电新行业:新能源汽车提速在即,动力电池掘金浪潮来临

2016年我国动力电池产能利用率30%左右,预计2019年我国动力电池产能有望突破300GWh,占总出货量的比例分别为73%和22%,新能源乘用车和客车电池分别出货9Gwh和15.90Gwh,规模较小的企业或是新入企业基本没有了发展的机会,各环节的市场格局基本形成

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受益于新能源汽车行情向好,我国动力电池需求旺盛

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电车资源讯:

   
2011年以来,我国新能源汽车行业经历了大规模的扩张。新能源汽车的产销量大幅提升带来动力电池需求的快速增长,2016年我国动力电池出货量合计达到30.5GWh,同比2015年的17.0GWh大幅度增长79.4%,过去三年复合增长率高达172.94%。2017年新能源汽车行业经过短暂低迷又重新好转,2017年10月,锂电装机3.35GWh,同比大增77.25%,动力电池又重新回到快速上升通道。市场需求叠加政策8GWh产能门槛驱动,各大企业纷纷扩张产能,抢占市场,预计2019年我国动力电池产能有望突破300GWh。

近几年,下游新能源汽车市场的繁荣拉动了动力电池需求的增长,2016年我国动力达电池出货量达28.04GWh长,同比增长78.6%。其中,新能源乘用车和客车电池分别出货9Gwh和15.90Gwh,占比32.09%和56.71%,纯电动专用车产量较低,其电池出货量为3.14Gwh,占比11.2%。

新能源车作为政府大力扶持的行业,补贴政策有着很强的指导作用。自从2016年“骗补事件”发酵之后,政府不断完善补贴政策细则,2017年,补贴大幅下调,行业震动;2018年,门槛又进一步提高;2019年,调整的节奏亦不会停止。政府矢志以经济手段引导新能源车行业向高质量发展方向前进。

    产能过剩和高密度化,动力电池市场格局显现

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在一波又一波的补贴政策调整下,能量密度更高、单位成本更低的动力电池成为市场追逐的对象。动力电池领域,经过近几年的市场竞争,各环节的市场格局基本形成,在没有重大技术变革的情况下,规模较小的企业或是新入企业基本没有了发展的机会,未来强者恒强趋势明显。

   
2016年我国动力电池产能利用率30%左右,除了第一梯队中的比亚迪、CATL的产能利用率分别高达69%、78%,部分产能规模偏小的锂电企业的产能利用率普遍未达到20%,动力电池产能过剩严重。龙头企业更容易占领市场份额,2016年前五家占比达到了67.8%,较2015年的59%有所提升。进入2017年,强者恒强的趋势依然存在。CATL前8个月累计装机3.27GWh,比亚迪2.05GWh,二者合计市场份额45.88%,比前7个月的41.12%有明显提高。我们认为动力电池行业的市场集中度已经快速提升,行业整合趋势日益明显,未来中国锂动力电池市场将进一步向优势企业和龙头企业集中。此外从产品结构来看,相关政策对动力电池能量密度要求越来越高,考虑到磷酸铁锂电池在能量密度方面有天然劣势,三元锂电池有望快速发展。

我国历年动力电池出货量

新能源汽车作为一个新兴的行业,吸引了大量企业进入寻求发展,导致产业链各环节产能迅速扩大,显现出产能过剩的迹象。随着国家对于新能源汽车补贴的逐次退坡,以及对于获得补贴所要达到的技术要求的提高,部分技术落后,成本较高的企业已经逐渐被市场淘汰,行业集中度提升。尤其是动力电池产业,经过近几年的市场竞争,各环节的市场格局基本形成,在没有重大技术变革的情况下,规模较小的企业或是新入企业基本没有了发展的机会,未来强者恒强趋势明显。

