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分析丨2019年中国动力、软包电池高端发展现状及电池发展趋势

北极星储能网  来源:中国产业信息网    2019/10/29 11:25:58  我要投稿  

北极星储能网讯:整车厂为平衡供应链风险提高了对第二供应商的需求,也提高了动力电池行业不断有后起之秀对重要客户突破的可能,包括欣旺达实现对雷诺日产的大规模配套、孚能获得戴姆勒订单,以及亿纬锂能进入戴姆勒、现代起亚供应链。龙头恒强的背景下,伴随着二线企业剧烈洗牌,重视技术与品质的企业有望在竞争中脱颖而出。

一、动力电池

2014年以来新能源汽车爆发增长,国内动力电池行业竞争格局愈发清晰,2018年比亚迪和CATL合计占市场份额达到63.6%,双寡头的格局逐步形成。根据调查数据显示,2019年前五月份,国内动力电池装机总量5.5GWh,宁德时代三元与铁锂装机量分别占比48.1%、38.8%,比亚迪三元与铁锂装机量分别占比18.4%、21.1%,二者合计63.4%。龙头厂商绑定一线厂商,产能规模、资本实力以及供应链培育方面均领先其他厂商。

2018年宁德时代与比亚迪市场份额分别为42.6%、21%

数据来源:公开资料整理

动力电池行业集中度持续向上

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车型高端化:2019年前五月份,A00级别在纯电动车型中占比下降至26.7%(前值67.1%),A\A0比例上升。PHEV中B\C级车上升。单车带电量提升:2019年纯电乘用车单车带电量提升至46.4KWh,相比于2018年的33.5KWh增加了39%。

纯电动车型单车带电量稳步上升

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补贴滑坡下的真实需求。由于新能源车的动力系统、热管理系统以及电气化部件的成本更高,购置平价难以短时间实现。对于A00车型来说,在新能源补贴下降后若保持车企的边际利润与燃油车相同,势必使得车型性价比下降,需求经历波动;对于A级车级以上来说,运营需求支撑下,当前的定价高于燃油车,盈利能力较强,且性价比逐年提升,刺激需求逐步启动,增长后劲更强。同时随着A级以上的纯电动乘用车品质提升、车型丰富,私人消费逐渐成为需求的主要推动力。

现阶段整车厂直接参与电芯的生产存在研发难与投资金额高两方面的压力,电池企业技术迭代周期加快,技术路线存在极高的风险,大部分整车厂不具备电芯生产的核心技术。与电池厂的合作可以降低风险与成本。除吉利与长城少数企业独自开始电池生产研发,大多数厂商从BMS与PACK环节切入。

整车厂多与电池厂合作布局三电综合、PACK层面

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终端需求和参与主体的高端化推动供应链高端化,而龙头电池厂商供不应求,部分车企电池供应过于集中。供应链高端化:2019年是合资品牌推出新能源纯电车型的起始之年,在此之前国内市场主要为自主品牌,随着一线车企与合资品牌的发力,高端车型占比持续上升,对电池的高端需求进一步加速;优质产能不足:宁德时代平均产能利用率接近90%,三四季度保持满产满销;电池供应较为集中:上汽与吉利的一供占比分别为90%和80%,海外市场由于国外巨头的车型刚刚启动,电池供应往往集中在日韩电池上的一家或两家,相对更为集中。

以大众、戴姆勒为代表的厂商在当前阶段迫切寻找多方供应,给二线厂商带来机会。国际市场上,大众核心供应商LG产能不足,奥迪下调首款电动车年产量预期。大众为能提前掌控电池生产进程,保证电池供应,寻求Northvolt、SKI、三星SDI、CATL作为战略伙伴。同样,戴姆勒也在全球范围内寻找优势的动力电池供应商,除了韩国SKI、松下、三星等日韩电池供应商之外,戴姆勒新增宁德时代和亿纬锂能,进一步优化了其电池供应商体系因此。因此,车企寻求平衡供应链风险,将给优质的电池厂充分机遇。

