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#研究报告#天风·新能源 | 电新:利润弹性来自供应链管理,估值弹性来自新技术—动力电池

栏目:研究报告 作者:ZML 时间:2022-06-14 22:32:14

【核心观点】动力电池行业特征:高增速、高产业链地位(在终端成本占比高+决定产品力),高壁垒(系统工程+极限制造)高增速:锂电池下游延展性强,行业增速高,21-25年CAGR=39%,目前高增速的核心驱动下游是动力,故后文描述多指动力电池。强产业链地位:从逻辑上看,1)成本占比高:动力电池在电动车成本占比约40%,其成本决定电动车经济性;2)性能影响大:动力电池的能量密度、循环、倍率决定电动车的续航、寿命、快充性能,是电动车和燃油车产品力角逐的关键要素。从结果上看,龙头宁德时代应付明显高于应收、现

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【核心观点】
动力电池行业特征:高增速、高产业链地位(在终端成本占比高+决定产品力),高壁垒(系统工程+极限制造)高增速:锂电池下游延展性强,行业增速高,21-25年CAGR=39%,目前高增速的核心驱动下游是动力,故后文描述多指动力电池。
强产业链地位:从逻辑上看,1)成本占比高:动力电池在电动车成本占比约40%,其成本决定电动车经济性;2)性能影响大:动力电池的能量密度、循环、倍率决定电动车的续航、寿命、快充性能,是电动车和燃油车产品力角逐的关键要素。从结果上看,龙头宁德时代应付明显高于应收、现金流强劲(反映上下游占款问题,背后是产业链地位的体现)。
高壁垒:锂电池生产是系统工程,从电芯-模组-电池包生产涉及数百道工序,数千个工艺控制点,考验的是电池厂的材料开发(不做材料但是要掌握材料工艺,新技术迭代)、大批量生产制造下极低不良率(宁德每1.7秒生产一个电池,缺陷率仅有十亿分之一)。
从复盘到展望,核心结论:业绩弹性来自供应链管理,估值弹性来自新技术
第一性原理来看,动力电池比拼的是电池性价比:1)性能:追求三高一长,高能量密度、高安全、高倍率、长循环——依赖技术进步(可通过材料体系、封装形式、结构体系改进);2)成本:追求低成本,能量密度的提升也可带来单wh电池成本下降——分为技术降本和供应链降本。
1、复盘(15-20年):产品是第一竞争要素,宁德凭借准确的技术路线研判(方壳铁锂+CTP技术)和成本控制能力,全球市占率从16年的15%提升至22Q1的35%,比亚迪自20年提出刀片电池后全球市占率从20年的7%提升至22Q1的11%。
行业层面:发展初期,在保证安全的情况下,最关注能量密度的提升。1)材料体系:15-20年主要通过改进材料体系提升电池能量密度,包括正极高镍化、隔膜薄化+干法?湿法,铜铝箔薄化。2)封装形式:15-20年方形以高成组效率+以宁德为主国内电池厂的拉动成为主流。3)结构体系:通过提升空间利用率提升能量密度,已实现CTP1、2代,刀片电池。
公司层面:1)宁德时代:引领行业技术进步,高镍化+更薄铜箔+CTP进展大幅领先同行,凭借准确的技术路线研判(宁德方形铁锂,和LGES三元圆柱同时用于特斯拉,目前方形铁锂版占比在80%左右)+强大的成本控制能力(20年四大主材合计成本较LG低28%,期间费用率低5个点),全球市占率从16年的15%提升至22Q1的35%;2)比亚迪:凭借刀片电池打开铁锂续航天花板(汉续航接近600公里),全球市占率从20年的低点7%到22Q1的11%。(市占率是果,技术是因,因到果有滞后效应,故市占率提升体现在后面)
