鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1635次 | 2020年05月08日
全球動(dòng)力電池八年來發(fā)展分析報(bào)告
動(dòng)力鋰電池是新能源電動(dòng)汽車的“心臟”,占整車成本的30%-40%,是潛在市場(chǎng)達(dá)數(shù)千億的新興產(chǎn)業(yè)。對(duì)動(dòng)力鋰電池核心技術(shù)與供應(yīng)鏈的爭(zhēng)奪,將成為大國(guó)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的另一制高點(diǎn),且很大程度上影響著未來全球新能源汽車的行業(yè)格局。當(dāng)前行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與競(jìng)爭(zhēng)格局如何?未來我國(guó)能否在這場(chǎng)競(jìng)賽中勝出?
(來源:微信公眾號(hào)“澤平宏觀”ID:zepinghongguan作者:任澤平)
受益于下游新能源汽車發(fā)展,全球動(dòng)力鋰電池出貨量8年上升近百倍。2011年開始新能源車步入高速發(fā)展期,2018年全球新能源乘用車銷售達(dá)200萬輛。作為重要中游產(chǎn)業(yè),動(dòng)力鋰電池也隨之進(jìn)入爆發(fā)期,全球動(dòng)力鋰電池出貨量從2011年的1.08GWh上升至2018年的106GWh,八年上升近百倍。
從政策層面來看,各國(guó)發(fā)展電池技術(shù)的側(cè)重點(diǎn)有所不同。從重要國(guó)家和地區(qū)最新的規(guī)劃來看,動(dòng)力鋰電池方面我國(guó)和歐盟側(cè)重發(fā)展鋰離子電池、日韓和美國(guó)側(cè)重固態(tài)電池。從電池能量密度來看,各國(guó)和地區(qū)普遍計(jì)劃到2030年單體能量密度達(dá)500Wh/kg。
從公司層面來看,龍頭公司優(yōu)勢(shì)突出,市占率不斷提高。裝機(jī)量TOP5的公司市占率不斷提升,由2016年的56.7%上升到2018年65.9%。其中,寧德時(shí)代、松下與LG化學(xué)市場(chǎng)份額占比最高、提升最快,總裝機(jī)量增幅最大。2018年寧德時(shí)代裝機(jī)量21.3GWh,市占率22%;松下裝機(jī)量20.7GWh,市占率21.4%;LG化學(xué)裝機(jī)量7.4GWh,市占率7.6%。前三大公司在技術(shù)、工藝等領(lǐng)域各具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。松下是全球最先實(shí)現(xiàn)NCA18650+硅碳負(fù)極圓柱電池量產(chǎn)的公司,在電化學(xué)體系、生產(chǎn)良率與一致性方面居于領(lǐng)先地位;寧德時(shí)代率先實(shí)現(xiàn)了NCM811方形電芯的量產(chǎn),并成功運(yùn)用于廣汽與寶馬,技術(shù)路線上成功實(shí)現(xiàn)由NCM523向NCM811的過渡;LG化學(xué)的優(yōu)勢(shì)在于其對(duì)化學(xué)材料的理解,技術(shù)路線為軟包電池,是國(guó)際上最先掌握層壓疊片式軟包的公司,而在NCM811的應(yīng)用上,則落后于寧德時(shí)代。
全球動(dòng)力鋰電池最終將寡頭化?!坝碗娖絻r(jià)”與行業(yè)學(xué)習(xí)曲線帶來的價(jià)格壓力、動(dòng)力鋰電池要巨額資本投入、產(chǎn)品研發(fā)周期縮短都將加速這一進(jìn)程。1)“油電平價(jià)”和動(dòng)力鋰電池行業(yè)“學(xué)習(xí)曲線”要求至2025年動(dòng)力鋰電池價(jià)格將在目前水平下降一半至100美元/KWh。IEA(國(guó)際能源署)預(yù)計(jì),電池包年產(chǎn)量由1萬上升至5萬可以降低9%的成本,由10萬上升至50萬則可以降低12%的成本。擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模是電池公司取得成本優(yōu)勢(shì)的重要手段。
2)與集成電路類似,動(dòng)力鋰電池也是一個(gè)重度資本密集行業(yè)。全球最大的汽車零部件公司博世曾一度進(jìn)入動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域,但發(fā)現(xiàn)要達(dá)到100GWh的生產(chǎn)規(guī)模要200億歐元的投資,權(quán)衡風(fēng)險(xiǎn)收益之后最終選擇退出。這說明巨額的資本開支阻礙了潛在對(duì)手的進(jìn)入,使得現(xiàn)有的頭部公司能夠有機(jī)會(huì)提高自身的設(shè)備利用率。
3)電池公司的產(chǎn)品研發(fā)周期正在縮短。1991年鋰離子電池商用以來基本延續(xù)了以鈷酸鋰/錳酸鋰/磷酸鐵鋰為正極、石墨為負(fù)極的電池體系,但近幾年來出于對(duì)能量密度的要求,正極材料由NCM111向NCM523/NCM622/NCM811過渡,未來進(jìn)一步升級(jí)到NCA/富鋰錳基正極、硅碳負(fù)極甚至固態(tài)電池,關(guān)于電池公司來說研發(fā)壓力陡增,小公司更加難以競(jìng)爭(zhēng)。此外,出于對(duì)動(dòng)力鋰電池安全性的考量,整車廠選擇動(dòng)力鋰電池供應(yīng)商要經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間(一般長(zhǎng)達(dá)2-3年)的測(cè)試、驗(yàn)證和篩選,一旦納入供應(yīng)鏈后不會(huì)輕易更換供應(yīng)商,這將進(jìn)一步鞏固和擴(kuò)大行業(yè)領(lǐng)先者優(yōu)勢(shì),促使行業(yè)形成寡頭競(jìng)爭(zhēng)。
