導(dǎo)語

新能源汽車替代傳統(tǒng)燃油車勢在必行。汽車工業(yè)具有產(chǎn)業(yè)鏈長、涉及面廣、國際化程度高的特點，是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。目前我國年產(chǎn)汽車超過2000萬輛，是全球第一大汽車生產(chǎn)國和消費國。由于地球石油儲量有限，傳統(tǒng)燃油車注定不可能永續(xù)發(fā)展，用新能源汽車替代傳統(tǒng)燃油車已成為全球共識。

來源：華鑫證券 分析師：魏旭錕

汽車篇

一、為什么需要發(fā)展新能源汽車

1. 石油儲量有限，是不可再生能源

石油是由遠古時期生物尸體沉積形成的，數(shù)量是有限的屬于不可再生能源，截至2018 年底，全球石油探明儲量總量達 1.73 萬億桶，自 2013 年以來，全球原油的每年平均消耗量為 235 億桶，即平均原油日產(chǎn)量為 6500 萬桶。從 2015 年起，原油消耗比當(dāng)年原油新增探明儲量的高出 70%以上，在 2019 年更是達到 80%。到了 2016 年，原油新增探明儲量已跌至 1947 年以來新低，僅為 42 億桶。而根據(jù) Rystad Energy 的最新數(shù)據(jù)，2019 年常規(guī)石油探明量僅略高于 2016 年的水平，為 47 億桶。從 2013 年到 2019年，每年平均原油新增探明儲量為僅 60 億桶，少了足足九倍。

假定未來每年新增探明儲量 60 億桶，而每年消耗量不增長為 235 億桶，那么地球現(xiàn)有石油資源將在 100 年內(nèi)耗盡。在在石油枯竭之前，需要尋找可替代的方式降低石油資源的消耗，國內(nèi)中石油一噸原油可提煉汽油 0.283 噸，柴油 0.335 噸，煤油 0.077噸，合計 0.695 噸成品油，相當(dāng)于原油六成以上都用于生產(chǎn)成品油燃料，如果將傳統(tǒng)汽柴油汽車替換為新能源汽車，則可以節(jié)省成品油燃料，降低原油消耗。

2. 大力發(fā)展新能源汽車有利于國家能源安全

我國的資源富煤貧油少氣，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，國內(nèi)開采的原油難以滿足國內(nèi)需求，截止 2018 年，我國消費原油 6.3 億噸，其中 72.9%的原油依賴進口。

為保障國內(nèi)能源安全，國家建立了多條能源通道，但仍然不能確保能源的絕對安全

未來我國新能源汽車逐漸取代傳統(tǒng)燃油車，并成為主流車，那么我國每年原油的需求量將逐步降低，逆轉(zhuǎn)原油進口依賴度一直升高的趨勢，有利于我國能源安全。

3. 新能源汽車是實現(xiàn)“碳中和”和“碳達峰”的重要抓手

假設(shè)一輛 1.6L 的轎車，一年行駛里程約為 1 萬公里，按 1000 升汽油使用量來計算，這一年，汽車碳排放量約為 2.7 噸。如果按照每畝人工林可以吸收 1.83 噸二氧化碳計算，需要約 1.5 畝的人工林來抵消這一年開車所產(chǎn)生的二氧化碳對環(huán)境的影響。

汽車行業(yè)的二氧化碳排放量占我國總體二氧化碳排放量的 16%左右。而純電動汽車則依靠電力驅(qū)動。汽車的能源由一次能源的石油，變成二次能源的電力。而電力結(jié)構(gòu)有燃煤發(fā)電為主，逐步優(yōu)化為清潔可再生能源為主，實際的碳排放量將大大降低。目前的主流觀點是：即便是考慮 70%的火電，純電動車的碳排放還是優(yōu)于燃油車，氫燃料電池車則與純電動相當(dāng)或更好。

截至 2020 年底，全國新能源汽車保有量達 492 萬輛，占汽車總量的 1.75%，比 2019

年增加 111 萬輛，增長 29.18%。其中，純電動汽車保有量 400 萬輛，占新能源汽車總量的 81.32%。

假設(shè)到 2030 年純電動汽車占汽車保有量的 10%，那么電動汽車的替換將使整個汽車行業(yè)的二氧化碳排放量減少 9%，汽車業(yè)的二氧化碳排放量的減少將導(dǎo)致我國二氧化碳整體排放量減少 1.5%。

