受益于政策引導、產業規劃和優惠補貼多重因素驅動,我國新能源汽車近年來迎來了飛速的發展。雖然因騙補行為導致補貼政策進行了較大調整,其中客車補貼平均下滑約40%~60%,乘用車及專用車下滑約20%~30%,并導致推廣目錄推翻重申。2017年隨著新目錄的持續落地,新能源汽車產銷數據呈現出逐月走強的趨勢。2017 年前三季度新能源汽車的總銷量39.8萬輛,比上年同期增長37.7%,其中純電動汽車比上年同期增長50.1%、插電式混合動力汽車比上年同期增長0.6%,預計全年銷售有望達到70萬輛。從目前政策來看,2018年補貼相較 2017年持平,2019-2020年相較2017年再退坡20%,然后補貼退出。后面雙積分政策實施落地,新能源車銷量長期無憂。

新能源汽車銷量(年)

新能源汽車銷量(月)

能源車快速放量帶動今年前三季度動力電池產量共計32.02Gwh,同比增長42.1%。2016年全年動力電池出貨量為 29.39Gwh,今年前三季度的產量已超去年全年,產量的快速釋放的原因是電池企業近兩年的快速擴產的結果,企業均選擇行業爆發時點搶占前期市場資源。

2016~2018年我國動力電池產能分別為63.5Gwh、101.3Gwh和129.4Gwh,產能同比增長分別為123.4%、59.2%和27.7%。

2016~2018年我國動力電池的需求為27.2Gwh、34.452Gwh和50.82Gwh,需求同比增長分別為71.07%、26.65%、47.46%。從產能的角度來看, 目前產能的擴張速度高于動力鋰電池的增速, 但這種增速之間的剪刀差會呈現出逐步收窄走向均衡的趨勢。

動力電池企業產能規劃

三元電池優勢明顯高端鋰電市場稀缺。相較于磷酸鐵鋰、鈷酸鋰和錳酸鋰電池, 三元鋰電池(NCM、 NCA)具備電壓平臺高、能量密度高、振實密度高、電化學穩定、循環性能好等特性,在提升新能源汽車的續航里程、 減輕用戶續航里程憂慮方面具有明顯優勢,同時還具有放電電壓高,輸出功率比較大,低溫性能好,可適應全天候氣溫等優點。

鋰電池特性比較

動力鋰電池產能過剩的趨勢比較明確, 在動力電池的技術走向中,三元正在成為大趨勢。我們認為,主要有兩點原因,一方面是政策推動,如科技部要求到2015年能量密度達到200wh/kg,2020年達到300wh/kg。二是用戶需求,小型化、長續航里程將成為電動車的未來主導方向,三元體系正式滿足了這樣的需求。而隨著三元電池價格進一步下降,磷酸鐵鋰在價格上已無多少優勢。專用車三元電池的解禁進一步推動了三元鋰電池發展。我們認為無論政策導向還是下游要求,均進一追求電池能量密度的提升,我們認為三元電池的推廣將進一步提速, 中期將是低鎳 NCM 占優,長期看高鎳三元 NCM、 NCA 占比將不斷提升。

動力電池需求預測

從擴產角度來看, 三元電池技術壁壘高,高端三元產能擴產更慢,擴張效果不達預期非常普遍。2017年1月,特斯拉宣布與松下聯合開發的新型21700電池開始進入量產,宣告動力電池正式進入21700時代,這款全球首發的21700電池將在超級工廠生產。2017年8月4日,國家標準委員會公布的 GB/T34013-2017《電動汽車用動力蓄電池產品規格尺寸》中,明確地將21700規格尺寸列入其中。相比較18650型電池,21700具有顯著優勢:1)保持了18650型電池的高可靠性和穩定性;2)電池系統能量密度提升約20%: 目前特斯拉生產的21700電池系統能量密度約300wh/kg,相比較現有的18650電池系統250wh/kg提高了20%。3)單體電池容量提升帶來的數量減少,從而使結構件、導電連接件等配件數量相應減少,整個系統成本下降約10%; 4)配件數量的減少使得電池系統減少10%左右的組件和重量,提升其能量密度。

特斯拉18650電池和21700電池比較

當前新能源汽車補貼標準與動力鋰電池能量密度正比例相關。 在電池材料體系沒有巨大突破的情況下,21700 電池是獲得更高的有效容量的趨勢。在今年第八批推廣目錄車型中,已有搭載了三元 21700 電池的兩款純電動廂式運輸車進入目錄。 從供給來看,目前市場上 21700 的產能并不多,主要原因是國內當前 21700 電池的性價比還不足,裝配產線配套等方面與國外企業還有差距。我們認為隨著國內設備企業以及零配件企業的快速跟進, 21700 電池的成本有望逐步下降,同時 21700 電池在 PACK 成本方面的優勢也會體現。根據 2020 年的 300Wh/kg 的目標,多家電池企業和研究機構都已有所布局,技術的快速迭代將使得大部分企業在加速跑中逐漸落伍,而具備整體研發實力的動力電池企業將從中勝出。根據目前的技術路線,我們認為短期內三元電池仍將是提高能量密度的關鍵,中期看富鋰錳基的技術突破,遠期方向是鋰硫電池。

動力鋰電池發展路徑

負極材料在提高電池的容量以及循環性能方面起到了重要作用。通常將鋰電池負極材料分為兩大類:碳材料和非碳材料。其中碳材料又分為石墨和無定形碳,如天然石墨、人造石墨、中間相碳微球和軟炭(如焦炭)等;非碳負極材料有氮化物、硅基材料、錫基材料、鈦基材料等。從技術來講,石墨的克容量為 372mAh/g,性能逐漸趨于理論極限值。負極材料的發展是高比容量、高充放電效率、高循環性能和較低成本,其中硅碳復合材料的取得了很大的進展,特斯拉發布的 Model 3 就采用了硅碳負極作為動力電池新材料。通過在人造石墨中加入 10%的硅基材料,特斯拉讓電池容量達到了 550mAh/g 以上,電池能量密度可達 300wh/kg。采用鈦酸鋰負極材料的動力電池具備快速充點、循環壽命長及安全性高等特點,因此該負極材料在公交領域得到了較大的關注。

負極材料比較