东兴证券:特斯拉产业链系列报告3– 新能源,“芯”战场(附下载)

特斯拉产业链系列报告(三)– 新能源,“芯”战场

 

报告目录:

1. 动力电池是新能源汽车产业链的核心环节
2. 特斯拉的 “芯”战场

2.1 与松下强强联合,圆柱形电池提能降本,打开电动化市场
2.2 发展多种电池技术路线,布局未来电池多元化

2.2.1 LG 进入供应链体系,叠片软包技术提升电芯综合性能
2.2.2 引入宁德时代,强研发+成本优势助力特斯拉国产化

2.3 探索电池终极路线,创造市场需求

2.3.1 收购 Maxwell,自主“干电池+超级电容”技术与锂电池相得益彰
2.3.2 高镍预锂化技术助力降本增效,改善性能

 

报告要点:

从 OEM 视角看动力电池市场未来格局:传统汽车工业体系中,车企处在行业轴心位置,具有绝对的话语权和定价权,主要原因是汽车平台的建立,是车企生产高效化的一种策略,平台贯穿于研发、生产及供应链整个环节。通过搭建平台,从而实现多款车型的技术、零部件通用,从而减低成本,提高生产效率和一致性,如大众 MQB 平台、丰田 TNGA 平台等。因此车企处于轴心位置,背后是成熟完整的供应链体系,下游直接面对消费者,是产业的“总装商”也负车辆安全的整体责任。我们认为新能源汽车工业体系为了降本增效,依然会延续车企平台模式,大众正在筹建 MEB 平台,特斯拉 MY 将与 M3 车型共用平台等,未来整车企业依然会处在核心位置,作为 OEM 最希望得到满足大批量稳定运营的供应链体系,现阶段各个新能源车企正在建立供应链阶段,中高端电池产能供给不足,因此车企会部分让利,但是从中长期来看,车企最终会对供应链有绝对的话语权,锁定 5-10 年采购模式,通过 ABC 供应商相互制衡,形成长期稳定的 OEM 体系。

动力电池是新能源汽车的“心脏”,也是未来产业链的核心环节。新能源汽车主要由“电池+电机+电控”构成动力总成, 其中动力电池占成本最高,同时性能最为关键。动力电池行业具有“三高”属性,高资本投入、高技术壁垒和高不确定性, 因此我们看到动力电池行业呈寡头垄断趋势(2019 年 CR5 约 75%,2020 年 Q1CR5 约 815),宁德时代、LG 化学、松下、BYD、 三星 SDI 等巨头依然在大幅扩产中,同时整车企业中特斯拉,大众、沃尔沃、上汽等传统车企也在布局动力电池产能。动 力电池环节将是未来产业链的核心环节,我们认为车企布局动力电池主要是为了①掌握核心技术;②保证供应稳定;③增强议价能力,降低成本。但未来电动车的竞争核心力并不在硬件部分,而是软件和系统,动力电池从 某种程度上讲具有同质性,车企会掌握 BMS 和热管理等系统关键环节,使同质的电池发挥出不同的性能,这是电池与发动 机本质的不同。我们认为未来行业中,龙头车企会通过自建或合资的方式确定一定自有产能,用于技术研发、保证供应、 增强议价能力等,大部分产能会由 2-3 家动力电池企业提供高一致性,大批量的稳定供货。

特斯拉作为电动车领导者,在动力电池布局大致可分为三个阶段:①与松下独家合作,应用NCA+硅碳负极,迅速抢占市 场;②敞开供应链,多种技术路线并存,扩大市场需求;③自造电池,或应用“干电池+超级电容”,探索终极技术方案。 我们认为特斯拉的目标是打造高配置、低价格同时具有智能驾驶功能的车型,从而改变人类出行方案。目前特斯拉正在降 本增效扩产的关键阶段,培育长期稳定的供货商是高速发展的重要保障,自造电池意在探索电池终极解决方案,短期内不 会降低对供应商的依赖程度,因此我们长期看好特斯拉动力电池产业链相关企业。

 

内容精选:

动力电池是新能源汽车产业链的核心环节。新能源汽车主要由“电池+电机+电控”构成动力总成,其中动力电池占成本最高,同时性能最为关键。动力电池行业具有“三高”属性,高资本投入、高技术壁垒和高不确定性,因此我们看到动力电池行业呈寡头垄断趋势(2019 年CR5 约75%,2020 年Q1CR5 约815),宁德时代、LG 化学、松下、BYD、三星SDI 等巨头依然在大幅扩产中,同时整车企业中特斯拉,大众、沃尔沃、上汽等传统车企也在布局动力电池产能。

东兴证券:特斯拉产业链系列报告3– 新能源,“芯”战场(附下载)

图:车企与动力电池企业合作布局产能

特斯拉的“芯”战场。特斯拉作为电动车领导者,在动力电池布局大致可分为三个阶段:①与松下独家合作,应用NCA+硅碳负极,迅速抢占市场;②敞开供应链,多种技术路线并存,扩大市场需求;③自造电池,或应用“干电池+超级电容”,探索终极技术方案。

