特斯拉電池專題報告:LFP納入供應鏈,商業策略勝於技術取捨

2020-12-06 騰訊網

報告來源 | 渤海證券

1、特斯拉採用 LFP 基於商業策略而非技術層面

1.1 特斯拉與寧德時代談判無鈷電池事宜

2020 年 2 月 18 日路透社報導特斯拉與寧德時代談判,採購(無鈷電池)磷酸鐵 鋰電池,預計應用於低配版國產特斯拉車型,標準版和長續航版依舊使用LG化學的 NCM811電池。目前來看,寧德時代的「無鈷電池」針對的是上海工廠生產的中國版特斯拉;而購買寧德時代「無鈷電池」後特斯拉將自建電池生產線,具體電池成分預計會在 4 月份的特斯拉電池日上進行說明。

動力電池在整車成本中佔比達 40%以上,三元鋰電池中正極材料的價格又佔了動力電池成本的 40%,正極材料中鎳、鈷、錳三種原材料二月份的價格分別為10.3 萬元/噸、27.6萬元/噸、1.3萬元/噸,其中鈷的價格要遠高於鎳和錳。另外隨著 5G 技術的興起,智能終端對於鈷的需求將會更加旺盛。為了降低成本,近年來 各大電池廠都致力研發鈷含量更低的電池,從三元電池從 523 到 622 再到 811,鈷的含量一步步降低。特斯拉對低鈷電池布局已久,歷代車型採用的鋰離子電池一直在向低鈷化發展,而且還計劃推向全系列車系。2012 年,特斯拉在 Model S 上,鈷的使用量是 11 千克/輛車;2018 年,特斯拉在 Model 3 上,鈷的使用量 為 4.5 千克/輛車,消耗量僅為 2.8%。同年,馬斯克在推特上表示:「下一代電池 含鈷量要為零。」

1.2 預計採用寧德時代 CTP 技術+LFP 電池

在動力電池領域,磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池一直是兩大主流,其中三元鋰又分為主流的鎳鈷錳(NCM)和鎳鈷鋁(NCA)兩種,後者主要應用於特斯拉的車型上。三元鋰電池在能量密度和低溫性能方面有優勢,在儲能密度方面,三元鋰電池因為電壓高,其能量密度基本能達到 240Wh/kg,幾乎是磷酸鐵鋰電池 140Wh/kg 的 1.7 倍;另外在抗低溫上,三元鋰電池低溫使用下限值為零下 30 度, 相比磷酸鐵鋰電池低溫下限值零下 20 度更有優勢,同時在相同低溫條件下,磷 酸鐵鋰電池衰減高達 30%,三元鋰電池冬季衰減不到 15%。磷酸鐵鋰電池成本更低、安全性更好、使用壽命長,但是最大的缺陷就是能量密度低,難以滿足高能量密度高續航裡程的需求。隨著近期寧德時代攻克了 CTP 技術,以及比亞迪發布 了「刀片電池」,磷酸鐵鋰電池的能量密度有了新的解決方案。CTP 技術+磷酸鐵鋰電池是在磷酸鐵鋰材料體系的基礎上,利用系統集成及工藝改進來提升能量密度,同時降低電池成本。寧德時代的 CTP 技術採用大模組的方式,通過取消頂板、側板等零部件來簡化模組結構,優化電池包結構,提高了電池包在整車的連接強度,實現較大幅度的降本。我們認為特斯拉上海工廠最終的配套方案為寧德時代磷酸鐵鋰電池+CTP 技術,使得磷酸鐵鋰電池包系統能量密度達到 160Wh/kg。由於省去了電池模組組裝環節,較傳統電池包,CTP技術可以使電池包能量密度提高 10%~15%,體積利用率提高 15%~20%,零部件數量減少 40%,大幅降低製造成本。

CTP 的概念最開始是寧德時代在去年 9 月德國的法蘭克福車展上提出的。作為高 集成的動力電池系統開發平臺,CTP 與傳統電池包的區別在於省去了中間的模組 環節,其優勢主要有三點:一是輕量化:CTP 技術能夠最大程度的減少電池 Pack內部,各個模組之間的側板、底板、連接線束、固定件、非必要的橫梁,縱梁等零部件,對於電池的輕量化非常有幫助。二是提升能量密度:包括重量比能量密度和體積比能密度。通過減少內部結構組建,CTP 電池包能提高體積利用率,系 統能量密度也間接提升,如寧德時代的 CTP 技術,重量比能量密度能達到 200Wh/kg。從體積比能量密度來看,比亞迪的 CTP 技術可以使體積比能量密度 相比過去能夠提升 50%,不同規格的電芯體積比能量密度分別為 439Wh/L、 448Wh/L、449 Wh/L、450 Wh/L。三是成本低:CTP 技術減少了電池 Pack 本身的成本,也通過簡化工藝降低生產組裝成本,降低動力電池成本的需求事實上也是 CTP 技術落地的一個重要推動力。