2、立足当下(21-22年):短期技术迭代放缓,成本压力骤增,成本竞争更为重要,成本竞争看供应链管理
技术迭代放缓:三元迭代到8系后开始放缓,铁锂已实现CTP,工信部推荐车型电池系统能量密度增长,三元到160wh/kg、铁锂到150wh/kg开始放缓。当前电池已能满足主流车型对续航的追求,中高端车在500-600公里,低端在200-300公里。
成本压力骤增:电池的进步带来电车的强产品力,需求大发展下供需紧张,中上游材料大幅涨价(碳酸锂价格从21年初的5万元/吨涨至22Q1的高点50万元/吨,6F 21年涨幅402%),电池盈利22Q1降至历史底部(宁德15年单GWh净利润4.6亿元,22Q1在0.1亿元)。
供应链管理重要性凸显:1)为什么重要:一方面,电池成本构成中,70-80%是直接材料,且产业链长,上游涉及锂、镍、铝、铜等大宗品,中游细分材料多;另一方面,从扩产周期看,电池处于相对较短环节,故供需变化易影响电池成本,因此布局中上游,做好供应链管理是稳定成本甚至降本的关键。2)怎么管理:对于上游资源品,特别是锂、镍是动力电池发展的源泉,未避免日后再次被上游掣肘,电池厂开始选择自己做/参股锂、镍项目。中游材料(正负极、隔膜、电解液)等,从稳态以后的ROIC角度看低于电池,且电池厂天然参与新材料研发,甚至决定材料的迭代方向,故电池厂在掌握工艺Know-how的前提下(通过技术研发即可实现,典型如宁德40%专利布局在材料),选择伙伴合资扩产保供或许是更好的方式。3)管理的怎么样:锂布局宁德、亿纬、国轩较为领先,镍、中游材料布局宁德、亿纬较为领先。
3、展望未来(23年~):业绩弹性来自供应链管理,估值弹性来自新技术
技术端:1)材料体系迭代多元化:不仅仅追求高能量密度,也追求性价比(磷酸锰铁锂/M3P、钠离子电池),宁德依旧是引领者(引领材料厂开发+有望率先产业化,比如表示23年钠电池实现产业化)。2)封装形式和结构体系的创新是突破当前能量密度提升瓶颈的关键。封装形式进步看大圆柱,特斯拉率先提出,宁德、亿纬跟进,我们预计23年大规模产业化;结构体系进步看CTP3(宁德时代)、CTB(比亚迪),终极目标CTC。3)电池性能需求多元化:不再单一聚焦能量密度的提升,快充性能、安全性能比拼也变得重要,目前宁德、欣旺达快充发展较为领先,宁德安全性能领先。
成本端:成本竞争依然重要,对于一线来说是能否进一步拉开盈利差距的关键,对于二线来说,市场考核指标从收入规模转变为利润。降本一方面可以通过技术,比如更高的能量密度提升带来单wh成本下降,另一方面通过供应链布局、管理降低材料成本。
核心结论:
短期技术放缓,二线迎来一段蜜月期,当上一轮材料体系(高镍、更薄铜铝箔、隔膜)的技术迭代基本完成,新的材料体系和结构体系正处于大力研发中,在宁德时代新技术大规模量产前,二线电池厂有一段缩小差距的蜜月期,典型系:1)亿纬快速布局好锂、镍、四大主材供应链,22Q1全球市占率跻身全球第十(1.2%);2)欣旺达布局锂、磷酸铁、负极、隔膜,22年4月全球市占率跻身全球第九(1.7%)。
处于蜜月期的投资,二线关注收入弹性(来自产线跑顺、市占率提升)、利润弹性(来自规模效应、供应链管理)。而对一线,利润弹性不担心,更加关注新技术的储备,下一轮有望凭借新技术(如第三代ctp、大圆柱、快充)再次拉大差距。
投资建议
1、业绩弹性——供应链管理和规模效应:单位盈利触底回升,利润弹性来自供应链管理和规模效应,重点推荐【宁德时代】、【亿纬锂能】、【欣旺达】,建议关注【国轩高科】。
2、估值弹性——新技术:技术溢价有望再次带来市占率提升和超额收益,重点推荐CTP3的【宁德时代】,大圆柱的【亿纬锂能】,快充的【欣旺达】(与电子组联合覆盖)。

