不足 另一方面, 钴价的大涨提高了三元材料成本, 压缩厂商利润空间 镍替代钴不仅可以节约成本, 还可以进一步提高能量密度 图 9: 钴价格走势 ( , 万元 / 吨 ) 数据来源 : 同花顺此外, 特斯拉最新的 Model 3 应用的正是高镍 NCA,2020 年特斯拉 Model 3 预计产量达到 100 万辆, 这会为全球带来 21.6 万吨的硫酸镍需求 镍盐供需分析与趋势预测 (1) 电池级镍原料价格变化图 10: 电解镍市场价格变动 30 / 92

32 数据来源 : 同花顺 从 2006 至 2017 年的精炼镍的供需平衡中, 在 的这个时间段, 全球电解镍始终存在供大于求的现象, 导致了镍价格的长期性下跌, 现在镍依然 处于一个长期性的价格低位 在 2016 年以及 2017 年的上半年, 供需平衡发生了 反转,2017 年上半年, 全球精炼镍的缺口已达 吨, 镍价格得到支撑 而 中国对镍产品很大程度上依赖进口, 国内产量远低于需求量, 国内镍价格很大程 度上取决于国际镍价 (2) 镍供需情况与趋势判断 表 19: 年全球 / 中国精炼镍产量及需求量 ( 吨 ) 年份 全球精炼镍产量 全球精炼镍需求 中国精炼镍产量 中国精炼镍需求 资料来源 : 彭博资讯, 海通证券研究所 虽然近几年来镍价不温不火, 步入 2017 年以来更是进入震荡筑底阶段, 但 31 / 92

33 是 年三元材料的迅猛发展尤其是高镍方向的明确对需求拉动弹性非 常明显, 主要原料硫酸镍价格已有明显涨幅, 二者价差逐步扩大 尽管电池行业 用镍暂时难以改变镍金属的供需格局, 不过由于镍价的长期低迷, 许多镍行业企 业生产经营状况都受到了影响, 国内原生镍产量已经连续 4 年下降, 而电镍企业 要将原料和产能转向硫酸镍也需要时间, 未来硫酸镍需求放量, 将可能存在一定 的结构性短缺 钴供给 : 未来需求或将迎来爆发 钴盐在动力电池领域的应用 表 20: 钴盐占各路线电池成本测算 正极材料体系 LFP NCM111 NCM523 NCM811 典型能量密度 每 KWH 消耗钴 (KG) 电池价格 ( 元 /Wh) 钴价格 ( 万元 / 吨 ) 钴盐占价格比例 0% 2.84% 1.61% 0.69% 数据来源 : 兴业证券研究所 在上述主流的锂动力电池路线中, 三元锂电池 NCM111 路线所含钴元素比 例最大, 按 40 万元 / 吨钴价测算, 钴成本占电池售价比例为 2.84%, 其余路线钴 含量皆达不到这一水平, 因此判断钴盐占电池价格比例在 3% 以内, 目前量产的 主流 NCM523 与 NCM622 占比在 1.5% 左右 钴盐供给情况 : 供给弹性小, 未来增量有限 钴储量丰富但分布不均, 且多为伴生矿 目前全球探明钴储量为 710 万吨 ( 金属量 ), 总体资源较为丰富, 但分布高度集中, 其中刚果储量 340 万吨, 占 比 48%, 其次为澳大利亚 100 万吨, 古巴 50 万吨, 而中国储量为 8 万吨, 占比 1% 从品位来看, 一般钴矿品位从 0.01%~1% 不等, 刚果不仅储量最大, 其钴矿品 位也最高, 而中国钴资源较为缺乏, 且平均品位仅为 0.02%, 开采难度大 成本 高, 严重依赖进口, 进口比率达到 95% 以上 表 21: 全球探明钴储量分布 ( 万吨 ) 国家或地区 钴储量分布 / 万吨 刚果 ( 金 ) 340 澳大利亚 100 古巴 50 新喀里多尼亚 20 赞比亚 27 俄罗斯 / 92

34 加拿大 26 巴西 8.9 中国 8 美国 3.6 摩洛哥 1.8 其他 100 全球总计 710 数据来源 : 招商证券 分公司来看, 钴矿目前垄断程度较高, 前三位嘉能可 2016 年产量 2.8 万吨 自由港 1.4 万吨 (16 年被洛阳钼业收购 56% 股权 ) 谢里特 0.7 万吨,CR5 市场 份额超过 60% 表 22: 全球钴产量统计 ( 分公司 ) 公司 2016 年产量 ( 吨 ) 嘉能可 自由港 ( 洛阳钼业收购 ) 欧亚资源 3243 谢里特矿业 7000 诺里尔斯克镍业 5800 金川集团 4700 George Forrest Group 4500 华友钴业 300 中国中铁 3727 淡水河谷 5799 日本住友矿业 4300 Gecamines 1300 中国中冶 2505 Shalina Resources 2300 Somika SPRL 2200 其它 总计 数据来源 : 公司公告, 招商证券 从目前的数据来看, 钴供给在可预见的未来增量都将相当有限 首先, 高品 位钴资源高度集中在刚果, 开采受刚果局势影响较大 刚果无论从储量 (48%) 产量 (64%) 钴矿总数(14/25) 平均品位(0.1~0.5%) 均是全球第一, 但是刚 果国家的自然环境 贫穷 动荡和基础设施的不完善都给钴矿产量新增带来了一 33 / 92

35 定困难 其次, 受矿产资源属性的制约, 探明新矿藏以及开采新矿藏都需要一个 很长的周期, 除去组织生产所需的必要时间外, 审批以及环评等各项政治环境都 迫使钴矿很难短中期内实现产量的陡增 而现有的钴矿资源不仅受制于铜镍的需 求, 又受制于提炼技术和开采规模 因此, 未来几年预计钴供给将继续吃紧的局 面 钴盐需求情况 : 受益新能源放量 表 23: 全球原生钴消费结构 项目 / 年份 电池 占比 % 高温合金 占比 % 硬质合金 占比 % 磁性材料 占比 % 其他 总计 数据来源 : 中国海关, 招商证券 钴目前被广泛应用于电池 高温合金 硬质合金 磁性材料等,2016 年电池 需求占比 47%, 占比最高, 而从需求增速来看, 高温合金 硬质合金 磁性材料 等需求弹性较小 对锂离子电池而言, 钴主要应用于钴酸锂和三元电池, 钴酸锂 和部分低端三元主要应用在消费电子领域, 高端三元主要应用在动力电池领域, 而消费类电池由于细分行业已较为成熟 规模较大, 未来增速有限, 锂离子电池 中的三元动力电池未来或成为钴需求最大拉动因素 基于现有技术在没有新的替 代品出现之前 ( 短期来看很难有颠覆性技术出现 ), 预计钴消费端未来主要受新 能源汽车需求拉动 钴盐供需分析与趋势预测 (1) 电池级钴原料价格变化 图 11: 市场价格变动 34 / 92

36 数据来源 : 同花顺 (2) 钴盐供需情况与趋势判断首先, 由于钴盐的供给增量受到限制, 产量弹性较小, 因此预计供需缺口将使钴价维持高位,2017 年缺口将达到 4300 吨的量, 预计将持续至 2019 年 其次, 落实到锂动力电池方面, 虽然主流的三元电池路线受制于现有技术, 使得钴成为不得不使用的高价原料, 但是目前高镍三元材料市场份额已经逐步提升, 绝大部分厂商已经进入由 NCM532 向 NCM622 转移的阶段, 未来过渡到 NCM811 后, 单位用钴量将明显减少 因此预计在高镍三元时代到来之后, 钴价上涨将不会对降成本起到太大影响 表 24: 全球钴供求平衡情况项目 / 年份 2017E 2018E 2019E 2020E 钴供给 钴需求 供需平衡 数据来源 : 兴业证券研究所 产业逻辑与未来预测首先, 锂动力电池的上游除了正极材料中的锂 钴 镍等电池成本占比重较大的关键原料和前驱体之外, 还有锰 ( 用于 NCM 路线 ) 铝( 用于 NCA 路线 ) 等金属材料和石墨 ( 用于生产负极材料 ) PVC/PE( 用于生产隔膜 ) 萤石( 用于生产电解液 ) 等非金属材料 虽然中游的锂动力电池厂商 BMS/PACK 等服务提供商和下游的整车厂商目前在技术路线选择和市场竞争中仍处于诸侯割据 逐鹿中原的阶段, 但是受益于全球主流汽车厂商大跨步进入新能源领域的利好以及国内新能源政策的强烈刺激, 上游的原材料提供商预计在未来几年将享受具有确定性的增长, 其中钴盐等供不应求原材料的供应商将持续保持高速增长 其次, 随着未来技术路线的明晰和市场格局的稳定, 上游原材料厂商的增长情况预计将出现分化 如目前虽然钴盐供需仍然处于供不应求的状态, 价格保 35 / 92

37 持在高位, 但是随着今后高镍三元的逐步普及, 锂动力电池中钴的相对用量占比可能会逐步下降 对应的, 现在尚处于供过于求的镍盐用量将大幅上升, 供需状况可能会发生反转 最后, 随着锂动力电池回收体系的逐步完善, 锂 钴和镍等上游原材料有望得到更加充分的利用, 数量偏小 价格偏高 用量偏大的原材料紧张的供给态势有望得到进一步的缓解 3.2 中游 : 电芯材料供应及电池制造锂动力电池上游的原材料主要用来制造电芯材料 ( 正极材料 负极材料 电解质和隔膜等 ), 电芯材料随后加工为动力电池, 以上部分构成了锂动力电池行业产业链的中游 由于本文中标的企业是锂动力电池企业, 所以此部分分析着重于电池制造环节 ( 包括电芯制造和 PACK( 含 BMS)), 而电芯材料的分析主要从成本构成 技术路线和未来趋势三个角度出发 电芯材料成本构成如前文所述, 锂动力电池电芯主要构成部分为正极材料 负极材料 电解质和隔膜等, 其中正极材料占电芯成本比例最大 ( 约在 30%-40%) 图 12: 电芯结构图 图 13: 电芯材料成本构成 数据来源 : 高工锂电 36 / 92

38 数据来源 : 真锂研究 电芯材料 : 正极材料正极材料是电池能量的短板, 提高正极材料比容量是提高电池能量密度的最佳方式, 正极材料的比容量一般为 mAh/g, 而石墨负极材料的比容量高达 400mAh/g, 所以电池中负极和电解液等一般采用冗余配置, 电池的最终能量密度由正极材料决定 采用高容量的正极材料, 能够带来负极 隔膜 电解液用量的大幅减少, 电池最终能量密度的提升幅度远大于正极材料比容量提高的幅度 所以采用高容量的正极材料对于减轻电池重量, 提高电动车的续航性能具有重要意义 正极材料的种类常见的正极材料有钴酸锂 锰酸锂 磷酸铁锂 三元材料等 (1) 钴酸锂 (LiCoO2): 钴酸锂是首个成功商业化的锂离子电池正极材料, 为层状结构, 其理论比容量为 274mAh/g 但在实际的充放电过程中, 为了保持结构的稳定性, 只能发生部分的锂离子嵌脱, 因此实际容量仅有 mAh/g 同时由于有钴资源相对贫乏 价格较高 对环境有毒性等缺点, 再加上该材料的安全性能较差 容量相对较低, 大大限制了其广泛的应用和长远的发展 目前钴酸锂材料电池主要用于 3C 电池中 (2) 锰酸锂 : 锰酸锂有尖晶石型和层状型, 主要为尖晶石型锰酸锂 相较于钴酸锂, 其具有资源丰富 价格便宜 对环境污染小且安全性能优良等特点 尖晶石结构的 LiMn2O4 理论容量为 148 mah/g 左右, 实际应用中容量为 mA h/g, 正常工作电压在 3-4V, 但是在 3V 的充放电范围内,Li+ 的嵌入和脱出反应可逆性差, 尖晶石的结构很难保持完整性, 循环性较差, 而且在高温循环中, 由于锰在电解液中的溶解和 Jahn-Teller 效应也导致材料的容量衰减严重 (3) 磷酸铁锂 : LiFePO4 具有典型的橄榄石结构, 理论比容量为 170 mah/g 左右, 实际应用中达到 150mAh/g 磷酸铁锂制备原料丰富 价格相比其他材料 37 / 92