電池模組結構在電池 PACK 過程中起到電芯集成、支撐、固定和保護等作用,同時還要滿足完好固定電芯位置並保護其不發生有損性能的形變、滿足載流性能要求、滿足對電芯溫度的控制、遇到嚴重異常時及時斷電、避免熱失控的傳播等等功能。如果去掉模組直接將電芯串並聯在一起做成電池包,這意味著一旦有電芯出現問題將會對整個電池包產生影響,從而有可能降低電池包的可靠性。因此CTP 技術對電池企業和主機廠而言的要求都很高,包括提高電池產品的一致性和 增加售後維修成本等。北汽新能源 EU5 是首款搭載 CTP 電池包的車型,其能量 密度可達到 200Wh/kg 以上。隨後大眾汽車拉美卡車公司(VWCO)也與寧德時 代籤訂長期合作協議,搭載磷酸鐵鋰電池包的全新電動貨車 e-Delivery 即將上市。寧德時代為 VWCO 定製的新型標準電池包效率由原來的 75%提升到 90%,系統 能量密度提升到 160Wh/kg。目前雖然寧德時代和蜂巢能源利用 CTP 技術給出了提升電池包空間利用率和能量密度的解決方案,但產品最終結果還需要進一步驗證。

1.3 低配版豐富特斯拉產品線,國產車型壓力陡增

1.3.1 技術領跑優勢明顯

特斯拉以三代產品定位依次下沉為路徑,以電動化切入、以智能化展開差異化競爭、高度垂直一體化整合,逐步擴大用戶群體,同時維持環保、科技、高端的品牌形象,目前公司在純電車和自動駕駛技術領域的領先優勢已經是行業公認。以特斯拉在中國市場的銷量擔當 Model 3 為例,國產 Model 3 憑藉動力電池系統、 自動駕駛技術以及整車 FOTA 技術支撐起起強大的競爭力。特斯拉最大的電池供應商是全球電池領先企業松下公司,與松下聯合研發的強大電芯以及自主研發的電池管理系統和電池冷卻系統構築了其在電動車核心領域技術壁壘。從 18650 電 池到 21700 電池,特斯拉攜手鬆下實現了電池單體的自主研發,並在能量密度上 實現了突破,達 260-280Wh/kg 。在自動駕駛方面,國產 model 3 搭載 Autopilot 系統,採用攝像頭為主導硬體,搭載 Hardware 3.0 晶片,配備 8 顆攝像頭、12 個超聲波雷達和 1 個毫米波雷達。特斯拉表示在不久之後,Autopilot 甚至將具備城市內道路的駕駛能力,可以識別紅綠燈和小路口的停車標誌。在人機互動系統方面,通過 FOTA 空中升級的方式進行軟體的更新,保證硬體系統的優化潛力得 以發揮。相比於其他車企的 OTA,FOTA 技術能夠對底層系統進行迭代,直接向 相關 ECU 推送軟體補丁,完成功能性升級。

除了提升各車型的技術優勢,特斯拉還積極完善配套基礎設施。截止 2019 年 12 月特斯拉已經在中國市場投放超級充電站超過 300 座,超級充電樁數量也已經達 到 1.5 萬個。12 月 27 日,特斯拉在上海金橋建成國內首座 V3 超級充電樁,並 對外開放。V3 充電樁最高支持 250kW 充電功率,相比 V2 充電樁提升一倍多。還是以 Model 3 為例,在峰值功率狀況下, 5 分鐘充電時間裡能將續航增加 120km左右。特斯拉憑藉智能化優勢、完善的配套設施以及獨特的品牌效應迅速擴大市場,推動全產業鏈的發展。

1.3.2 價格下沉搶佔新能源汽車市場

2019 年全球電動車的銷量約為 220 萬輛,同比 2018 年實現增長 10%,市場份 額從 2.1%提升到 2.5%。按照車企銷量排名來看, 前三名分別為特斯拉、比亞迪和北汽,原本排在全球電動車銷量首位的比亞迪已被特斯拉成功反超,主要是因為國內新能源補貼的退坡,導致比亞迪銷量連續數月下滑,而特斯拉在全球各個地區銷售均實現增長,其中包括中國市場受補貼價格下滑,銷量持續擴大。根據具體電動車型來看,特斯拉的 Model 3 全年銷量為 30.1 萬輛,北汽 EU 系列全年 銷量 11.1 萬輛,日產聆風年銷量 7.0 輛,成功超越比亞迪元登上了第三的寶座。特斯拉的 Model 3 銷量在全球總銷量中佔比達 14%左右,明顯高於排在第二的北 汽 EU 系列,在全球銷量中處於絕對領先地位。