未來在技術(shù)、產(chǎn)量、客戶等方面擁有卡位優(yōu)勢(shì)的公司將鞏固全球一線地位,行業(yè)二線格局仍存在變數(shù)。2018年全球出貨量排名前十的電池公司中,具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的只有松下、LG化學(xué)、寧德時(shí)代、三星SDI四家??蛻艨ㄎ豢?,LG化學(xué)和寧德時(shí)代客戶群布局較全面,LG化學(xué)基本覆蓋海外高端車企,寧德時(shí)代在國(guó)內(nèi)市占率超過50%,并成功進(jìn)入大眾、寶馬等高端供應(yīng)鏈;產(chǎn)量情況看,寧德時(shí)代和LG化學(xué)產(chǎn)量規(guī)劃最為積極,三星SDI及松下均比較保守;技術(shù)路線看,寧德時(shí)代的方形、LG化學(xué)的軟包是行業(yè)主流發(fā)展方向,而松下圓柱路線相對(duì)小眾;在業(yè)務(wù)定位方面,三星和松下動(dòng)力鋰電池業(yè)務(wù)定位均為大集團(tuán)、小業(yè)務(wù),存在一定程度管理體系臃腫、戰(zhàn)略重視程度不夠的問題。而寧德時(shí)代主業(yè)為動(dòng)力鋰電池、管理相對(duì)靈活,LG化學(xué)動(dòng)力鋰電池板塊資本開支占總開支40%以上,戰(zhàn)略重視程度高。關(guān)于行業(yè)二線電池公司來說,車企出于供應(yīng)鏈安全的考慮往往會(huì)扶持二供、三供,這可能給部分具有技術(shù)、成本等差異化優(yōu)勢(shì)的二線公司帶來機(jī)會(huì)。
1全球動(dòng)力鋰電池八年百倍上升,中日韓三國(guó)鼎立
受益于新能源汽車不斷普及,動(dòng)力鋰電池出貨量8年上升近百倍。自2011年后,以特斯拉、比亞迪等為代表的新能源汽車高速發(fā)展,動(dòng)力鋰電池也進(jìn)入爆發(fā)期。2018年全球新能源乘用車共銷售200.1萬輛,全球鋰離子電池2018年出貨量達(dá)189GWh,其中動(dòng)力鋰電池出貨量從2011年的1.08GWh上升至2018年的106GWh,占整體鋰離子電池行業(yè)的比例超過達(dá)到56.1%。
歐洲紛紛制定燃油車禁售計(jì)劃,全球新能源汽車與動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入成長(zhǎng)期。2018年全球新能源汽車銷量占全部汽車銷量比例僅為2.3%,其中我國(guó)占比4.4%。根據(jù)各國(guó)政策規(guī)劃,我國(guó)要求2025年新能源汽車占汽車產(chǎn)銷達(dá)到25%,歐洲各國(guó)則制定了燃油車禁售時(shí)間表,例如挪威要求到2025年實(shí)現(xiàn)燃油車禁售,丹麥、荷蘭、愛爾蘭要求到2030年實(shí)現(xiàn)燃油車禁售,法國(guó)、西班牙、英國(guó)、葡萄牙要求到2040年實(shí)現(xiàn)燃油車禁售。英國(guó)還要求到2030年新能源乘用車銷量占比50%-70%。歐盟2019年四月通過新的碳排放規(guī)定:到2025、2030年,新登記乘用車碳排放量在2021年基礎(chǔ)上分別減少15%、37.5%;但是,據(jù)歐洲環(huán)保署數(shù)據(jù),節(jié)能技術(shù)改進(jìn)僅能實(shí)現(xiàn)年均1.5%-2%左右的碳排放降幅。不達(dá)標(biāo)將面對(duì)高額罰款,發(fā)展新能源汽車將是歐洲車企唯一選擇。大眾、寶馬、沃爾沃提出,到2025年新能源汽車銷量占比25%、30%、50%;本田提出,到2030年新能源汽車銷量占比65%。根據(jù)Marklines預(yù)測(cè),未來5年全球動(dòng)力鋰電池行業(yè)將持續(xù)高速上升,2025年全球裝機(jī)量可達(dá)850GWh、市場(chǎng)空間可達(dá)5800億元。
全球動(dòng)力鋰電池產(chǎn)量集中于中、日、韓三國(guó),2018年三國(guó)合計(jì)全球占市占率達(dá)97%。我國(guó)、日本、韓國(guó)是全球動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)主力軍,三個(gè)國(guó)家全球出貨量占比持續(xù)5年保持90%以上。其中,我國(guó)發(fā)展最為迅猛,2015年趕超日本成為全球最大的動(dòng)力鋰電池生產(chǎn)國(guó),2018年我國(guó)動(dòng)力鋰電池出貨量約65GWh,全球占比61.3%。
行業(yè)前十中日韓公司地位突出。自2015年以來,全球動(dòng)力鋰電池公司前十均被中日韓公司包攬,整體銷量占比于2016年到達(dá)頂峰為84.2%。2018年前十公司動(dòng)力鋰電池出貨量約86.7GWh,我國(guó)、日本、韓國(guó)公司數(shù)量分別為6家、2家、2家,其中寧德時(shí)代以約24.9GWh出貨量保持第一。從產(chǎn)量規(guī)劃來看,全球電池公司廠規(guī)劃從2015年的3座擴(kuò)張至2019年一月的68座,規(guī)劃產(chǎn)量也升至2028年的1.45TWh。
