从主机厂进入动力电池行业看格局演变.pdf

1行业评级：上次评级：行业报告 | 汽车强于大市强于大市维持2021年 08月 26日从主机厂进入动力电池行业看格局演变行业专题研究动机分析：主机厂为何进入动力电池行业？ 新能源汽车销量增长稳定，动力电池市场空间广阔； 动力电池缺口较大，而主机厂要求稳定可靠的供应； 动力电池价值量大，是新能源汽车的核心零部件； 动力电池与整车性能强相关，同步开发更好适配应用场景。条件分析：主机厂进入动力电池行业的有何优势和挑战？ 主要优势： 电池 技术趋于成熟，主机厂具有后发优势；背靠主机厂，动力电池出货量增长快速且稳定；主机厂对车理解更深，车端需求可以直接穿透到电池； 新技术、工艺和设备可以快速应用； 电池和底盘同步开发，更易应用 CTC/等技术方案。主要挑战：需要积累对上游产业链的整合能力； 需要对研发的持续投入，积累研发和制造的经验； 成本控制能力相对较弱。趋势分析：主机厂如何进入动力电池行业？ 目前多数主机厂基本已具备自产 PACK的能力，并通过入股、合资以及自建工厂的方式向上游电池布局。其中弗迪电池、长城汽车 /蜂巢能源、广汽集团 /巨湾技研是国内的三家具备 自研自产动力电池能力的车企。广汽集团 /巨湾技研处于起步阶段，有在建产线和投产计划；长城汽车 /蜂巢能源处于发展阶段， 1-7月装机量排名国内第七，已获得其他 25个主机厂定点；弗迪电池处于成熟阶段， 1-7月装机量排名国内第二，未来将外供福特、一汽等。我们判断，主机厂进入动力电池行业后，在车辆端，会呈现自研自产和外部采购对抗竞争的趋势；在电池端，会呈电池成本降低，到拓展外供客户，再到丰富应用场景的趋势。影响分析：主机厂进入动力电池行业如何影响行业格局？ 我们认为，主机厂进入动力电池行业，会首先对二线动力电池企业造成冲击，并且后续有望持续扩张，冲进一线梯队；而龙头电池企业，如宁德时代等，在同主机厂自研自产电池的竞争中能保持一定份额；此外，上下游产业链或因主机厂进入动力电池行业受益。投资建议： 新能源汽车销量增长稳定，动力电池市场空间广阔。动力电池价值量大，是新能源汽车的核心零部件。主机厂进入动力电池行业，可以保证动力电池的供应，增强对产业链的控制能力，增强电动汽车产品的竞争力，上下游产业链或因此受益。（ 1）推荐已经自研自产或具备自研自产动力电池能力的车企 【 长城汽车、广汽集团 】 等。（ 2）建议关注经验丰富且配套多家下游车企，在同主机厂自研自产电池的竞争中能保持一定份额的头部电池企业 【 宁德时代、国轩高科 】 等。（ 3）建议关注与蜂巢能源等公司有合作关系的可能因主机厂进入动力电池行业而受益的公司 【 华友钴业、杉杉股份、科达利、诺德】 等。测算有一定主观性存在偏差风险摘要目录1、动机分析：主机厂为何进入动力电池行业？2、条件分析：主机厂进入动力电池行业的有何优势和挑战？3、趋势分析：主机厂如何进入动力电池行业？3请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明5、投资建议4、影响分析：主机厂进入动力电池行业如何影响行业格局？、动机分析：主机厂为何进入动力电池行业？11.1 新能源汽车销量增长稳定，动力电池市场空间广阔 国内新能源汽车的销量于 2021年迎来快速增长，未来一段时期增速稳定。 根据 IHS Markit报告，中国电动汽车销量从 2021年开始进入快速增长期，增速稳定。预期将从 2020年的约 1.0百万辆增加至 2025年的 4.2百万辆，将超过美国及欧洲电动汽车销量的总和。 受益于新能源汽车的高速增长，动力电池的市场空间广阔。 根据高工锂电网的预测，受益于新能源汽车的快速增长，到 2025年国内动力电池的出货量将达 470GWh，近五年的年复合增速高达 42.5%。图：国内电动汽车销量（百万辆）及增速 图：国内动力电池出货量（ GWh）及增速1.2 动力电池缺口较大，而主机厂要求稳定可靠的供应 动力电池缺口较大，全球电动汽车或长期面临“电池荒”。 目前锂电池缺口较大，且新产能的投资建设周期长，一般需要 1-2年，因此缺口或将长期存在。根据 SNE Research的预测，到 2023年，全球电动汽车对动力电池的需求达 406GWh，而动力电池供应预计为 335GWh，缺口约 18%；到 2025年，这一缺口将扩大到约 40%。 动力电池市场份额集中度较高，叠加动力电池供不应求处于卖方市场，目前电池供应商的话语权较大，削弱了主机厂对产业链的把控能力。 