    全球新能源汽车浪潮开启,动力电池市场空间巨大

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1.动力电池领域,宁德时代、比亚迪份额处于绝对领先

   
在资源、环保压力作用下,新能源汽车已受到各国政府的高度重视。在我国,政策密集出台,相关政策趋于完善。2017年,补贴退坡,新能源车型推荐目录已经常态化,截至目前,今年工信部已经发布9批推荐车型目录,累计包括2789个车型,此外叠加双积分政策落地,我国新能源汽车行业慢慢由政策驱动转化为市场驱动。就全球范围来看,世界主要工业国均出台了相关产业政策大力推进本国新能源汽车的发展。荷兰、挪威、德国、印度、英国、法国等国家纷纷确立燃油车禁售日。基于对行情的看好,2017年全球主要汽车生产厂商陆续发布了未来在新能源汽车领域的发展规划。预计到2025年,各车企在新能源汽车领域的规划销量合计将达到570万-820万辆,新能源汽车市场空间巨大。受益于全球新能源汽车浪潮的开启,动力电池市场空间巨大。

分车型动力电池出货量占比

国内动力电池企业中,宁德时代和比亚迪处于绝对领先的位置,两者市占率逐步提升,尤其是在新政实施之后,合计已经超过了60%的动力电池市场份额。规模效应会带来相比同行更低的成本,更多的利润可以投入到后续的研发,这对于目前处在技术快速迭代中的动力电池公司十分关键。产品如果没法达到补贴的技术要求,意味着价格再低也没有市场,所以宁德时代和比亚迪在新能源汽车政策不断提升参数要求的情况下,将会有更大的优势。

    投资建议

2016年磷酸铁锂电池出货20.33GWh,三元电池货出货6.29GWh,占总出货量的比例分别为73%和22%,在客车禁用三元电池的背景下,比例基本与2015年69%和27%的比例接近,一定程度上反映了三元电池良好的市场景气度。两批推荐目录中三元电池的占比提升也成为其未来市场增长的积极信号。

表1:宁德时代、比亚迪市占率逐步提升

   
正极材料、负极材料、隔膜和电解液是锂电池关键的四大部件。受益于新能源汽车的快速增长,这四个细分领域依然具备投资价值:

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资料来源: 真锂研究,联讯证券

   
(1)正极材料:决定动力电池能量密度的关键,受益于动力电池高能密度趋势,三元材料有望成为主流,我们推荐杉杉股份(锂电材料业务处于行业龙头地位,正极材料产销量全球第一)和当升科技(国内高镍三元材料龙头企业,国内最先实现高镍NCM622量产的企业之一)。
(2)负极材料:市场集中度较高,人造石墨已经成为目前锂电负极材料的主流,受益技术革新,碳纳米管、石墨烯等新型负极材料的研究也逐渐开始,目前已有部分实现小批量生产,我们推荐中科电气(完成对星城石墨的并购,将业务板块延伸至新能源、新材料领域。星城石墨是专业从事锂电池负极材料研发与生产的企业)和璞泰来(全球领先的锂电池负极材料与设备生产企业,2016
年公司负极材料中国市场占有率14.80%,排名第三)。

2016年各类型动力电池出货量占比

动力电池是电动汽车的心脏,是新能源汽车产业发展的关键。经过十多年的发展,我国动力电池产业取得长足进步,但是目前动力电池产品性能、质量和成本仍然难以满足新能源汽车推广普及需求。

   
(3)隔膜:锂离子电池组件中技术含量最高的部分,受三元锂电快速发展带动,湿法有望成为主流。未来的隔膜产业龙头需要具备强大的研发力量、有效专利、资金实力、高端装备以及创新技术等,建议关注星源材质、长园集团、创新股份。

未来动力电池出货情况进行了预测,由于其他动力电池占比较小,仅以磷酸铁锂和三元两种动力电池进行预测。预计未来动力电池总出货量将以年复合增速35.79%的速度增长,到2020年,出货量将达85GWh。其中三元电池占比逐年提高,2019年将与磷酸铁锂电池各占半壁江山,并于2020年市场份额达到55%,现出货量实现47GWh。

2016年10月,《节能与新能源汽车技术路线图》发布。其中动力电池技术路线图提出,2020年、2025年、2030年三个阶段锂电电池系统比能量密度分别达到260Wh/kg,280Wh/kg,350Wh/kg。系统成本分别达到1元/Wh,0.9元/Wh,0.8元/Wh。