风险提示:电动车销量不及预期、储能增速不及预期、新技术进展不及预期、碳酸锂自供不及预期、产能扩建不及预期、测算具有主观性、疫情影响超预期


【正文】


1.动力电池行业特征

高增速、高产业链地位(在终端成本占比高+决定产品力),高壁垒(系统工程+极限制造)
1.1.锂电池下游延展性强,受益于电动车、储能,处于高增状态,21-25年CAGR=39%
锂电池下游延展性强,决定了赛道宽广。锂电池作为新型动力源,有多个下游,目前主要包括动力(电动车)、消费(手机、电脑、耳机等)、储能、电动工具、两轮车。
电动车处于高速渗透期,储能处于起量期,决定了锂电池赛道成长性强。21年全球动力电池装机约在300GWh,储能约在33GWh,我们预计25年分别达1439、440GWh。考虑电池价格下降趋势,从市场空间看,我们预计21年动力电池在2647亿元,25年达1万亿,复合增速40%,储能21年在528亿,25年达3575亿,复合增速61%。
考虑到一方面未来大的市场在动力、储能,另一方面消费电池已有龙头ATL走出,电动工具已有三星,我们后续所谓的锂电池分析主要指的是动力+储能。

1.2. 锂电池在下游电动车、储能成本占比高,性能决定下游产品力,地位重要
锂电池是决定电动车、储能经济性的关键,其性价比有决定下游增速的作用。
电动车:从价值量和重要性看最大的均为电池,成本构成彰显价值量,电池包在整车中成本占比在30-40%,电动车渗透率提升的关键又在于对标燃油车的经济性,
储能:和电动车类似,在下游成本占比高(约55%),是决定储能经济性的关键。
电池厂天然参与材料开发,是技术迭代领导者,故地位高于上游锂电材料。锂电池上游包括四大主材(正负极、隔膜、电解液)+铜铝箔+导电剂+结构件等。虽然电池70-80%成本构成在直接材料,但电池作为系统工程,电池厂天然会参与材料技术的研发,如宁德的发明专利中接近40%为材料专利,因此技术壁垒更高。在技术变革时,电池厂由于深度参与前端材料研发,其承担的角色是主导材料技术变迁的“裁判员”角色。


1.3.龙头宁德时代应付明显高于应收,强劲现金流展现出其在产业链的强势地位
通过应收、应付账款可以看出动力电池龙头公司宁德时代在产业链地位较高。应付代表着公司对上游的占款,应收代表着下游对公司的占款,我们认为其背后是上下游之间议价权的体现。以各公司21年数据为例,以应付/应收可以使得不同收入体量公司可比,可以看出宁德这个比例在4.5,遥遥领先同产业链的锂电材料,甚至高于芯片代工-台积电(1.0)、光伏组件-隆基(2.8)、消费电池-珠海(2.1)。
此外,动力电池宁德也展现出强劲的经营性现金流量净额。同样通过除以净利润,使得不同公司可比,宁德以2.7领先其他公司。


1.4. 锂电池生产是系统工程,挣的是高端制造、精细化管理的钱
电芯是一个电池系统的最小能量单元,多个电芯组成一个模组,再多个模组组成一个电池包。
从电芯-模组-电池包生产涉及数百道工序,数千个工艺控制点,考验的是电池厂的材料开发、平台设计,大批量生产制造的综合素质。动力&储能电池内部电芯个数明显高于消费电池,一个车用电池包如特斯拉21700方案中,一般有4个模组,有4400多个电芯。如此庞大的电芯个数,追求的是在大批量生产下兼顾能量密度、循环寿命、安全性、高低温性能、倍率性能等的一致性、经济性、稳定性。



1.5.从电芯到电池包环节众多,追求的是极限制造下极低不良率
从电芯-模组-电池包涉及多个控制点,典型的如:洁净度、自动化度,以及其他各种最终反映到电芯不良率。
对车间的管理:搅拌、涂布、冷压环节都需严格控制粉尘,宁德对粉尘的管控水平相当于医药级别。此外冷压环节还需控制湿度。
自动化程度:卷绕、组件装配考验自动化程度。
21年9月,宁德时代工厂被世界经济论坛评为全球“灯塔工厂”,成为全球首个获此认可的电池工厂。宁德时代利用人工智能、先进分析、边缘计算和云计算等技术,可以每1.7秒生产一个电池,缺陷率仅有十亿分之一,同时将劳动生产率提高了75%,能源消耗降低了10%。


2. 从复盘到展望,核心结论:业绩弹性来自供应链管理,估值弹性来自新技术
第一性原理来看,动力电池比拼的是电池性价比
性能:追求三高一长,高能量密度、高安全、高倍率、长循环——依赖技术进步(可通过材料体系、封装形式、结构体系改进)
成本:追求低成本,能量密度的提升也可带来单wh电池成本下降——分为技术降本和供应链降本
动力电池技术迭代可分为材料体系、封装形式、结构体系
对于动力电池性能的追求可以简化为三高一长:高能量密度(续航里程)、高安全、高倍率(快充)、长寿命(循环寿命)。新能源车追求综合的消费体验决定了电池追求综合性能,新能源车追求长续航,加速、爬坡性能,高低温适应性,使用寿命,安全,快充性能,对应到电池层面系能量密度,功率密度,高低温性能,循环寿命,安全性能,倍率性能。
三高一长性能追求可通过材料体系、封装形式、结构体系的技术迭代实现。
材料体系:正负极、隔膜、电解液、铜铝箔等,不同材料可带来不同的性能。
封装形式:简单说就是电池的形状,有方形、圆柱、软包之分。
结构体系:一般动力电池的结构为电芯-模组-PACK-底盘,为了节省空间,可取消中间的模组、PACK环节。