根据中国汽车动力电池产业联盟发布的数据， 2021年 1-7月，国内动力电池装机量CR3达到 72%，龙头企业宁德时代占比接近 50%。 而 2020年宁德时代对吉利、长城、蔚来、小鹏、理想等车企的供应占比都超过了 60%。头部电池供应商在产业链中的话语权较大，影响了主机厂对电池供应稳定性的要求。图： 2021年 1-7月国内动力电池装车量占比 表： 2020年宁德时代 TOP10客户分析配套车企 装机量 (GWh) 供应占比蔚来汽车 3.1 100.00%宇通客车 2.69 94.72%小鹏汽车 1.71 83.01%特斯拉 1.67 19.88%吉利汽车 1.23 82.00%长城汽车 1.18 67.82%广汽乘用车 0.99 26.26%理想汽车 0.96 70.07%东风汽车 0.89 78.76%北京汽车 0.85 78.70%1.3 动力电池价值量大，是新能源汽车的核心零部件 动力电池价值量大，是新能源汽车的核心零部件。 根据亿欧智库的数据，电动车的物料成本分布中，电池、电控及汽车电子共占造车物料总成本的约 65%，是物料主要花费。其中电池物料成本占比高达 35%，对比传统燃油车的动力系统，发动机和变速箱两者合计只占整车成本约 30%。 电池作为新能源汽车的核心零部件，可以参考主机厂对发动机从采购到自研的变化历程。 早年间，中国能自主生产发动机的车企较少，不少品牌的产销量都取决于三菱 4G6系发动机的供货情况。随着自主品牌车企的发展壮大，纷纷选择了自研发动机技术，改变了发动机领域三菱“一家独大”的现象。 2020年度的“中国心”年度十佳发动机评选榜单上，一汽、领克、东风、比亚迪、上汽、长安、长城等自主品牌的自研发动机纷纷上榜。图： 2020年电动车物料成本分布1.4 动力电池与整车性能强相关，同步开发更好适配应用场景 动力电池与整车性能强相关，主机厂自研自产动力电池，可以同步进行车辆和电池的开发，从而更好地适应车端需求，适配应用场景。 基于当前的电芯设计和制造工艺，车企外采动力电池时，通常需要根据电池企业已研在产的电芯参数去匹配动力系统，这种模式使得主机厂无法针对性地、灵活地调整对动力电池参数的需求。 由于不同车型（ 轿车、 SUV、 MPV ）的产品定位（高端、低端）、性能需求（ 运动、舒适）、应用场景（家用、营运、共享）都不一样，因此可能出现由于动力总成各部件参数匹配问题导致动力电池性能过剩、不足，或是与应用场景不相适应的情况。而主机厂自研自产动力电池，则可以同步进行车辆和电池的设计，避免性能冗余或不足，做到精益开发。图：动力电池系统设计流程确定整车设计要求确定车辆的功率和能量要求匹配合适的电芯确定模块组合结构形式BMS设计热管理设计仿真模拟试验验证主机厂自研电池可以同步进行电芯、模组、车辆的开发图：电芯参数对整车性能的影响分析容量（ Ah）额定电压（ V）放电倍率电芯参数 Pack成组 整车性能串联数量并联数量动力总成电压平台总电量续航能力最大电流动力性能串联 &并联数量电芯参数确定后，主机厂只能通过成组时串、并联的数量来匹配性能，容易造成性能冗余或不足、条件分析：主机厂进入动力电池行业的有何优势和挑战？22.1 优势一：技术经多轮迭代后趋于成熟，主机厂具有后发优势 随着动力电池的技术经过多轮发展和迭代，已经趋于成熟。 目前动力电池主要是磷酸铁锂和三元材料两大体系。磷酸铁锂体系的电池主打低成本、高性价比；三元体系的电池主打优质、高性能。从终端车辆来看，目前续驶里程普遍达到或超过 400-500公里，基本解决了用户里程焦虑这一焦点问题。 动力电池的技术趋于成熟，后入场的主机厂具备后发优势。 据孚能科技董事长王瑀预测，在目前动力电池的基础上，下一代动力电池的趋势是正极采用中镍和高镍，负极导入硅碳 -石墨。而 2018年从长城汽车独立出来的蜂巢能源，利用其后发优势，已经具备无钴高镍正极材料、天然石墨负极材料等下一代动力电池的关键技术能力。10图：蜂巢能源在 NCM三元技术的基础上进行 NMx无钴和 NCMA四元技术研发天风汽车团队2.1 优势二：背靠主机厂，动力电池出货量增长快速且稳定11图：宁德时代发展历程天风汽车团队 动力电池作为产业链的中游，其下游的需求是企业发展的基础。 复盘宁德时代的发展历程可以发现，从 2001年ATL进入苹果产业链，到 2012年 CATL与德国宝马达成战略合作开启高速增长的序幕，再到 2020年成为特斯拉全球动力电池供应商增加了新的高速增长点，宁德时代的快速发展与下游的旺盛需求是强相关的。 