39 项目 钴酸锂 锰酸锂 磷酸铁锂 镍钴锰酸锂 (NCM111 型 ) 镍钴铝酸锂 材料成分 LiCoO2 LiMn2O4 LiFePO4 LiNiCoMnO2 LiNi1-xyCoxAlyO2 结构 层状 尖晶石状 橄榄石状 层状 层状 理论能量密度 (mah/g) 实际能量密度 (mah/g) 振实密度 (g/cm3) 电压平台 (V) 环保性 差 好 较好 较好 较好 原材料成本 高 低 低 较低 较低 原材料资源 贫乏 丰富 丰富 较贫乏 较贫乏 热稳定性 差 良好 好 较好 一般 优点 高能量密度 成本较低 循环性好 安高能量密度 高能量密度 全 成本低成本较低成本较低 缺点 成本高 高温循环性差循环性差 循环性差 高能量密度较低能量密度低高温易胀气温易胀气 适用领域 数码电池 动力 / 储能电池 动力 / 数码电池 动力 / 数码电池动力 / 数码电池 来说比较低廉 对环境友好, 加上较好的循环性能和高安全性使得其率先在电动 汽车上得到了应用 但是磷酸铁锂材料的导电性较差, 振实密度较低, 导致系统 能量密度较低, 限制了其进一步的应用 (4) 三元材料 : 受到钴酸锂的金属元素掺杂改性的启发, 多元金属复合氧 化物 三元材料 LiNi1-x-yCoxNyO2(N=Mn/Al) 得到了快速发展 三元材料 结合了钴酸锂 镍酸锂和锰酸锂 ( 铝酸锂 ) 的优点, 形成了三元共溶体, 可以充 分发挥三个组元的作用 其理论容量较高, 具有较为均衡的性质, 在动力型电池 市场中占据了重要的地位 表 25: 正极材料类别一览 正极材料产业链 正极材料从原料到产品, 一般会经过从矿石到前驱体, 再到正极材料的过程, 如磷酸铁锂材料的前驱体为磷酸铁 前驱体的性质很重要, 因为前驱体的形貌 粒径 比表面积 振实密度等因素对于最终形成的正极材料的性质有很大影响 38 / 92

40 图 14: 正极材料产业链 ( 以含钴的材料为例 ) 正极材料主要厂商国内正极材料企业产能相对集中, 行业集中度较高 目前国内的正极材料市场规模为 万吨 / 年, 产值 208 亿元 根据中国电池网和赛迪顾问的评选, 2016 年正极材料前十大企业产能占比接近 27% 表 26: 主要的正极材料厂商 (2016) 公司主要产品和产能主要客户 湖南杉杉能源科技股份有限公司 吨正极材料产能 ATL 松下 力神 比亚迪 北大先行科技产业有限公司 吨正极材料产能 力神 CATL ATL 哈光宇等 厦门钨业股份有限公司 吨正极材料产能 松下 CATL 三星 SDI LG 等 湖南瑞翔新材料股份有限公司宁波金和新材料股份有限公司北京当升材料科技股份有限公司贵州安达科技材料有限公司湖南升华科技股份有限公司 吨正极材料产能 吨正极材料产能, 三元前驱体 吨 吨正极材料产能 5000 吨磷酸铁锂产能, 吨磷酸铁产能 6000 吨磷酸铁锂产能, 2000 吨三元产能 三星 SDI LG SKI 东芝 力神 比亚迪等三星 SDI LG ATL 等三洋能源 LG 三星 SDI 比克 比亚迪等比亚迪 CATL 中航锂电 国轩高科等沃特玛 哈光宇 中航锂电 南都电源等 天津巴莫科技股份有限公司 吨正极材料产能比亚迪 力神 三星 LG 哈光宇等 湖南长远锂科有限公司正极材料产能 6000 吨比亚迪 CATL 等 正极材料发展趋势 数据来源 : 中国电池网, 赛迪咨询 39 / 92

41 为什么选择高镍三元材料由前述分析可知, 一方面国家政策要求在 2020 年之前国内动力电池能量密度相较现有水平快速上升, 另一方面又要求电池成本大幅下降, 以上政策目标无论是锰酸锂 ( 能亮度低 ) 钴酸锂( 成本高 ) 还是磷酸铁锂 ( 能量密度低 ) 均很难达到, 而在成本和能量密度之间能够取得较好平衡的三元材料成为了大概率的发展方向, 根据材料使用种类和配比的不同, 目前市面上主流的正极材料种类如下 : 表 27: 主流三元材料种类及相关信息产品能量密度优点缺点能量密度 循环性 安全性首次充放电效率较低 有阳离子混排现 NCM mah/g 相对均衡象 放电平台较低 NCM mah/g 倍率性能好首次充放电效率较低 循环性较差 NCM mah/g 较高比容量 成本较低振实密度低 一次枝晶大循环性能 倍率性能 热稳定性和自放 NCM mah/g 较高比容量和热稳定性电等之间的平衡差加工性能好, 高能量, 易于 NCM mah/g 循环性能稍差在较低的温度下烧结 NCM mah/g 具有高容量 价格低等优势烧结条件苛刻 容易吸潮 NCA 190 mah/g 能量密度高不稳定资料来源 : 中国电池网, 赛迪咨询由上表可知, 三元的 NCM111 和 NCM523 等材料也很难达到 2020 年政策要求的单体电池 300wh/kg 的目标, 而 NCM622 和 NCM811/NCA 分别可以达到 230wh/kg 和 280wh/kg, 所以未来需要大力发展高镍的 NCM622 NCM811 以及 NCA 材料 高镍三元材料特征和技术难点对于三元电池的型号, 高镍材料主要指三元材料中的镍含量提高 因为在三元 NCM 和 NCA 中,Ni 主要是提供容量作用, 含量越高, 电池的能量密度越大 ; 而 Co 贡献一部分容量的同时可以稳定结构 ;Mn/Al 主要用来稳定结构, 三者协同作用, 共同发挥出三元材料高能量密度 较低成本等优点 技术难点上, 高镍三元材料需要企业科研的不断投入 虽然 NCM 和 NCA 材料中镍含量的提高带动整体能量密度得到提高, 但是由于钴 锰 / 铝等含量降低, 导致电池稳定性下降 同时高镍的三元材料制备工艺 设备以及生产环境等方面的要求都远远高于普通三元材料, 特别是其前驱体在存储使用过程中容易吸潮成果冻状, 不易调浆和极片涂布, 因此高镍的三元材料对窑炉设备的要求很高, 40 / 92

42 很难调控 国内企业正在积极布局高镍三元材料国内的正极材料企业正在积极布局高镍三元材料, 未来高镍三元材料比重会逐步提升 目前国内布局高镍三元材料的企业有当升科技 杉杉能源 天津巴莫 国轩高科 格林美等 根据高工锂电数据, 高镍三元材料的占比持续上升,2016 年国内高镍的 NCM622 NCM811 和 NCA 在三元材料总产量的占比已经超过 5% 未来高能量密度的 NCM622 与 NCM811 和 NCA 占比将逐步提升 图 15: 国内企业对于 NCM811/NCA 布局图 (2016) 表 28: 部分国内厂商的高镍三元材料的投产计划 企业产能 ( 吨 ) 杉杉能源 5000 格林美 未知 国轩高科 天津巴莫 5000 当升科技 电芯材料 : 负极材料 负极材料是新能源汽车动力电池的四大材料中配套最为成熟的材料, 也是影 响锂电池能量密度的主要因素之一, 在锂电池中的成本占比在 5%~15% 理想的 负极材料应具有以下特性 : 表 29: 理想负极材料的特性 编号特性 目的 1 氧化还原电位应当足够低 保证锂离子电池的高输出电压 2 具有良好的结构稳定性 以保证负极材料在锂离子脱嵌过程中的循环稳定性 41 / 92

43 3 放电过程中电池氧化还原电位变化幅度小 确保电池具有平稳的充放电平台 4 在充放电过程中, 锂离子脱嵌可逆性好 能量密度大 5 电极材料导电性能好且离子电导率高 最大程度减少电池使用过程中的极化问题 6 电极表面界面稳定性好 在电池首充过后形成的 SEI 膜化学稳定性好 7 界面交流阻抗应尽可能低 在电池首充过后形成的 SEI 膜化学稳定性好 负极材料的种类 图 16: 负极材料的种类 资料来源 : 招商证券通常锂电池的负极材料可以分为碳材料和非碳材料, 碳材料以天然石墨 人造石墨及中间相碳微球为主, 非碳材料包括钛基材料 硅基材料和锡基材料等 负极材料主要厂商中国负极材料已经建立了较为完整的产业链, 形成了长三角 珠三角 华中地区 ( 湖南和河南 ) 三大区域, 三大区域的负极材料生产企业总数占生产企业总数的 80% 以上 2016 年, 全球负极材料市场份额 ( 按销量 ) 排名前六的企业分别为贝特瑞 日立化成 杉杉股份 三菱化学 日本碳素和日本 JFE, 市场份额之和为 71.1% 其中日立化成 杉杉科技 日本碳素和日本 JFE 以人造石墨为主, 贝特瑞 三菱化学以天然石墨为主 全国主要负极材料供应商包括贝特瑞 上海杉杉以及江西紫宸等,TOP3 供应商市占率达到约 56%,TOP10 则达到 91% 表 30: 主要的负极材料厂商 (2016) 公司产能贝特瑞主要产品类型有人造石墨为主, 硅碳复合材料, 软碳, 石墨烯等, 负极材 42 / 92

44 料产能 吨 / 年 2016 年, 负极公司实现全年销售量 22,604 吨 负极材料业务加快产能扩 杉杉股份 张, 年产 1 万吨生料项目陆续投产, 年产 35,000 吨锂离子动力电池材料 项目中一期项目已处于设备安装阶段, 计划于 2017 年年内投试产 宁德 1 万吨项目目前处于建设阶段, 预计 2017 年年内投试产 紫宸科技 2015 年现有年产能 吨, 2016 年将达到年产能 吨 星城石墨 正拓能源 主要产品有人造石墨, 天然石墨, 改性石墨材料, 硅碳负极材料等, 现有年产能达到 吨,2018 年兴建三期工程, 产能将达到 吨 产品以人造石墨, 天然石墨, 中间相碳微粒负极材料为主, 目前, 正拓能源负极材料年产能 7000 吨左右, 在建产能 8000 吨 开发的高容量 高倍率 高低温 长寿命等负极材料已经形成行业中的领 创亚动力 先优势, 已经成为锂离子电池行业负极材料高端品牌, 现有产能 吨 / 年 成都兴能 天津锦美 斯诺实业 公司在剑阁项目达产后, 可年产 3000 吨正极材料 5000 吨负极材料锦美碳材的人造石墨负极材料年产能为 3000 吨, 公司正在谋求扩充产能, 其中一期扩充规划是 5000 吨 目前具备年产量达三万吨的自生产能力 负极材料发展趋势 碳材料仍是主流碳负极材料是最主流的负极材料, 天然石墨 人造石墨 中间相碳微球的占比达到 99% 值得一提的是, 人造石墨的市场份额逐年增加,2016 年, 人造石墨的市场份额已经超过天然石墨 图 17:2016 年国内碳负极材料市场情况 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00% 天然石墨人造石墨其他 数据来源 : 百川资讯 天然石墨负极材料采用天然鳞片晶质石墨, 经过粉碎 球化 分级 纯化 表面处理等工序处理制得, 其高度结晶是天然形成的, 具有储量大 成本低 安 43 / 92

45 全无毒等优点 天然石墨的原材料鳞片石墨价格相对稳定, 价格根据矿产品位而定, 单个品种的价格波动不大 人造石墨负极材料是将石油 针状焦 沥青焦等材料在一定温度下煅烧, 再经粉碎 分级 高温石墨化制得, 其高度结晶是通过高温石墨化形成的 原材料方面, 由于钢铁企业供给侧改革后产生了电弧炉对中频炉的替代作用, 电弧炉需求量激增, 同时对电极材料碳素的需求量也激增, 加上前期环保限产等因素的影响, 导致原材料针状焦供应紧张, 价格一路飙升 据高工锂电调研发现,2017 年针状焦价格从 4000 元 / 吨上涨至目前的 元 / 吨, 涨幅超过 400% 非碳材料是趋势虽然目前市场主流锂离子电池还是以石墨电极为主, 但其与电解液中的相溶性并不理想, 在电池使用过程中易发生锂离子和溶剂同时插入石墨层的现象而导致石墨层在电池循环使用过程中不断脱落, 严重限制了电池使用寿命的提高 为此, 发展非碳材料负极是动力电池的重要发展方向之一, 其中最耀眼的莫过于硅碳负极材料和钛酸锂负极材料 : i. 硅碳负极的理论能量密度高达 4200mAh/g, 通过在石墨材料加入硅来提升电池能量密度已是业界公认的方向之一, 但其也有技术难点, 主要在于在充放电过程中会引起硅体积膨胀 100%~300% 据报道特斯拉将在 Model3 中采用了电池新材料, 其采用的松下 电池负极材料中加入了 10% 的硅, 其能量密度至少在 550mAh/g 以上 ii. 钛酸锂是目前安全性最高的负极材料 钛酸锂电池因其寿命长 安全性高 可快速充电 循环性能好等优点而在电动汽车储能领域受到关注, 但也存在电子导电率低 电池膨胀 成本高等缺点 电芯材料 : 电解液电解液作为离子传输的媒介, 在动力电池中扮演类似 人体血液 的角色, 其作用为在正极和负极之间进行离子和其它离子化合物的传输, 所以电解液的优劣直接决定了电池锂离子电池的离子电导率 倍率 容量和输出电压等电化学性能 电解质原材料是电解液最主要的成本构成 电解液一般由高纯度的有机溶剂 电解质锂盐 ( 六氟磷酸锂,LiFL6) 必要的添加剂等原料, 在一定条件下, 按一定比例配制而成的 所以, 电解液中最重要的部分是电解质, 它直接决定了电解液的匹配程度和价格 在电解液中, 最主要的成本是原材料的成本, 原材料成本占总成本的 97% 而在原材料成中, 最重要的成本还是电解质材料的成本 电解液的种类六氟磷酸锂是使用最广泛的电解质 常用电解质锂盐有高氯酸锂 六氟磷酸 44 / 92