2.1. 回顾历史(15-20年)
行业发展初期,在保证安全的情况下,最关注能量密度的提升
材料体系:15-20年主要通过改进材料体系提升电池能量密度,包括正极高镍化、隔膜薄化+干法?湿法,铜铝箔薄化。
封装形式:15-20年方形以高成组效率+以宁德为主国内电池厂的拉动成为主流。
结构体系:本质逻辑是通过提升空间利用率提升能量密度,已实现CTP1、2代,刀片电池。
公司:1)宁德时代:引领行业技术进步,高镍化+更薄铜箔+CTP进展大幅领先同行,凭借准确的技术路线研判+强大的成本控制能力,夺得全球市占率第一;2)比亚迪:凭借刀片电池打开铁锂续航天花板,22Q1市占率夺得全球第三。
2.1.1. 动力电池发展初期,提升能量密度是第一要义
动力电池发展初期,低能量密度基数+政策导向,提升能量密度是头等大事。2015年工信部明确动力电池单体能量密度不得小于120Wh/kg,电池组能量密度不得小于85Wh/kg。
对能量密度的提升可分为三个维度:材料体系+封装形式+结构体系,15-20年主要发力在材料体系,且基本迭代到天花板,封装形式15-20年方形占优,近两年大圆柱之风吹起,结构体系20年开始,尚处于高速发展期。
材料体系:正极追求高镍化(效果最为显著),隔膜(干法?湿法?涂覆,厚度也在减薄)、铜箔(8微米?6微米?4.5微米)、铝箔追求薄化。
封装形式:方壳成组效率最高,软包单体能量密度最高,圆柱生产效率最高,圆柱体系下又有18650?2170?4680
结构体系:主要理念为减少附属物的重量和体积,包括CTP(跳过模组),CTC(电芯直接到底盘),目前技术仅实现CTP。
2.1.2. 15-21年三元得益于高镍化能量密度逐年提升,铁锂体系接近能量密度天花板徘徊不前
15-21年三元电池通过提升镍含量,能量密度逐年提升。三元正极材料从523到622到811,实际比容量从155提升至190mAh/g),与此对应的是我们通过统计工信部推荐车型能量密度中位数(方便排除极值影响),发现三元电池系统能量密度从17年的117提升至21年的162wh/kg。
铁锂电池由于早已接近理论能量密度上限,18-20年系统能量密度徘徊在140wh/kg。


2.1.3. 15-20年隔膜从干法到湿法、铜铝箔逐渐薄化以追求更高的能量密度
轻薄的湿法隔膜更能满足电池对能量密度的追求,湿法占比从40%+提升至70%+。全球口径下湿法隔膜2016年的42.5%提升至2020年的70.4%。国内口径下,21年湿法隔膜占比在74%,湿法隔膜厚度从16/14μm向12/9/5μm迭代。
薄铜箔有利于提升电池能量密度,目前国内多采用6微米,海外多8微米,宁德正处于切4.5微米过程中。相较8μm锂电铜箔,6μm、4.5μm锂电铜箔分别可提升锂电池5%、9%的能量密度。国内电池厂加速推进铜箔薄化,海外电池厂进度慢于国内。1)海外电池厂:多采用8μm铜箔。2)国内电池厂:宁德时代正从6μ切4.5μ中,其他电池厂从8μ切6μ中。
薄铝箔同样利于提升电池能量密度,从早期的20μm迭代到目前的9/12/13μm。

2.1.4. 19年底宁德提出CTP,20年初比亚迪提出刀片电池打开铁锂电池能量密度天花板
2019年,宁德时代在德国法兰克福国际车展上,推出了全新的CTP高集成动力电池开发平台(Cell To Pack),即电芯直接集成到电池包。CTP电池包体积利用率提高了15%-20%,电池包零部件数量减少40%,生产效率提升了50%,电池包能量密度提升了10%-15%,将大幅降低动力电池的制造成本。
2020年3月,比亚迪举行刀片电池发布会,跳过模组,极大提升了体积利用率,加上超过的集成效率打开了铁锂电池能量密度和续航天花板。传统电池包40%的空间利用率,刀片电池的体积利用率超过60%,首搭“刀片电池”的比亚迪汉续航里程达到600km。
CTP和刀片电池提升了铁锂电池续航天花板,自20年下半年搭配二者的车型上市以来,铁锂在乘用车占比逐渐提升。根据中国汽车动力电池产业创新联盟数据,22年4月国内铁锂装机占比达67%(21年1月在38%)。

2.1.5. 受益于CTP、刀片电池,铁锂体系崛起,受益于宁德和国内电池厂,方形成为主流
铁锂崛起得益于CTP、刀片电池。18-20H1是铁锂的淡季,2019年在动力市场装机占比下降至33%,20H2开始崛起,到22年1-2月占比达56%。
方形是动力电池的主流,主要系国内以宁德为首的均选择的是方形路线。18-19年全球方形电池占比达57%,20年略有下降我们认为系LGES占比提升所致。21年国内方形电池占比达86%,较20年提升6pct。


2.1.6.宁德引领行业技术进步,高镍化+更薄铜箔+CTP进展大幅领先同行
材料体系层面,宁德高镍化进展领先。过去几年主要是提升镍含量以提升电芯能量密度,但高镍化带来的是安全性降低。高镍正极材料应用在电池上对电池厂要求较高,目前国内宁德高镍化进展较为领先(从容百客户即可知),其他电池厂三元体系多采用中镍体系。
率先采用更薄铜箔,背后反映的是更强的电池制造能力。铜箔越薄能量密度越高,但降低了安全性能。宁德19年大规模将铜箔从8微米切换到6微米,21年开始率先采用4.5微米,而LG至今多采用8微米,国内二线21年才大部分转向6微米。
结构体系层面,宁德率先提出、应用CTP,并推广至海外。19年9月提出,20-21年陆续应用到多款车型,21-22年CTP技术出口至美国、泰国、欧洲。