主机厂进入动力电池行业，其电动车辆的配套需求可以支撑其动力电池出货量快速且稳定地增长。 以蜂巢能源为例，成立后即配套长城欧拉汽车，出货量快速放量增长。在 2021年 1-7月的国内动力电池装机量中名列第 7位 ，超过孚能科技、捷威动力等电池企业。通过欧拉汽车的验证，蜂巢能源目前获得吉利、东风、 PSA、天际、零跑等国内外主流汽车厂家 25个销售定点，未来的放量增长潜力得到进一步提升。1999 2001 2011 2012 2017 2018 2020ATL在香港注册成立ATL成功进入苹果产业链ATL的汽车动力部们剥离，CATL成立CATL与德国宝马集团达成战略合作CATL第一次登顶全球动力电池出货量榜首CATL上市CATL成为特斯拉全球动力电池供应商2.1 优势三：主机厂对车理解更深，车端需求可以直接穿透到电池12图：广汽集团的石墨烯基超级快充电池和长续航硅负极电池天风汽车团队 传统的主机厂采购电池模式，主机厂缺少对电池开发方案的把控能力。 传统的主机厂向电池厂采购动力电池的模式，受限于电池厂的已有产品以及产线、设备的投资、运行状况，主机厂的选择有限，难以根据车端的需求针对性地进行电池方案的开发。 主机厂进入动力电池行业，可以根据应用场景和车端需求同步进行电池开发，更加灵活高效。 如广汽集团基于当前电动汽车充电慢和续航短的痛点，针对性地开发了石墨烯基超级快充电池和长续航硅负极电池， 将车端地需求高效地反馈到了电池研发端。石墨烯基电池快充能力达 8分钟充电 80%，硅负极电池续航能力达 1000km，已按计划开展实车测试，预计于今年即可分别搭载在 AION V和 AION LX车型上。2.1 优势四：没有历史包袱，新技术、工艺和设备可以快速应用13图：蜂巢能源研发的高速叠片工艺天风汽车团队 主机厂没有历史技术路线和存量工艺设备的包袱，可以快速应用新技术、工艺和设备，生产性能高、竞争力强的产品。 如卷绕和叠片这两种锂电池生产工艺，由于卷绕工艺广泛应用于消费类电池，因而在消费类电池向动力电池发展的过程里，多数电池厂沿用了卷绕工艺，一段时间内成为动力电池主流的生产工艺。而蜂巢能源在进入电池行业时，重点发力在能量密度、稳定性、安全性、循环寿命各个方面都更适用于动力电池的叠片工艺，并通过三代工艺创新，突破叠片效率瓶颈。第一代叠片工艺量产： 0.6s/pcs 45 角叠片第二代叠片工艺测试样机： 0.45s/pcs 使用线性叠片方式第三代叠片工艺原型开发： 0.25s/pcs 同一时间可叠两片极片叠片工艺的优势能量密度 叠片结构充分利用边角空间，能量密度高出约 5% 稳定性 在变形和膨胀力方面，叠片工艺的尺寸更加稳定安全性 卷绕电池绝缘结构复杂，危险 排气压力：叠片 卷绕 循环寿命 EOL后，卷绕电芯变形和膨胀更严重， 影响电芯衰减性能2.1 优势五：电池和底盘同步开发，更易应用 CTC/CTV等技术方案14图：宁德时代系统集成技术规划天风汽车团队 CTC/CTV方案是未来电动汽车电池成组技术的重要发展方向。 随着电动汽车对于便捷性、轻量化的要求提升，CTC（ Cell to Chassis）和 CTV（ Cell To Vehicle）逐渐成为技术研发和应用的重要方向。在 CTC/CTV的电池技术下，电芯将直接集成到底盘上，实现更高程度的集成化，不但减轻底盘重量，降低一部分成本，还可以将车内空间最大化，有利于车联网等智能设施布局。 CTC/CTV方案需要整车开发的配合，主机厂同步开发电池和底盘，更易应用 CTC/CTV等技术方案。 根据宁德时代董事长曾毓群介绍， CTC技术不仅会重新布置电池，还会纳入包括电机、电控、 DC/DC、 OBC等动力部件；未来 CTC技术还将进一步通过智能化动力域控制器优化动力分配和降低能耗。由于底盘、动力总成及其控制是汽车的核心部分，与电池厂共同开发可能涉及保密问题且效率不高，主机厂同步开发电池和底盘是更可行的选择。2019 2021 2023 2025 20302.2 挑战一：产业链的整合能力 对上下游产业链的整合能力，对动力电池企业的产能、成本和利润有着较大影响。 动力电池是典型的中游行业，下游的应用场景决定市场空间，而上游的供应链对产能、成本和利润有较大影响。以龙头企业宁德时代为例，除了和上游的供应商深度合作之外，宁德时代在上游的锂原料、镍原料、正极材料、负极材料、电解液和锂电设备等领域均有布局，通过对产业链的整合保证产能扩张的能力和利润空间。 