4. 有利于中國汽車工業(yè)實現(xiàn)對歐美日傳統(tǒng)汽車強國的超越

西方汽車工業(yè)強國，經(jīng)過百年的發(fā)展，傳統(tǒng)燃油車技術(shù)性能已經(jīng)非常完善。國產(chǎn)車在外觀、內(nèi)飾、配置甚至做工用料等方面，很多時候是有優(yōu)勢的，而口碑之所以難以提升，根本原因就是在駕駛與操控性能等方面存在差距，駕駛體驗不佳，其它方面再怎么堆料也很難得到消費者認可。發(fā)動機技術(shù)是有一定的差距，但不是很大，近年來也在迎頭趕上，而且后天是可以部分彌補的，真正的核心差距就在變速箱上，這是個難以彌補的硬性差距。

而到了電動車時代，終于可以愉快的和變速箱說拜拜了，困擾汽車行業(yè)百年的換擋頓挫難題，制約國產(chǎn)車發(fā)展幾十年的元兇，迎刃而解。百年一遇的國產(chǎn)車彎道超車的機會，就是現(xiàn)在，全世界所有的汽車廠商重新回到同一條起跑線上來，去調(diào)教電動機，去優(yōu)化電控，用電動機輔助內(nèi)燃機，我們有機會比百年老店做得更好，我們有機會打造自己的高檔汽車。

5. 相較傳統(tǒng)燃油汽車，電動車性能更強，費用更低

電動車在效率和推力上比汽車有巨大內(nèi)在優(yōu)勢。有數(shù)據(jù)顯示對于電車，從能量到推力的轉(zhuǎn)化效率高達 90%，而汽油車的轉(zhuǎn)化效率不到 35%。電動馬達在低速時就能產(chǎn)生強大的推力，所以電車完全不需要換擋。特斯拉的 ModelS,最高配置已經(jīng)可以在 2.8 秒內(nèi)從 0 加速到 100 公里，而 1.6L 緊湊型轎車百公里加速成績在 11 到 13 秒之間。

Tesla 鋰電池一次充滿電需消耗 70 度家用電，一度電平均可以跑 10 公里（滿電續(xù)航 700km），按照一度電 0.55 元的價格看，就是一公里 0.055 元，汽車按照一公升油

5.5 元的價格（每百公里耗油 7 升），就是一公里 0.38 元，燃油車每公里費用是電車的7 倍，而且電價隨著技術(shù)進步，還會繼續(xù)下降。

此外，純電動車的內(nèi)在構(gòu)造比汽車簡單，零部件也少很多。傳統(tǒng)汽車的換油，火花塞，過濾器，傳動液的更換等等對于電車統(tǒng)統(tǒng)沒有。由于剎車時采用回饋制動(regenerative braking),對剎車片的維護需求也大大降低。

二、新能源汽車分類及產(chǎn)業(yè)鏈

1. 新能源汽車分類

新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車包括四大類型：混合動力電動汽車（HEV）、純電動汽車（BEV，包括太陽能汽車）、燃料電池電動汽車（FCEV），其他新能源包括機械能（如超級電容器、飛輪、壓縮空氣等高效儲能器）汽車等與非常規(guī)的車用燃料指除汽油、柴油之外的燃料，如天然氣（NG）、液化石油氣（LPG）、乙醇汽油（EG）、甲醇、二甲醚。

48V 輕混：在傳統(tǒng)車輛原有 12V 電能系統(tǒng)的層面上，將電壓提高到 48V，并通過如電動機、電池組等的加入，使得其有著輔助車輛驅(qū)動以及儲存回收電能的效果，這種啟停技術(shù)本是有助于汽車節(jié)油。

混合動力車（HEV）：又被稱為油電混動車/油混。不可充電，能量來源只是汽油，發(fā)動機和電動機協(xié)同驅(qū)動。以日系車為代表，代表車型包括豐田 THS、本田 IMMD 和日產(chǎn) e-Power。