2重要國(guó)家和地區(qū)的電池技術(shù)路線戰(zhàn)略規(guī)劃
自2013年起,全球重要國(guó)家和地區(qū)紛紛制定本國(guó)和地區(qū)相應(yīng)的動(dòng)力鋰電池規(guī)劃路線,適用對(duì)象包括純電動(dòng)汽車、插電混合動(dòng)力汽車等。目前,全球動(dòng)力鋰電池技術(shù)發(fā)展尚未獲得共識(shí),各國(guó)和地區(qū)各個(gè)技術(shù)路線均有涉及,包括鋰離子電池、全固態(tài)電池等。從電池能量密度來看,各國(guó)和地區(qū)普遍計(jì)劃到2030年單體能量密度達(dá)500Wh/kg。
2.1我國(guó):各階段目標(biāo)明確
我國(guó)動(dòng)力鋰電池各階段發(fā)展規(guī)劃明確。我國(guó)電池規(guī)劃重要由國(guó)務(wù)院、工信部等規(guī)劃,重要政策包括“十三五”、《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》、《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》等。技術(shù)發(fā)展路線方面,《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》詳盡規(guī)劃了我國(guó)動(dòng)力鋰電池和新型電池的各階段對(duì)應(yīng)要求,重要分為三個(gè)階段:
1)2020年應(yīng)滿足300km以上純電動(dòng)汽車需求:?jiǎn)误w能量密度達(dá)350Wh/kg和650Wh/L、單體比功率達(dá)1000W/kg、單體成本降至0.6元/Wh、循環(huán)壽命2000次。
2)2025年應(yīng)滿足400km以上純電動(dòng)汽車需求:?jiǎn)误w能量密度達(dá)400Wh/kg和800Wh/L、單體比功率達(dá)1000W/kg、單體成本降至0.5元/Wh、循環(huán)壽命2000次。
3)2030年應(yīng)滿足500km以上純電動(dòng)汽車需求:?jiǎn)误w能量密度達(dá)500Wh/kg和1000Wh/L、單體成本降至0.4元/Wh、循環(huán)壽命3000次。
2.二日本:推動(dòng)全固態(tài)電池和新型電池發(fā)展
比較其他國(guó)家,日本更側(cè)重發(fā)展氫能和燃料動(dòng)力電池,并公布例如《氫能與燃料動(dòng)力電池戰(zhàn)略路線圖》、《能源基本計(jì)劃》等規(guī)劃,但并不表示日本放松對(duì)動(dòng)力鋰離子電池的發(fā)展。
日本新能源汽車相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)劃重要由經(jīng)產(chǎn)省負(fù)責(zé),行業(yè)層面則重要由日本新能源產(chǎn)業(yè)的技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)負(fù)責(zé)。2018年五月經(jīng)產(chǎn)省舉辦“日本汽車新時(shí)代”戰(zhàn)略會(huì)議,制定至2030年的新能源汽車領(lǐng)域的中長(zhǎng)期規(guī)劃,包括汽車滲透率、車身輕量化、電池研發(fā)、人才培養(yǎng)等方面。動(dòng)力鋰電池方面,側(cè)重固態(tài)電池的研發(fā),分為兩個(gè)階段,至2025年普及第一代全固態(tài)電池、至2030年普及第二代全固態(tài)電池,并將成本從3萬日元/kWh降至1萬日元/kWh、將能量密度從約150Wh/kg提升至約500Wh/kg。此外,日本還著力推薦新型電池的研究,例如硫化物電池、鋅電池等。
2.3歐盟:電池全生命周期詳盡規(guī)劃
動(dòng)力鋰電池是歐盟為發(fā)展去碳化和可再生能源社會(huì)其中的一部分。歐盟十年經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃的最新框架“地平線2020”計(jì)劃(Horizon2020)計(jì)劃從2014年至2020年向工業(yè)、科研、商業(yè)等領(lǐng)域共計(jì)投入經(jīng)費(fèi)770.28億歐元,其中電池專項(xiàng)撥款共計(jì)1.14億歐元,包括鋰離子電池材料與傳輸模型、先進(jìn)鋰離子電池的研究與創(chuàng)新等7個(gè)課題。
在歐盟委員會(huì)的號(hào)召下,歐洲于2017年成立電池聯(lián)盟。為應(yīng)對(duì)強(qiáng)勢(shì)的亞洲地區(qū)動(dòng)力鋰電池行業(yè)發(fā)展,歐洲電池聯(lián)盟制定了《電池戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃》,包含電池原材料到電池回收全流程,目標(biāo)是:1)確保原材的可持續(xù)供應(yīng),并為成員國(guó)規(guī)劃好要探索和儲(chǔ)備的原材料,分別為鈷(芬蘭,法國(guó),瑞典和斯洛伐克),鋰(奧地利,捷克共和國(guó),芬蘭,愛爾蘭,葡萄牙,西班牙,和瑞典),天然石墨(奧地利、捷克、德國(guó)、斯洛伐克和瑞典),鎳(奧地利、芬蘭、法國(guó)、希臘、波蘭、西班牙和聯(lián)合王國(guó))2)支持各項(xiàng)電池產(chǎn)業(yè)鏈,其中德國(guó)為電池制造供應(yīng)10億歐元、法國(guó)為電池價(jià)值鏈供應(yīng)7億歐元;3)加快對(duì)例如鋰離子電池、固態(tài)電池等先進(jìn)技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新;4)加強(qiáng)培養(yǎng)相關(guān)技術(shù)人才,包括人才教育、技術(shù)訓(xùn)練、全球?qū)<椅龋?)