46 锂 四氟硼酸锂等, 但从成本 安全性等多方面考虑, 六氟磷酸锂是商业化锂离子电池采用的主要电解质 表 31: 主要的电解质种类 编号 电解质种类 主要特点 1 LiBF4( 四氟硼酸锂 ) 低温性能比较好, 但是价格昂贵和溶解度比较低 2 LiPF6( 六氟磷酸锂 ) 综合性能比较好, 缺点是易吸水水解 3 LiAsF6 综合性能比较好, 但是毒性太大 4 LiClO4( 高氯酸锂 ) 综合性能比较好, 但是强氧化性导致安全性不高 5 LiBOB( 双草酸硼酸锂 ) 高温性能比较好, 尤其能拟制溶剂对负极的插入破坏, 但是溶解度太低 资料来源 : 兴业证券 不可或缺的添加剂电解液中的添加剂的用量虽然很小, 但是其作用不可忽视, 电解液的成膜 导电 阻燃 过充保护等都是由添加剂影响的 可以说, 添加剂对电池的安全性能起着至关重要的作用, 主要有如下几类 : 图 18: 电解液添加剂种类 成膜添加剂 导电添加剂 阻燃添加剂 电解液添加剂种类 过充保护添加剂 控水 /HF 添加剂 增强低温性能添加剂 其他添加剂 资料来源 : 真锂研究 电解液主要厂商 2004 年之前, 日本的瑞星化工 森田化学和关东电化垄断了六氟磷酸锂行业, 当时六氟磷酸锂的价格在 60 万元 / 吨以上 近年来, 国内在六氟磷酸锂的生产上, 不仅在工艺上取得了重大突破, 还进行了配套设备结构及材料的优化, 打破了美 日 韩等国外企业对六氟磷酸锂的技术封锁和市场垄断, 使得六氟磷酸锂的产品价格迅速下降, 中国市场占有率达到 40% 以上, 产品质量可与国外产品相媲美 此外, 随着新能源汽车上升为国家重点发展的方向之一, 政策鼓励层出不穷, 六氟磷酸锂的价格也快速上涨, 因此吸引了很多厂商快速增加产能 但是, 45 / 92

47 2017 年以来新能源政策快速调整, 加之产能的集中释放导致材料价格下滑 ( 但 2017 年新增产能就在 3 万吨以上 ), 如果新能源汽车的销售不及预期, 行业料在快速的产能扩张后出现过剩的局面 目前, 主要的电解液厂商如下 : 表 32: 国内主要电解液厂商新建产能陆续投产公司产能目前在建 2000 吨六氟磷酸锂和 吨电解液项目, 预计 2017 年第三季度电杉杉股份解液将投试产,2017 年年内六氟磷酸锂投试产 江苏国泰 现有电解液产能 吨 / 年, 目前开始实施 2 万吨 / 年动力电池电解液扩建项 目, 未来产能将达 3 万吨 / 年 天赐材料 6000 吨 / 年, 东莞凯欣年生产能力为 7500 吨 东莞杉杉 4000 吨 / 年的锂离子电池电解液生产规模 北京化学试剂研究所现有产能 7000 吨, 在建产能 吨 ( 拟迁址 ), 预计达产后 吨 / 年 香河昆仑香河昆仑成立于 2004 年 香河昆仑的电解液产能 8000 吨 拥有汕头和山东两个生产基地, 其中汕头工厂产能 吨 / 年, 山东工厂 ( 系金光高科 2008 年收购的山东鸿正 ) 产能 5000 吨 / 年, 电解液综合产能 吨 金牛电源 吨 赛纬电子电解液现有产能 吨 / 年, 并计划将产能扩大到 吨 / 年 电解液发展趋势 产能过剩局面初步显现 2017 年, 预计国内电解液总产能将达到 42 万吨 随着产能的释放, 产能过剩的局面不可避免,2017 年以来六氟磷酸锂价格的迅速下行也从侧面说明了产能过剩的影响可能会逐步加剧 新型添加剂提升电解液性能为了实现电解液的差异化竞争, 构筑产品的核心竞争力, 目前添加剂的研究也是电解液效能提升的重要方向, 如电解质中添加 LiFSI 后, 可提高离子导电率及电池充放电特性 如今 LiFSI 已经被行业中大部分企业进行过性能测试, 特别是行业排名靠前的企业, 如宇部化学 中央硝子等, 同时其年使用量也处于趋势性上升阶段 电芯材料 : 隔膜隔膜是一种具有微孔结构的薄膜, 是锂离子电池产业链中最具技术壁垒的关键内层组件, 在锂电池中起到如下两个主要作用 : 1) 隔开锂电池的正 负极, 防止正 负极接触形成短路 ; 2) 薄膜中的微孔能够让锂离子通过, 形成充放电回路 46 / 92

48 为了让以上作用达到最优, 锂电池薄膜需要具有厚度均匀性以及优良的力学性能 ( 包括拉伸强度和抗穿刺强度 ) 透气性能 理化性能 ( 包括润湿性 化学稳定性 热稳定性 安全性 ) 隔膜的优异与否直接影响锂电池的容量 循环能力以及安全性能等特性, 性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用 隔膜的主要种类与工艺市场主流隔膜主要以聚乙烯 聚丙烯等聚烯烃为主, 聚酰亚胺 无纺布材料等新型隔膜也将得到产业化的机会 图 19: 隔膜的主要种类 聚烯烃为主 干法 隔膜 湿法 聚酰亚胺 无纺布等材料 隔膜的主要工艺锂电池隔膜具有的诸多特性以及其性能指标的难以兼顾决定了其生产工艺技术壁垒高 研发难度大 隔膜生产工艺包括原材料配方和快速配方调整 微孔制备技术 成套设备自主设计等诸多工艺 其中, 微孔制备技术是锂电池隔膜制备工艺的核心, 根据微孔成孔机理的区别可以将隔膜工艺分为干法与湿法两种 干法隔膜工艺是隔膜制备过程中最常采用的方法, 该工艺是将高分子聚合物 添加剂等原料混合形成均匀熔体, 挤出时在拉伸应力下形成片晶结构, 热处理片晶结构获得硬弹性的聚合物薄膜, 之后在一定的温度下拉伸形成狭缝状微孔, 热定型后制得微孔膜 目前干法工艺主要包括干法单向拉伸和双向拉伸两种工艺 湿法工艺是利用热致相分离的原理, 将增塑剂 ( 高沸点的烃类液体或一些分子量相对较低的物质 ) 与聚烯烃树脂混合, 利用熔融混合物降温过程中发生固 - 液相或液 - 液相分离的现象, 压制膜片, 加热至接近熔点温度后拉伸使分子链取向一致, 保温一定时间后用易挥发溶剂 ( 例如二氯甲烷和三氯乙烯 ) 将增塑剂从薄膜中萃取出来, 进而制得的相互贯通的亚微米尺寸微孔膜材料 湿法工艺适合生产较薄的单层 PE 隔膜, 是一种隔膜产品厚度均匀性更好 理化性能及力学性能更好的制备工艺 根据拉伸时取向是否同时, 湿法工艺也可以分为湿法双向异步拉伸工艺以及双向同步拉伸工艺两种 以上两种工艺, 从稳定性 一致性 安全性等角度来讲, 湿法隔膜在材料性 47 / 92

49 质方面表现更为优良, 更有利于电解液的吸液保液并改善电池的充放电及循环能力, 适合做高容量电池, 尤其采取双向同步拉伸的湿法制隔膜, 其产品均匀度高 透明度高 无划伤 光学性能及表面性能优异, 是综合性能最好的隔膜 但湿法隔膜同样存在缺点, 如热稳定性较差 易造成环境污染, 此外相比干法工艺设备复杂 投资较大 周期长 成本高等 表 33: 干湿法工艺隔膜性能对比 对比项 干法单拉 干法双拉 湿法异步 湿法同步 厚度均匀性 拉伸强度 抗穿刺强度 透气性能 润湿性 化学稳定性 热稳定性 安全性 电池能量密度 环境友好度 生产难度 生产效率 成本 综合评价 隔膜的主要厂商全球隔膜市场目前仍然以海外企业为主导, 从 2015 年情况来看, 日韩企业占据隔膜市场的主导地位 全球隔膜市场排名前六位的企业分别为旭化成 日本东燃 Celguard SKI W-scope 日本宇部, 以上六家市场占有率达到 72%, 国内最大的隔膜企业星源材质在市场上市场占有率为 4% 从国内角度来看, 行业集中度也相对集中,CR8 达到 60% 虽然目前国内企业还是以干法为主, 但是 2016 年以来湿法企业销量已经显著提升, 未来有望成为市场主流 图 20: 全球 2015 年锂电隔膜企业市占率 48 / 92

50 图 21: 中国 2015 年锂电隔膜企业市占率 资料来源 : 招商证券 公司沧州明珠星源材质上海恩捷中锂新材料 表 34: 国内主要隔膜生产商纷纷布局新建隔膜生产线生产线投产情况目前拥有 5000 万平米干法线和 2500 万平米湿法线, 在建 6000 万平米湿法线 (2017 年初投产 ), 此外拟增发募集资金新建 1.05 亿平米湿法产能 (2018 年初投产, 与中航锂电合作 ) 目前拥有干法隔膜产能 5000 万平米, 湿法隔膜产能 3000 万平米, 与国轩合资工厂在建产能达到 8000 万平米 公司投产 6 条生产线, 达产后总年产量达 亿平方米 公司一期项目规划产能 2500 万平方米 / 年, 2015 年 8 月, 公司启动二期项目, 计划在两年内建设 9 条新能源汽车高端电池隔膜湿法 ( 工艺 ) 生产线, 二期项目建成后将新增产能 3 亿平方米 49 / 92

51 重庆本部现有高性能湿法锂离子电池隔膜生产线两条, 产量达 5000 万平米 / 年, 涂覆隔膜纽米科技生产线六条, 年产 1800 万平米 子公司昆明云天化现拥有两条干法隔膜生产线, 年产能达 6000 万平米 / 年 捷力新能源锂离子电池湿法隔膜生产线年产能约为 万平方米 2010 年 10 月建立河南省驻马店产业基地, 目前具备年产 2000 万平方米生产能力 2013 惠强新能源年 10 月建设武汉惠强科技园基地, 2014 年 8 月一期开始生产, 年生产能力在 5000 万平方米, 辽源鸿图目前拥有 5000 万平米湿法隔膜生产线 金辉高科拥有 万平米的湿法隔膜产能, 主要客户包括比亚迪 比克等电池企业, 以 3C 金辉高科消费电子电池为主 目前拥有 8 条干法隔膜和 3 条隔膜涂覆生产线, 拥有 1.2 亿平米干法隔膜产能 另外, 河南义腾 4 条干法隔膜生产线和 4 条湿法隔膜生产线正在建设中, 主要客户包括中航锂电 深圳卓能 哈光宇等 一期设计四条线, 总产能 万 m2, 其中一号线已投产, 年产 1500 万 m2 锂电池隔金力股份膜 ; 二号线年产 2500 万 m2 锂电池隔膜 ; 三号线 2017 年 7 月投产 ( 在建 ), 年产 万 m2 锂电池隔膜 ; 四号线 2017 年 12 月投产 ( 在建 ), 年产 万 m2 锂电池隔膜 天津东皋 2017 年 5 月建成年产 2 亿平米动力电池隔膜生产线 4 条 天丰电子现有 7 条全自动流水生产线, 年产能 7000 万平方米 公司已建成产能达 3000 万平方米的锂离子电池隔膜生产线, 现阶段公司还在不断投入研发东航光电及建设, 届时将建成产能达 5000 万平方米的锂离子电池隔膜生产基地 中科科技已经形成了第一代干法隔膜 第二代湿法隔膜和第三代蒸发相分离成孔工艺的第三中科科技代隔膜产品并存的局面, 合计产能达到 1.7 亿平方米 隔膜发展趋势 涂覆技术助力湿法隔膜占比提升为了解决湿法热稳定性较差等短板, 现在业界已经开始普遍使用涂覆的解决方案, 具体来说, 可以通过在隔膜基膜上涂布陶瓷氧化铝 PVDF 芳纶等胶黏剂, 大幅度提高隔膜的热稳定性, 同时降低高温收缩率, 避免隔膜大幅收缩造成的极片外露, 以下是常规隔膜和涂覆隔膜的物理性能指标对比 : 表 35: 常规隔膜与涂覆隔膜物理指标对比 检验项目 常规隔膜指标 陶瓷涂覆隔膜指标 PVDF 涂覆隔膜指标 ( 美国 Celgard 产品 ) 厚度 /μm 电解质容纳量 /(mg/cm2) 透气度 /(s/100ml) / 92

