来源:中金点睛 时间:2020-12-22
摘要
需求:多点开花,迎接TWh大时代。1)价格:据与会嘉宾统计与预测,2025年三元和磷酸铁锂电芯价格将趋于一致,模组价格将从目前的0.7~0.8元/Wh下降到0.5元/Wh,电芯价格将从目前的0.5元/Wh下降到0.3元/Wh。2)动力需求:平价+智能化+电动化催化需求多点开花,全球2025年新能源汽车销量有望超1300万辆、对应装机需求超过1160GWh。3)其他需求:2025年储能需求有望提升至90GWh,同时轻型车、通信储能、电动工具等市场的锂电渗透率有望加快提升,平板电脑、笔记本等市场规模逐步回升,电动船舶、重卡、矿卡等市场锂电化需求逐步启动。
供给:产能再迎建设高峰,格局调整进入尾声,核心企业走向全球。高工锂电预计2020年锂电设备、正极材料、电解液、负极、动力电池、隔膜等环节企业数量分别约400、220、52、48、45、34家,除正极仍具备较大格局优化空间之外,其余环节格局基本趋于稳定。随着需求快速成长、供需结构趋紧,产能建设第二轮强波逐步开启。在此过程中,中国锂电材料整体已占据全球6成以上的供应份额,并通过出口、海外建厂、合资或兼并收购等方式逐步进军全球。
技术路径:新工艺逐步量产,新技术呼之欲出。整体而言,目前刀片、CTP等新工艺逐步量产,无钴、四元、富锂锰基、半固态电池等新技术呼之欲出,未来仍需关注产业链技术与工艺的研究、量产、与对应带来的供需格局演化。1)高镍:安全性问题逐步完善,容百科技预期2025、2030年全球高镍需求有望分别达到约125、360万吨,分别占正极种类比例45%、57%,未来10年CAGR高达39%。2)铁锂:低温性能逐步突破,比亚迪汉、model3(磷酸铁锂版)、宏光mini EV等现象级车型开启铁锂成长空间。3)铜箔:4.5~6μm铜箔占比达6成以上、并持续提升,而由于高端设备掣肘,2021~22年优质产能将持续紧张,加工费有望持续修复。4)固态电池:2021、2024年半固态、全固态有望分阶段产业化,在此过程中仍需技术进步、成本控制、以及供应链培育。
把握产业链龙头与结构性变化两大主线:1)产业链龙头:我们认为龙头受益于2025/2030年空间提升,带来利润空间、复合增速预期的上调,长线估值空间得到提升,短期受益于产销节奏提速,预期有望加速兑现。2)供需偏紧的结构性机遇主线:一是LFP渗透率提升有望拉动铁锂正极材料供应商的弹性、以及LFP电池企业的需求,二是电解液产业链有望受益于供需偏紧带来的产业链涨价,三是铜箔环节的优质产能有望偏紧、带来龙头供不应求与加工费提升。
风险
海外新能源车指引政策不及预期,中国新能源车销量不及预期。
正文
需求:多点开花,迎接TWh大时代
平价大未来,2025年三元及铁锂模组价格有望降至0.5元/Wh
2025年三元及铁锂模组、电芯价格有望分别降至0.5元/Wh、0.3元/Wh。据高工锂电统计与预测,2010~2020年间,中国动力电池价格含税价格降幅已经超过80~85%,占整车成本从60%下降至30~40%。据GGII预测,2025年三元和铁锂电芯单Wh价格将趋于一致。模组价格将从目前的0.7~0.8元/Wh下降到0.5元/Wh,电芯价格将从目前的0.5元/Wh下降到0.3元/Wh。
图表: 2010~2025e三元及铁锂模组价格预期
资料来源:中金公司研究部等
智能化+电动化催化需求多点开花,锂电迎来TWh大时代
动力锂电:迎接TWh大时代。据宁德时代总结及分享,全球2021年新能源汽车销量有望超过500万辆、对应装机近300GWh;而全球2025年新能源汽车销量有望约1300万辆、对应装机达1160GWh。行业在政策端受益于禁燃提前、碳排加严、补贴加码,在供给端受益于高端、经济及中间高性价比车型市场全面优化,在需求端受益于私人购车占比大幅提升,行业迎来TWh大时代。