強(qiáng)化電池產(chǎn)業(yè)鏈的安全和可持續(xù)性,包括事先產(chǎn)品設(shè)計(jì)到事后產(chǎn)品回收,確保電池全流程安全可靠;6)與監(jiān)管框架和政策保持一致,例如《綠色車輛指令》、《二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)》等。
2.4美國(guó):明確中長(zhǎng)期目標(biāo),投入力度降低
美國(guó)是最早對(duì)動(dòng)力鋰電池進(jìn)行研發(fā)投入的國(guó)家之一,規(guī)劃重要由美國(guó)能源部下屬的汽車技術(shù)辦公室(VehicleTechnologiesOffice)執(zhí)行,研發(fā)重要由阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,包括電池的成本控制、循環(huán)回收、電池表面改性劑、新型材料等各種前沿技術(shù)。影響美國(guó)動(dòng)力鋰電池發(fā)展的重要有兩個(gè)政策規(guī)劃,一為2013年美國(guó)能源部能源效率與可再生能源辦公室頒布的《電動(dòng)汽車普及大挑戰(zhàn)藍(lán)圖》,提出到2022年,電池成本要求降低到125美元/kWh、能量密度達(dá)到250Wh/kg、體積能量密度400Wh/L、功率密度達(dá)到2000W/kg。二為2016年奧巴馬政府發(fā)起的“電池500”計(jì)劃(Battery500),目標(biāo)是開發(fā)金屬鋰離子電池(金屬鋰代替石墨),能量密度達(dá)500Wh/kg,循環(huán)次數(shù)1000次,持續(xù)5年共計(jì)超5000萬美元投入。
根據(jù)美國(guó)能源部2020年預(yù)算報(bào)告,美國(guó)更新規(guī)劃明確將在2028年前將電池成本降低至80美元/kWh、續(xù)航里程提升至300英里以上(約483公里)、充電時(shí)間小于15分鐘。更詳細(xì)的電池技術(shù)規(guī)劃由汽車技術(shù)辦公室下屬的美國(guó)先進(jìn)電池協(xié)會(huì)制定,包括2030年后先進(jìn)電池能量密度達(dá)500Wh/kg。
不同于前幾年的大力投入,目前美國(guó)能源部將重心轉(zhuǎn)移至電網(wǎng)改造和能源存儲(chǔ),整個(gè)汽車技術(shù)部門的預(yù)算投入較大減少,其中電池和電氣預(yù)算3940萬美元,較2019年降低1.24億美元。其中減少了創(chuàng)新型電池的性能測(cè)試、先進(jìn)電池材料和電化學(xué)優(yōu)化研究?jī)蓚€(gè)項(xiàng)目的資金,取消了電池安全性和熱性測(cè)試的項(xiàng)目資金。此外,還將電池正極研究小組數(shù)量縮減為一組。
3全球動(dòng)力鋰電池巨頭情況
3.1全球動(dòng)力鋰電池公司競(jìng)爭(zhēng)格局
市場(chǎng)集中度不斷提高,龍頭優(yōu)勢(shì)凸顯。裝機(jī)量TOP5的公司市占率不斷提升,由2016年的56.7%上升到2018年65.9%。其中,寧德時(shí)代、松下與LGChem市占率提升最快,總裝機(jī)量增幅最大。2016-2018年寧德時(shí)代裝機(jī)量21.3GWh,累計(jì)上升233%,市占率22%,提升7.2%;松下裝機(jī)量20.7GWh,累計(jì)上升171%,市占率21.4%,提升3.8%;LG化學(xué)裝機(jī)量7.4GWh,累計(jì)上升300%,市占率7.6%,提升3.4%。
3.2全球動(dòng)力鋰電池主流公司介紹
3.2.1寧德時(shí)代
寧德時(shí)代2018年總出貨量為24.9GWh,全球第一。產(chǎn)品類型重要有高鎳三元和磷酸鐵鋰兩種,2018年三元電池占比56.1%,磷酸鐵鋰離子電池占比43.9%。產(chǎn)品形狀以方形電池為主,部分供應(yīng)軟包電池。配套車企重要為國(guó)內(nèi)上汽、北汽、奇瑞等廠商,并逐步進(jìn)入海外高端車企供應(yīng)鏈,2018年全年配套新能源汽車超過1000余款。
產(chǎn)業(yè)鏈布局方面,寧德時(shí)代已經(jīng)實(shí)現(xiàn)上中下游全方位布局。上游方面,寧德時(shí)代除了大規(guī)模儲(chǔ)備鎳、鈷、銅等重要材料,還收購(gòu)了邦普66.72%股權(quán)強(qiáng)化自身對(duì)正極材料的回收。中游方面,寧德時(shí)代深度綁定整車公司,與上汽、戴勒姆等多家公司簽訂采購(gòu)協(xié)議。下游方面,寧德時(shí)代參股整車公司,例如芬蘭Valmet,參與開發(fā)20年以上的超長(zhǎng)壽命儲(chǔ)能系統(tǒng),新增公司儲(chǔ)能技術(shù)儲(chǔ)備、擴(kuò)大業(yè)務(wù)范圍。
技術(shù)路線規(guī)劃方面,寧德時(shí)代分為短、中、長(zhǎng)期規(guī)劃,從目前的NCM811(單體能量密度250-280Wh/kg)轉(zhuǎn)型成2030年的新型鋰空氣電池(單體能量密度500-700Wh/kg),預(yù)計(jì)2021年P(guān)ack能量密度達(dá)210-250Wh/kg,成組效率約80%。