52 穿刺强度 ( 钢针直径 1mm)/gf 450± 断裂长度 /% >30 >31 >30 孔隙率 /% 拉伸强度 /Mpa( 纵向 ) 拉伸强度 /Mpa( 横向 ) 热收缩率 (180,2h)/% ( 纵向 ) 热收缩率 (180,2h)/%( 横向 ) 湿法龙头超越干法龙头 2016 年星源材质以 1.2 亿平米的销量摘得国内干法隔膜销量第一的桂冠, 干法隔膜销量前三的企业为星源材质 沧州明珠 中科科技 2016 年国内湿法 隔膜销售的龙头是上海恩捷 ( 创新股份公告拟收购其 100% 股权 ), 其 2016 年总 销量超过 1 亿平米, 下游客户有三星 LG 比亚迪 CATL 等国内外一流电池企 业, 国内湿法隔膜龙头的销量已经逐步接近干法龙头销量 2016 年湿法隔膜国 内销量前三位上海恩捷 苏州捷力 金辉高科 此外, 近几年在湿法隔膜需求提升的背景下, 国内湿法隔膜企业加大产能扩 张力度, 同时原先的干法隔膜企业也相继投资湿法隔膜产线 2016 年底, 国内 隔膜产能最大的企业为湿法隔膜的龙头苏州捷力, 湿法隔膜产能达到 2.04 亿平 米 干法隔膜龙中科科技和星源材质也建成少量湿法隔膜产能,2016 年底总产 能分别为 1.7 亿平米和 1.56 亿平米 图 22:2016 年底国内隔膜企业干湿法产能 数据来源 : 华泰证券 锂动力电池制造企业 锂动力电池制造企业简况从国际视角来看, 据 GGII 统计,2017 上半年全球动力锂电池出货量 27.5Gwh, 51 / 92

53 同比增长 67% 其中, 全球出货量前十动力电池企业合计达 20.92Gwh, 占整体的 76%, 分别为 : 图 23:2017 年上半年全球动力电池出货排名 52 / 92 数据来源 : 高工锂电 (GGII) 从国内视角来看, 根据 GGII 统计,2017 年前三季度中国新能源汽车生产 39.7 万辆, 销售 39.8 万辆, 同期分别增长 41.3% 和 37.7% 前三季度动力电池产 量共计 32.02GWh, 同比增长 42.1% 其中, 动力电池排名前 10 企业产量达 24.48GWh, 占整体的 76.5%, 排名依次为 :CATL 沃特玛 比亚迪 国轩高科 孚能科技 比克 力神 上海朗德能 亿纬锂电 福斯特 其他海四达星恒电源孚能科技珠海银隆国能电池中信国安光宇万向比克中航锂电力神国轩高科沃特玛 CATL BYD 与此同时, 在此回顾一下 2016 年国内主要动力电池企业的出货情况 : 表 36:2016 年国内主要动力电池生产企业出货情况 (MWh) 从国际和国内的情况来看, 锂动力电池生产商呈现三大趋势 : 数据来源 :EVtank 一是从 2017 年上半年的情况来看, 以中日韩为首的东亚三国成为世界动力 电池生产中心, 前十大动力电池企业均来自上述三国 此外, 中国企业在前十中 居有其六, 前五中居有其三, 已经成为名副其实的锂动力电池制造大国

54 二是从国内锂动力电池出货情况来看, 行业的集中度已经较高,2016 年国内锂动力电池企业 CR10 为 78.05%,2017 年前三季度国内锂动力电池企业 CR10 为 76.5%, 均接近 80% 三是 CATL 比亚迪 沃特玛 国轩高科 比克/ 孚能组成了锂动力电池的第一梯队 值得关注的是, 据 2016 年全年数据, 锂动力电池行业 CR5 高达 67.86% 近两年, 行业排名前列的锂动力电池厂商开始自争先恐后的增加产能, 同时与下游整车企业结成联盟 ( 如 CATL+ 上汽, 国轩 + 北汽 ), 以在抢占客户的同时获取规模优势, 未来随着产业格局逐步稳定, 强者恒强的规律也许会再次验证 2017 年 11 月,CATL 正式提交了 IPO 招股说明书, 或许昭示着锂电池行业巨头甚至寡头时代的来临 锂动力电池供需格局这几年的锂动力电池供需格局, 可以说发生了很大的变化 年初, 电池行业总体呈现供不应求状态 :2014 年以来, 新能源汽车产业飞速发展, 带动上游需求剧增,2014 年底到 2016 年初, 动力电池产业链总体供需供不应求 由于动力电池行业的高景气刺激, 原有参与者持续大幅扩张产能, 也吸引了大量原主营业务非电池的公司, 通过并购整合等方式跨行进入动力电池行业 年, 动力电池产业是产能投放高峰期, 同时原有规模的大企业仍然在大幅度的产能扩产 根据主要企业的扩产计划以及行业对需求的平均估计, 预计 2017 年下半年我国动力电池的名义供给量可能超过为 60GWh, 远超其需求量 30GWh 左右 2017 年上半年, 由于需求的季节性等因素影响, 我国动力电池行业开始出现短期的过剩, 在下游补贴退坡对上游的价格压力下, 前几个月电芯行业价格已经开始普遍下调 表 37:2016 年锂动力电池主要厂商产能及扩建情况 2016 年底名义厂商扩建情况产能比亚迪 13 青海扩产后预计 15-16Gwh CATL 8.5 青海基地规划 5Gwh, 投入后 15GWh 远期规划 15GWh( 公司公告 16 年底已有 2GWh 沃特玛 年有希望实现 ) 国轩 GWh 产能力神 2.5 天津 苏州 青岛扩产, 中期计划 6GWh 比克 2.5 计划扩产到 6GWh 天棚能源 2.5 计划扩产到 5GWh 53 / 92

55 中航锂电 1 江苏 洛阳基地扩产后, 规划产能扩产到 5GWh 天能 2 微宏动力 1.5 规划扩产到 4GWh 万向 A 规划扩产到 5GWh 亿纬锂能 1.5 预计 2017 年 5GWh, 远期计划 9GWh 超威 1 可能到 2.5GWh 锂动力电池竞争格局为了综合研究锂动力电池的竞争格局, 在此使用波特五力模型进行分析 : 供应商的议价能力首先, 从上游供应商原料层面来看, 基础材料 ( 如锂 钴 镍 锰 ) 受益于供给侧改革和全球经济复苏的共振效应, 在 2016 年出现价格大幅上升的情况, 锂动力电池生产企业的毛利空间受到挤压, 尤其是钴这一现有技术条件下三元电池中不可或缺的金属出现暴涨, 迫使锂动力电池生产商逐步走向高镍路线 其次, 从上游供应商电池元件层面来看, 虽然正 / 负极材料 电解液 隔膜等上游产能均呈现快速上涨的态势, 甚至有产能过剩的忧虑, 但是必须注意的是符合产业发展方向 能有效提升动力电池性能的新型材料 ( 如高镍三元前驱体 碳硅负极 添加 LiFSI 新型电解液以及湿法制涂覆隔膜 ) 供给仍有很大空间 最后, 除少数完成了上下游整合 ( 如比亚迪 ) 或拥有压倒性行业地位 市场份额和规模优势 ( 如 CATL) 的锂动力电池生产商, 大多数锂动力电池厂商面对上游价格出现大幅变动时, 不具备显著的议价能力 购买者的议价能力锂动力电池的下游购买者主要是整车企业 ( 如北汽新能源和上汽集团 ) 一方面, 由前述分析可知, 虽然下游新能源车销量的快速增长可以带动锂动力电池销售, 但是锂动力电池的现有扩增产能速度较快, 导致行业产能超过下游需求 另一方面, 由于新能源汽车产业受政策影响较大, 一旦政策有变, 作为新能源车上游的锂动力电池也会受到较大影响 如年初的骗补事件导致补贴大幅退坡, 对整个锂动力电池行业的毛利率都造成了负面影响 此外, 锂动力电池厂商需要同时考虑生产上的规模优势和销售上渠道竞争优势的平衡, 简而言之就是能够低成本的生产并且快速周转, 因此行业内靠前的动力电池厂商都在积极与下游整车企业结盟, 在手握稳定的订单之后继续开疆扩土 因此, 如在技术和规模上不存在明显的比较优势, 则锂动力电池厂商的下游议价能力较弱 新进入者的威胁 54 / 92

56 锂动力电池产业本质上属于制造业, 对成本控制 技术研发和规模扩张十分看重, 从时间的维度来看, 需要在产品研发和生产两个方面上实现持续积累, 以保持技术领先, 同时产品质量出色 一致性强 ; 从空间的维度来看, 大量的固定资产投入和技术研发投入决定了其资本密集型的行业属性 因此如要进入这个行业, 切入这个行业可能的路径有二 : 1. 实施并购, 通过资本路径快速切入 ; 2. 原本就在相关行业 ( 如 LG 化学之前在消费级电池行业 ), 具有一定的技术积累和人才储备 因此, 在既不具备技术储备, 又没有巨额资本支撑的情况下, 行业进入具有一定的难度 替代品的威胁从技术路线角度来看, 虽然多种技术路线共存, 但是有的处于较早期, 现阶段商业化难度较大 ( 如锂硫电池 锂固体电池 ); 有的硬伤明显 ( 磷酸铁锂能量密度较低, 钛酸锂造价高 ); 有的基础设施配套难度较大 ( 氢燃料电池 ) 从产业选择来看, 无论是产业领头羊特斯拉 宝马等一线厂商还是国内的整车制造商, 目前阶段选择的一般都是 NCA/NCM/ 磷酸铁锂路线, 方向较为确定 从近五年政策目标来看, 虽然长期来看政策鼓励多种新能源汽车共同发展, 但从近期来看三元电池路线为实现目标的最佳路径 因此, 目前锂动力电池的替代品威胁较小 同业竞争者的竞争程度如前文分析, 锂动力电池厂商的 CR10 接近 80%,CR5 接近 70%, 行业第一梯队呈现逐步稳定的态势, 且行业的集中度随着 CATL+ 上汽 / 国轩高科 + 北汽 等一系列联盟的成立, 有可能进一步提高 因此, 笔者认为锂动力电池行业正在进行从 百家争鸣 到 三国争霸 的转变 综上所述, 锂动力电池行业的竞争格局处于如下 : 1. 在上下游议价上均不存在明显优势 ; 2. 从动力电池角度看, 可选技术路线较为确定 ( 三元路线 ), 替代品较少 ; 3. 新进入者需要在资本或者技术上有一定积累和储备, 方可进入, 行业门槛较高 ; 4. 市场集中度已经较高, 且仍呈现提升的态势 从 CATL 招股书看动力电池行业发展趋势如果要研究锂动力电池行业,CATL 是一个绕不过的话题, 今日的 CATL, 已经成长为全球第二 中国第一的庞然大物 CATL 的创始团队来自消费电池龙头 ATL, 其主要创始人曾毓群是消费电池龙 ATL 的创始人之一,2011 年曾毓群开始 55 / 92

57 二次创业, 将 ATL 的汽车动力部门剥离出来, 在福建宁德成立 CATL 公司拥有 22 家控股子公司 9 参股子公司及 1 家分公司 其中, 青海时代 江苏时代 时代上汽和宁德时代锂动力等公司主要从事锂离子电池的生产销售 ; 宁德和盛 广东邦普 三水邦普和湖南邦普主要从事新能源电池的回收循环利用 ; 香港邦普主要是国外原材料进口 ; 宁德润源和屏南时代等主要从事电力能源技术研究与开发 2017 年 11 月,CATL 递交了上市材料, 预计 CATL 的上市将成为创业板非国有企业的最大规模 IPO 融资标的, 从 CATL 的招股说明说中, 可以看到锂动力电池行业的以下几点趋势 : 三元路线明晰, 乘用车占比提升一方面,2017 年上半年 CATL 正极材料供应商已经从主营磷酸铁锂的泰丰先行与德方纳米转向以三元材料为主的振华新材料, 三元电池原材料的采购占比也由 2016 年的 10% 提升至 31%, 同比大幅提升, 该转变符合前述行业整体趋势 另一方面,CATL 乘用车大客户占比显著提升, 其第一大客户已经从客车龙头宇通转为一线乘用车厂吉利控股 高研发带来高盈利能力 CATL 在研发方面的投入在持续提升, 其研发技术人员共 3628 名, 占员工总数比例为 20.10%, 对于国内二线电池企业而言, 研发人员普遍在 人之间 此外, 公司 年上半年研发费用占主营业务收入的比例分别为 4.96% 7.39% 和 10.96%, 公司研发占比稳步提升远高于行业平均水平 表 38: 动力电池公司研发费用情况 ( 单位 :%) 数据来源 : 招股说明书 申万宏源由于研发高投入带来了竞争优势,CATL 毛利率远高于行业平均水平, 近两年及一期, 公司主营业务综合毛利率保持在 40% 上下, 均高于同行业平均水平 主要原因是公司产销量的规模效益以及持续的研发投入带来技术进步和工艺流程改进, 使得生产效率与能量密度不断提升 表 39: 动力电池毛利率情况 ( 单位 :%) 56 / 92