插電式混合動力汽車(PHEV): 在油混的基礎(chǔ)上多了插電功能，可以外接充電，并提高電池容量，簡稱插混。

增程式電動汽車（EREV）：可充電，能量可以是汽油，也可以是充電電池，發(fā)動機和電動機協(xié)同驅(qū)動，結(jié)構(gòu)上和插電式混合動力汽車類似，區(qū)別在于增程式的發(fā)動機只

負責(zé)發(fā)電，完全由電動機來驅(qū)動。增程式電動車的電池普遍更大，純電續(xù)航里程遠高于插混，在市區(qū)完全可以當(dāng)作純電動車來開，而虧電或電量保持模式時的油耗也低于同級燃油車。

純電動汽車（BEV）：結(jié)構(gòu)最簡單，電池供電，電機驅(qū)動。

燃料電池車（FCEV）：一般指的是氫燃料電池車，氫氣與空氣中的氧氣在燃料電池堆中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（并非燃燒），釋放出電能。不過燃料電池堆普遍輸出功率較低，所以在汽車上使用時，還需要搭配一塊鋰電池，鋰電池與燃料電池堆協(xié)同充放電。

2. 純電動車和氫燃料電池車將占 C 位

從產(chǎn)品的生命周期來看，傳統(tǒng)燃油車經(jīng)過 100 多年的發(fā)展，技術(shù)最為成熟，目前處于成熟期。純電動車 2020 年滲透率達 5.4%，2021 年 1 季度滲透率快速提升至 7.9%， 未來五年仍有 30%的復(fù)合增速，純電動車等品類處于快速成長期。而燃料電池車技術(shù)主要由日本主導(dǎo)，國內(nèi)技術(shù)尚不成熟，缺少相應(yīng)的配套設(shè)施，2020 年銷量僅 1000 輛，燃料電池車目前尚處于導(dǎo)入期。而混合動力車則是過渡性產(chǎn)品，目的是節(jié)油減排，目前 處于衰退期。

我們從碳排放和其他污染物排放等八個維度對傳統(tǒng)燃油車和新能源車品種進行評分，最好為 5 分，最差為 1 分：

（1） 碳排放：純電動車使用電能，燃料電池車使用氫氣作為燃料，碳排放量為零，而插電式混合動力車和增程式電動車可用電能，也可用燃油，碳排放中等，傳統(tǒng)燃油車和 LNG/CNG 車使用燃油和天然氣為燃料，碳排放量最大，而混合動力車使用燃油為動力源，但比傳統(tǒng)燃油車更節(jié)能，碳排放量稍低。

（2） 其他污染物排放：傳統(tǒng)燃油車和混合動力車使用汽柴油為燃料，其排放物除二氧化碳外還含有一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物、硫氧化物、鉛化合物等有害氣體。插電式混合動力車和增程式電動車可用電能，也可用燃油，其他污染物排放中等， LNG/CNG 使用天然氣做燃料，理論上其他污染物僅含有一氧化碳；純電動車和燃料電池車則沒有其他污染物的排放。

（3） 續(xù)航里程：傳統(tǒng)燃油車一次加油能夠行駛 500-1000 公里，由于加油站數(shù)量眾多， 通常在燃油耗盡前能夠很方便找到加油站，續(xù)航問題較小。插電式混合動力車在純電 模式下通常能行駛 50-120 公里，而使用燃油續(xù)航里程則和傳統(tǒng)燃油車類似，燃料電池車一次加注燃料后續(xù)航里程超過 1000 公里，但加氫站數(shù)量稀少，不方便加注氫燃料，純電動車標(biāo)稱續(xù)航里程為 400-600 公里，但由于行駛條件限制實際上難以達到。

（4） 加油/充電時間：傳統(tǒng)燃油車加油時間和燃料電池車加注時間都可以在數(shù)分鐘內(nèi) 完成。而純電動車使用慢充充滿電通常需要十幾個小時，使用快充至少也要花 1 小時。