图表: 全球新能源汽车销量预测
资料来源:宁德时代,中金公司研究部
图表: 全球动力锂电预测
资料来源:宁德时代,SNE,中金公司研究部
储能:可再生能源发电撬动需求高增长。据宁德时代统计及预测,随着中国宣布2030年风电、光伏发电总容量将达到1.2TW以上,配备储能需求量有望由2020年约23GWh大幅提升至2025年的约90GWh。
电动化、智能化催化细分市场需求多点开花。
►轻型车、通信储能、电动工具等市场的锂电渗透率有望加快提升;
►平板电脑、笔记本等市场规模逐步回升;
►电动船舶、重卡、矿卡等市场锂电化需求逐步启动。
图表: 全球储能装机需求预测
资料来源:宁德时代,中金公司研究部等
供给:产能再迎建设高峰,格局调整进入尾声,核心企业走向全球
产业链结构性调整进入尾声
动力电池:过去4年70%企业被淘汰,调整进入尾声。过去10年间,动力电池企业数量由20家增至2016年的145家高点,而高工锂电预计2020年动力电池企业数量将下滑至45家,过去4年间接近70%的企业被淘汰或被迫转型。由于动力电池在资金、产能、技术、管理、供应链等多方面已形成较高的门槛,因此对新进入者要求越来越高,产业链大局已定,结构性调整进入尾声。
材料&设备:企业数量锂电设备>正极>电解液>负极>隔膜,正极仍待优化,其余板块格局已趋于稳定。高工锂电预计2020年锂电设备、正极材料、电解液、负极、隔膜等环节企业数量分别约400、220、52、48、34家。
►正极:2020年企业数量达到220家高点,格局有较大优化空间。2010~2020年间,行业玩家数量在170~220家之间波动,2020年企业数量不降反升、达到历史高点,主要原因包括技术路径较多(铁锂、三元、锰酸锂等),技术路径选择波动(磷酸铁锂需求大起大落,三元企业过去3年新增超过20家),锰酸锂等部分环节投资门槛较低等。我们预计随着技术路径逐步清晰、对正极品质要求提升,正极环节格局仍有优化空间。
►负极、电解液:对应企业数量整体稳定,格局稳定。
►隔膜:由于资产较重、技术门槛较高,行业马太效应明显,截至目前仅有34家企业,在锂电产业链中玩家最少、格局稳定。
►设备:企业数量超过400家。而由于锂电设备环节较多,我们认为其数目整体高于其他材料环节相对合理,当然其格局也仍有进一步优化的空间。
图表: 2010~2020年中国动力电池企业数量
资料来源:中金公司研究部等
图表: 2010~2020年中国负极、电解液、隔膜企业数量
资料来源:中金公司研究部等
图表: 2010~2020年中国正极材料企业数量
资料来源:中金公司研究部等
图表: 2020年锂电产业链各环节企业数量对比
资料来源:中金公司研究部等(注:截至2020年12月)
第二轮产能建设高峰正在开启
2021e、2025e供需偏紧,产能建设第二轮强波逐步开启。
►据宁德时代统计及预测,根据目前企业的产能规划与预期,2025年全球三元正极、铁锂正极、隔膜、电解液、负极材料等环节均供不应求。
►目前中国锂电上市公司数量已累计近130家,各环节龙头均具备较强的资金实力支持。
►我们预计由于各环节产能建设均需要1~2年周期,因此2021年各环节供需将随着需求大幅回暖而趋于紧张,产业链第二轮产能建设高峰正在开启。
图表: 锂电各环节2020e、2025e供需对比
资料来源:宁德时代,中金公司研究部等
图表: 2010~2020年中国动力电池总产能资料
来源:中金公司研究部等
图表: 2010~2020年中国锂电上市公司数量
资料来源:中金公司研究部等(注:此处统计包含锂电为主营业务的上市公司、兼并购进入锂电行业的上市公司、成立子公司或成立事业部的上市公司、不含新能源整车相关上市公司)