根據公司公告,特斯拉的交付量逐年增加,2019 年全年交付 36.8 萬輛,同比增 長 49.8%,其中 Model 3 交付量 30.1 萬輛,高於 Model S 和 X 系列的總和,同 比增長 106.01%。在特斯拉的主要銷售市場中,2019 年 Model 3 在美國市場的 銷量為 15.9 萬輛,位居最暢銷電動汽車排行榜榜首,三款車型 Model S、X 和 3 約佔美國電動市場份額的 78%。中國市場是特斯拉海外第一大市場、全球第二大市場(僅次於美國本土),也是全球增長最快的市場。在車市整體下行和補貼退坡的情況下,特斯拉在中國的銷量卻是逆市而行,快速上漲。今年 1 月我國新能 源汽車產銷僅完成 4 萬輛和 4.4 萬輛,同比下滑程度均超過了 50%,多半的傳統 企業遭遇了「斬腰」式下滑。而據特斯拉公布的報告顯示,特斯拉上海的超級工廠 已經恢復了國產 Model 3 的交付工作,目前上海工廠對國產 Model 3 的產量可 達到周產 3000 輛,遠高於之前的周產 1000 輛,與其他國內車廠一月慘澹的銷售業績形成鮮明的對比。這不僅是特斯拉價格更加下沉的原因,更是市場對電動車整體品質和使用便利性的廣泛認可的結果。

特斯拉通過選用我國本土供應商,降低了生產成本及交通運輸成本,規避了進口關稅,使得整車成本顯著下降,如果使用寧德時代的 CTP 技術,生產成本和價格 勢必會進一步下探。國內純電動車型在價格 15~25 萬,續航裡程 400~450 公裡區間競爭激烈。特斯拉車型憑藉成本優勢繼續下沉,將對國產車型構成直接威脅。另一方面,特斯拉的發展也可能給國內供應鏈企業帶來增量,帶動國內電動汽車整體供應鏈提升。並且有助於提升中國新能源汽車行業技術水平,降低國產新能源汽車成本。

據特斯拉透露,目前國產 Model 3 零部件本地化率為 30%,2020 年年中將達到 70%,年底實現 100%本地化率。若特斯拉 2020 年底實現國產化,國產低配版 降至 20 萬元,國產特斯拉價格下調對於國內自主品牌而言將會帶來新的挑戰。我們預計特斯拉憑藉車載軟體、外觀設計及品牌優勢,單車品牌溢價在 3 萬元左 右,至少可以搶佔新能源乘用車 15%的市場份額。由於補貼退坡,去年中國新能源汽車銷量不盡如人意,作為主力軍的自主品牌正在承受著轉型的劇痛,此時國產特斯拉通過不斷降價搶佔市場份額,自主品牌的處境無疑是雪上加霜。

2.我們測算今後三年三元電池佔比仍超 60%

2.1 2020 年特斯拉磷酸鐵鋰電池裝機 2.8~3.1GWh

2.1.1 預測低配版續航裡程上限不超過 445KM

特斯拉上海工廠預計生產兩款車型 Model 3 和 Model Y,每款車型均有不同版本, 包括標準續航版和長續航版。Model 3 標準續航版和長續航版額定裡程分別為 445km、590km;Model Y標準續航版和長續航版額定裡程分別為505km、480km。現有的 Model 3 版本中配套松下 NCA 和 LG811 電池,如果特斯拉與寧德時代談 判落地,上海工廠的 Model 3 會配套磷酸鐵鋰電池。我們假設配套寧德時代磷酸 鐵鋰電池的車型續航裡程不超過現有版本,即低配版 Model 3 續航裡程不超過 445km,低配版 Model Y 續航裡程不超過 480km。

2.1.2 預測低配版續航裡程下限不低於 400KM

根據 2019 年工信部發布的新能源汽車補貼政策,特斯拉為拿到最高檔國內新能 源汽車補貼,兩款搭配磷酸鐵鋰電池的車型續航裡程至少應超過 400km。目前私 人購買的 Model 3 可以拿到 24750 元補貼就是來自最高檔 2.5 萬元補貼乘以 0.9 的電池系統能量密度調整係數和 1.1 的車輛能耗調整係數。在電池和續航方面, 國產版特斯拉 Model 3 的電池分為兩種版本,其中一款的電池能量密度、NEDC 續航跟電耗分別為是 145Wh/kg、445km、12.4kWh/100km;另一種是 153Wh/kg、 455km、12.5kWh/100km。

2.1.3 參照 BYD 刀片電池百公裡耗電量 14.1kWh/100km

目前還沒有披露寧德時代採用 CTP 方案的磷酸鐵鋰電池系統能量密度,我們用搭 載刀片電池的比亞迪「漢」作為參照,根據2020年第2批新能源汽車推廣目錄披露,該車型百公裡耗電量為 14.1 kWh/100km。