（5） 購車成本：純電動車目前補貼后的價格大約 20 萬左右；而燃料電池車中豐田的MIRAI 在日本實現(xiàn)量產(chǎn)。這款豐田 MIRAI 是全球首款氫燃料電池車,售價約人民幣 46 萬元。

（6） 使用成本：燃料費用，純電動車每公里電費大約需要 0.075 元，而燃料電池車每

公里需要氫燃料 0.6 元，行駛成本燃油車相當(dāng)；而維護成本方面，純電動車免去了發(fā)動機、離合器甚至變速箱等復(fù)雜傳動機構(gòu)，維護成本大大降低，而燃料電池車中燃料電池堆造價比較高昂，其催化劑使用鉑金，維護成本較高。

（7） 安全性：燃油車技術(shù)最為成熟，不易發(fā)生自然事故，純電動車中三元鋰電池?zé)崾Э販囟容^低，安全性不佳，而磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э販囟容^高，安全性較高，燃料電池車使用氫氣為燃料，盡管采用許多冗余措施防止儲氣罐發(fā)生爆炸的風(fēng)險，但氫逃逸問題始終無法從技術(shù)上克服，燃料電池車不適宜停放在室內(nèi)停車場，甚至進入隧道的安全性也有待商榷。

（8） 政策支持力度。為節(jié)能減排，政府不斷提高燃油車的排放標(biāo)準(zhǔn)，且對汽車廠實施雙積分制度，海南省提出 2030 年禁售燃油車，政策對燃油車不友好，純電動車有補貼， 但每年退坡，政策相對較友好，而燃料電池車有補貼，且執(zhí)行退坡政策，政策友好。

通過對上述八個維度對不同種類的汽車進行評分，純電動車、增程式電動車（實質(zhì)上在純電動車的基礎(chǔ)上增加小型發(fā)電機，在電量不足時燃燒油料給電池充電，一定程度上提高了續(xù)航里程）和燃料電池車的綜合評分最高，純電動車和燃料電池車最有可能逐步替代傳統(tǒng)燃油車。

純電動車和燃料電池車優(yōu)勢各自有自己的優(yōu)勢，但同時又有著目前看來技術(shù)上難以逾越的劣勢。優(yōu)勢方面，純電動車零排放且結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，使用成本最為低廉。劣勢在于受限于鋰電池的能量密度，續(xù)航里程短，充電時間長，嚴(yán)重影響用戶的駕駛體驗，目前國軒高科研制的三元鋰電池單體電池能量密度達 302Wh/kg，系統(tǒng)能量密度突破 200Wh/kg，接近液態(tài)電池能量密度的極限（進一步提高易引發(fā)火災(zāi)）。

而燃料電池車方面，零污染，續(xù)航里程超過 1000 公里超過普通燃油車，燃料加注時間僅需要 3-5 分鐘和燃油車加油時間相當(dāng)。缺點在于，由于技術(shù)不夠成熟，單輛車售價超過 40 萬元，相對燃油車和純電動車而言沒有吸引力；二是因為加氫站建設(shè)成本較高，國內(nèi)加氫站布局嚴(yán)重不足，車主加氫困難；三是氫逃逸的問題無法解決，室內(nèi)停放存在燃爆的可能。

由于純電動車和燃料電池車的有著各自不同優(yōu)缺點，決定未來其使用場景會不同。純電動車更適用于城市內(nèi)短途的交通通勤，而燃料電池車更適用于線路固定的長途運 輸?shù)纳逃密囶I(lǐng)域，因此純電動汽車和燃料電池汽車并非直接競爭關(guān)系，二者或?qū)㈤L期 占據(jù)新能源汽車的主要部分。

3. 純電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈

純電動汽車不同于傳統(tǒng)燃油車，沒有復(fù)雜的動力系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)，電動機取代了發(fā)動機成為動力源，燃油系統(tǒng)被動力電池取代，變速箱被固定減速比的減速箱或最多兩檔的簡單變速箱取代，沒有排氣管和前后傳動軸，可以安裝平整的電池和地板。

因此純電動車的結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)燃油車更簡單，上游主要由電池組、電機、電控這三大核心部件和其他零部件構(gòu)成。中游整車與傳統(tǒng)燃油車類似，分位乘用車、商用車和專用車三類，下游配套設(shè)施及市場運營主要分為兩個部分，一是電池回收，二是充、換電設(shè)施。