   
(4)电解液:纯电解液制备的装备门槛不高,电解液产能持续向中国转移。目前我国电解液市场格局较为分散,但是我们认为处于第一梯度生产商,有望凭借自己的技术、资金等优势进一步扩大自身的市场份额,具有投资价值,我们重点推荐新宙邦和天赐材料。

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表2:电池技术发展路线

    风险提示

未来动力电池出货量预计

资料来源:《节能与新能源汽车技术路线图》,联讯证券

    1、政策落地不及预期,2、新能源汽车销量不及预期;3、市场竞争激烈

动力电池生产企业中,比亚迪与CATL2016年分别出货7.35GWh和6.72GWh,合到计市场份额达到50.2%,沃玛特与国轩高科市场占有率也分别为8.9%和和6.6%余企业2016年动力电池出货量均小于1Gh,前10名企业合计市场占有率达79%,市场集中度较高。

2017年3月,为加快提升我国汽车动力电池产业发展能力和水平,推动新能源汽车产业健康可持续发展,四部委发布了《促进汽车动力电池产业发展行动方案》。其中提出了到2025年,新体系动力电池技术取得突破性进展,单体比能量达500Wh/kg,比《路线图》提早了5年时间

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目前,量产动力锂电池单体比能量密度普遍在170-180Wh/kg,系统比能量密度在140-160Wh/kg,系统成本在1.2-1.3元/Wh。各指标相比2020年的阶段性目标还有较大差距,动力锂电池行业需要进一步研发投入才能完成目标。

动力电池领域市场占有率

2.动力电池最好的正极材料:三元占比提升,高镍是未来趋势

在锂电池成本结构方面,正极材料成本约占总成本的33.2%,是锂电池最主要的组占成部分,隔膜、负极、电解液和壳体盖板成本大约占5.9%、6.2%、9.9%和13.5%。

正极材料是电池能量密度提高的关键技术突破方向,从LFP、三元到高镍三元,电池能量密度不断提升。并且正极材料在动力电池生产成本构成中占20-30%。所以,正极是决定锂电池性能和成本的重要因素,也是制约电池容量进一步提高的关键因素。

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表3:正极材料性能对比

锂电池各部分成本占比

资料来源:GGII,联讯证券

锂电池行业上游是锂电池材料所需的矿产资源,包括锂矿、镍矿、钴矿、锰矿以及石墨矿等;中游为锂电池生产厂商,包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜、导电剂和粘合剂的生产商等,下游主要是锂电配套应用领域,目前已广泛用于3C消费类电子产品、电动汽车、工业储能等领域。

锂电池正极材料目前主要包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料,除钴酸锂主要用于3C锂电池外,其余都可用在动力电池中。

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所谓三元材料,是指采用了包含镍、钴、锰三种金属元素的三元聚合物。三元材料在能量密度上领先于其他正极材料,循环寿命较长,安全性上低于LFP和LMO,是目前发展前景最为广阔的动力锂电池正极材料。

锂电池行业相关产业链

表4:国内各类型正极材料产量占比

1、拥有高能量密度的三元材料优势明显,高镍化是趋势

资料来源: GGII,联讯证券

受动力电池市场持续增长影响,2016年我国锂电池正极材料产量16.16万吨长,同比增长43%,其中,磷酸铁锂正极材料产量5.7万吨,同比增长75%;三元正极材料产量5.43万吨,同比增长49%,两者增长主要由动力电池需求拉动,钴酸锂产量3.49万吨,同比增长9.4%,主要受3C消费电子产品拉动。

2013年之后,全球3C锂电池市场日趋成熟。动力锂电池则受益于新能源汽车市场的蓬勃发展,业已成为锂电池市场快速增长的最大引擎。从数据可以看出,由于新能源汽车行业的崛起,带动了动力电池正极材料产量占比迅速提升。在2016年之前,LFP作为主要动力电池正极材料,产量和产能都迅速扩大,但在2016年之后,三元取代了LFP成为了动力电池正极材料的主要发展方向。