2.1.4 2020 年特斯拉磷酸鐵鋰電池裝機測算

自特斯拉 Model 3 量產以來,該車型銷量迅速增加,並於 18 年 Q3 超過了 Model X 和 Model S 的總和。2019 年前四季度 Model 3 在各車型中銷量佔比分別為 80.8%、81.4%、82.1%、82.6%,目前已穩定在 80%左右。

我們預計低配版 Model 3 未來三年佔上海工廠產量比例為 33%、67%、72%,按 照特斯拉全年生產 50 萬輛的目標計算,2020 年上海工廠特斯拉 Model 3 的產量為 15 萬輛,配套 LFP 電池 Model 3 產量大約為 5 萬輛。低配版 Model 3 續航裡 程預計在 400km-445km 之間,平均每輛低配版 Model 3 帶電量區間為 56.4~62.7kWh,最終測算出特斯拉 LFP 電池需求約為 2.8~3.1GWh。

2.2 2020 年非特斯拉磷酸鐵鋰電池裝機 26.7GWh

2.2.1 假設要件一:合資新車型大部分為三元電池

假設要件一:大眾、寶馬等新車型集中於 2020 年下半年在華推出,首發車型均 配套三元電池,若有低配版也至少於 2021 年推出。

在全球汽車電氣化趨勢下,奔馳、寶馬和奧迪都將純電 SUV 的中國生產計劃安 排在 2020 年。繼特斯拉上海建廠之後,上汽大眾新能源工廠也在 2019 年落成, 首臺 ID.車是一款 MEB 平臺純電動中型 SUV,也是上汽大眾未來投產的首款 ID. 家族車型,預計將於 2020 年下半年正式亮相。此外,大眾品牌裡程碑式車型, 全球首款量產電動車 ID.3,未來也將於上汽大眾新能源汽車工廠生產並配套三元電池。奔馳近年來也加快了在中國市場中電動汽車的布局,並且新增了位於北京經濟開發區的工廠,將投產 EQC、EQA、EQB 三款車型。其中 EQC 車型 1.5 萬輛/年,EQA 車型 4 萬輛/年,EQB 車型 6.5 萬輛/年,預計在 2020 年推出,三 款車型也均採用三元電池,其中 EQC 車型搭載了寧德時代生產的 79.2kWh 的三 元鋰電池,WLTP 工況續航裡程大於 413km。寶馬推出的首款國產的寶馬純電動 車型 iX3 將在 2020 年由華晨寶馬正式量產,屆時將直面奔馳 EQC、奧迪 e-tron 的競爭。寶馬 iX3 搭載寶馬第五代電動動力傳動系統,電動機最大功率為 200kW, 電池採用寧德時代提供的三元鋰電池,容量為 74kWh,WLTP 標準下續航裡程超 過 400km。電動汽車新車型預計在 2020 年下半年集中推出,從已發布的車型來 看,大多數均採用三元電池。

2.2.2 假設要件二:國產車型 LFP 增量變化來自 A\B 級車

假設要件二:未來國產乘用車磷酸鐵鋰電池增量主要來自於新配套 A\B 級車中選 擇磷酸鐵鋰,但 LFP 佔比較高的 A00 級車市佔率的減少量可以達到抵消效果。

根據乘聯會,LFP 裝機佔比較高的 A00 級車 2018 年和 2019 年的市佔率分別為 36.6%和 17.7%,同比減少了 18.9pcts。未來可能選擇磷酸鐵鋰的新配套 A\B 級 車中,純電動 A 級車市佔率從 2018 年的 24.7%增加到 2019 年的 40.1%,同比 增加了15.4pcts;純電動B級車市佔率從2018年的1.5%增加到2019年的6.4%, 同比增加了 4.9pcts。純電動 A\B 級車 2019 年市佔率總和同比增加了 20.3pcts, 與 A00 級車市佔率的減少量大體相當,預計 A00 級車的減少可以抵消 A\B 級車 增加帶來的磷酸鐵鋰電池增量。

2.2.3 2020 年非特斯拉磷酸鐵鋰電池裝機量測算

根據 GGII,2019 年我國動力電池裝機量為 62GWh,其中三元鋰電池裝機量為 41GWh,佔比 65.69%,而磷酸鐵鋰電池裝機量為 20GWh,佔比 32.53%,遠低於三元鋰電池裝機量。從細分車型看,純電動客車主要以磷酸鐵鋰電池為主,裝機量達到 14GWh,佔據純電動客車電池量的 94.67%,對應三元鋰電池僅 0.15MWh,佔比不足 0.01%。乘用車領域以三元鋰電池為主,裝機量達到 40GWh, 佔據純電動乘用車電池量 95%的比重,而磷酸鐵鋰電池裝機量為 2GWh,佔比 5%不到。純電動專用車領域以磷酸鐵鋰為主,裝機量為 4GWh,佔據純電動專 用車 80.90%的比重,三元鋰電池裝機量不足 1GWh,佔比僅有 17%。