国内自主与部分海外车企电池供应较为集中

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动力电池生产的流程长、节点多、精度高,产线的自动化程度与生产工艺的控制是企业的核心竞争力,电池生产的过程极为复杂,控制节点超过100个,软包电池与方形电池的工艺在前半段从搅拌到极片模切基本一致,工艺差异主要集中在中后段。软件、流程、设备之间的配合是对整个生产链条体系的考验,配合的好坏直接决定电芯的一致性与良品率。因此,圆柱、方形、软包不同封装路线之间的生产仍存在较高的壁垒。

动力电池扩产投资与研发投入对资金量的要求较高,二线电池企业加速洗牌。企业需要有足够的产能满足下游车企的需求,电池折旧成本一般在10%左右,其资产并不是很重,单GWh总投资额在4-5亿元,对应配套2万辆整车的能力(假设单车带电量在50KWh),但由于市场体量在高速增长期,对于电池企业的持续产能投资有很高的要求。与此同时,电池处于技术快速进步阶段,对于研发的投入同样要求较高,LG化学与宁德时代2018年在电池领域的研发投入接近20亿元,二线龙头也开始奋起直追。因此较为考验电池厂商现金流状况与融资能力,加速了二线企业的洗牌。

动力电池1GWh的投资额约为4-5亿元

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2019-2021年国内新能源车的总体产量在150.6万辆、208.8万辆、275.8万辆,动力电池需求77.6GWh、100.8GWh、136.3GWh。2019-2021年海外新能源销量134.0、220.0、312.4万辆,对应动力电池需求54.4、85.4、121.3GWh。

2016-2021年国内新能源汽车产量及预测

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2016-2021年国内动力电池装机量及预测

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2015-2021年海外新能源汽车销量及趋势

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2015-2021年海外动力电池装机量及预测

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动力电池行业空间高增长确定性之下,行业龙头凭借生产能力与配套研发能。

二、软包电池

2014年软包电池全球份额一度达到30%左右。。此时软包电池份额的贡献主要来自日产聆风(AESC供应)以及通用、福特、克莱斯勒均采用LG化学软包电池(通用Volt、Bolt、福特福克斯电动版、克莱斯勒大捷龙等)。

2014年-2016年特斯拉崛起的同时,中国市场新能源商用车率先爆发增长,软包电池份额受到挤压。2015年较2014年7.5万辆增长323.8%,全年出货量3.8GWh装机量(绝大部分方形电池),方形电池为车企的首选原因1)新能源商用车的补贴政策力度最大,产能向新能源客车、货车、专用车倾斜;2)商用车对动力电池包容量要求较高,圆柱电池难以满足大容量要求;3)国内车企电池管理与模组技术上尚不成熟,难以大规模使用圆柱电池;4)软包电池内部胀气、外部穿刺与漏液等问题,对国内厂商来说解决的难度较大。

2017年随着日产聆风、雷诺Zoe以及通用Volt与与Bolt车型热销,LG化学软包电池出货量增长172%。与此同时,国内国能、孚能科技等软包电池出货量大幅增长,软包电池份额开始扩张。

软包电池卷土重来是因为一致性差与成组效率低的问题已经逐步解决,其天然在能量密度与安全性方面的优势愈加凸显。1)安全性:软包锂电池只是液态锂离子电池套上一层聚合物外壳。在结构上采用铝塑膜包装,在发生安全隐患的情况下软包电池最多只会鼓气裂开,不会像钢壳锂离子电池发生爆炸。自2010年推出以来,遍布全球的34万辆日产Leaf共计行驶了超过70亿公里,至今并未出现动力电池方面的严重事故。2)一致性改善:而与另外两种形式的电池相比,软包电池曾经具有的一致性较差、成组效率较低以及导入高镍正极材料时容易胀气的问题,也随着生产工艺的提升、生产效率的提高以及技术水平的不断进步,相较于过去有了极大的改善,这也是越来越多的电池企业开始生产,以及越来越多的车企开始导入软包电池的原因。