產(chǎn)量規(guī)劃方面,寧德時(shí)代規(guī)劃整體產(chǎn)量于2020年達(dá)54GWh左右,目前廠重要在寧德和青海,正在江蘇溧陽建設(shè)10GWh的動(dòng)力鋰電池項(xiàng)目、湖西24GWh項(xiàng)目,及上汽時(shí)代合資的8GWh項(xiàng)目。為擴(kuò)大影響力,寧德時(shí)代將在德國(guó)建設(shè)基地,預(yù)計(jì)2021年投產(chǎn)約14Gwh產(chǎn)量,供應(yīng)寶馬、大眾、戴姆勒、捷豹路虎等海外車企。
3.2.2松下電器
松下電器2008年并購(gòu)三洋電機(jī),2009年與特斯拉合資建廠,是動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域領(lǐng)跑者。2018年松下動(dòng)力鋰電池出貨量約22.3GWh,排名全球第二、市場(chǎng)份額21%,合作車企以特斯拉為主,其他包括大眾、通用、福田等。松下以圓柱型電池聞名,旗下生產(chǎn)的NCA21700電池單體能量密度約300Wh/kg。
松下與特斯拉深度綁定,采用鎳鈷鋁酸鋰(NCA)路線,并以18650和21700圓柱電池聞名。橫向來看,當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手2013年做磷酸鐵鋰離子電池與NCM111時(shí),特斯拉和松下已經(jīng)著手使用NCA三元電池;當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手2017年開始由低鎳材料過渡到NCM622/NCM811高鎳正極材料時(shí),特斯拉和松下探索更高能量密度的硅碳負(fù)極應(yīng)用??v向來看,特斯拉和松下一直堅(jiān)持使用NCA作為電芯正極材料,并不斷提高鎳含量、降低鈷含量。比較最新Model3與Roadster兩款汽車,特斯拉平均每款車鈷含量降低約60%。根據(jù)特斯拉2018年一季度報(bào)告,Model3的電芯能量密度超過其他任何一款競(jìng)品所使用的電芯,其鈷含量低于主流電芯制造廠即將量產(chǎn)的下一代NCM811電芯產(chǎn)品。
為降低客戶集中度過高的風(fēng)險(xiǎn),松下開始嘗試擴(kuò)展技術(shù)路線和合作對(duì)象。技術(shù)路線方面,松下加強(qiáng)方形和固態(tài)電池的研究;合作部署方面,松下在提高已有電池廠產(chǎn)量規(guī)劃的同時(shí),新增方形和固態(tài)電池廠。目前松下在日本(4)、我國(guó)(3)、美國(guó)(1)共設(shè)立8個(gè)電池廠,其中日本和大連廠均生產(chǎn)方形電池。此外,松下與豐田達(dá)成協(xié)議,于2020年前成立合資公司,重要進(jìn)行方形和固態(tài)電池的研發(fā)。產(chǎn)量規(guī)劃方面,為保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)、穩(wěn)固行業(yè)地位,松下不斷新增規(guī)劃產(chǎn)量,預(yù)計(jì)2020年達(dá)72GWh。
3.2.3比亞迪
比亞迪動(dòng)力鋰電池重要用于自供,產(chǎn)品類型有方形高鎳三元和磷酸鐵鋰離子電池兩種,2018年出貨量13.8GWh,全球占比13%、排為第三。比亞迪不斷提高高鎳三元電池裝機(jī),由2017年15%提升為2018年60%。
產(chǎn)業(yè)鏈一體化與電池技術(shù)的積累雖然使得比亞迪新能源汽車具備一定先發(fā)優(yōu)勢(shì),但封閉的供應(yīng)體系卻制約了動(dòng)力鋰電池部門的快速發(fā)展。比亞迪動(dòng)力鋰電池最大的客戶是同集團(tuán)的比亞迪新能源汽車,2018年配套新能源汽車共22.5萬輛,其中比亞迪自供占比高達(dá)99.9%,僅約80余輛供應(yīng)北京華林、泰開汽車和徐工機(jī)械。為改善目前封閉的生態(tài)體系,比亞迪加快產(chǎn)業(yè)全鏈拓展向外開放,上游方面,除資產(chǎn)正極、電解液、隔膜等原材料,比亞迪重要通過合資形式進(jìn)行鋰資源、前驅(qū)體等資源開發(fā)。中游方面,加快自身電池業(yè)務(wù)的獨(dú)立計(jì)劃,預(yù)計(jì)2023年單獨(dú)上市。下游方面,比亞迪積極尋求其他整車公司合作。
技術(shù)路線規(guī)劃方面,比亞迪產(chǎn)品目前以NCM523、NCM811為主,單體能量密度分別約在240Wh/kg、260Wh/kg左右,為實(shí)現(xiàn)2020年單體能量密度達(dá)300Wh/kg的目標(biāo),比亞迪開始研究使用硅基為負(fù)極材料。
產(chǎn)量規(guī)劃方面,2018年比亞迪實(shí)際產(chǎn)量約28GWh,其中三元電池18GWh、磷酸鐵鋰離子電池10GWh。廠集中內(nèi)地,分別為惠州(2GWh)、深圳(14GWh)、青海(12GWh)三地。根據(jù)目前披露的規(guī)劃,未來產(chǎn)量擴(kuò)充包括青海廠二期12GWh、2018年七月與長(zhǎng)安汽車合資簽訂10GWh、2018年八月重慶20GWh、2018年九月西安30GWh,此外2019年五月簽訂的長(zhǎng)沙寧鄉(xiāng)廠還在規(guī)劃中。
3.2.4LGChem