我們假設 2020 年~2022 年非特斯拉乘用車三元佔比每年下降 2 個 pcts,分別為 85%、83%、81%。按照 2020 年非特斯拉新能源乘用車銷量為 115 萬輛計算, 2020 年非特斯拉乘用車動力電池裝機量約為 52.9 GWh,其中磷酸鐵鋰佔比 15% 達到 7.9 GWh;按照 2020 年非特斯拉新能源商用車銷量為 20 萬輛計算,2020 年非特斯拉商用車動力電池裝機量約為 20GWh,其中磷酸鐵鋰裝機量大約為 18.8GWh,最終測算出 2020 年非特斯拉磷酸鐵鋰電池裝機 26.7GWh。

2.3 特斯拉低配版選擇 LFP 不改三元電池主流地位

按照以上測算,2020-2022 年預期磷酸鐵鋰電池裝機量逐步爬坡,分別為 36.5%, 37.6%和 38.0%。磷酸鐵鋰電池短期內復甦明顯,但佔比增速逐年減弱趨於 40%。考慮到 2020 年各主流車廠集中推出配套有三元電池的新車型,三元電池需求量 有望進一步上升。A00 級車與 A\B 級車市佔率變化帶來的磷酸鐵鋰變化可能相互抵消,磷酸鐵鋰雖然在未來也有一定的需求,但邊際增長有限。即使特斯拉在上海工廠中生產磷酸鐵鋰配套的低配版 Model 3,對整個市場中磷酸鐵鋰裝機量變 化影響並不大,中長期看高能量密度的高鎳三元電池依舊佔據主流地位。

從成本方面來看,磷酸鐵鋰電池在 2019 年下半年開始回暖,得益於補貼退坡後, 磷酸鐵鋰電池成本優勢更加明顯,安全性高,對成本比較敏感的 A00 車和專用車有吸引力。中國新能源汽車產業,正需要一種能夠迅速降低整車成本的動力電池,來緩解補貼政策大幅退坡導致的整車成本急劇上升。中低端車型對電池成本更加敏感,磷酸鐵鋰電池的性價比優勢會逐漸凸顯,因此 2020 年中國新能源汽車市場,將會有很多搭載磷酸鐵鋰動力電池的車型上市銷售。從技術方面看,磷酸鐵鋰電池能夠在技術上取得突破,三元鋰電池也不一定會一直保持原地踏步。三元鋰電池在能量密度方面比磷酸鐵鋰電池擁有更大的潛力,只要能解決好成本和安全性問題,三元鋰電池還是會成為許多廠家的首選。特別是如今主流的400-500km 純電續航還是無法滿足多數消費者的使用需求,純電續航 600km 以 上的車型在短期內還是離不開高能量密度的三元鋰電池。

3.特斯拉自研電池新技術簡析

3.1 特斯拉自研電池技術來自 Maxwell

Maxwell 於 1965 年成立,初期為政府提供理論物理研究,1990 年代轉向技術 輸出並運用於商業產品,主要生產超級電容。公司於 2013 年和 SK 合作研發超 級電容和乾電池電極,17 年收購 Nesscap energy 加碼超級電容布局,18 年和吉 利/沃爾沃開始合作,產品應用廣泛的分布在能源方面,包括風電、鐵軌、電網儲 能等領域。Maxwell 目前共 200+專利,全面覆蓋幹法電極材料製備、電解質自主 配方、儲能裝置系統優化等。2019 年 5 月特斯拉在財務虧損的情況下仍然堅持 以 2.18 億美元溢價 55%收購同樣處於虧損狀態的 Maxwell,就是希望通過其主 要核心專利乾電池技術和超級電容器技術為自研電池做準備。

特斯拉自 2015 年起開始圍繞其產品線進行收購,通過組建新的團隊對被收購的 公司進行強硬的直接幹預,讓合併後的公司迅速完成業務對接與融合。Maxwell 是特斯拉收購的第 5 家企業,先前分別是特斯拉的工具供應商 Riviera Tool、住 宅太陽能安裝商太陽城市 SolarCity、德國自動化工程公司 Grohmann Engineering、工業自動化公司 Perbix,都是為了工廠自動化、垂直整合以利提升 產能的需求而併購。收購 Maxwell 是特斯拉在電化學領域的第一次重要收購,意 味著特斯拉開始吸收外部技術團隊來布局未來技術。2019 年 7 月-10 月,特斯拉 又秘密收購了一家加拿大的電池設備公司 Hibar Systems。Hibar 於 2019 年推出 完整「高速鋰離子電池製造系統」,具備鋰電後端設備生產能力,可以提升特斯拉 電池產線設計、建設能力,以加快特斯拉下一代電池製造計劃。