中国供给通过出口、海外建厂、合资及兼并收购进军全球,稳占过半江山
中国锂电材料整体占据全球6成以上的供应份额。据高工锂电统计,2019年中国企业分别占据全球钴酸锂、三元前驱体、负极材料、电解液、三元材料、动力电池、隔膜的82%、77%、76%、70%、58%、56%、56%份额。
国产品牌通过出口、海外建厂、合资或兼并收购等方式进军全球。
►出口:国内三元前驱体、锂电铜箔、结构件、导电剂、锂电设备等环节正在放量出口,产品供应LG、松下、SDI、SKI等全球龙呕吐,并且逐步从代工逐步掌握自主知识产权。
►海外建厂:具备对应行动及规划的企业包括动力电池环节中的宁德时代、孚能科技、蜂巢能源、魏宏动力等企业,隔膜环节中的恩捷股份、星源材质等,电解液环节的新宙邦、天赐、国泰等,以及结构件领域的科达利等。
►合并或兼并购:对应案例包括SK收购灵宝华鑫、华友钴业与LG合资、亿纬锂能与SK合资、丰田与比亚迪合资、本田入股宁德时代等。
图表: 2019年电池及部分材料环节的中国与全球对比
资料来源:中金公司研究部等
技术路径:新工艺逐步量产,新技术呼之欲出
目前锂电材料体系中,正极环节仍然LCO、中低镍三元、LMO、LFP并存,负极为石墨体系,隔膜以陶瓷涂覆隔膜为主,电解液体系逐步升级至高电压高镍电解液等。工艺角度而言,目前刀片、CTP等工艺之下的电池逐步量产、提升市场份额。技术角度而言,新材料与新设备逐步浮现,无钴、四元、富锂锰基、半固态电池等新技术呼之欲出。未来仍需关注产业链技术与工艺的研究、量产、与对应带来的供需格局演化。
图表: 当前及未来锂电技术路径图谱
资料来源:中金公司研究部等
高镍正极:安全性问题逐步完善,有望占据技术主流
电池安全是系统性工程,高镍材料已不是短板。据容百科技分享,新能源汽车的安全性考量是一个系统性工程,集合了设计、生产、运行等全生命周期管理。
NCM811电池经过系统性改进已经做到不燃烧。以公司提供正极材料的宁德时代NCM811电池为例,其解决方案包括:
►材料方面:通过高稳定性的正极材料、高安全性电解液,实现电池耐高温边界提高到40℃;
►电芯结构方面:通过电池包设计以优化结构强度,公司设计了高集成、强鲁棒性的防内短路电极,电芯在各种滥用测试之下不起火、不冒烟;
►热管理方面:公司精准掌握温度、电压、电流等安全边际,完善监控模型,及时识别安全风险与预警;
►系统热扩散方面:公司采用航空级别的耐热材料和定向热导流技术,
图表: 锂电安全性考量因素
资料来源:容百科技,中金公司研究部等
容百科技预期2025、2030年全球高镍需求有望分别达到约125、360万吨,分别占正极种类比例45%、57%,未来10年CAGR高达39%。
图表: 全球高镍正极需求及占比预测
资料来源:容百科技,中金公司研究部等
铁锂正极:低温性能逐步突破,供给创造丰富需求
CTP、刀片电池为驱动,现象级车型为载体,铁锂需求触底反弹。随着CTP、刀片电池等技术的崛起,铁锂逐步立足于低端高性价比车型,并进军中高端市场,比亚迪汉、model3(磷酸铁锂版)、宏光mini EV等现象级车型开启铁锂成长空间。
低温性能掣肘,核心企业通过材料结构、电解液、极片、结构等创新实现性能突破。磷酸铁锂电池优于安全性、性价比、循环寿命,但是低温性能差,影响冬天放电与续航,部分产品-10℃容量衰减20~30%,-20℃容量衰减45%。而以鹏辉能源为例,其通过多方面的尝试和探索,已经可以实现-20℃之下放电保持率91%,性能实现大幅突破。
►正极:铁锂材料结构突破。1)通过包覆、掺杂提高材料自身导电性,2)降低材料一次粒子粒径,减少离子扩散路径,3)设计和是二次粒子粒径,以及与一次粒子的符合比例提高材料的压实和低温性能。
►技术:高性能电解液技术开发。1)通过双锂盐、多溶剂复配,实现高电导、宽温程电解液的开发,2)功能添加剂,专属化成工艺结合,构建高稳定低阻抗SEI膜。