2018年韓國(guó)LGChem動(dòng)力鋰電池出貨量約8.5GWh,全球市場(chǎng)份額8%,累計(jì)出售約2億塊電池、搭載新能源汽車超21萬臺(tái),合作車企包括現(xiàn)代、起亞、沃爾沃等。LGChem主打高鎳三元軟包電池,以NCM622為主,其次為NCM811,電芯能量密度約在200-250Wh/kg左右,根據(jù)規(guī)劃,預(yù)計(jì)2020年達(dá)到續(xù)航里程500公里、快充時(shí)間30分鐘、能量密度700Wh/L。
LGChem投入力度大且規(guī)劃激進(jìn)。研發(fā)方面,作為軟包電池的領(lǐng)導(dǎo)者,LGChem一直保持高額的投資和規(guī)劃,研發(fā)投入金額從2015年的5939億韓元(約35.9億人民幣)提高至2018年的10618億韓元(約64.2億人民幣),研發(fā)人員從2015年的3388人上升至2018年的5458人,根據(jù)LGChem規(guī)劃,至2023年還將保持約5%-12%年增速繼續(xù)新增技術(shù)人員和投入資金。產(chǎn)量方面,LGChem全球共有5座廠,韓國(guó)、美國(guó)、波蘭各有一座廠,我國(guó)南京2座,2018年全球產(chǎn)量達(dá)51GWh,重要得益于現(xiàn)代Kona、捷豹I-Pace、雷諾Zoe的全球強(qiáng)勁銷量,此外還依靠美國(guó)廠獲得大量的雪佛蘭和克萊斯勒訂單。目前,LGChem作為特斯拉我國(guó)廠的電池合作方,承接來自特斯拉的大量訂單,發(fā)展速度和全球地位將進(jìn)一步提高。面對(duì)逐漸開放的我國(guó)市場(chǎng)、頗見成效的歐洲廠,LGChem于2019年在我國(guó)和波蘭各新增一座廠,并將全球產(chǎn)量調(diào)整為2022年達(dá)約110GWh。產(chǎn)業(yè)鏈布局方面,2018年LGChem與華友鈷業(yè)合資成立兩家材料公司,分別是投資10億元位于浙江衢州的華金新能源,主營(yíng)三元前軀體;投資30億元位于江蘇無錫的樂友新能源,主營(yíng)正極材料。此外,LGChem參股硫酸鎳供應(yīng)商Kemco公司、與鋰礦公司PilbaraMinerals在韓國(guó)共建鋰加廠。
3.2.5三星SDI
三星SDI于1999年進(jìn)入電池領(lǐng)域,2008年與博世合作,正式開發(fā)動(dòng)力鋰電池業(yè)務(wù),2018年出貨量占全球份額約4.2%、排為第五。三星SDI產(chǎn)品線齊全,包括BEV純電動(dòng)汽車用電池(60Ah、94Ah)、PHEV插電混合用電(26Ah、37Ah)、HEV混合電動(dòng)汽車用電池(5.2Ah、5.9Ag)、為低壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)高功率電池(4Ah、11Ah)。從產(chǎn)品來看,三星SDI主攻方形三元電池,目前單體能量密度約在220-250Wh/kg左右。三星SDI的重要客戶集中歐美,并且是寶馬電動(dòng)汽車系列的專屬供應(yīng)商,擁有良好的豪華車車企合作關(guān)系。
技術(shù)路線規(guī)劃方面,目前三星重要有NCM111和NCM622電池,根據(jù)規(guī)劃,技術(shù)朝著“NCM111-NCM622-NCM811-NCM811提升-全固態(tài)電池”的路線圖升級(jí)。從能量密度來看,三星SDI計(jì)劃第五代產(chǎn)品于2020年達(dá)300Wh/kg以上。與此同時(shí),還將改良產(chǎn)品尺寸,引入快充材質(zhì)和新型材料,向輕量化發(fā)展。
3.3全球主流動(dòng)力鋰電池公司比較
技術(shù)與工藝制造環(huán)節(jié),各公司格局特色。松下是全球最先實(shí)現(xiàn)NCA18650+硅碳負(fù)極圓柱電池量產(chǎn)的公司,在電化學(xué)體系、生產(chǎn)良率與一致性方面居于領(lǐng)先地位;CATL率先實(shí)現(xiàn)了NCM811方形電芯的量產(chǎn),并成功運(yùn)用于廣汽與寶馬,技術(shù)路線成功實(shí)現(xiàn)由523向811的過渡;LGChem的優(yōu)勢(shì)在于其對(duì)化學(xué)原料的理解,技術(shù)路線為軟包電池,是國(guó)際上最先掌握層壓疊片式軟包的公司,而在NCM811的應(yīng)用上,則落后于寧德時(shí)代。
4動(dòng)力鋰電池競(jìng)爭(zhēng)格局展望
全球動(dòng)力鋰電池未來注定走向寡頭化?!坝碗娖絻r(jià)”與行業(yè)學(xué)習(xí)曲線帶來的價(jià)格壓力、動(dòng)力鋰電池要巨額資本投入、產(chǎn)品研發(fā)周期縮短都將加速這一進(jìn)程。1)“油電平價(jià)”和動(dòng)力鋰電池行業(yè)“學(xué)習(xí)曲線”要求至2025年動(dòng)力鋰電池價(jià)格將在目前水平下降一半至$100/KWh。IEA(國(guó)際能源署)預(yù)計(jì),電池包年產(chǎn)量由1萬上升至5萬可以降低9%的成本,由10萬上升至50萬則可以降低12%的成本。因此,擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模是電池公司取得成本優(yōu)勢(shì)的重要手段,這也造成行業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)量與產(chǎn)量規(guī)劃遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出實(shí)際需求;2)與集成電路類似,動(dòng)力鋰電池也是一個(gè)重度資本密集行業(yè)。