3.2 自研電池技術是超級電容+乾電池技術

3.2.1 超級電容器是電池的低成本補充方案

超級電容又稱為雙電層電容器,是一種介於傳統電容器與電池之間、具有特殊性能的電源,主要依靠雙電層和氧化還原假電容電荷儲存電能。與傳統電池相比,超級電容具有許多優點:充電速度快,10 秒~10 分鐘即可充至其額定容量的 95% 以上;功率密度高,功率密度達 102~104W/kg,是鋰電池的 10 倍左右;循環壽 命長,循環使用次數達 10~50 萬次。但與主流鋰電池相比仍面臨體積大、能量密 度低(放電過快)的劣勢。目前商用的超級電容能量密度僅 8~10Wh/kg,約為鋰 電池的 5%左右,曾經應用於國內混合動力客車的制動能量回收和提供峰值功率, 但難以滿足乘用車對高能量密度高續航裡程的需求。

所有 Maxwell 超級電容器均採用乾電極專利技術製造,具備在高衝擊高振動環境中壽命長、耐受力好的優點。超級電容搭配鋰電池的複合組合系統,可以擷取雙方的優點,以超級電容大功率密度的優勢為瞬間彈性調整出力,或是瞬間吸收能量例如剎車回電,另外以鋰電池大能量密度的特點為主要提供動力來源,提供續航力。目前超級電容技術對特斯拉電池可起到兩方面輔助作用:一方面可以應用並聯超級電容來延長電池壽命,另一方面可以應用於 Semi 等大車型,在啟停狀態造成的極端充放電電壓,通過超級電容來實現,在加速時可起到功率平衡作用。

3.2.2 乾電極技術可以提升能量密度降低成本

乾電極技術是指不適用溶劑,直接將少量(5%-8%)細粉狀 PTFE 粘合與正極/負極粉末粘合,通過擠壓機形成薄的電極材料帶,再將電極材料帶層壓到金屬箔集電體上形成成品電極。乾電池與傳統鋰電池工藝差異主要體現在電極片製造上,傳統的鋰電池製造使用有粘合劑材料的溶劑 NMP/MNP 與負極或正極粉末混合後,把漿料塗在電極集電體上並乾燥,屬於溼法工藝。與傳統工藝相比,乾電極技術具有以下優勢:1)提升能量密度:乾電池電極可以達到 300Wh/kg 的能量 密度,並在擁有在未來實現 500Wh/Kg 的技術路線(能量密度將比特斯拉當前的 電池增加 138%)。2)降低成本:乾電池技術無需使用 NMP+MNP 溶劑,可以 簡化製造過程,如減少電機塗覆機、溶劑攪拌、烘乾設備等使得成本下降 10-20%。3)提升壽命:相比目前最高 2 倍的更長電池壽命。

Maxwell 的乾電極技術,能夠大幅降低成本和提提高電池的使用壽命。在有溶劑 的情況下,鋰金屬與石墨不能很好的融合,很難修復由於形成 SEI 膜所造成的鋰 離子損失,因此難以避免首次充電後的容量損失。Maxwell 的乾電極工藝不使用 溶劑,可用幹法將鋰金屬添加到負極,添加的鋰金屬不僅能夠彌補在形成 SEI 膜 所損失的鋰,還能彌補由於 SEI 生長所損失的鋰。另外,Maxwell 通過採用獨特的環保型無溶劑工藝,將高純度活性炭定製配方加工成碳膜基片,並加上高可靠性的密閉封裝和高性能的電解液,提高電池的使用壽命並且成功實現降本目的。

4.投資策略

補貼退坡和競爭加劇使新能源汽車行業成本壓力增大,特斯拉一方面通過磷酸鐵鋰電池降低上海工廠成本來實現車型下沉,另一方面通過超級電容+乾電池技術進行自研電池布局。我們認為特斯拉無鈷電池並不改變三元電池主流地位,自研電池雖短期內難以量產,長期有望引領新一輪技術趨勢。隨著 2020 年大眾、奔馳、寶馬等集中在華推出電動汽車新車型,新能源汽車板塊迎來良好的布局機會。我們繼續維持新能源電池行業「看好」投資評級,並關注包括乾電池和超級電容器 在內的新技術趨勢。2020 年海外一線車企新能源車型持續推出帶來供給側的結構性改善以及年初海外新能源汽車市場的優異表現更為堅定了我們對於新能源汽車滲透率不斷提升,國內產業鏈供應全球市場的行業增長邏輯。我們繼續維持新能源電池行業「看好」投資評級,建議關注兩類標的,一是業績增長穩定,市場份額 不斷提升的動力電池公司,如寧德時代(300750)、億緯鋰能(300014);行 業格局清晰,海外市場佔比不斷增加的中遊公司,如恩捷股份(002812)、璞泰 來(603659)、科達利(002850)。二是磷酸鐵鋰電池技術積累深厚,創新研 發能力較強的動力電池公司,如國軒高科(002074);下遊客戶優質,市場佔比 較高的正極材料公司,如德方納米(300769)。