三、新能源汽車的發(fā)展前景

1. 未來五年我國新能源汽車復(fù)合增速將不低于 30%

根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，2020 年中國實現(xiàn)新能源汽車銷量為 1,367,315 輛， 同比增長 13.35%，過去五年年均復(fù)合增速為 32.80%，滲透率達 5.40%。2021 年 1-3 月， 我國新能源汽車銷售 51.5 萬輛，滲透率提升至 7.49%。

2020 年，我國銷售純電動汽車 1,115,123 輛，占新能源汽車銷量的 81.56%；插電式混合動力汽車 251,010 輛，占新能源汽車銷量的 18.36%；燃料電池汽車銷售 1,182輛。2021 年 1 季度，我國銷售純電動車、插電式混合動力車和氫燃料電池車 43.2 萬輛、8.14 萬輛和 150 輛。

根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會聯(lián)合天津大學(xué)中國汽車戰(zhàn)略發(fā)展研究中心發(fā)布《中國汽車市場中長期預(yù)測（2020-2035）》。2021 年中國汽車市場將呈現(xiàn)緩慢增長態(tài)勢，未來五年汽車市場也將會穩(wěn)定增長，2021 年中國汽車市場總銷量預(yù)計在 2630 萬輛，同比增長4%。其中，新能源汽車預(yù)計銷量 180 萬輛，同比增長 32%，2025 年汽車銷量有望達到3000 萬輛，到 2035 年銷量分別達近 3500 萬輛。

根據(jù)乘聯(lián)會得最新預(yù)測 2021 年我國新能源車銷量將超過 200 萬輛，同比增長46.32%。根據(jù)國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035 年）》，到2025 年，新能源汽車新車銷售量達到汽車新車銷售總量的 20%左右，到 2035 年純電動汽車成為新銷售車輛的主流，按照屆時汽車銷量一半為新能源車，預(yù)計到2025 年和2035年，我國新能源汽車銷量分別為 600 萬輛和 1750 萬輛。預(yù)計 2021-2025 年，我國新能源汽車年均復(fù)合增速為34.42%，2026-2035 年，我國新能源汽車年均復(fù)合增速為11.30%。

2. 未來五年全球新能源乘用車年均增長 36%

2020 年成為了新能源汽車發(fā)展最快的一年，包括純電動和插電混動在內(nèi)，全球新能源汽車銷量達到 324 萬輛，而上一年的銷量為 226 萬輛。2020 年全球新能源乘用車銷售 318.05 萬輛，同比增長 43.93%，過去五年，全球新能源車年均復(fù)合增速為 42.39%， 滲透率從 2015 年的 0.83%，提升至 2020 年的 5.93%，新能源車滲透率快速提升一方面是新能源車銷量快速提升，另一方面是因為傳統(tǒng)燃油車在 2017 年達峰后持續(xù)萎縮造成。從車型構(gòu)成來看，全球新能源車歷年純電和插混銷量保持在 2：1 左右。

中國提出在 2025 年新能源汽車銷量滲透率達 25%，美國加州提出到 2025 年新能源車銷量滲透率達 15%，而一些歐盟國家推進的目標(biāo)更為激進，如挪威提出到 2025 年新能源銷量滲透率達 100%；丹麥、愛爾蘭 2030 年滲透率達 100%，英國、法國、西班牙、葡萄牙到 2040 年滲透率達 100%；德國 2030 年新能源車?yán)塾嬩N售 700 萬輛。

2020 年之前，中國已連續(xù)五年蟬聯(lián)新能源汽車最大市場。為鼓勵新能源車的銷售和應(yīng)對疫情的不利影響，2020 年法國將新能源車補貼從每臺車 6000 歐元提高至 7000歐元，德國給與購車者和車企分別每臺車 6000 歐元和 3000 歐元的補貼，荷蘭也公布了將原本結(jié)束于 2019 年底的電動汽車補貼延長到 2025，并將在 2020 年提供 1720 萬歐