全球最大的汽車零部件公司博世曾一度進(jìn)入動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域,但發(fā)現(xiàn)要達(dá)到100GWh的生產(chǎn)規(guī)模要200億歐元的投資,權(quán)衡風(fēng)險(xiǎn)收益之后最終選擇退出。這說明巨額的資本開支阻礙了潛在對(duì)手的進(jìn)入,使得現(xiàn)有的頭部公司能夠有機(jī)會(huì)提高自身的設(shè)備利用率;3)電池公司的產(chǎn)品研發(fā)周期正在縮短。1991年鋰離子電池商用以來基本延續(xù)了以鈷酸鋰/錳酸鋰/磷酸鐵鋰為正極、石墨為負(fù)極的電池體系,但近幾年來出于對(duì)能量密度的要求,正極材料由NCM111向NCM523/NCM622過渡,未來進(jìn)一步升級(jí)到NCM811/NCA/富鋰錳基正極、硅碳負(fù)極甚至固態(tài)電池,關(guān)于電池公司來說研發(fā)壓力陡增,小公司更加難以競(jìng)爭(zhēng)。此外,出于對(duì)動(dòng)力鋰電池安全性的考量,整車廠選擇動(dòng)力鋰電池供應(yīng)商要經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間(一般長(zhǎng)達(dá)2-3年)的測(cè)試、驗(yàn)證和篩選,一旦納入供應(yīng)鏈后不會(huì)輕易更換供應(yīng)商,這將進(jìn)一步鞏固和擴(kuò)大行業(yè)領(lǐng)先者優(yōu)勢(shì),促使行業(yè)形成寡頭競(jìng)爭(zhēng)。
目前一線電池廠呈四強(qiáng)爭(zhēng)霸格局,未來在技術(shù)、產(chǎn)量、客戶等方面擁有卡位優(yōu)勢(shì)的公司將鞏固全球一線地位,行業(yè)二線格局仍存在變數(shù)。2018年全球出貨量排名前十的電池公司中,具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的只有松下、LGChem、CATL、三星SDI四家。以中長(zhǎng)期視角,從客戶卡位、產(chǎn)量規(guī)劃、技術(shù)與管理等角度分析,CATL與LGChem客戶布局全面、產(chǎn)量規(guī)劃積極、技術(shù)路線符合主流趨勢(shì)、工藝水平領(lǐng)先、高度戰(zhàn)略上重視動(dòng)力鋰電池業(yè)務(wù),未來可能進(jìn)一步鞏固行業(yè)地位。關(guān)于行業(yè)二線電池公司來說,車企出于供應(yīng)鏈安全的考慮往往會(huì)扶持二供、三供,這可能給部分具有技術(shù)、成本等差異化優(yōu)勢(shì)的二線公司帶來機(jī)會(huì)。
4.1客戶比較:CATL和LGChem卡位高端客戶群
客戶資源上,LGChemgtCATLgt松下gt三星SDI。LGChem與CATL客戶覆蓋全面,而松下與三星客戶結(jié)構(gòu)高度集中。LGChem基本囊括了所有國(guó)際主流車企,而CATL的已配套客戶重要為國(guó)內(nèi)車企與合資公司,并逐步打入海外高端供應(yīng)鏈,松下的重要客戶為特斯拉,三星的重要客戶為寶馬和大眾。
寧德時(shí)代深耕國(guó)內(nèi)一線車企,并逐步打入海外高端供應(yīng)鏈。寧德時(shí)代國(guó)內(nèi)客戶包括北汽、上汽、吉利、廣汽等主流車企,本土市占率可達(dá)50%以上;海外客戶卡位寶馬、大眾、本田、豐田等高端車企,成為寶馬的重要供應(yīng)商,軟包電池也打入奔馳供應(yīng)鏈。
LGChem基本囊括國(guó)際主流車企,客戶布局完善。LGChem目前已經(jīng)占據(jù)了除特斯拉、日系車企以外的絕大部分車企供應(yīng)鏈,在國(guó)內(nèi)也與吉利汽車設(shè)立了合資公司。
松下深度綁定特斯拉,客戶群相對(duì)單一。松下對(duì)特斯拉依賴度極高,其他客戶方面2019年與豐田合資成立電池廠,客戶拓展相對(duì)落后其他電池公司。另外,特斯拉2019年開放其電池供應(yīng)鏈,未來寧德、LG均有機(jī)會(huì)進(jìn)入,預(yù)計(jì)對(duì)松下會(huì)有較大沖擊。
三星SDI的客戶群體結(jié)構(gòu)集中,且綁定松散。三星SDI的客戶群體重要集中于寶馬和大眾,占比分別為44%和56%。但寶馬和大眾的供應(yīng)鏈同時(shí)也向其他電池公司開放,目前寧德已經(jīng)成為寶馬動(dòng)力鋰電池重要供應(yīng)商,LG和松下也為大眾供應(yīng)動(dòng)力鋰電池。
4.2產(chǎn)量情況:CATL與LG擴(kuò)展積極,松下產(chǎn)量規(guī)劃保守
從當(dāng)前產(chǎn)量規(guī)模來看,松下gtCATLgtLGChemgt三星SDI。松下先有產(chǎn)量規(guī)模較高約為50Gwh,CATL和LGChem較為接近均為30GWh左右,三星SDI產(chǎn)量規(guī)模較小不足10GWh;從產(chǎn)量利用率看,CATLgt松下gt三星SDIgtLGChem。2018年寧德時(shí)代產(chǎn)量利用率達(dá)到105%,而同時(shí)國(guó)內(nèi)整體產(chǎn)量處于過剩狀態(tài),2019年一季度整體產(chǎn)量利用率不足30%,也體現(xiàn)了寧德時(shí)代優(yōu)質(zhì)產(chǎn)量的稀缺性;松下由于特斯拉Model3的爆發(fā)產(chǎn)量利用率也較高達(dá)到63%;三星SDI與LGChem產(chǎn)量利用率分別為35%與30%,其中LGChem我國(guó)、韓國(guó)電池基地處于滿產(chǎn)狀態(tài),美國(guó)、波蘭由于達(dá)產(chǎn)較晚,目前出貨量較大拉低了整體水平。