我们认为，主机厂进入电池行业，下游的需求有保证，但对上游产业链的整合能力需要逐步积累。 目前，蜂巢能源已经入股澳大利亚 Pilbara锂矿公司并参股广西天源布局氢氧化锂。15表：宁德时代的产业链布局上游资源 宁德时代 的 布局情况锂间接持股澳大利亚锂矿 Pilbara Minerals 8.5%间接持股加拿大锂矿 North American Lithium Inc. 43.6%直接持股四川天宜锂业 15%天华超净定增获配 1.2亿元钴 间接持股加拿大镍矿 North American Nickel Inc. 25.4%与格林美等在印尼投建 5万吨 /年硫酸镍项目正极材料 子公司邦普回收废旧正极材料，生产三元前驱体与三元材料持股曲靖麟铁 40%，投建 1万吨 /年磷酸铁锂项目负极材料 通过子公司屏南时代投建 430吨 /年硅基负极项目电解液 通过子公司龙岩思康投建 300吨 /年新型锂盐项目锂电设备 通过认购先导智能定增持股 7.3%成为第二大股东间接获得星云股份增发 309.6万股2.2 挑战二：研发和工艺的经验积累16图：主要电池企业研发费用（单位：亿元）及研发费用营收占比天风汽车团队 动力电池产业的研发费用较多，研发费用营收占比较大，电池企业的发展依赖于持续的研发投入。 从研发投入占收入的比重看，宁德时代、国轩高科和亿纬锂能平均在 7%左右，而营收相对较低的孚能科技平均接近 30%。从研发投入的数值上看，龙头企业宁德时代研发投入显著高于其他企业，而其他主要电池企业近一年的季度研发投入也基本达到或超过 1亿元。 我们认为，随着电池企业对研发的持续投入，积累了深厚的产品研发和制造工艺的经验，形成其竞争优势。2.2 挑战三：成本的控制能力17图：主要电池企业的销售毛利率（单位： %）天风汽车团队 头部的动力电池企业的成本控制能力相对较强。 由于处于头部的动力电池企业：已经对产业链进行了一些整合；已经积累了深厚的产品研发和制造工艺的经验；已经有稳定增长的出货量，可以通过规模效应进一步降低成本，因此其成本控制能力相对于刚进入动力电池行业的主机厂是有优势的。 主机厂进入动力电池行业之后，随着在产业链整合能力和研发能力上逐步积累，以及动力电池出货量快速且稳定地增长，其成本控制能力也会逐步增强。 而且动力电池行业毛利率相对较高，宁德时代、国轩高科和亿纬锂能近一年的平均毛利率均超过 20%，营收相对较低的孚能科技也超过 12%。 因此，主机厂配套自研自产的电池降低了整车的成本，可以抵消一部分对电池成本控制能力较弱的劣势。趋势分析：主机厂如何进入动力电池行业？3一汽 /上汽 /广汽 /东风 /吉利+宁德时代3 主机厂进入动力电池行业的主要方式 目前多数主机厂基本已具备自产 PACK的能力，并通过入股、合资以及自建工厂的方式向上游电池布局。 PACK是链接电芯生产与整车运用的关键环节，目前上汽、吉利、长城、长安、广汽、奇瑞、蔚来、小鹏、理想、威马等主机厂均有自建的 PACK厂作为其产品的电池系统供应商；主机厂主要通过入股、合资以及自建动力电池工厂等方式进一步向上游电芯生产环节布局渗透。19图：主机厂进入动力电池行业的主要方式天风汽车团队主机厂的参与程度 低 高入股电池企业 合资成立公司 自研自产电池大众中国 国轩高科戴姆勒 孚能科技本田 宁德时代吉利 +欣旺达特斯拉 大众弗迪电池长城汽车（蜂巢能源）广汽集团（巨湾技研）主机厂自研自产电池的阶段 起步 成熟起步阶段：广汽集团 /巨湾技研 产线在建，有投产计划 产品首先搭载在广汽Aion车型上发展阶段：长城汽车 /蜂巢能源 1-7月排名国内第七，装车量 1.07GWh，占比 1.7% 除长城欧拉外还获得吉利、东风等 25个主机厂定点成熟阶段：弗迪电池 1-7月排名国内第二，装车量 9.55GWh，占比 15% 未来将外供刀片电池给福特、一汽、现代等主机厂长安 +比亚迪3.1 方式一：入股电池企业 2020年 5月，国轩高科发布公告，大众（中国）将正式入股国轩高科，此次战略投资完成后，大众中国将成为国轩高科第一大股东，持股 26.47%。 2020年 7月，梅赛德斯 -奔驰宣布与中国动力电池制造商孚能科技（赣州）有限公司深化战略合作，并入股孚能科技，持有约 3%股份。 2020年 7月，本田与宁德时代就 新能源汽车 动力电池签署了全方位战略合作协议，合作覆盖动力电池的共同开发、稳定供给、回收利用等领域，并认购了宁德时代 1%股权。 