58 布局锂电回收业务, 打造产业链闭环未来动力电池报废量将加速上升, 行业空间巨大 未来 5 年国内新能源车的产销量将保持快速增长, 动力电池的容量衰减至 80% 以下时就会被废弃, 实际使用时间约为 3-6 年 根据高工锂电统计数据显示,2016 年动力电池的报废量约 1.2 万吨 CATL 旗下有两家公司涉及该块业务 : 一是广东邦普,2015 年 CATL 通过子公司宁德和盛以股权受让及增资的方式收购广东邦普公司, 进而将产业链拓展至锂电池回收利用业务 ; 二是湖南邦普, 湖南邦普是广东邦普的全资子公司, 其年回收处理废旧电池总量超过 6000 吨 年生产镍钴锰氢氧化物 ( 三元前驱体 ) 镍钴锰酸锂 ( 三元材料 ) 钴酸锂 氯化钴 硫酸镍 硫酸钴和四氧化三钴达 4500 吨 2017 年上半年湖南邦普总资产达到 亿元, 较 2016 年增加 67%, 上半年净利润达到 2.39 亿元, 占广州邦普净利润的 93%, 较 2016 年增加 % 图 24: 锂电池回收工艺流程 资料来源 : 申万宏源研究 布局新技术 : 三元材料并非终点虽然发展 NCM/NCA 三元材料成为大多数动力电池厂商的选择方向, 而且三元材料确实能够较大幅度提升电池系统的能量密度, 但是三元材料绝非动力电池的终点, 新体系电池包括固态电池 锂硫电池及金属空气电池 : 固态电池可以解决安全性 能量密度以及特殊功能 ( 比如柔性 ) 等需求, 目前已经有一部分技术路线接近了工业化的条件, 在近几年内应该会有产品问世 57 / 92

59 锂硫电池能够解决循环与枝晶安全性是大问题, 其技术成熟时间可能要更长, 解决的主要是高能量密度方向的需求 金属空气电池理论上可以取得极高的能量密度, 但是实际上还面临着过电压大 反应动力学不畅 空气中的杂质气体副反应等问题, 技术成熟度相对较低, 走上工业化需要的时间可能较长 根据中国的技术路线规划, 预计 2030 年固态电池和锂硫电池能够量产推广 作为国内龙头动力电池企业,CATL 已经开始研发聚合物固态电池 : 表 40: 固态锂电池 ( 聚合物固态电池 ) 研发应用现状 项目单位研究进程及成果是否推广应用 法国 Bolloré 美国 Seeo CATL 中科院青岛能源所 全固态二次电池 (LMP), 负极材料采用金属锂, 电解质采用聚合物 (PEO 等 ) 薄膜全固体二次电池采用大创公司的干聚合物薄膜, 提供的样品电池组能量密度为 Wh/kg 目前已经设计制造出了容量为 325 mah 的聚合物电芯, 表现出较好的高温循环性能 开发的大容量固态聚合物锂电池 青能 I 号 完成深海科考, 其能量密度超过 250 Wh/kg, 500 次循环容量保持 80% 以上, 在多次针刺和挤压等苛刻测试条件下保持非常好的安全性能 青能 II 号 也已经研发成功, 能量密度高达 300Wh/kg 共享服务汽车 Autolib 和小型电动巴 Bluelus, 总体应用超过 3000 辆 尚未尚未尚未 资料来源 :D1EV 天风证券 锂动力电池的关键节点 PACK 和 BMS PACK 和 BMS 的关系动力电池 pack 是指基于车厂客户不同车型的个性化需求, 对动力电池 BMS 方案 热管理 空间尺寸 结构强度 系统接口 IP 等级和防护等进行定制化研发与设计, 通过各种成熟技术的交互使用实现动力电池组各模块的有机结合, 保障核心储能装臵电芯的安全性和稳定性, 有效提升动力电池系统与不同厂商的不同车型的匹配性和应用性 简而言之, 电池 PACK 系统是动力电池的关键, 关系着电池的安全 使用寿命和效率等重要任务 图 25:PACK 系统 : 以特斯拉为例 58 / 92

60 资料来源 :OFFWEEK BMS 被称为动力电池系统的 大脑, 与动力电池 整车控制系统共同构成了电动汽车的三大核心技术 BMS 具有防止过充 避免过放 温度控制 保持电池组件电压和温度平衡 预测电池的剩余电量和剩余行驶里程等功能 同时,BMS 还具备实时监控并调整电池管理状态的能力 与多个平行子系统同步协调工作的能力 与电芯生产逐步走向标准化不同的是,PACK 与 BMS 需根据不同车型需要进行针对性研发, 具备较强的定制化属性, 难以像电芯环节一样通过规模化量产来实现成本下降 此外,BMS 涉及电池状态估计 数据采集 热管理 安全管理 能量管理和通信功能等众多要求, 不仅要保证电池安全可靠的运行, 而且要充分发挥电池的性能和寿命, 这导致了 BMS 构造十分复杂, 发挥着十分重要的作用 PACK 和 BMS 发展模式 PACK 目前, 国内市场上从事动力电池系统 PACK 系统的企业主要包括动力电池企业 主营新能源汽车生产和销售的整车厂商和专业从事 BMS 设计 生产和动力电池系统 PACK 的企业 其中动力电池生产企业占据电池 PACK 系统 60% 的市场份额, 剩余约 40% 由整车厂和专业的第三方电池系统 PACK 公司完成 图 26: 从事 PACK 系统的三类企业相关类型代表厂商动力电池厂商 CATL 沃特玛 国轩高科 中航锂电 天津力神等整车厂商比亚迪 上汽 江淮汽车 大众 宝马等第三方企业亿能 华霆 安靠 捷星 欣旺达 德赛等数据来源 : 华创证券在细分车型中, 乘用车市场 PACK 系统的大部分市场份额被整车厂商和动 59 / 92

61 力电池厂商所占据, 而在商用车和专用车领域, 动力电池厂商占据 PACK 市场份额的大部分, 第三方 PACK 公司虽然都有一定份额, 但是占比并不高 在未来, 伴随着锂电池产能大幅扩张, 市场对 PACK 系统的需求将逐步放量, 比亚迪 CATL 沃特玛 国轩高科等整车 电芯企业纷纷深入布局 PACK 领域 电池企业及整车企业在加速分食市场, 独立第三方 PACK 企业生存空间正在被压缩, 但龙头企业也有一套自己的生存之道 图 27:2016 年我国乘用车 PACK 市场格局 12% 35% 53% 整车厂电池厂第三方 图 28:2016 年我国商用车 PACK 市场格局 14% 12% 74% 整车厂电池厂第三方 资料来源 :OFFWEEK BMS 据中国储能网数据, 我国目前涉及到 BMS 企业有近百家, 市场竞争较为激烈 从企业分布来看,BMS 企业主要分布在广东及长三角地区, 占比约 60% 技术上企业两极分化严重, 且大多数企业处于同质化竞争阶段, 徘徊在中低端市场 BMS 的发展模式与 PACK 类似, 其主要参与者也由整车企业 动力电池企业和第三方企业构成 60 / 92

62 图 29:2016 年我国 BMS 企业数量占比 42% 21% 37% 整车厂电池厂第三方 资料来源 :OFFWEEK PACK 和 BMS 市场规模 PACK 我国动力电池 PACK 业务起步较晚, 技术水平也较日本 韩国等落后, 但随着动力电池 PACK 技术进步的推动, 我国的动力电池 PACK 行业也得到了高速增长 根据前瞻网数据,2016 年 PACK 行业市场规模为 亿元, 同比增长 30.6% 预计未来 3 年行业年均增长率将在 37% 左右, 到 2019 年动力电池 PACK 行业将形成千亿级市场 图 30: 我国动力电池 PACK 行业市场规模 资料来源 :OFFWEEK BMS 我国新能源汽车 BMS 市场成长迅速, 据中国储能网数据,2016 年新能源汽车 BMS 市场约有 70 亿元规模, 其中乘用车 BMS 市场规模达到 13.3 亿 61 / 92

63 元 预计到 2020 年, 新能源汽车 BMS 市场规模将超过 150 亿元 图 31: 我国动力电池 BMS 行业市场规模 A 2016A 2017E 2018E 2019E 2020E 资料来源 : 中国储能网 PACK 和 BMS 发展趋势 龙头电池厂商引领 PACK 和 BMS 之趋势由于龙头电池厂商掌握着大量新能源汽车不同运行状态的电池数据, 而 PACK 系统核心算法的成熟与迭代升级取决于庞大基础数据库的搭建, 动力电池厂商在算法上存在着天然的优势 这使得动力电池厂商在 PACK 主导权上具备得天独厚的优势 因此动力电池龙头肩负着引领行业, 重塑格局之重任 整车企业与龙头电池厂商争抢 PACK 和 BMS 话语权多数整车企业缺乏对于 PACK 和 BMS 的设计生产经验, 但是随着以动力电池系统为模块化核心的电动化路径越来越清晰, 目前主流整车厂对于 PACK 和 BMS 的重视程度已经提升到了史无前例的高度 因为丧失了 PACK 和 BMS 的自主控制能力, 某种意义上讲就丧失了在纯电动汽车领域的自主权, 进而沦为动力电池龙头企业的代工厂商 在国内商用车领域, 电池龙头已取得压倒性胜利, 而乘用车领域, 仍处于激烈争夺之中 因此, 在未来的较长一段时间内, 围绕着 PACK 和 BMS 控制权之争, 将使得电池龙头和整车龙头之间的关系成为一种更加残酷的合作与竞争共存局面 第三方企业优势将逐步缩减随着国内新能源汽车产销量的逐渐增长, 第三方厂商已经成为 BMS 和 PACK 的重要玩家 但是, 作为电动汽车中最为核心的部分之一, 整车厂及电池厂将会加大投入, 通过自身掌握的数据向 BMS 和 PACK 市场进一步进发, 从而蚕食第三方厂商 PACK 和 BMS 的市场份额 62 / 92

64 3.3 下游 : 新能源整车企业 & 锂电池回收业锂动力电池下游总共有两块, 一块是新能源整车企业, 一块是锂动力电池的回收 新能源整车企业 : 市场与政策环境鼓励巨头入局 新能源汽车定义 分类与成本结构 定义与分类新能源汽车, 是指采用非常规的车用燃料作为动力来源 ( 或使用常规的车用燃料 采用新型车载动力装置 ), 综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术, 形成的技术原理先进 具有新技术 新结构的汽车 符合这一定义的新能源汽车, 按照駆动燃料种类的不同, 可以划分为纯电动汽车 增程式电动汽车 混合动力汽车 燃料电池电动汽车 氢发动机汽车 其他新能源汽车等 在上述的新能源车分类中, 最为大众所知的纯电动车 (BEV, 以电力驱动 ) 混合动力汽车 (PHEV, 以电力及燃油等其他能源驱动 ) 和燃料电池汽车 (FCEV, 以其他能源如氢燃料电池等驱动 ) 图 32: 新能源汽车分类 资料来源 : 知乎 成本结构新能源汽车最大的成本在电池 电机 电控三大电系统, 而动力电池成本又是重中之重 从新能源汽车的成本构成来看, 动力系统合计占比约 50%, 其中电池占到 38%, 电控和电机占比 12% 整体来看, 目前新能源汽车的成本是传统燃油车的 2 倍左右 因此目前对于新能源汽车来说, 得动力电池者得整车 图 33: 新能源汽车成本结构 63 / 92

65 资料来源 : 盖世汽车资讯, 天风证券 新能源汽车市场情况 全球角度 : 新能源汽车市场高速增长从全球情况来看,2013 年后新能源汽车的市场增速大大加快,2010 年时全球新能源汽车的销量仅为 0.7 万辆, 到 2016 年全球新能源汽车的销量达到 75 万辆 据天风证券数据, 年, 全球新能源汽车的 CAGR 达到 54% 截至 2016 年底, 全球新能源汽车保有量达到 201 万辆 2017 年上半年全球累计销售新能源汽车 45 万辆, 同比增长 41% 图 34: 全球新能源汽车销量 数据来源 :IEA 国内角度 : 由占比较小到全球第一从国内情况来看, 近年来国内政策对于新能源汽车的支持力度大大增强, 使得中国市场的新能源汽车增速高于全球平均水平 2011 年, 中国新能源汽车销 64 / 92

66 量占全球仅 11%, 远远低于美国的 37% 和日本的 27% 但是在 2016 年, 中国新能源汽车占全球将近一半的份额, 达到 45%, 位居全球第一 车型角度 :BEV 增速最高 2012 年,BEV 的销量从 5.8 万辆上升到 46.6 万辆,CAGR 高达 68%,PHEV 销量从 6 万辆上升至 28.7 万辆,CAGR 为 48% 值得注意的是,PHEV 销量在 2012 年增长较快, 但是后劲相比 BEV 略显不足 综合来看, 较高的 CAGR 使得 BEV 的占比越来越大,2016 年 BEV 在新能源汽车中的占比达到 62% 不过, 需要说明的是,BEV 的增速高于 PHEV, 主要是受到来自中国销量的影响,6 年间, 中国的 BEV 销量从 0.5 万辆提升至 25.7 万辆, 占全球 BEV 市场比例从 12% 提升至 55% 美国 BEV 占比较为稳定, 近几年在 50% 左右 日本 BEV 占比波动较大, 但近几年最高不超过 25%, 处于低位 欧洲国家 BEV 占比略有下降趋势, 但由于体量相对较小, 对全球市场作用不明显 图 35: 全球新能源汽车销量变化分类型 ( 万辆 ) BEV PHEV 资料来源 :IEA 渗透率角度 : 欧洲渗透率最高, 中国增速最快从全球来看, 新能源汽车的渗透率一直处于上行阶段,2005 年该项指标约为 0,2016 年全球新能源汽车渗透率达到 1.1% 分国家来看, 欧洲市场的渗透率较高, 其中又以挪威为最 具体来讲,2016 年挪威新能源汽车渗透率达到 30%, 其次是荷兰 (6%), 而德法英等国的新能源汽车渗透率在 1.6% 以下 中美日方面, 中国市场的新能源汽车渗透率增长最快,2010 年时为 0.01%, 2014 年开始快速增长, 并于 2016 年达到 1.37% 相对来说美日方面新能源汽车渗透率较低, 分别为 0.91% 和 0.59% 65 / 92