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報告來源:渤海證券

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  • 新能源汽車專題報告:領跑者特斯拉的崛起
    公司研發的核心技術方向主要是三電系統(包括電池、電機、電控)以及智能駕駛系統(包括傳感器、晶片、算法)等。2.3.1 電池及電池管理系統 BMS電池及電池管理技術是特斯拉主要的優勢領域之一。從專利角度,電池系統相關專利佔比超 50%。
  • 2020年投資策略報告:鋰電龍頭享電動盛宴 光伏電池迎異質結變革
    2020年投資策略報告:鋰電龍頭享電動盛宴 光伏電池迎異質結變革北極星太陽能光伏網訊:摘要(一)新能源車:龍頭電池綻放,海外市場爆發。海外:車企端抓住「歐洲」+「特斯拉」邏輯,電池端抓住「韓日」+「歐洲」邏輯。車:歐盟碳排放政策驅動電動化,特斯拉上海即將批量。電池:日韓電池企業加速進入中國市場,歐洲本土電池企業必被本土車企扶持。國內:電池端抓住「龍頭」+「雙擊」邏輯,材料端抓住「高壁壘」+「大客戶」+「切海外」邏輯。
  • 特斯拉研究報告
    汽車是典型的技術密集與資本密集型行業,也是初創企業存活機率最低的行業之一。無論生產製造工藝、供應鏈管理或是企業品牌,特斯拉初期都無法比擬有著幾十年甚至上百年積澱的傳統車企。況且在當時高達$1000/KWh的電池成本與產業鏈配套尚不成熟的客觀環境下,不論造一輛跑車還是經濟實用型轎車的成本都相當昂貴。
  • 汽車行業2021年度策略:自主多維塑品牌,三化重塑供應鏈
    傳統自主品牌也採取追隨策略,長城將在 2021 年率先搭載雷射雷達傳感器融合技術,吉利汽車將在 2023 年 SOP 自製晶片。以特斯拉為例,其在自動駕駛上構建了數據壁壘、工程壁壘,遙遙領先於競爭對手。特斯拉擁有最佳體驗的智能駕駛產品。
  • 馬斯克拼了,特斯拉的未來全繫於超級電池工廠
    於是,特斯拉建起了自己的超級電池工廠。「電池成本絕對是重中之重,特斯拉直接攬下來也是無可非議。」研究汽車技術的MIT教授大衛·基斯(David Keith)說。「沒有人比他們更想降低電池成本、更想推動市場以他們所需的速度前進。」
  • 特斯拉的營銷策略
    除純電動車外,特斯拉也為其他汽車公司的電動車提供電池等的零件。對多顆電池能源管理的技術是 Tesla 的優勢所在。特斯拉和松下合作,在美國建設鋰電池工廠(Giga Factory)以滿足自己的鋰電池需求,並降低鋰電池的成本。
  • 特斯拉又「革命」了,馬斯克開始重新定義電池
    「加速世界向可持續能源的轉變」作為特斯拉的使命,這句話也成為了特斯拉解釋一切的「原理」。從用戶到企業高管,似乎一切的戰略、策略、決策都能用這句話解釋。小到最近在中國區推動的針對燃油車牌潛在車主的貸款補貼政策,大到特斯拉的專利開放,甚至是今天公布的電池技術研發路徑,都可以看做是在擴大電動汽車競爭力,加速取代燃油車。
  • 特斯拉業務架構、商業模式與估值深度研究報告
    (報告出品方/作者:國信證券,梁超、周俊宏)前言:新商業模式,由硬體向軟體生態和服務轉型特斯拉軟硬一體化雙輪驅動。類似蘋果圍繞 iOS 從晶片到系統、再到硬體設計 打造的軟硬一體化體系,特斯拉亦從 Autopilot、電池、造車統一調控,打破傳 統主機廠商僅依靠前端銷售獲利的方式,通過「硬體降本+軟體加成+Robotaxi 共享出行」不斷賦能新商業模式,以售出的硬體為基憑藉平臺服務加成,向具 更廣闊盈利空間的軟體業務擴展。
  • 大眾新能源:供應鏈轉型的三級階梯
    在「電池日」到來以前,我們還無法得知特斯拉新型自製電池是否能成為「劃時代」的產物,但到目前為止,特斯拉的優勢在於擁有行業最先進的電池管理技術,這樣的技術支撐它能不斷降低電池成本,而隨著自製電池的到來,成本也變得更加可控,這本也是我之前推測特斯拉車型價格還會繼續下探的主要原因。
  • 新能源汽車行業專題報告:動力電池,未來幾何