受正极材料市场价格上涨影响,2016年正极材料产值208亿元,同比增长54.91%,产值增速大于产量增速。其中,三元材料产值接近80亿元,磷酸铁锂产值50亿,同比增速均超过70%。

未来几年动力电池新增需求主要将来自于三元电池的需求增长,三元电池需求量的复合增速将达到90%,未来空间巨大。三元电池高速增长的需求将带来三元正极材料的需求增长,尤其是未来能带来高能量密度的高镍三元材料会出现结构性的供需紧张情况。

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三元材料以钴盐、锰盐和镍盐为原料,其主流技术发展方向是通过提高镍含量、充电电压上限和压实密度使其能量密度得到提高。三元材料目前发展的一大阻力在于材料稳定性会随着镍含量的增加而降低,现主要通过离子掺杂、表面包覆和调整电解液及负极材料等途径逐步解决。

我国历年锂电池正极材料产量

图1:NCM三类元素功能

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资料来源: OFweek

我国历年锂电池正极材料产值

随着正极材料中镍含量占比的提高,电池能量密度提升,安全性能下降,制备难度上升。目前,主流三元材料中333型、523型和622型NCM国内均实现大规模量产,811型能够批量生产的厂家较少。

根据所含金属离子种类的不同,三元正极材料又可进一步分为镍钴锰酸锂三元材料和镍钴铝酸锂三元材料两种。由于镍有提高材料能量密度的作用,NCM材料根据三种过渡金属离子占比的不同,又可进一步分为低镍的NCM424、NCM333、NCM523以及高镍的NCM622、NCM811等材料。NCA中由于铝元素含量较少,主要为镍、钴两种元素,因此也为高镍三元材料的一种。目前国内动力电池均为NCM体系,产业化进程主要是从低镍的NCM333、523等向高镍的622、811方向发展,国外与国内进程类似,但在622向811发展阶段之间有701515过渡。

由于各大正极材料厂商纷纷扩产抢占市场份额,行业竞争将越来越激烈,LFP正极材料,及低镍333型和523型正极材料受需求增长缓慢的原因,产能利用率将会下降,从而导致利润率下降。但是,由于补贴新政推动电池能量密度的提升,高镍三元正极材料由于制备难度较大,供应量有限,仍将紧俏。拥有正极材料研发优势,掌握高镍材料技术的公司优势明显。

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3.石墨负极材料性能指标已接近理论上限:硅碳负极成为提升能量密度关键

我国历年三元材料产量

负极材料是锂离子电池的重要组成部分,约占锂离子电池中成本10%-15%,主要包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、合金和钛酸锂等。目前石墨系负极材料技术比较成熟,未来将以硅碳负极作为提升锂电池能量密度突破口。

2、人造石墨占比有望扩大,三大龙头差距缩小

性能优异的负极材料具备较高的比能量、相对锂电极的电极电势低、充放电反应的可逆性能好、与电解液兼容性好的特性。

我国锂电池负极材料产量增速基本维持逐年递增态势,2016年全年实现产量12.25万吨,同比增长68.27%,实现产值64亿元,同比增长64%,产值增速与产量增速基本相同。

表5:负极材料性能对比

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资料来源:GGII,联讯证券

我国历年锂电池负极材料产量

天然石墨容量较高且工艺简单成本较低,但循环性能稍差;人造石墨成本稍高,但具备较好的循环以及安全性能;中间相碳微球石墨在倍率性能上高出天然石墨与人造石墨,具备较好的热稳定性与化学稳定性,但其制作工艺复杂导致成本较高;硅碳类复合材料比容量远高于石墨类负极,但国内仍未大规模产业化。综合成本与性能,目前国内新能源汽车动力电池负极材料以人造石墨类为主,与正极材料不同,动力电池负极工艺难度低于3C电池负极。

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负极材料市场集中度较高。2017年国内锂电池负极材料产量14.7万吨,贝特瑞、杉杉股份和江西紫宸合计产量9.3万吨,占据63%的市场份额。总体来看,负极材料行业呈现寡头垄断的态势,天然石墨CR5约为90%,人造石墨CR5约为80%。

我国历年锂电池负极材料产值

图2:2017年负极材料市占率