2.1.7.宁德凭借准确的技术路线研判+强大的成本控制能力,22Q1夺得全球市占率第一,比亚迪凭借刀片电池,22Q1市占率夺得全球第三22Q1宁德全球市占率达35%,较16年提升20pct,国内市占率在50%左右,是当之无愧的全球龙头,且提升主要来自对海外(松下、LG、三星)份额的抢夺。
我们认为宁德16-22Q1能够抢夺海外电池厂份额的原因来自:1)技术路线判断正确,典型系方形铁锂和三元圆柱同时用于特斯拉,方形铁锂版占比快速提升至80%左右;2)成本控制能力强,一方面,宁德材料采购单价明显低于LG(20年LG负极、隔膜、电解液采购价格在3.9万元/吨、4.3元/平、5.1万元/吨,我们预计宁德在3.2万元/吨、1.5元/平、2.7万元/吨),20年LG期间费用率高于宁德5个点。
比亚迪凭借刀片电池和强产品的车型,20年-22Q1市占率持续提升到全球第三。刀片电池打开铁锂续航天花板,叠加旗下车型强产品力,带来20年-22Q1全球市占率持续提升(7%?11%)。

2.2. 立足当下(21-22年)
技术迭代放缓,成本压力骤增,成本竞争更为重要,成本竞争看供应链管理
技术迭代放缓,当前电池已能满足主流车型对续航的追求
电池的进步带来电车的强产品力,需求大发展下供需紧张,电池成本端承压。
从成本构成看,电池70-80%系直接材料,故降本重心在材料,材料成本竞争看供应链管理。
上游资源品锂、镍-选择自己做/参股锂、镍项目;中游材料-选择伙伴合资扩产保供即可。
目前锂布局宁德、亿纬、国轩较为领先,镍、中游材料布局宁德、亿纬较为领先。
2.2.1.技术迭代放缓,当前电池已能满足主流车型对续航的追求我们认为21年至今电池技术迭代在放缓。从结果看,统计工信部推荐车型能量密度中位数发现,21年-22年至今,三元电池系统能量密度在160Wh/kg左右,铁锂在150Wh/kg左右。
当前电池已能满足主流车型对续航的追求。21年国内前五畅销车型中,特斯拉、比亚迪在600公里续航,广汽Aion S在500公里,其他在200-300公里。

2.2.2.电池的进步带来电车的强产品力,需求大发展下供需紧张,电池成本端承压电池技术进步下,主流车型已可做到300-500的续航,新能源车销量和渗透率快速提升。国内新能源车月销量从15年1月的0.6万辆提升至22年4月的30万辆,渗透率从0.28%到25%。
需求大爆发带来中上游材料大幅涨价。根据鑫椤锂电数据,21年6F涨幅402%,电池级碳酸锂涨幅332%,22Q1继续上涨至50万元/吨左右,此外铜铝箔、隔膜也纷纷涨价。


2.2.3. 中上游材料大幅涨价,电池单位盈利跌至历史底部
2.2.4. 21年至今,一二线电池厂盈利能力明显下滑,提示材料成本控制的重要性材料成本压力下,21年Q1国内外一二线电池厂盈利能力明显下行。除孚能22Q1大幅涨价、海外电池厂有长协外,强如宁德盈利能力也逐季度下探,到如今锂价仍居高不下,控制材料成本是当前核心问题。

2.2.5.锂电池材料成本占比高+电池处于产业链中扩产周期相对较短环节,故易发生中上游供需紧张电池成本构成中,70-80%是直接材料,且产业链长,上游涉及锂、镍、铝、铜等大宗品,中游细分材料多,且电池处于产业链中扩产周期相对较短环节,故中上游容易出现供需紧张从而影响电池成本。


2.2.6.掌控资源端+合资扩产中游,完善的供应链布局能够保证成本优势对于上游资源品,特别是锂、镍是动力电池发展的源泉,未避免日后再次被上游掣肘,电池厂开始选择自己做/参股锂、镍项目。
中游材料(正负极、隔膜、电解液)等,我们认为从稳态以后的ROIC角度看,低于电池,且电池厂天然参与新材料甚至决定材料的迭代方向,故电池厂选择伙伴合资扩产保供或许是更好的方式。

2.2.7.锂布局宁德布局江西锂云母,亿纬布局大柴旦盐湖锂价大幅上涨压力下,自21年起电池企业纷纷布局锂资源,不同于过去几年的参股,形式变为买矿/买盐湖股权,自建冶炼产能,典型系亿纬锂能21年7月购买大华化工股权(其享有大柴旦盐湖采矿权),宁德22年1月于永兴合资建锂盐厂,4月购买江西丰县锂矿。