    1923 年公司進入電池領域,推出乾電池、鹼性電池、鎳鎘蓄電池等消費電池,電池製造技術處於行業前沿。1976 年推出第一款車用電池並應用於尼桑汽車。1994 年研發出充電鋰電池,開始布局新能源領域,瞄準新能源汽車市場。2008 年松下開始與特斯拉的合作,直到 2019 年之前松下一直是特斯拉的唯一供應商。
  • 前瞻動力電池產業全球周報第55期:特斯拉推電池回收服務,報廢鋰...
    根據介紹,Tesla稱分布在世界各地的服務中心可以處理「不再滿足客戶需求的任何電池」,並將這些鋰離子電池進行100%回收再利用。Tesla還表示,出於環保和商業原因,相比回收再利用,延長電池組的使用壽命是一項優先選擇。因此,在報廢消費級電池組並做回收處理之前,Tesla會盡一切努力延長每個電池組的使用壽命。
  • 特斯拉有望官宣電池技術大突破 這個概念最受益(附潛伏...
    特斯拉有望官宣電池技術大突破,這個概念最受益(附潛伏名單) 摘要 【大日子到來!特斯拉有望官宣電池技術大突破 這個概念最受益(附潛伏名單)】據外媒報導,特斯拉公司有可能即將推出四大電池突破創新,以超越競爭對手。
  • 特斯拉的電池技術是毒藥還是定心丸?
    也就是說,智能汽車很多時候只是特斯拉藉助矽谷訂製的營銷馬甲,而在營銷背後給車主餵下定心丸的還是特斯拉的電池技術。鈷酸鋰電池本性難改2008年問世的Tesla_Motors使用了松下提供的NCA系列(鎳鈷鋁體系)18650小電池,單顆電池容量為3100毫安時,這種電池說起來並不陌生,筆記本電腦和手機電池都是其家族成員。
  • 鋰電池核心技術突破 高鎳電池登上權威雜誌封面 特斯拉還緊急考察...
    美太平洋西北國家實驗室(PNNL)近期報告了如何通過使用高鎳含量的單晶材料作為陰極,製造更多、壽命更長、生產成本更低的電池。這一突破登上了最新一期《科學》雜誌封面。此外,印尼政府周六發表聲明確認,全球電動車龍頭特斯拉將於下月派團考察印尼,並商討潛在投資電動車供應鏈的事宜。而印尼是全球鎳最大儲備國,而馬斯克也多次強調了鎳在新能源車電池中的重要性。
  • 特斯拉未來究竟會用哪種電池?
    此外,考慮到動力電池供應商的多樣化,特斯拉確實也會在車輛設計方面進行改造和優化。  另一方面,以特斯拉一貫的風格,「無鈷電池」另有深意。  動力電池行業專家對上證報記者表示,鋰離子電池一般以選擇何種正極材料來定義該種動力電池,三元鋰電池,顧名思義主要以三種元素為主,目前產業化技術較為成熟,量產規模較大的分為鎳鈷錳(NCM)和鎳鈷鋁(NCA)兩種化學體系。
  • 特斯拉自產電池的秘密:用成本碾壓同行 產線正在搭建
    投資傑夫·戴恩團隊讓特斯拉擁有了自研動力電池的技術人才,收購Maxwell使得特斯拉掌握了動力電池領域最前沿的技術,而收購Hibar是特斯拉自產動力電池項目的最後一環,至此,特斯拉形成了從技術研發、樣品驗證到大規模量產的全面布局。
  • 特斯拉VS愛迪生:技術與商業之爭
    站在現在的視角看,我們知道交流電贏得了勝利,然而卻沒有多少人知道交流電之父特斯拉,反而是因直流輸電敗北的愛迪生名滿天下,為什麼會產生這樣的結果呢?這就不得不從技術和商業的關係來看這個問題。 我們通常認為,有了新技術,就應該馬上用它來改進現有的產品,否則商業上就會失去競爭優勢。
  • 鋰電池產業鏈專題報告:矽基負極,下一代產業趨勢
    如需報告請登錄【未來智庫】。國內廠商:貝特瑞矽基負極性能最為領先,已進入松下供應鏈,為特斯拉的動力電池配 套,領先同行。杉杉股份、正拓能源等具備了生產能力,除此之外,江西紫宸、星城石 墨、斯諾等也都在積極推進矽碳負極的產業化,各自也有產品。
  • 中偉股份登陸創業板:鋰電池材料大廠 入選特斯拉供應鏈
    受市場大環境驅動,以及憑藉自身過硬的產品,中偉股份預計2020年扣非淨利潤或將實現同比增長超過147%,展望2021年,已成功進入特斯拉供應鏈的中偉股份或將實現又一輪的業績高增長。在下遊客戶資源方面,中偉股份已成功進入包括特斯拉在內的新能源汽車廠商、鋰電池廠商供應鏈。憑藉優異的技術研發實力、嚴苛的品質管控要求、快速的產業化能力,中偉股份於2020年3月與特斯拉籤定供貨協議,此外,公司近年來已與LG化學、廈門鎢業、當升科技、振華新材、天津巴莫、三星SDI等國內外一流正極材料客戶建立了穩定的合作關係。