我们认为，随着汽车电动化的加速，主机厂通过入股电池企业可以快速有效地解决电池供应方面的困扰，保证稳定的电池供应，对把控动力电池的话语权、提升未来产品竞争力具有积极意义。20图：大众（中国）战略投资国轩高科后的股权变动天风汽车团队国轩高科珠海国轩18.27%李缜11.94%李晨2.52%其他股东67.27%国轩高科大众中国26.47%李缜6.20%李晨1.71%其他股东55.33%珠海国轩10.29%战略投资前 战略投资后3.2 方式二：合资成立公司 2020年 4月，丰田汽车和松下两家公司建立合资企业泰星能源，开发电动汽车电池，丰田持股 51%，松下持股49%； 2021年 4月， LG和通用汽车的合资企业 Ultium Cells在美国建设了其第二座 EV电池工厂。 国内的各主机厂也纷纷与主流的电池企业合资成立电芯公司，为旗下的新能源汽车提供电池配套。 如一汽、上汽、广汽、东风、吉利等主机厂均与宁德时代成立了相应的合资公司进入动力电池行业；吉利除了宁德时代之外，与 LG、孚能科技和欣旺达等公司均有合资电芯公司的布局；长安和一汽也分别同比亚迪合资成立工厂。 我们认为，主机厂与电池企业合资成立公司，进一步增强了主机厂对动力电池的把控能力，基于双方优势和诉求开展深度合作，能够达到双赢的局面。 以时代上汽为例， 2020年实现装机电量约 1.6GWh，国内装机市占率2.55% ，上汽旗下的乘用车电芯供应正加速从宁德时代向时代上汽倾斜。此外，除了上汽体系的客户外，时代上汽还外供理想汽车、合众汽车等客户，已经成为了动力电池市场上一股重要力量。21表：宁德时代系的合资电芯公司天风汽车团队合资公司 合作主机厂 主机厂和宁德时代持股比例 产能规划时代上汽 上汽 49 : 51 36 GWh（一期） + 35 GWh（二期）时代一汽 一汽 49 : 51 10 GWh（一期） + 16 GWh（二期）时代广汽 广汽 49 : 51 10 GWh时代吉利 吉利 49 : 51 25 GWh东风时代 东风 50 : 50 9.6 GWh3.3 方式三：自研自产电池 大众集团 大众集团规划在欧洲建设 6座电池工厂，未来大众的电池供应将采用自产 +采购的方式。 2021年 3月，大众汽车集团举办了首届“ Power Day（能量日）”，释放了包括 Unified cell、电池成本下降 50%、 CTC技术、材料创新、电池需求量等多个电池规划相关的消息。 根据大众发布的数据，到 2030年大众集团在欧洲的电池需求量将达到 240GWh。为保障电池供应，大众规划携手与合作伙伴在欧洲建设 6座电池工厂。首座工厂是与 Northvolt合作的电池厂，计划 2023年投产，规划年产能40GWh。到 2025年，大众位于萨尔茨吉特的电池工厂将从开始生产标准电芯，规划年产能也为 40GWh。22表：大众首届 Power Day释放的主要消息天风汽车团队规划内 容 要点Unified cell 电芯版 MEB平台，面向所有电芯的标准化制造平台，适用于不同材料、不同能 量 电芯标准化从根本上降低了电池成本，入门级汽车最多可降低 50 计划 2023年全面铺开， 2030年将覆盖大众汽车集团旗下 80%的电动车型方形电芯 标准电芯将采用方形电芯，大众动力电池技术路线将向方形倾斜 供应软包、圆柱的韩国电池企业 LG、 SK将受影响；供应方形电芯的宁德时代、 Northvolt有望获益电芯降本 从设计、制造、材料等多维度降本，最终整体电池成本降低 50%以上 电芯设计降低 15%成本、制造过程降低 10%成本、电极成本降低 20%，电池系统方面降低 5%成本 向产业链上游渗透， 围绕原材料、前驱体、电芯、回收等实现产业链垂直整合电池研发 研发四种电芯，包括磷酸铁锂电池、三元锂电池、高锰电池和固态电池 材料层面，硅基材料相比石墨，可增加 10%的续驶里程，同时缩短充电时间 开启对 CTP及 CTC技术的预研工厂建设 到 2030年，大众集团在欧洲的电池需求量将达到 240GWh， 大众规划携手与合作伙伴在欧洲建设 6座电池工厂 未来大众的电池供应将采用自产 +采购的方式中国市场 2025年大众旗下各品牌将有 15款基于 MEB平台的车型实现本土化生产，大众电动化车型将占集团在华车型的35%，新能源汽车的年交付总量将达到 150万 2030年，大众在中国的纯电动汽车保有量要达到 1200万辆18650 21700 46803.3 方式三：自研自产电池 特斯拉 特斯拉 4680电池已非常接近量产，预期在明年实现年化 100GWh的产能。 