►极片:征集告诉导电网络构建。1)
►结构:低温抗极片结构的创新。1)增加导电集流体面积,降低电流密度,2)降低电流传导产热,增加耐流特性。
图表: 锂电池材料性能对比
资料来源:鹏辉能源,中金公司研究部
图表: 鹏辉能源25℃、-20℃放电性能对比
资料来源:鹏辉能源,中金公司研究部等
图表: 鹏辉能源-20℃循环效果
资料来源:鹏辉能源,中金公司研究部等
铜箔:6μm份额快速提升,产业链供需快速趋紧
4.5~6μm铜箔占比达6成以上、并持续提升。铜箔轻薄化将带来电芯能量密度的提升,2018~2019年间,4.5~6μm锂电铜箔占比由26%快速提升至60%,未来有望进一步份额提升。
图表: 锂电铜箔市场需求量及预测
资料来源:九江德福,中金公司研究部
图表: 6μm及以下锂电铜箔占比
资料来源:九江德福,中金公司研究部
高端设备掣肘,动力需求增长+6μm份额提升之下,我们预计2021~22年优质产能将持续紧张。
►产能建设周期:锂电铜箔从开始建厂到设备装机需要1年时间,产能调试到达到较高合格率水平需要半年到1年时间,整体扩产周期在1年半以上;
►高端设备壁垒:生箔机、阴极辊为锂电铜箔核心设备,以其中阴极辊为例,日本阴极辊采用“卷焊”方法,对晶体组织均匀控制、焊缝修复等要求较高,但制成后产品性能更高,而国内由于工艺限制,主要采用“旋压法”,通过旋压一次成形,避开难度较高的焊缝工艺影响,但是在此过程中晶体结构悬崖过程发生变化,一致性较难控制;
►2021~22年优质产能偏紧:据诺德股份分享,目前日本生箔机、阴极辊的订单已经排到2024~25年,国内设备虽然可以生产6μm铜箔,但因为良品率较低将提升单吨成本,并且一致性较差、产品品质相对较弱。因此我们预计随着动力需求大幅增长、以及其中4.5~6μm铜箔需求结构性向好,未来2年优质产能将持续紧张,加工费有望逐步修复。
图表: 日本及中国阴极辊生产工艺对比
资料来源:九江德福,中金公司研究部等
固态电池:技术+产业链逐步成熟,2021、2024年半固态、全固态有望分阶段产业化
半固态电池呼之欲出。
►据蜂巢能源规划,公司中长期规划路径以半固态电池为主,公司第一代半固态电池有望于2021年底量产,技术体系为C+NCM,能量密度有望达到250~300Wh/kg水平;公司有望在2023年底、2025年底分别实现SiOx-Li+NCM体系的半固态电池、以及Si-Li+NCM体系的半固态电池量产,分别实现300~350、350~400Wh/kg能量密度;公司远期规划2023年底量产Li+富锂NCM体系的半固态电池,实现450~500Wh/kg的能量密度。
►辉能国际同样表示其非全固态电池将于2021年实现量产。
全固态电池有望于2024年逐步量产。据辉能国际分享,公司预计2023年实现100%硅氧体系,2024年实现锂金属负极体系的全固态电池量产。
产业化的过程中,仍需技术进步、成本控制、以及供应链培育。目前在没有锂金属、高硅的体系之下,固态电池的能量密度仍低于
图表: 蜂巢能源固态电池规划
资料来源:蜂巢能源,中金公司研究部等
把握产业链龙头与结构性变化两大主线:1)产业链龙头:我们认为龙头受益于2025/2030年空间提升,带来利润空间、复合增速预期的上调,长线估值空间得到提升,短期受益于产销节奏提速,预期有望加速兑现。2)供需偏紧的结构性机遇主线:一是LFP渗透率提升有望拉动铁锂正极材料供应商的弹性、以及LFP电池企业的需求,二是电解液产业链有望受益于供需偏紧带来的产业链涨价,三是铜箔环节的优质产能有望偏紧、带来龙头供不应求与加工费提升。
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