67 图 36: 中国 日本 美国新能源渗透率 (%) 资料来源 :IEA 市场规模 : 全球渗透加速, 中国继续高增长从全球来看,2016 年全球新能源汽车总量为 75 万辆, 渗透率为 1.1% 2017 年作为全球新能源汽车发展的元年, 预计在 2017 年之后全球都会进入一个加速增长的时期 据节能与新能源汽车网数据, 全球新能源汽车总销量预计在 2020 年达到 374 万辆, 渗透率达到 4.85% 全球新能源汽车近几年一直保持着稳定的增速 从国内来看, 根据国家规划, 到 2020 年, 中国新能源汽车行业规模计划达到 200 万辆 但是在国家双积分政策的推动以及特斯拉 Model 3 对于各个车企的压力下, 新能源汽车可能会有超预期增长, 预计中国新能源汽车行业届时产量能够达到 240 万辆左右的规模 其中,BEV 预计占一半的比例 新能源汽车竞争态势 特斯拉 + 政策利好 : 新能源汽车的催化剂新能源汽车近些年的推动, 离不开两样催化剂 : 特斯拉和政策利好 一方面, 特斯拉作为先行者, 在新能源汽车 1.0 时代推出了定位于高端市场的 Roadster 以及定位于终中端市场的 Model S 和 Model X 2016 年特斯拉向主流大众市场吹响了进攻的号角, 发布了开启新能源汽车 2.0 时代的 Tesla Model 3 未来, 特斯拉还将继续推出 Model Y 和 Semi Truck 来丰富电动产品线 必须一提的是, 预订强劲的特斯拉 Model 3 是全球新能源汽车产业加速发展的一大驱动力 在 Model3 之前, 新能源乘用车销量冠军年销水平仅 5 万左右, 而 Model 3 自开启预定以来, 订单量已近 50 万, 完全扭转了产业 市场对新能源汽车小众定位的认知, 年销直奔 30 万的 Model 3 则为全球主流车企带来了市场竞争的压力, 客观上促进了全球主流车企的转型 66 / 92

68 图 37: 特斯拉发展历程 资料来源 : 特斯拉官网另一方面, 如前述产业政策一节, 全球各个国家对于新能源汽车的发展都颁布了相关的鼓励激励政策, 在中国目前的新能源政策主要是双积分政策与补贴政策, 这两项政策的颁布大大加快了新能源汽车的发展 新能源汽车主要厂商特斯拉在全市场的快速扩张和政策的倒逼, 迫使全球汽车厂商全力发展新能源汽车 从全球来看, 十大厂商均加入了新能源的战场, 大大加快了推出新能源车型的速度 从国内来看, 一部分本土整车企业意欲通过新能源汽车弯道超车, 如北汽新能源 比亚迪 吉利 奇瑞等车企都纷纷致力于打造新能源爆款车型 此外, 合资厂商也不甘落后, 加入到了这场角逐当中 从全球来看, 新能源车的主要发展厂商和其发展规划为 : 67 / 92

69 车企通用特斯拉大众日产雷诺 新能源乘用车产销规划 2017 年约 3 万辆 Bolt, 2020 年 50 万辆 2018 年 50 万辆 2020 年 100 万辆 2025 年全球销量达 100 万辆 / 年, 累计 万辆, 中国市场占比 2/ 年 150 万辆, 超过 20% 的车实现零排放 表 41: 全球主要整车厂商新能源汽车规划 新能源乘用车战略方针 已有车型 车系谱图 引导科技创新 : 1) 不断推出更高性价比的新车型 BEV:Volt Spark EV 2) 和 LG Chem 进行合作开发电池 Bolt 十多款 ( 全系列覆盖 ) 3) 和本田合作开发燃料电池汽车 将电动汽车推向大众消费 : 1) 将电动车生产工厂产品化并对其不断升级 ; 2) 利用无人驾驶技术使 Tesla 车主通过 APP 一键操 BEV:Model S Model X Model 3 Model Y SemiTruck 作, 即可对外出租闲置的汽车 2025 年成为全球电动车领袖 : 1) 追求客户成本最优以及电子元件组件成本最优 ; BEV: e-golf e-up!; 13 款基于 MQB MLB 平台 ; 4 款基于 MEB 2) 在集团内推行 MEB 平台, 利用规模效应降低成本 ; PHEV:GolfGTE 平台的纯电动 I.D. 系列车型 3) 制造设计 : 更高的生产力, 更短的制造时间 ; PassatGTE 4) 降低材料和分销成本 雷诺 : 1) 增大电池容量 : 与 LG 化学进行合作, 增大电池容 量, 减小电池体积 2) 提升竞争力 : 降低电池成本, 使 得价格降低 50% 以上, 而性能有所提升 3) 方便乘用 : BEV:NissanLeaf 日产 ( 低价 BEV) 雷诺(BEV PHEV); 东风研究集中在静电感应充电 RenaultZoe Bolloré 雷诺将于 年投放 10 款新产品, 日产 : Blue Car Nissane- 其中国产车型将达到 7 款 1) 日产 三菱成立共享平台, 共同研发电动汽车 ;2) NV200 /Evalia 2018 年以后将通过与中国本土企业合作的方式在中国推 出低价格的小型纯电动汽车 (EV);3) 开发续航里程达 600km 的电池 ; 68 / 92

70 借助电动化趋势成为行业领导者 : 1)45 亿美元投资, 将推 13 款新能源车型, 包括一款 将在亚洲 北美和欧洲上市的全新纯电动小型 SUV; 2) 在 2025 年以前提供纯电动 插电式混动 传统混动 福特 2020 年占比 10%- 等形式的新能源车型, 70% 福特在华销售车型提供电动 25%( 全球 ) 版本 ; 3) 电池成本 2020 年下降至 120 美元 / 千瓦时, 2025 年 95 美元 / 千瓦时,2030 年 75 美元 / 千瓦时 ; 4) 与众泰拟建新合资公司生产自主品牌纯电动汽车, 合 资双方将各持 50% 2025 年之前, 将全 电动化战略 : 球电动车及插电式 1) 目前已经可以做到, 所有燃油车型制造平台均可生产 宝马 混合动力车的销量 混动车型 ; 比例提升到 15% 至 2)2020 开始, i 项目 2.0 将推动燃油和纯电动共用 25% 平台 丰田 2020 年 150 万辆 成立 EV 事业部门推进电动车的发展 1)2017 年推出 15 款新车, 其中包括全新 E 级插电混 动版, PHEV 增加至 10 款, 以及子品牌 EQ 旗下首款纯戴姆勒奔 2025 年 10 万辆电动 SUV; 驰 ( 全球 ) 2) 年奔驰和 smart 推出 6-9 款 BEV, 子品 牌 EQ 推出 4 款 BEV(2 款轿车 2 款 SUV); BEV: FocusElectric; PHEV:Fusion Energi C-Max Energi BEV: i3;phev: i8 330e 40e 740e X5 BEV:RAV4 EV;PHEV: PriusPrime BEV: B-Class ED Smart Fortwo ED B250e; PHEV:S550e GLE550e C350e S500e 未来以插电式混动以及混动技术为主 2016 年发售 EV 及 PHEV 共计 7 款车型, i3 纯电动技术外, 全系都有 PHEV 版计划, 在中国提供 5 个车系 9 款新能源车型 ; 2025 年之前推出 2 款 PHEV+2 款 BEV+1 款 FCV 将 BEV 和 PHEV 加入核心路线, 到 2018 年将会在中国发布两款插电式混合动力车, 卡罗拉插混版和雷凌插混版, 计划到 2050 年, 消除发动机车型, 使 HEV 和 PHEV 车型占总销量的七成, FCV 和 EV 占三成奔驰 smart 及子品牌 EQ 齐发力 BEV, PHEV 将增加至 10 款, 2025 年还将开发基于同一架构的 10 种 BEV 69 / 92

71 3) 2025 年, 要开发出基于同一种架构的 10 种电动汽 车 现代起亚 \ \ BEV: Kia Soul EV; 2020 年前新增 6 款 PHEV+2 款 BEV+2 款 PHEV: Kia Optima FCV HyundaiSonata 三菱 \ \ BEV:MitsubishiI-Miev; PHEV:Mitsubishi Outlander 2020 年前, 预计在 2017 年 年向市场投放总计 14 款新能源汽车, 其中包括量产纯电动 SUV ex 本田 2030 年新能源车占比 2/3 与日立 50 亿美元合资开发电动汽车 资料来源 : 各车企 D1EV 等 天风证券研究所从国内来看, 新能源车的本土发展厂商和其发展规划为 : 表 42: 国内本土整车厂商新能源汽车规划 车企产销目标 ( 万辆 ) 已有车型 2016 年销量 ( 辆 ) 车系谱图 北汽新能源 比亚迪 吉利汽车 2020 年 50 万辆 2020 年占总销量 90%, 达 60 万辆, 其中纯电动 36 万辆 2020 年产销量规划 180 万辆 ( 包括 HEV), 占总销量 90%, 其中 BEV35% PHEV 和 HEV65% EC EU ES EV EX EH 六大产品系列 47, 款纯电动车型 唐 秦 宋 元等王朝系列 100,178 大中小紧凑型 SUV 全覆盖, 还将推出 3 款轿车, 补齐 A0 到 C 级轿车序列, 完成共计 8 款车型的布局 BEV: 帝豪 EV 帝豪 EV 300 远景 X1 49, 款新能源汽车, 包括 3 款 BEV+4 款 PHEV+3 款 HEV 70 / 92

72 上汽乘用车 2020 年 60 万辆, 其中纯电动 BEV: 荣威 E50 荣威 ERX5; PHEV: 荣 20 万辆威 e550 荣威 550 荣威 erx5 20, 款车型, 包括 13 款 BEV+17 款 PHEV 长安汽车 2020 年 60 万辆, 2025 年累计 BEV: 逸动 EV 奔奔 MINI EV 欧力威到 2025 年, 分三个阶段向市场推出 24 款全新产品, 包括 13 4, 万辆 EV 款 BEV+11 款 PHEV 广汽乘用车 2020 年 20 万辆 BEV: GE3; PHEV:GA6 GS4 GS7 3,378 9 款车型, 乘用车以 PHEV/EV 为重点 商用车纯电 插电 混动共存, 总计将有 7 款新能源 众泰汽车 2020 年新能源汽车占比将达 60% BEV: 云 100 云 100S 芝麻 E30 新芝将在自主研发的新能源整车平台上推出更多车型, 进一步完善 36,999 以上麻 SR7 SR9 Z500EV 产品谱系 ; 还将为传统车型推出相应的纯电动版和混动版本 江淮汽车 2020 年 20 万辆, 2025 年占总 BEV: iev4 iev5 iev6s iev6e 销量的 30% iev7 18, 款新能源汽车, 覆盖新能源各细分市场 奇瑞汽车 2020 年 20 万辆, 其中纯电动 BEV: eq 电动 QQ3EV 艾瑞泽 5EV; 12 万辆 PHEV: 艾瑞泽 7 艾瑞泽 7e 20,963 包括 A00 级到 E 级新能源汽车 东风乘用车 2020 年 20 万辆 BEV: 风神 E30L 4,347 形成 3 款轿车 6 款 SUV 3 款高端车型的阵容, 并会陆续投放 6 款新能源车型 长城汽车 2020 年 50 万辆, 其中纯电动包括 ISG 轻混车型 P2 强混和插电式混合动力车型 电动驱 \ \ 25 万辆 (EAD) 强混和插电式混合动力车型 纯电动车型 资料来源 : 各车企 D1EV 等 天风证券研究所从国内来看, 新能源车的合资厂商和其发展规划为 : 表 43: 国内合资整车厂商新能源汽车规划 车企 已有车型 新增车型 具体车型 2016 年销量 ( 辆 ) 数量 ( 款 ) 具体车型 大众中国 迈腾 PHEV 款基于 MQB MLB 平台 ;4 款基于 MEB 平台的纯电动 I.D. 系列车型 东风日产 启辰晨风 1, 未来 5 年内推出 10 款以上车型, 其中包括纯电动车 71 / 92

73 华晨宝马 BEV: 之诺 1E; PHEV: 之诺 60H X1 5 系 530Le 3 系 北京现代 BEV: IONIQ 首望 500e; PHEV: 索纳塔 9 IONIQ 433 \ \ \ \ \ 上汽通用 PHEV: 别克 VELITE 5 凯迪拉克 CT 涵盖别克 雪佛兰 凯迪拉克 宝骏等品牌 资料来源 : 各车企 D1EV 等 天风证券研究所由于全球主流厂商近些年来对于新能源汽车重视程度不够, 国内自主龙头发展迅速, 优势较为明显, 目标更为激进 北汽新能源 比亚迪 吉利 上汽乘用车 众泰等主流车企 2016 年新能源销量几乎占据了整个中国新能源市场份额, 已推出的新能源车型也更为丰富, 数量遥遥领先 根据各车企的规划, 到 2020 年, 北汽新能源 比亚迪 吉利汽车以及上汽乘用车合计产销将达 350 万辆, 新车型数量将多达 60 款以上, 兼顾纯电动和插电混动, 覆盖各新能源细分市场 72 / 92