特斯拉在此前的电池日上推出了 4680电池，能量为过去的 5倍，功率为过去的 6倍，同时成本降低 14%，续航里程提高 16%。特斯拉已经成功验证了4680电池的性能和寿命表现，产品质量和工厂产量均具备可行性。根据 2021年 7月，特斯拉在二季报电话会议上的披露，自产 4680电池正在解决量产的工程问题，预期在明年实现年化 100GWh的产能。 特斯拉长期的年电池产能（含储能）需求达到 1000GWh-2000GWh，将采用自产和供应商提供电池的方式实现。长期来看，特斯拉三分之二车型或将使用磷酸铁锂电池，三分之一使用镍基电池。根据马斯克的预测，特斯拉和供应商长期的年电池产能需要达到 1000GWh或 2000Gwh。23图：特斯拉先后使用的 18650、 21700和 4680圆柱电芯天风汽车团队3.3 方式三：自研自产电池 弗迪电池 弗迪电池国内月度装机量稳居第二，刀片电池方案已实现快速装车应用。 弗迪电池目前已经开始向福特、一汽等车企供应电池。目前比亚迪除汉以外的全系纯电车型，以及一汽红旗的电池均为刀片电池方案。此外，弗迪电池还配套了长城的哈弗 H6、魏派拿铁等 HEV车型。 2021年 1-7月，弗迪电池国内月度装机量稳居第二，仅次于龙头企业宁德时代，月平均装机 1.4GWh。考虑到新能源汽车增速较快，据此我们测算 2021年其装机量可能达到约 20GWh。根据此前规划，弗迪电池在 2021年和2022年的总产能分别可达到 75GWh和 100GWh，而目前弗迪电池公布的产能规划已超 165GWh。24图：弗迪电池月度装机量及占比天风汽车团队表：弗迪电池产能规划基地位置 产能规划情况广东惠州 2 GWh深圳坑梓 14 GWh青海西宁 24 GWh重庆璧山 35 GWh 刀片电池陕西西安 30 GWh 刀片电池湖南长沙宁乡 20 GWh贵州贵阳 10 GWh 刀片电池安徽蚌埠 20 GWh 刀片电池欧洲基地 筹建中重庆两江 10 GWh 与长安汽车合作吉林长春 投资近百亿 与一汽合作3.3 方式三：自研自产电池 弗迪电池 弗迪电池的刀片电池技术，在成组效率、安全性、循环次数等方面均有优势。 刀片电池采用即长电芯磷酸铁锂方案，将电芯进行扁平化设计，并采用无模组技术组成电池包，可以极大提升电芯的成组效率。 相比较于传统磷酸铁锂电池，刀片电池的放电倍率大幅提升，充电循环寿命超 4500次，寿命长达 8年 120万公里，成本可以节约 30%，电池体积比能量密度提升 50%。 刀片电池的安全性好，可通过针刺测试。测试显示针刺后，无明火、无烟，表面温度仅为 30-60 。25图： 刀片电池的无模组技术 图：刀片电池针刺测试结果3.3 方式三：自研自产电池 长城汽车 &蜂巢能源 蜂巢能源源自长城汽车，从自供走向外供。 蜂巢能源的前身是长城汽车汽车动力电池事业部，自 2012年起开展电芯的预研工作， 2018年 2月独立为蜂巢能源科技有限公司。经过配套长城欧拉的验证，蜂巢能源目前已经获得吉利、东风、 PSA、天际、零跑等国内外主流汽车厂家 25个销售定点，未来的放量增长的潜力得到持续提升。 2021年 1-7月动力电池国内装机量排名前十，已规划年产能超过 120GWh。 蜂巢能源在 2021年 1-7月的国内动力电池装机量中名列第 7位，超过孚能科技、捷威动力等电池企业，我们测算其 2021年其装机量可能超 2.2GWh 。目前在全球规划有 5个制造基地，已规划年产能达 120GWh。26图：蜂巢能源动力电池月度装机量及占比天风汽车团队图：蜂巢能源的全球制造基地京津冀试制研发、制造工厂20GWh 长三角制造工厂40GWh 西部制造工厂16GWh 欧洲制造工厂24GWh 北美制造工厂20GWh 3.3 方式三：自研自产电池 长城汽车 &蜂巢能源 重视研发，持续投入，产研能力与全球顶尖技术同步。 蜂巢能源致力于下一代电池材料、电芯、模组、 PACK、BMS、储能技术的研发、制造及创新，包含 1400名研发人员，到 2020年研发投入约 30亿元。 蜂巢能源在全球有 7个研发中心，在全产业链上有专利布局。公司整合全球跨行业专家团队，全球跨行业专家737人，其中来自欧美、日韩、印度等国的电池和汽车相关领域的资深外籍专家 54人。