從產(chǎn)量規(guī)劃情況看,CATL與LGChem產(chǎn)量規(guī)劃積極遠(yuǎn)期超過100Gwh,松下與三星SDI相對(duì)保守,遠(yuǎn)期分別為70Gwh和50Gwh。CATL在福建、青海、溧陽以及德國(guó)均有產(chǎn)量基地,與上汽、廣汽及東風(fēng)也合資成立電池廠,預(yù)計(jì)2022年項(xiàng)目陸續(xù)達(dá)產(chǎn)之后產(chǎn)量總規(guī)??蛇_(dá)148.9Gwh。LG在韓國(guó)、美國(guó)、波蘭、我國(guó)南京均有電池基地投資,預(yù)計(jì)2020年產(chǎn)量規(guī)??蛇_(dá)97Gwh,與通用合資電池廠產(chǎn)量規(guī)劃30Gwh,2022年達(dá)產(chǎn)之后可達(dá)127Gwh。松下與特斯拉合資廠專供產(chǎn)量35Gwh,2020年大連、日本(含消費(fèi))電池廠達(dá)產(chǎn)之后產(chǎn)量分別為9Gwh和30Gwh,預(yù)計(jì)2020年后產(chǎn)量為74Gwh。三星預(yù)計(jì)2020年我國(guó)、韓國(guó)、匈牙利、美國(guó)產(chǎn)量分別為38.4Gwh、12Gwh、12Gwh、1Gwh,合計(jì)產(chǎn)量49.4Gwh。
4.3技術(shù)路線:CATL方形、LG軟包是主流,松下圓柱相對(duì)小眾
方形和軟包是當(dāng)前以及未來主流封裝方式,圓柱電池較為小眾。國(guó)內(nèi)情況來看,寧德時(shí)代、比亞迪等國(guó)內(nèi)電池巨頭均選擇方形技術(shù)路線,2018年國(guó)內(nèi)裝機(jī)的市場(chǎng)份額方形電池達(dá)到74%。從海外情況來看,由于特斯拉Model3銷量大增,圓柱電池占比較高達(dá)到了53%。但方形和軟包仍然是車企主流的選擇。2019年一季度海外銷量靠前的十四款車中,除特斯拉采用圓柱方法外,其余6款采用軟包電池、5款采用方形電池。
從技術(shù)路線選擇來看,全球前六大電池巨頭中,方形是最主流的選擇,中日韓電池公司均有布局,其中我國(guó)寧德時(shí)代是方形領(lǐng)域的龍頭,比亞迪、韓國(guó)三星SDI均以方形產(chǎn)量為主,松下也有意對(duì)方形布局;軟包電池領(lǐng)域LG具有較強(qiáng)的技術(shù)積累,韓國(guó)LG和SKI是軟包電池的主導(dǎo)供應(yīng)商,其中SKI是奔馳北美地區(qū)動(dòng)力鋰電池供應(yīng)商,LG客戶涵蓋了沃爾沃、雷諾日產(chǎn)、通用、現(xiàn)代、奧迪等多家主流車企,同時(shí)LG也是下一代日產(chǎn)Leaf的供應(yīng)商。布局圓柱路線的電池廠較少,重要是日本松下與特斯拉建立合資廠,為特斯拉獨(dú)家供貨。
4.4業(yè)務(wù)重心:CATL、LG集中動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域,松下與三星SDI大集團(tuán)小業(yè)務(wù)
寧德時(shí)代脫胎于ATL,主營(yíng)業(yè)務(wù)即動(dòng)力鋰電池,收入占比超過80%。比較其他電池公司為大集團(tuán)中的某一個(gè)業(yè)務(wù)板塊,寧德時(shí)代在管理上相對(duì)靈活,整體效率最優(yōu)。
LGChem高度重視動(dòng)力鋰電池板塊,年資本投入占比超40%。LGChem為L(zhǎng)G電子集團(tuán)子公司,公司以化學(xué)和材料業(yè)務(wù)起家,1998年開始進(jìn)入鋰離子電池領(lǐng)域,關(guān)于化學(xué)材料具有深刻的理解,在正極、隔膜、電解液方面具有雄厚的技術(shù)積累。公司積極布局動(dòng)力鋰電池業(yè)務(wù),電池業(yè)務(wù)資本開支逐年提高,2018年超過100億,總開支占比超過40%,動(dòng)力鋰電池帶來的收入占比為23%。
松下動(dòng)力鋰電池業(yè)務(wù)為“大集團(tuán),小業(yè)務(wù)”。松下動(dòng)力鋰電池業(yè)務(wù)屬于AIS板塊下的能源部門,2018年能源部門收入419億元,僅占集團(tuán)業(yè)務(wù)收入8%,業(yè)務(wù)利潤(rùn)率為2%。動(dòng)力鋰電池業(yè)務(wù)占集團(tuán)收入比重較小,集團(tuán)難以聚焦動(dòng)力鋰電池業(yè)務(wù)。在管理上由于集團(tuán)體系過于龐大,難以靈活調(diào)整。
三星SDI動(dòng)力鋰電池收入占比不足3%,整體地位不高。三星SDI是三星集團(tuán)電子領(lǐng)域的附屬產(chǎn)業(yè),目前重要包含半導(dǎo)體顯示材料和二次電池業(yè)務(wù)兩個(gè)業(yè)務(wù)板塊,其中二次電池包括消費(fèi)電池、動(dòng)力鋰電池和儲(chǔ)能電池三個(gè)板塊。2018年二次電池業(yè)務(wù)收入431億人民幣,在集團(tuán)中占比不足3%,在集團(tuán)內(nèi)部地位不高。
全球動(dòng)力鋰電池行業(yè)報(bào)告:2019