74 新能源汽车需求分析影响消费者做出购买新能源汽车的因素很多, 其中最为重要的三种是购买价格 续航里程和充电时间 多项调查均表明购买价格 续航里程 充电时间是消费者考虑购买电动车的关键因素 ; 此外, 影响新能源车接受度的因素还包括政府政策 电力基础设施和替代产品等 虽然如今消费者对新能源车的体验有限, 但随着电动车的不断普及, 消费者经验随之增加, 将会出现包括运行成本 ( 汽车充电的电力成本及维护和维修新电动车的成本 ) 以及最后对汽车的总体拥有成本等新障碍 图 38: 购买电动车的影响因素 资料来源 : 德勤全球制造组 新能源汽车发展趋势从生产端来说, 新能源汽车发展有两大趋势 : 电池成本控制兵家必争如前所述, 新能源电池成本占到整车成本的 38% 左右, 随着巨头的参与, 市场竞争的激烈程度日益加剧, 各大车企使尽浑身解数降低成本以抢占市场份额 自从特斯拉和松下合作打造超级工厂以来, 越来越多的传统车企发现, 从长远角度来讲, 自建 / 合资成立电池落地项目或许要比与供应商合作更有利于控制成本 因此, 北汽新能源 吉利 上汽等主流自主品牌均已经开始布局电池工厂, 丰田 戴姆勒 上汽通用等合资 / 外资车企也已经或者计划开展动力电池项目, 通过本土化生产降低整车成本 因此, 虽然目前自建动力电池的厂商不多, 但是在未来 73 / 92

75 整车厂商有可能会向上游进行延伸, 动力电池厂商与整车厂商之间竞争 - 合作的关系可能会进一步复杂化 表 44: 国内布局电池工厂的车企总投资产能车企类型车企落户地备注 ( 亿元 ) (GWh) 加强动力电池的基础研究以及关键技术开发, 还想要北汽新能源江苏常州 30 5 掌控有关于动力电池产业链的核心资源占地 200 亩, 建成后每年可满足 8 万台纯电动轿车吉利金华 自主品牌使用, 于今年 8 月份开始试生产 今年 5 月份, 上汽与宁德时代合资设立了两家公司 100( 一 时代上汽和上汽时代 其中, 一期总投资约 100 上汽 360 期 ) 亿元, 计划在 2018 年底开始投产, 形成 180 亿瓦时的产能 2013 年, 丰田曾联合科力远合资成立汽车动力电池公司 科力美, 合资公司主要负责制造并组装搭载丰田江苏常熟于汽车上的镍氢电池模块, 初期可年产 6 万套电池 去年 11 月, 科力美正式开始投产同时落户江苏常熟 在上海金桥建设一座锂电池组装厂, 同时实现旗下新合资 / 外能源车型电池国产化 根据通用的规划, 这座锂电池资品牌厂建成之后, 还将为通用在全球市场上的电动车供应上汽通用 17.2 电池组 根据他们的计划, 未来 5 年上汽通用还将投资 256 亿元用来研发新能源汽车技术以及全套动力总成 将会在国内建立一座动力电池工厂, 同时还准备在中戴姆勒国开展电池本土生产和研发, 并采用国产电芯 资料来源 : 汽车之家 天风证券研究所 平台化和模块化生产是必经之路汽车平台是指汽车从开发阶段到生产制造过程中的设计方法 设备基础 生产工艺 制造流程乃至汽车核心零部件及质量控制的一整套体系 模块化是指汽车平台技术发展到一定阶段, 零部件的通用率不断提升, 各个部件像积木一样可以自由组合 新能源汽车平台化能够有效降低整车成本, 提升开发效率, 缩短周期, 满足多样化的需求 汽车模块化 新能源汽车共用的模块也较多 ( 包括充电设备 电动附件 储能系统 发动机 发电机 离合器 驱动电机和齿轮箱 ), 模块化有利于降低成本 提升开发速度 电动汽车专用平台主要有两种选择, 一是开发全新平台, 二是基于传统内燃机汽车的平台进行开发 虽然基于原有内燃车平台进行开发在成本上会有一定的控制, 但是也造成一些局限性 而开发全新平台, 则会使得生产出的整车拥有更大的内部空间 更长的续航里程和更好的动力性 74 / 92

76 以大众 MEB 平台为例, 该平台以纯电动为主, 兼顾插电式混动, 基于该平台开发的纯电动车续航里程有望达到 公里 MEB 平台的构架是由底部的电池组而展开, 打造更长的轴距和更短的前后悬, 营造出更大的内部空间 目前大众在 MEB 平台上规划了 4 款车型, 分别是 I.D. 两厢车 跨界 SUV 个新的大型 SUV 和充满未来感的轿车 图 39: 大众 MEB 平台 : 以纯电动车为主, 可兼顾插电型混动车型 表 45: 各个车企电动车平台情况 车企电动车平台备注 大众 梅赛德斯奔驰 现代 - 起亚 标致 吉利 江淮 北汽新能源 通用 MEB 模块化平台 EVA 电动模块化平台 全新电动汽车专属平台 CMP 纯电动平台 +EMP2 混动汽车平台 PMA 新能源平台 432 平台 全新平台 75 / 92 资料来源 : 汽车之家 以纯电动车生产为主, 并可兼顾插电式混合动车型, 基于这个平台开发的纯电动车续航里程有望达到 250km-500km 与 MRA 平台共享部分结构, 未来将有至少 4 款电动汽车基于该平台打造 预计于 2018 年完成, 将推出多款续航里程超过 300 公里的车型 CMP 模块化平台覆盖 B 级和 C 级乘用车市场, 预计 2018 年 年, 双方陆续在此平台面向全球投放十个基本车型 打造 A0 级 CROSS A 级三厢轿车和 A+ 级 SUV 三款车型, 该平台首款产品将于 2020 年面世, 最大续航里程可达 500km 兼容 MPV/SUV/ 轿车等产品, 备汽油 / 插电 / 纯电等多种动力形式, 预计 2019 年下半年推出 Bolt 架构为未来的纯电动车提供支持

77 沃尔沃 BMW 日产 LifeDrive 电动车平台架构 从需求端来说, 新能源汽车发展有两大趋势 : 中国 : 纯电动受欢迎程度超过插电 采用灵活的电动车架构 采用灵活的电动车架构 与雷诺建议专门的电动车平台 资料来源 : 各车企 天风证券 根据尼尔森发布的 2017 年新能源市场洞察调研报告, 自 2012 年到 2016 年中国消费者插电式混合动力汽车的购买意向一直高于纯电动汽车, 插电式混合 动力汽车的购买意向自 2012 年 2% 持续增长至的 2016 年的 22%; 同期纯电动车 的购买意向从 1% 增长到 14%, 但到了 2017, 这个数字出现进一步的提高, 同时, 纯电动汽车的接受度首次超过插电式混合动力汽车, 分别达到 27% 和 25% 图 40: 中国消费者对纯电动 / 插电混动汽车购买意向 插电混动 纯电动 30% 25% 20% 15% 22% 14% 27% 25% 10% 5% 0% 2% 1% 资料来源 : 尼尔森咨询 动力电池回收业 : 巨头布局, 方兴未艾 行业兴起 : 动力电池回收市场规模迅速扩大我国目前处于新能源汽车的黄金发展期, 新能源汽车的产销量爆发, 推动动力电池用量快速提升 而相对应的, 自 2012 年开始装机使用的第一批动力电池使用寿命依次终结, 按照新能源车电池报废年限为 5-8 年测算, 国内动力电池将在 2020 年前后进入报废高峰 据中国汽车技术研究中心预测, 届时我国纯电动 ( 含插电式 ) 和混合动力乘用车动力电池报废量将达到 万吨动力锂电回收市场规模将达 111 亿元 从电池种类看, 磷酸铁锂保有量较多, 将先进入报废高峰 图 41: 动力锂电池报废市场规模 ( 万元 ) 76 / 92

78 资料来源 :OFFWEEK 政策端 : 与国外有明显差距, 相关标准体系不断完善与国外发达国家相比, 我国动力电池回收处在刚刚起步的阶段 国外动力电池回收体系以市场调节为主 政府约束为辅, 并将法律作为防治电池污染和实现再循环的重要保障, 同时建立了延伸生产者责任制度, 约束整个电池生命周期的各个相关主体, 对违法者施以严厉的惩罚 国家日本美国德国 表 46: 国外动力电池回收制度建设情况 动力电池回收制度建设情况 1994 年建立电池回收利用体系 ; 2000 年日本政府就规定生产商对镍氢和锂电池的回收负责 ; 日本政府还制定了一系列法律法规来规范废电池的回收, 比如 促进建立循环型社会基本法 主要以市场调节为主, 政府通过制定环境保护标准对其进行约束管理, 辅助执行废旧动力电池的回收 采用许可证管理办法, 加强对电池生产企业和废旧电池资源回收利用企业的监管 回收制度方面, 由电池协会制定押金制度 ; 政府建立电池回收网络, 利用附加环境费的方式, 通过消费者和电池生产企业共同出资作为政府回收资金的支持 ; 废旧电池回收企业以协议价将提纯的原材料卖给电池生产企业 德国政府立法回收, 生产者承担主要责任, 利用基金和押金机制建立了废旧电池回收体系市场化 德国 1998 年成立共同回收系统基金会 GRS, 电池企业按其电池的市场份额 重量与类型支付管理费用, 可以共享基金会的回收网络 GRS 基金会 2010 年开始回收工业电池, 并随着储能产业的发展不断扩张回收版图 资料来源 : 银河证券研究所虽然我国动力电池回收仍处于起步阶段, 但是随着行业的快速发展, 国家推出了一系列政策支持动力电池的回收, 仅在 2017 年就出台了电池规格尺寸 编码制度和拆解规范等相关国家标准, 为动力电池的回收提供有力支撑 表 47: 国内动力电池回收相关政策时间政策名称政策内容确定对电器电子 汽车 铅酸蓄电池和包装物等 生产者责任延伸制度推行方案 类产品实施生产者责任延伸制度 探索整合汽车生 77 / 92

79 关于加快推进再生资源产业发展的指 导意见 车用动力电池回收利用拆解规范 电动汽车用动力蓄电池产品规格尺 寸 汽车动力蓄电池编码规则 车用动力电池回收利用余能检测 产 交易 维修 保险 报废等环节基础信息, 逐步建立全国统一的汽车全生命周期信息管理体系, 加强报废汽车产品回收利用管理 开展新能源汽车动力锂电池回收利用试点, 建立完善废旧动力锂电池资源化利用标准体系, 推进废旧动力锂电池梯级利用 2017 年 12 月 1 日起正式实施, 明确指出回收拆解企业应具有相关资质, 进一步保证了动力电池安全 环保 高效的回收利用 2018 年 2 月实施, 使动力电池产品规格尺寸 编码规则和回收利用余能检测有标准可依 资料来源 : 东兴证券研究所 动力电池回收实现路径 : 梯次利用与资源化一般而言, 动力电池容量低于初始容量的 80% 时, 动力电池不再适合在电动汽车上使用 而 80% 以下还有很大利用空间, 国家也支持和鼓励梯次利用 但是目前在理论研究和示范工程方面较多, 在商业化推广方面还处在初期的探索阶段 商业化的方式有两种 : 一是梯次利用, 如应用于储能与低速电动工具 ; 二是资源化, 提取废电池中的镍 钴等金属, 但是利用率不高 浪费较大 梯次利用梯次利用是指动力电池已经达到原生设计寿命, 再通过其他方法使其功能全部或部分恢复的继续使用过程, 且该过程属于基本同级或降级应用的方式 对于动力电池来说, 梯次利用主要面向以下两个市场 : (1) 储能市场 : 据测算, 储能电池市场化应用的目标成本为 180 美元 /kwh, 约合 1.2 元 /wh, 使用新型动力锂电池无法达到成本要求, 投资回报率偏低, 这也是制约储能产品大规模应用的最大障碍 梯次利用的动力电池能够较好地权衡成本与性能因素, 如电动大巴退役的动力电池由于能量密度较低, 比较适合作为储能基站使用 (2) 低速电动工具市场 : 低速车与电动自行车主要采用铅酸电池, 相比锂电池, 铅酸电池更为便宜 (0.6 元 /WH), 但问题在于污染大 如果采用梯次利用的动力电池, 可以在价格 行驶里程 ( 能量密度 ) 和寿命之间达到一个较好的平衡, 从而更快速的推动锂电池在低速车与电动自行车市场的应用 当电池性能进一步降低到不适合梯次利用后 ( 如电池性能下降至原性能的 40% 时 ), 再进入回收拆解再利用, 即资源化的阶段 表 48: 动力电池从出厂到报废四阶段 78 / 92