国轩布局江西锂元母,欣旺达布局盐湖
国轩自21年开始在江西布局锂矿,目前已取得2个探矿权,且自建冶炼产能,预计22年产量达8000吨,23年达3万吨,2025年实现碳酸锂满产产能12万吨
欣旺达19年有购买东台吉乃尔湖西段深层卤水钾矿3年开采权和金藏膜。

2.2.8. 镍布局:宁德赴印尼扩建镍到电池一体化项目,亿纬通过参股/合资形式布局镍宁德时代有子公司邦普(前驱体公司),邦普现有镍铁产能3.6万金吨,此外拟在印尼扩建从红土镍矿开发、火法冶炼、湿法冶炼、三元电池材料到电池回收及三元电池等产业集成化的电池全产业链项目。
亿纬锂能参股华友的华飞镍冶炼项目(持股17%),此外和格林美签订供应协议布局回收产业。

2.2.9.中游材料供应链宁德通过控股/参股/合资扩产/订单扶持多种方式布局宁德的对中游供应链布局全面,涉及到正负极、隔膜电解液、铜铝箔、导电剂、设备、回收多个环节。
宁德布局方式多种多样,包括控股/参股/合资扩产/订单扶持等多种方式,此外宁德在中游供应链有很强的扶持二供能力,典型系尚太科技在宁德扶持下市占率明显提升。


二线电池厂中,亿纬锂能布局较为领先
亿纬锂能对中游主材供应链均有布局,方式均为合资扩产,持股比例多数在40%,以上扩产在近两年会陆续扩产。
欣旺达、国轩、孚能也在进行中游供应链布局,布局完善度排序为国轩>欣旺达>孚能科技。

2.3. 展望未来(23年~)技术与成本双重占优的企业方能涅槃胜出
材料体系迭代多元化:不仅仅追求高能量密度,也追求性价比(磷酸锰铁锂/M3P、钠离子电池),宁德依旧是引领者。
封装形式和结构体系的创新是突破能量密度提升瓶颈的关键。
不再单一聚焦能量密度的提升,快充性能、安全性能比拼也变得重要
2.3.1.材料体系迭代多元化,不仅仅追求高能量密度,也追求性价比,宁德依旧是引领者宁德时代正大力布局研发磷酸锰铁锂。宁德时代拥有力泰锂能60%股权,在宁德时代控股前,该公司具备2000吨/年磷酸锰铁锂产能,宁德时代入股后,力泰锂能计划加大磷酸锰铁锂材料产能扩张,且于今年年初在四川眉山成立子公司。
宁德时代计划推出的新产品M3P(不是磷酸锰铁锂,还含有其他金属元素),公司称之为磷酸盐体系的三元,成本较三元下降,性能较铁锂有所提升。
21年7月,宁德时代召开钠离子电池发布会,并表示23年基本形成产业链。宁德时代表示其第一代钠离子电池可实现 160 Wh/ kg 的单体能量密度,同时电池系统集成效率可以达到 80% 以上,且钠离子电池拥有良好的快充(充电 15 分钟可补充至 80% 电量以上)、低温性能。

2.3.2.封装形式、结构体系的创新成为当前阶段电池厂的突破能量密度瓶颈的重点前几年电芯单体能量密度提升明显,系统能量密度却变化不大。宁德21年报显示已实现单体能量密度300Wh/kg,但从工信部推荐车型看高能量密度的也仅200出头,这说明集成效率低,集成效率提升依赖结构体系改善。
从迭代难度和发展空间看:
材料体系的迭代触及瓶颈且边际效用递减。三元正极材料从523到622到811,隔膜从干法到湿法,厚度从16到12到9微米,铜箔从8到6到4.5微米,均已触及迭代瓶颈,继续迭代难度加大且边际效用递减。
封装形式的迭代主要是特斯拉提出4680大圆柱电池,其效用依赖和材料体系和结构体系的配合。
结构体系的迭代刚刚开始,尚有较大发展空间。从电芯-模组-PACK-汽车底盘,三次集成有很多冗余环节,很多不产生能量密度的结构支撑件,在这种传统的电池包结构中,体积利用率仅40%左右,比亚迪刀片跳过模组环节可提升到60%,往后看预计PACK-底盘环节尚有较大突破空间。
从迭代参与者看:
材料体系迭代涉及电池厂和材料厂,材料厂是实践者,电池厂是引领者和主导者。
封装形式的迭代涉及电池厂和车企。特斯拉创新性提出4680电池,其强大的品牌力和号召力带动其他车企和电池厂跟进。
结构体系的迭代涉及电池厂和车企。
2.3.3.从封装形式+结构出发,20Q3特斯拉提出4680大圆柱+CTC提升电池能量密度
20年9月特斯拉电池日提出:1)“4680”新型电池,即直径46mm,高80mm的圆柱电池。根据特斯拉展望:4680将在2170的基础上能量(容量)提升5倍,里程提高16%,成本下降14%。2)CTC (电芯直接集成到底盘),其技术思路与飞机将燃料箱融于机翼一体这一设计相类似,目的是高度集成化,减少零部件的数量与总装工艺,降低成本+提升电池包能量密度的作用。