图：蜂巢能源的全球研发中心美国先进材料研发保定中试及应用研发日本先进材料研发韩国中试及应用研发上海研发中心无锡技术中心印度BMS软件研发图：蜂巢能源在全产业链上有专利布局3.3 方式三：自研自产电池 长城汽车 &蜂巢能源 三大创新技术：高速叠片方形电池、 NMx无钴和 NCMA四元电池、 CTP电池系统是蜂巢能源的三大创新性技术。 高速叠片方形电池： 通过工艺创新，突破叠片效率瓶颈，超越卷绕的生产效率，产品在能量密度、稳定性、安全性、循环寿命各个方面都有优势，最高可实现 3C快速充电，最高 2,500次循环寿命。 NMx无钴和 NCMA四元电池 ：目前能量密度均达 265Wh/kg。 NMx无钴电池，成本下降 5%-10%，电池放电电压更高，循环性能与 Ni83相当； NCMA四元电池，循环性能超过 NCM811，耐热、高温产气少，安全性更高。 CTP电池系统： 第一代 CTP系统可减少 24%的零部件数量，相比传统 PACK方案成本可降低 0.1元 /Wh；第二代 CTP技术可提升 5%-10%的重量成组效率，相比传统 PACK方案成本可降低 0.21元 /Wh。图：蜂巢能源的 CTP电池系统与传统电池方案对比3.3 方式三：自研自产电池 长城汽车 &蜂巢能源 四级安全保障：具备四级安全保障措施，降低产品安全风险，打造“极致安全”的电池产品。 安全性能是目前动力电池的主要痛点和研究方向。蜂巢能源的产品基于安全设计与生产、早期预警与干预、报警及主动保护、电芯隔热和气溶胶灭火技术，通过四级安全保障，将电池的安全保护措施贯穿电池设计、生产和使用全过程，充分保障产品的安全性能。 2020年 12月，蜂巢能源发布了兼顾了电性能与安全性能的果冻电池。 应用了新型果冻状电解质，具有自愈合、阻燃等特点，耐热可达 150 C，且电导率为 6mS/cm，与同材料体系的电解液电池的电性能几乎相当。图：蜂巢能源的四级安全保障措施一级产品安全设计与生产 ：以预防为主 通过主被动设计及仿真分析等来控制安全隐患 依托信息化的防错和纠错、追溯系统及自动化生产，实现零缺陷生产二级云端平台 :早期预警与干预 高精度传感器检测电池变化，智能识别和判定潜在安全失效 云端平台 +前端 BMS结合，实现早期干预和预警三级报警及主动保护：安全风险发生前 多传感器实时监控及综合判定，在事故发生前做出准确报警 BMS内置故障诊断及响应策略，防止电池进入危险区四级电芯隔热、气溶胶灭火 ：被动保护 通过切断主回路、 定向泄压等措施降低损失，保证安全 通过热设计以及主动灭火系统，确保热失控发生后，延缓热扩散时间 ,主动灭火3.3 方式三：自研自产电池 长城汽车 &蜂巢能源 除了提供动力电池解决方案之外，蜂巢能源还布局储能领域，为未来的发展提供了第二个增长极。 储能技术改变了电力传输的实时特性，让电能使用更加灵活，是能源结构转变和电力生产消费方式变革的战略支撑技术。蜂巢能源针对风光储能、微网储能、用户储能、基站储能和移动储能等不同的应用场景提供了相应的解决方案，深入布局前景光明、潜力较大的储能领域，为未来的发展提供了第二个增长点。图：蜂巢能源的储能解决方案3.3 方式三：自研自产电池 长城汽车 &蜂巢能源 长城汽车研发大禹电池，针对三元 811高镍电池安全性差的致命弱点，有效解决热失控之后的起火、爆炸问题。2021年 6月长城汽车发布了大禹电池技术，采用大容量三元 811高镍电芯，任意位置、多电芯出发热失控情况下不起火不爆炸。 大禹电池采用热源隔断、双向换流、热流分配、定向排爆、高温绝缘、自动灭火、正压阻氧、智能冷却八大设计理念，目前已获得数十项核心技术专利，主要覆盖热源抑制、隔离、冷却、排出等领域。将于 2022年全面应用，作为下一代全新动力电池，搭载于长城汽车旗下的新能源系列车型。图：长城汽车推出的大禹电池技术3.3 方式三：自研自产电池 广汽集团 &巨湾技研 广汽集团正进行电池和电芯的自主研发，并已进入产业化应用阶段。 广汽集团已经布局动力电池电芯研发和生产长达十年时间，并建立了起专业、完整的动力电池电芯自主研发团队。 2021广汽科技日上，广汽集团发布了中子星战略，宣布将深度开展动力电池及电芯的自主研发及产业化应用。 内部孵化巨湾技研， 产业基地 2023年全面建成投产，预计产能 8GWh。 2020年 9月，广汽集团内部孵化巨湾技研， 2021年 7月获数亿元 Pre-A轮融资。其产业基地项目预计总投资 30亿元，建成后预计产能 8Gwh，于 2023年全面建成投产，主要从事超级快充电芯、下一代新型储能器件及 PACK集成系统的研发和生产。