圆柱、软包、方形电池优缺点比较

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2018年国内软包电池渗透率约为13.4%。2018年国内新能源汽车软包动力电池装机总电量约7.62GWh,同比增长60.73%,占总装机电量的13.4%。尽管软包电池具备多项优势,但在动力电池领域的渗透率仅有13%左右,主要原因有二:1)成本高:软包电池核心材料铝塑膜国产化程度低,主要依赖进口,导致成本较高;2)工艺难度高:软包电芯通常采用叠片工艺而非卷绕方式,在叠片模切过程中,传统五金模切机往往造成冲切断面出现毛刺、易掉粉问题,导致极片质量不好,严重影响成品电池安全性能,同时残留的粉尘在复杂的使用环境下,容易造成电池内部短路,轻则缩短电池寿命,重则导致电池出现安全问题。

从全球范围来看,软包动力电池技术的第一梯队主要是日韩企业,如LG化学、AESC、SKI等。从国内来看,目前布局软包电池的动力电池厂商数量多达29家,其中目前具备量产软包电池的厂商主要有北京国能、孚能科技、万向A123、微宏动力、捷威动力、亿纬锂能、卡耐新能源等。

软包电池装机量排名及产能

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随着技术的进步,以及软包动力电池自身属性来看,未来渗透率会持续提高,需求端,动力软包将带动软包电池的需求量未来三年复合增速达100%以上。搭载软包电池的车型会越来越多,从而进一步拉动软包电池的需求,同时随着众多的动力电池厂商布局软包,产能扩张带来规模效应的同时也将推动软包产业链国产化进程。预计软包电池在动力领域的渗透率有望快速提升,2020年有望提升至30%,动力软包的需求量未来三年复合增速有望达到100%左右。

软包电池未来需求量测算

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2017年下半年,软包产线投产调试,2018年4月,1.5GWh的软包电池产线投产。2018年7月亿纬锂能全资子公司亿纬集能与SK子公司BDE的合作将保障公司后续软包电池产能的进一步扩充,预计将用BDE不超过12.3亿元的借款新扩约6GWh产能。

三、消费锂电场景多元化

除手机、平板电脑主流消费电子以外,其他3C领域锂电池较快的增速,市场空间在50亿元以上。蓝牙、可穿戴、电子烟领域难以统计,以高工锂电3C消费其他数码产品为例,不包含3C领域的手机、平板电脑、移动电源、笔记本电脑等,2017年中国的“3C其他”需求为2.6Gwh,由于该领域的销售一般以“颗”计算,很少按照带电量来计算,单价一般比较高,估计该领域销售额和市场空间在50亿元以上,且保持较高增速。

2015-2018Q1国内消费电池仍占据锂电池产量的半壁江山

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根据调查数据显示,2018年全球可穿戴市场持续保持高增长,出货量达到1.7亿台,相比较2017年增长了27.5%。各大品牌跨界进入智能穿戴领域,使得可穿戴设备的产品形态多样,目前主要有智能手表、智能手环、耳戴设备、智能眼镜(主要包括VR/AR头显)、智能服装、智能鞋等。

2012-2018年全球可穿戴设备出货量(万部)

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全球可穿戴设备出货占比

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电动自行车中圆柱电池开始替代传统铅酸电池,若电动自行车完全采用锂电池,可增以新增30Gwh规模,当前渗透率不足7%。以小牛电动车为例,锂离子替代铅酸电池,按照每辆车1.5度电计算,续航里程可由40km提升至100km,小牛电动车2018年销量33.96万辆,需要0.51GWh。电动自行车年销量稳定在3000万辆以上,单车容量约为1KWh,则3000万辆电动自行车潜在30GWh需求。而目前国内电动自行车锂电池需求仅不足2GWh,渗透率低于7%。

2010-2018年电动自行车产量及增速趋势

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2016-2018年小牛电动车销量与营收及趋势

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全球前五电动工具厂商锂电池需求量10GWh从锂电池在电动工具使用上从3串发展到8-10。应用数量成倍增加。2017年无绳电动工具市场空间超过150亿美元,预计2020年无绳电动工具市场空间将接近200亿美元(CAGR10%)

2017-2020年全球电动工具市场趋势预测

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数据来源:公开资料整理

原标题:2019年中国动力电池、软包电池高端发展现状及电池发展趋势分析

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