2.3.4.特斯拉大圆柱自20Q3提出,我们预计23年有望大规模量产出自特斯拉20Q3提出自产4680大圆柱电池后,进度一直在延期,这也说明新技术迭代的难度。不同阶段进度如下:
20Q4电话会:生产人员已经雇佣,材料供应链已经建立,有望今年投入生产,目标是2022年100GWh。
21Q1电话会:现在4680电池还没达到可以装车的水平,但已经很接近,在波兰订购了大部分电池生产设备,对2022年实现4680电池的量产感到乐观,随着工艺设备的成熟,4680电池的批量生产可能会在18个月内实现。
21Q2电话会:大量设备已订购并运抵奥斯汀和柏林进行电池生产,但必须根据中试工厂的经验进行修改,明年年底特斯拉的产能也许可以达到每年 100 GWH 。
22年2月:特斯拉庆祝生产一百万个 4680 型圆柱形锂离子电池的里程碑。据了解,特斯拉自 2020 年以来累计生产了 100 万个4680电池(约合0.1GWh,可生产1000辆Model Y),预计将用于得克萨斯州Model Y,预计在22Q1末进入市场。
从供应链看,松下频传扩产新闻,国内隔膜、铜箔签订保供协议,我们预计23年大圆柱有望大规模放量。

2.3.5.22年宁德提出CTP第三代,比亚迪提出CTB,能量密度再上新台阶22年宁德推出第三代CTP技术(麒麟电池)的系统重量、能量密度及体积能量密度继续引领行业最高水平。在相同的化学体系、同等电池包尺寸下,麒麟电池包的电量,相比4680系统可以提升13%。
2022年5月,比亚迪发布CTB技术,车身底板与电池上盖板的集成,使得采用了CTB技术的动力电池系统体积利用率提升至66%;让电池包与车身融合,安全性能大幅提升,整车侧柱碰撞入侵量减少45%;整车扭转刚度提升一倍至40000+N·m/°,麋鹿测试通过速度83.5km/h,单移线速度133km/h,最大横向稳定加速度1.05g,操控性能达到跑车级水平。

2.3.6.不再单一聚焦能量密度的提升,快充性能、安全性能比拼也变得重要宁德时代:1)超快充技术(最快5分钟 充至80%电量)。2)无热扩散技术——提升新能源汽车电池系统的安全性能。2020年9月,宁德时代率先在811产品上实现了无热扩散,陆续有部分车企、电池企业都推出了各自的无热扩散技术,当前无热扩散技术已经成为行业主流。宁德时代的1000km更高比能的无热扩散技术将在2023年实现量产。
欣旺达BEV超级快充电池产品预计在2022年底量产。续航里程可达700公里,充电10分钟续航400公里,10年/20万公里质保,不限快充次数,实现不起火安全技术方案。

2.3.7.当前锂价高位+技术迭代放缓,成本竞争重要,往后看成本竞争依旧重要21-22年来电池厂收入纷纷起量,一线进入千亿收入规模,二线迈过百亿收入规模门槛,此时市场的考核不再仅仅是收入,开始进入利润率的考核。从现金流净额合CAPEX看,目前也仅宁德能覆盖投资。
对一线电池厂来说,成本竞争是能否进一步拉开盈利差距的关键,对二线电池厂来说是能否长期活下来的关键,终究是要开始盈利,才能共享行业发展大蛋糕。