32图：石墨烯材料的广泛应用前景天风汽车团队图：巨湾技研的电池产品3.3 方式三：自研自产电池 广汽集团 &巨湾技研 在动力电池领域，广汽集团同时布局了电芯、电池包和 BMS系统三大方向。 电芯方面主要布局海绵硅负极片电池技术和超级快充技术； BMS系统主要布局在域控制器和大数据的应用能力；而电池包则注重安全性、轻量化以及高集成、低成本。 弹匣电池技术主打安全性、高集成和低成本： 弹匣电池主要基于其包含的四大核心技术：超高耐热稳定的电芯、超强隔热的电池安全舱、极速降温的速冷系统以及全时管控的第五代电池管理系统，使用该技术的三元锂电池和磷酸铁锂电池整包均能够通过针刺热扩散试验。 搭载弹匣电池系统安全技术的电池包，相对于同类普通电池包，体积能量密度提升 9.4%，重量能量密度提升 5.7%，成本下降 10%。33图：弹匣电池系统安全技术天风汽车团队3.3 方式三：自研自产电池 广汽集团 &巨湾技研 海绵硅负极片电池技术主打续航长： 海绵硅负极充放电过程中不会碎裂，且能储存更多的能量。该技术可以实现锂离子电池单体电芯体积减小 20%，重量减轻 14%，且未来可达一半以上；还可以延长电池使用寿命、提高锂离子电池可靠性。目前该款电池能量密度可达 280Wh/kg，搭载该技术的广汽埃安 AION LX续航超过 1000km。 超级快充电池技术主打补能快： 超级快充电池技术使用新型导电材料，在电池材料中加入石墨烯添加剂，搭建高效的三维导电网络，提高电极材料导电能力；采用涂覆陶瓷隔膜和新型高功率电解液，提高电池的倍率性能和热稳定性。 6C高倍率快速充电可以实现 0%-80%电量充电时间 8分钟，今年 9月首次搭载在广汽埃安 AION V上。34图： AION LX计划搭载长续航电池天风汽车团队图： AION V计划搭载超级快充电池3.4 趋势分析 我们判断，随着主机厂进入动力电池行业后，会逐步呈现以下趋势： 车辆端：自研自产和外部采购对抗竞争。 对主机厂而言，电池完全外采会降低对供应链的把控能力，而在进入电池行业的前期完全内供，则有可能面临技术不成熟以及产能不足的问题，也不利于产品竞争力的保持。 考虑到主机厂在供应链方面经验丰富、理解深刻，我们认为，未来在主机厂采购动力电池时，会形成自研自产和外部采购动力电池对抗竞争、共同进步的局面。 电池端：降低成本 拓展客户 丰富场景。 对于主机厂旗下的动力电池子公司，我们认为，未来可以发挥背靠主机厂的优势，在起步阶段通过自供电池保证装机量，积累研发和工艺经验，整合产业链，降低成本。 随着企业的发展、产能的扩张和产品力的增加，可以逐步外拓客户，外供其他主机厂。 企业成熟时则可以进一步拓展产品应用场景，从动力电池领域走向储能和消费电子等其他领域。影响分析：主机厂进入动力电池行业如何影响行业格局？44.1 对动力电池企业的影响 我们认为，主机厂进入动力电池行业，二线的动力电池企业会首先承受较大冲击，行业格局会因此变化；而龙头电池企业，如宁德时代等，因为研发和工艺经验丰富，且深度绑定和配套多家下游车企，在同主机厂自研自产电池的竞争中还能保持一定份额。 动力电池作为产业链的中游，下游客户的需求会直接影响到企业的装机量。且动力电池行业集中度较高，根据2021年上半年装机量的数据，第 3-5名电池企业占比为 5%-9%，第 5名以后的电池企业占比均不到 2%。 因此，主机厂进入动力电池行业，伴随产品的应用和产能的提升，会首先对二线动力电池企业造成冲击。 对于即将自研自产动力电池的广汽集团，我们用 2021年上半年广汽埃安的动力电池装机量进行了测算：如果2021年上半年广汽埃安的电池有一半为自供，则广汽集团的电池装机量可排入国内第 6，稳居第二梯队；如果广汽埃安的电池全部为自供，则广汽集团的电池装机量会比较接近国内动力电池装机量的 TOP5。37表：根据 2021上半年广汽埃安电池装机量测算情况天风汽车团队表： 2021年上半年国内动力电池装机情况企业名称 装车量 (GWh) 占比宁德时代 25.76 49.10%比亚迪 7.65 14.6%LG化学 4.72 9.0%中航锂电 3.63 6.9%国轩高科 2.76 5.3%亿纬锂能 0.96 1.8%蜂巢能源 0.84 1.6%孚能科技 0.78 1.5%塔菲尔新能源 0.64 1.2%捷威动力 0.52 1.0%项目 数据 单位2021上半年 AionS装机量 1.74 GWh2021上半年 AionS销量 29538