1)与松下强强联合,圆柱形电池提能降本,打开电动化市场。松下是日本大型电器制造企业,业务领域涉及家电、汽车工业、数码产品、各种电动生态系统。二者早在2008年就开始合作,松下为特斯拉Roadster 提供18650 钴酸锂电池。2013 年10 月,双方达成协议,松下将在接下来的4 年里为特斯拉Model S 独家供应18 亿颗电芯。2014 年6 月,双方的合作进入新的阶段,二者合资50 亿元在美国内达华州建造Gigafactory,Tesla 出资34 亿,2018 年一期完工,电池年产值达到20GWh。

2)发展多种电池技术路线,布局未来电池多元化。
LG CHEM 是LG 电子集团旗下子公司,主要业务领域包括基础材料、电池、信息电子材料、储能系统等。LG现已进入特斯拉中国供应链体系,预计在各家车企的市占率会稳步提升,出货量在2020 年将到达新高。
技术路线对比:1998 年,LG 开始进入电池领域,业务包括动力电池、小型电池、ESS 电池。目前LG 已成为全球动力电池主流厂商,是全球软包动力电池龙头。LG CHEM 使用叠片式软包电池,叠片式软包电池在发生安全隐患时一般先胀气,或者从冲破封印处释放能量,不易发生爆炸,相对于钢壳、铝壳电池安全性更好,避免电极开裂,同时由于增加了极片厚度,电池内阻更小、寿命更长,化学稳定性更好,潜在能量密度更高,但也增加了生产成本。此外,软包电池可以根据客户的需求定制,设计更加灵活,在电池开发上更占优势。探索电池终极路线,创造市场需求。

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图:电池性能对比

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图:LG化学叠片电池技术

引入宁德时代,强研发+成本优势助力特斯拉国产化。CTP 和NCM811 技术满足电池包需求,率先量产高镍NCM811 电池,能量密度持续突破。据2019 年10 月19日高工锂电网文章报道称,宁德时代第一代高镍+石墨体系的NCM811 电池(镍、钴、锰比例为8:1:1)单体比能量已超240wh/kg,系统能量密度可达180wh/kg,实现续航超500km,相比NCM523 大幅提升。第二代高镍+硅碳体系的NCM811 电池正在开发过程中,单体比能量突破300wh/kg,系统比能量密度或超200wh/kg,待技术成熟后将推向市场。据2019 年11 月20 日第一电动报道称公司NCM811 电池占总装机量占比不断提升,目前主要为宝马X1、几何A、帝豪GSe、威马EX5、启辰D60EV、蔚来ES6、小鹏G3、合众U、广汽AionS/AionLX等车型配套装机。

东兴证券:特斯拉产业链系列报告3– 新能源,“芯”战场(附下载)图(左):宁德时代电池能量密度开发路线图

图(右):CATL2-10 月NCM811 电池装机量及占比(单位:MWh;%)

东兴证券:特斯拉产业链系列报告3– 新能源,“芯”战场(附下载)表:宁德时代CTP 技术与比亚迪“刀片”电池技术对比

3)探索电池终极路线,创造市场需求。收购Maxwell,自主“干电池+超级电容”技术与锂电池相得益彰。自主“干电极+超级电容”电池技术,有望引领行业。特斯拉和松下自2009 年开始合作生产世界上能量密度最高的电动车电池, 2018 年开始随着特斯拉全球范围的销售增长,原有电池产能不能跟随需求的步伐,为了突破产能和成本的制约,特斯拉开始在电池技术上发力,2019 年5 月,特斯拉用2.18 亿美元溢价55%收购了Maxwell,而Maxwell 在“超级电容”、“干电极”等领域成效显著。2019 年10 月,特斯拉收购了加拿大电池制造设备和工程技术公司Hibar,拟将为Maxwell 生产电池制造设备。2020 年2 月宁德时代公告称,公司与特斯拉开展业务合作,拟向特斯拉Model 3 供应锂离子动力电池产品。

东兴证券:特斯拉产业链系列报告3– 新能源,“芯”战场(附下载)图(左):典型湿法电极工艺流程图

图(右):Maxwell 干电极工艺流程图

高镍预锂化技术助力降本增效,改善性能。在传统三元电池中钴主要起到稳定结构的作用,然而由于钴价昂贵,高镍去钴成为降本的重要途径之一。下图显示了如何在使用NMC 622 和NMC 811 电池的同时使用比NMC 532 更少的钴并获得更高的能量密度的情况下获得高循环数据。据electrek 报道显示,特斯拉电池研究合作伙伴Jeff Dahn 及其团队研制出的“单晶” NMC 532 阴极和新型先进电解液的锂离子电池可以在在电动汽车中行驶超过100 万英里,进行超过4,000 次循环。

东兴证券:特斯拉产业链系列报告3– 新能源,“芯”战场(附下载)图(左):“单晶” NMC 阴极和新型先进电解质锂电池数据

图(右):Jeff Dahn 低钴技术实验数据

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