2.3.8.总结:目前技术迭代放缓,是二线蜜月期,二线投资关注收入、利润弹性,一线投资关注新技术储备我们认为当前时间点处于上一轮材料体系(高镍、更薄铜铝箔、隔膜)的技术迭代基本完成,新的材料体系和结构体系正处于大力研发中,封装形式处于变革期。
材料体系:磷酸锰铁锂、M3P、钠离子电池。
封装形式:4680/4690等大圆柱加速推进中。
结构体系:CTP3代、CTB发展中、CTP 4代、CTC概念期。
短期技术放缓,二线迎来一段蜜月期,当上一轮材料体系(高镍、更薄铜铝箔、隔膜)的技术迭代基本完成,新的材料体系和结构体系正处于大力研发中,在宁德时代新技术大规模量产前,二线电池厂有一段缩小差距的蜜月期,典型系:
亿纬:21-22年快速布局好锂、镍、四大主材供应链,22Q1全球市占率跻身全球第十(1.2%);
欣旺达:布局锂、磷酸铁、负极、隔膜,22年4月全球市占率跻身全球第九(1.7%)。
处于蜜月期的投资,二线关注收入弹性(来自产线跑顺、市占率提升)、利润弹性(来自规模效应、供应链管理)。而对一线,利润弹性不担心,更加关注新技术的储备,下一轮有望凭借新技术(如第三代ctp、大圆柱、快充)再次拉大差距。
3. 投资机会
业绩弹性——供应链管理和规模效应:单位盈利触底回升,利润弹性来自供应链管理和规模效应,重点推荐【宁德时代】、【亿纬锂能】、【欣旺达】,建议关注【国轩高科】。
估值弹性——新技术:技术溢价有望再次带来市占率提升和超额收益,重点推荐CTP3的【宁德时代】,大圆柱的【亿纬锂能】,快充的【欣旺达】(与电子组联合覆盖)。
3.1.宁德时代:22Q1电池单位盈利在历史低点,随着价格陆续调整到位,Q2开始有望回升宁德22Q2业绩量上环比持平,业绩增长来自涨价带来的单位盈利的提升。
我们预计动力22Q2单价环比平均涨幅在14%,成本端根据Q2正极单价涨幅,预计增加0.06元/wh,则动力毛利率有望回升至16.6%,单GWh净利润回升至0.45亿元,销量44GWh,实现利润20亿元,环比增加18.7亿元。
我们预计储能22Q2单价涨幅15%,成本端增加0.065元/wh,毛利率回升至19%,单GWh净利润0.74亿元,销量6GWh,实现利润4.4亿元,环比增加3.4亿元。

3.2.亿纬锂能:随着调价到位,预计22Q2动力盈利能力修复到21Q4水平,同时供应链布局开始贡献投资收益22Q1公司涨价也较少,主要系争取更多订单+谈成新的价格模式需要时间。Q1三元软包的海外客户调价也有时滞。
随着调价,我们预计22Q2盈利能力修复到21Q4水平(三元软包恢复7-8%净利率),22H2恢复到21Q3盈利能力。
随着参股锂盐厂、铁锂厂开始投产,Q2开始贡献投资收益,其中锂在1.4亿元(具体测算见下页),其他0.1亿元。

3.3.欣旺达:产线跑通,22Q1动力电池毛利率转正,Q2毛利率有望提升至8%公司毛利率从21Q4的-3%提升至22Q1的5%,我们认为主要系稼动率的提升(产线跑通了)。
随着动力提价,我们认为22Q2毛利率有望提升至8%,叠加费用率有望下滑至15%,则动力净利率在-7%,公司动力有望明显减亏。
消费电芯端,预计Q2收入些许下滑,但考虑到涨价,利润率有所提升,预计贡献利润8000万元+。

3.4.估值弹性看新技术储备,看好多项新技术领头羊宁德时代从这两年结果上看,宁德时代没有推出实质提升能量密度或改善其他性能的新技术,但这符合技术迭代边际难度增加+效用递减的规律。
从储备上看,宁德当前有着多项技术,一旦突破将再次拉大公司和二线的差距,新技术包括:
材料体系:钠电池、磷酸锰铁锂、M3P等;
封装形式:拿下宝马大圆柱定点,消除市场对宁德不做大圆柱的担忧;
结构体系:23年+实现Gen3系列CTP-X,25年实现GEN4集成化CTC。
其他:无热扩散、巧克力换电

3.5.估值弹性看新技术储备,看好大圆柱的亿纬锂能,23年有望放量,后续主打高性能动力市场公司大圆柱电池定位中高端市场,认为凭借其对高性能材料的适配性+安全性高,主打高性能市场,对于中低端市场以方形铁锂主打。
公司目前在荆门扩产了大圆柱产能20G,我们预计在今年底到明年陆续投产,明年有望贡献出货5G。

3.6.估值弹性看新技术储备,看好快充领先的欣旺达欣旺达得益于在HEV市场的积累(注重高功率、注重快充),公司纯电产品也注重对快充性能的研发。
从下游看,小鹏G9新车型和理想L9都主打快充,我们认为欣旺达有望凭借快充优势在未来动力市场竞争中占据一定地位。

4.风险提示电动车销量不及预期:电池目前最大的下游系电动车,若未来销量不及预期,将影响我们对整个产业链的判断。
储能增速不及预期:储能目前处于高增中,是电池高速成长的下游,若未来增速不及预期,将影响我们对整个产业链的判断。
新技术进展不及预期:大圆柱、CTP3、快充,若相关公司新技术、新产品迭代实现不及预期,将影响我们对其估值和远期市占率 的判断。
碳酸锂自供不及预期:相关公司在讲供应链布局时涉及碳酸锂自供,若自供量和成本不及预期将影响我们对利润的判断。
产能扩建不及预期:我们有对电池公司远期市占率的判断,若相关高速产能扩张不及预期,将影响判断。
测算具有主观性:本文涉及市场空间的测算,相关假设有一定主观性,仅供参考。
疫情影响超预期:若未来疫情加剧,将影响整个产业链的供需,从而影响相关行业增速和公司业绩增速。
          
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