80 资料来源 : 东兴证券研究所 资源化动力电池的回收还拥有较高的技术门槛 废旧动力锂电池回收处理的整个过程包括放电 拆解 破碎 分选 除杂 元素合成等几十个复杂步骤, 涉及物理 化学 材料 工程等多个交叉学科, 技术较为复杂冗长 动力电池回收主要参与者目前, 梯次利用方面, 目前国内缺少规模化运营项目, 大多是示范性项目, 如奥运会电动大巴退役电池梯次利用项目 张北风电储能项目 资源化方面, 目前主要的参与厂商可以分为锂电材料类企业 动力电池企业以及第三方回收企业等 表 49: 动力电池回收企业主要类型企业类型代表公司以华友钴业 厦门钨业和天赐材料等为代表, 主要通过再生利用完善资源回锂电材料类企业收 动力电池类企业 CATL 国轩高科 中航锂电 比亚迪 沃特玛 比克等在内的动力电池企业第三方回收机构湖南邦普 格林美 赣州豪鹏 芳源环保等第三方回收企业 资料来源 : 银河证券 梯次利用 VS 资源化从目前的情况来说, 梯次利用和资源化的共同点在于, 两者都拥有较高的技术门槛 : 梯次利用 : 梯次利用的难点主要有离散整合技术和剩余寿命预测技术 其中, 离散整合技术不仅要对不同的电池模组寻找最佳配租方案, 还要求打造一个兼容性足够的系统结构, 以保持电池组有足够好的紧固性 可靠性 弹性同时实现快速装卸 此外, 为了应对各种复杂环境 ( 各种化学体系 电池不同规格 批次 厂家 ), 一个稳定的电池管理系统 (BMS) 也是必要之一 剩余寿命预测的关键点在于全生命周期监测, 即使要建立追溯系统对退役电池进行分析 而在未建立全生命周期监测系统的情形下, 如何做到快速无损的检测电池模组的预测寿命, 是梯次利用的关键所在 图 42: 梯次利用的关键技术 79 / 92

81 梯次利用的目标产品 产品 关键技术 离散整合技术 寿命预测技术 关键技术点 退役模组 SOC 检测模拟技术 电池管理系统技术 精确测量定量技术 资料来源 :OFWEEK 资源化方面, 目前动力电池资源化有两种主流技术路线 : 干法冶金与湿法冶金 格林美目前采用湿法冶金技术路线, 已实现消费级锂电池的规模化回收利用提取钴和镍等金属, 一旦动力电池回收端放量, 实现动力电池的回收利用没有太多技术上的障碍 干法 : 以物理上的拆解粉碎为主, 剥离外壳后进行焙烧, 回收电池其他辅助有价值材料, 如铜铝箔等, 这种方法工艺较为简单 成本低, 但回收的产品纯度也低, 目前来看比较适合磷酸铁锂的回收 湿法 : 湿法冶金通过溶解的方法, 得到含钴镍等贵金属的溶液, 再利用液相合成等工艺得到新的三元正极材料, 这种方法工艺难度更高, 但回收的元素纯度更高, 适合高价金属提取, 因此较为适用于三元材料的回收 动力电池回收行业的核心技术, 在于如何采用配方合适的化学溶剂将有效成分提取或萃取出来, 重新做成电池原材料加以回收利用 但这些配方也是动力电池企业的商业机密, 电池回收工厂很难掌握 表 50: 动力电池主要回收模式 动力电池主要回收模式 代表公司 定向循环工艺 : 产品 - 废弃物 - 再生资源 - 原产品 邦普集团 材料再合成工艺 : 机械拆借 - 粉碎分选 - 分别处理 - 材料修复 - 电池在制造 中国电科院 对电池等含镍钴废弃物采用向社会集散采集收购和向企业收购向结合 格林美 机械 + 湿法工艺, 生产球星氢氧化镍 镍钴锰氢氧化物 江门长优实业 资料来源 : 银河证券梯次利用和资源化的不同在于, 一是两种途径的发展阶段不同, 二是适用的电池类型也有一定差异, 三是两种途径的适合的厂商类型也不一样 : 发展阶段上, 梯次利用在全球范围内尚未进入规模化运营, 旨在美国 日本 德国等国家有一些成功应用的工程和商业项目, 而我国从近几年才开始开展相关的理论研究和示范工程 如今资源化已经形成了一批龙头企业, 如上市公司格林美 CATL 的控股子公司广东邦普等 80 / 92

82 适用电池类型上, 磷酸铁锂电池由于具有寿命长 循环性能好 安全性高等优点, 向储能领域转移可延长其价值链条, 因此比较适合梯次利用 而从回收收益来看, 三元动力电池的钴含量较高, 回收价值大于磷酸铁锂, 因此回收三元动力电池可能为企业带来更多盈利, 因此更适合资源化 适合的厂商类型上, 梯次利用由于要用到离散整合技术 BMS 和剩余寿命预测技术, 同时需要建立储能 低速电池销售渠道, 因此动力电池生产商相比整车企业或第三方企业来说优势更加明显 而资源化的回收来源主要来自于汽车维修企业 电池生产企业以及报废汽车拆解企业, 专业从事资源回收的企业在渠道 技术方面富有积淀和布局, 因此第三方企业更适合于动力电池资源化 第四章 : 标的公司 ( 国轩高科 ) 投资价值判断 4.1 公司概况国轩高科股份有限公司 ( 以下简称 国轩高科 ), 成立于 2006 年 5 月公司从成立开始就切入动力电池领域, 是国内最早从事动力锂电池研发 生产的企业之一, 于 2015 年 5 月完成借壳东源电器上市 在上市后通过资本市场的力量不断扩大业务 提高产能 目前公司拥有合肥 庐江 南京 苏州 青岛 唐山 泸州等多个生产基地 图 43: 国轩高科历史沿革 合肥国轩高科成立 国轩高科工程研究院成立 搭载国轩高科电池的安凯电动大巴上线运营 完成股份制改造 100 辆搭载国轩电池的金龙大巴服务亚青会 美国硅谷研究所成立 借壳东源电器上市 与星源材质合资隔膜项目, 与中通 金龙等签 10 亿元订单 与北汽新能源 中通 金龙等签巨额订单 资料来源 : 国轩高科官网根据真锂研究统计, 2017 年 1~10 月, 国轩高科动力电池装机量 1,003.9MWh, 市占率 5.5%, 位居行业第三, 仅次于 CATL( 装机量 5,514MWh, 市占率 30.5%) 和比亚迪 ( 装机量 2,983 MWh, 市占率 16.5%) 81 / 92

83 4.2 股权结构国轩高科董事长李缜直接持有及通过珠海国轩持有上市公司股份总共占比 31.64%, 是公司的实际控制人 公司于 2017 年 11 月 25 日公告, 完成配股发行, 募资总额达到 35.6 亿元 图 44: 国轩高科股权结构 资料来源 : 公司公告 4.3 主要产品国轩高科主要产品为磷酸铁锂材料 电芯 动力电池组 BMS 系统及储能型电池组 : 图 45: 国轩高科主要产品 产品分类 电芯产品 正极材料 隔膜产品 BMS 磷酸铁锂 三元电池 磷酸铁锂 三元材料 湿法隔膜 陶瓷涂覆 资料来源 : 公司官网 82 / 92

84 图 46: 国轩高科产品应用场景 备用电源 纯电动乘用车 纯电动商用车 微电网储能系统 - 通信基站 - 风电互补 - 北汽 上汽 江淮 IEV 系列 奇瑞 众泰等 - 金龙 中通 宇通等 - 解决电能供需不平衡问题 资料来源 : 公司官网 4.4 公司战略布局 稳扎稳打 : 站好第一梯队, 稳步扩张产能 从前述分析可以看到, 国轩高科近几年已经和 CATL 比亚迪 沃特玛等 站稳了锂动力电池行业的第一梯队, 目前公司的有效产能和规划产能如下 : 表 51: 国轩高科有效产能与规划产能 电池类别 区域 产能 ( 亿 Ah) 状态 合肥三期 已投产 三元电池产能 磷酸铁锂电池产能 青岛莱西一期 已投产 唐山一期 3 下半年已投产 青岛莱西二期 3 下半年已投产 南京二期 3 下半年已投产 合肥老厂 1.5 已投产 合肥一期 1 已投产 合肥二期 1 已投产 昆山基地 1 已投产 南京一期 3 已投产 合肥三期 已投产 目前产能 总产能 16.5 亿 Ah, 其中三元电池产能 6.5 亿 Ah, 磷酸铁锂电池产能 10 亿 Ah 2017 年规划产能 总产能 25.5 亿 Ah, 其中三元电池产能 15.5 亿 Ah, 磷酸铁锂电池产能 10 亿 Ah 资料来源 : 公司公告 公司近期完成配股募资近 36 亿元, 其中 9.5 亿元 /5 亿元 /5 亿元分别用 于合肥 6 亿 Ah/ 青岛 3 亿 Ah/ 南京 3 亿 Ah 动力锂电池产能新建项目 目前青 岛 南京各 1GWH 产线已经投产, 公司产能合计 7.5GWH 配股后公司资金压 83 / 92

85 投资项目名称 力望得到大大缓解, 预计明年产能扩张将继续推进 表 52: 国轩高科配股拟投资项目 总投资金额 ( 万 ) 拟使用募集资金 合肥国轩年产 6 亿 Ah 高比能动力锂电池产业化项目 115, 青岛国轩年产 3 亿 Ah 高比能动力锂电池产业化项目 南京国轩年产 3 亿 Ah 高比能动力锂电池产业化项目 年产 10,000 吨高镍三元正极材料和 5,000 吨硅基负极材料项目 年产 21 万台 ( 套 ) 新能源汽车充电设施及关键零部件项目 年产 20 万套电动汽车动力总成控制系统建设项目 工程研究院建设项目 成本竞争 : 积极拓展上游 资料来源 : 公司公告 上游布局正极材料 负极材料与隔膜 公司目前拟使用配股资金建建 1 万吨 / 年高镍三元正极材料和 0.5 万吨 / 年硅基负极材料项目, 有利于降低电池 成本 全资子公司合肥国轩动力能源有限公司携手上游隔膜巨头深圳星源材 质共同投资建设锂电池隔膜生产线项目, 已于今年 5 月份正式投产 公司还 专门设立孙公司国轩涂布, 从事电芯制造中电池材料及涂层技术研究 以上公 司的设立有利于国轩高科在锂动力电池上游增强议价权, 从而获得成本竞争 优势 绑定客户 : 覆盖下游龙头车企 国轩高科覆盖客户包括中通客车 南京金龙 安凯客车等新能源客车领域 龙头企业,7 月份起公司生产的动力电池进入新能源客车销量第一的宇通供应 链, 并加快与北汽福田 珠海广通的合作步伐, 由此公司已经和 2016 年销量 top10 的新能源客车企业中的 6 家建立了合作关系 乘用车方面, 国轩高科以江淮汽车 北汽新能源 (2017 年 3 月公司以 3.07 亿元认购北汽新能源 1.2 亿元注册资本 ) 为核心客户, 在新能源乘用车 2017 年上半年的销量排名中, 公司与前十名中的五家都有合作联系 专用车领域, 北京汽车 上汽大通是国轩高科前两大客户, 与东风汽车等 传统物流车企的合作也在推进 延伸布局 : 充电桩 + 租赁 + 回收 充电桩和租赁方面, 公司于 2014 年 12 月与青岛特锐德共同出资成立青 岛特来电新能源公司, 规划 3 年内建 100 个充电站, 并出资 5 亿元用于新能 源汽车充电系统项目, 探索充电网路建设 分时租赁等业务 截至 2017 年 3 月, 合资公司相继在安徽省建设运营了 245 座充电站 3242 个充电终端, 计 划到 2017 年底在安徽省投入运营 500 座充电站 6000 个充电终端 项目建设周期 ( 月 ) 84 / 92

86 动力电池回收 : 国轩高科早在 2012 年就开始了动力电池的回收工作, 做了 1.3MW 纯电量和 4.4MW 集装箱式纯电量的梯次利用项目 目前, 国轩高科正在开发电池回收和梯次利用相关技术及市场, 即将推出日处理 2 万 Ah 的电芯资源回收线, 动力电池的拆解 金属和粉体的分离 粉体的处理等都在里面完成 根据国轩高科的规划,2017 年国轩高科储能市场销售规模规划约 10 亿元, 并将建成电池拆解资源回收中试线, 日处理 2000 只电芯 公司 8 月公告与兰州金川合资设立两个子公司, 主要从事动力锂电池回收 拆解 循环, 但目前市场淘汰电池较少, 公司暂时未大批量投放产能 全产业链布局初成 : 等待放量公司向上延伸至电池的正极 隔膜 负极等原材料生产供给环节, 向下延伸到电池 BMS 电机的研发, 同时通过股权投资等利益绑定的形式加强和整车企业的连接, 并且积极开拓充电桩 分时租赁 动力电池回收等领域, 战略布局已经初现雏形, 只待放量 : 表 53: 国轩高科全产业链布局 资料来源 : 公司公告 4.5 财务分析本节财务分析以国轩高科三季报为基础, 选取 CATL( 招股说明书 ) 坚瑞沃能 亿纬锂能 鹏辉能源 成飞集成为对比标的, 从扩张情况 盈利能力与盈利模式三个方面对国轩高科的财务情况进行分析 : 扩张情况 - 营收规模成长在高速发展的行业, 营收规模反映了企业抢占市场的速度, 以下是国轩高 85 / 92