的補貼。由于執(zhí)行更為激進的補貼和稅收減免政策，促使歐洲在 2020 年一舉超過中國成為全球新能源汽車最大市場。

在歐洲和中國以外，新能源汽車的增長較慢。在美國市場，盡管特斯拉 Model Y 已開始銷售，但當(dāng)?shù)氐男履茉雌囦N售僅增長了 4%。其他市場的表現(xiàn)各有不同，日本、加拿大和澳大利亞的銷量下滑，而韓國、印度、以色列、阿聯(lián)酋和中國香港的銷量都 有所上升。

全球電動化在歐洲碳排放政策疊加超強補貼、中國雙積分政策及供給端優(yōu)質(zhì)車型加速、美國新能源高額投資規(guī)劃下，未來行業(yè)產(chǎn)銷仍然維持高增速。

根據(jù) Canalys 最新預(yù)測，預(yù)計到 2021 年，電動汽車將占全球新車銷售的 7％以上， 銷量將超過 500 萬輛，同比增長 66％；預(yù)計到 2030 年，電動汽車的銷量將會達到全球

乘用車銷量的 48%?；诖祟A(yù)測，我們判斷到 2025 年，全球電動車銷量將達到 1500 萬輛，到 2030 年全球電動車銷量將達 3000 萬輛。預(yù)計 2021-2025 年，全球新能源汽車年均復(fù)合增速為 36.37%，2026-2030 年，全球新能源汽車年均復(fù)合增速為 14.87%。

四、新能源車的競爭格局

1. 2020 年國內(nèi)新能源車市場洗牌

為鼓勵新能源汽車行業(yè)發(fā)展，2018 年國家發(fā)改委頒布了《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定》提出新建純電動乘用車生產(chǎn)企業(yè)不再實行核準(zhǔn)管理，調(diào)整為備案管理。這意味著生產(chǎn) 純電動乘用車不再需要國家發(fā)改委頒發(fā)生產(chǎn)許，省級政府備案可即可生產(chǎn)。此外，純 電動乘用車相對傳統(tǒng)燃油車沒有復(fù)雜的動力系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)，制造門檻大 大降低。

國內(nèi)純電動車市場，銷量排名前十的企業(yè)市占率維持在 75%左右變動，但從前五名的排名來看，2017 年和 2018 年市占率前五的車企在 2020 年全部跌出前五名。其中北汽新能源從 2017 年和 2018 年市占率第一，2019 年下滑至市占率第二，到 2020 年跌至第六名。與此相反的是上汽通用五菱憑借宏光 MINI EV 以不到 4 萬元的銷售價格一舉攀上全國純電動車的榜首。而特斯拉（中國）憑借上海工廠的建成，一舉克服困擾數(shù)年產(chǎn)能瓶頸，成為國內(nèi)市占率第二的純電動車制造商。比亞迪通過不斷推出新車型滿足國內(nèi)市場需求，連續(xù)三年排名市場前三。

插電式混合動力車領(lǐng)域前十名市占率歷年都在 90%以上，只有 2020 年略低于其他年份。比亞迪連續(xù)四年成為插電式混合動力銷量第一名，2020 年理想汽車憑借增程電動車排名第二。

2. 傳統(tǒng)歐系車企開始發(fā)力，銷量快速崛起

全球市場，Top20 的車企占領(lǐng)了 80%左右的市場份額，傳統(tǒng)歐系車企表現(xiàn)亮眼，其憑借歐盟地區(qū)新能源車熱銷排名得以迅速攀升，2020 年，大眾、寶馬、奔馳、雷諾、沃爾沃和奧迪則迅速分別攀升至第 2、第 5、第 6、第 7 和第 8 名。

2020 年國產(chǎn)自主品牌車銷量份額大幅縮水，主要有兩方面原因：一是 2020 年持續(xù)執(zhí)行補貼退坡政策，而歐洲市場提高了補貼力度，歐系品牌電動車快速崛起，第二是北汽新能源產(chǎn)品定位失誤以及新車型市場認可度不足導(dǎo)致銷量迅速滑落，全球排名從2019 年的第三名直接跌出 TOP20 榜單。另一方面，國產(chǎn)合資品牌上汽通用五菱一躍進入全球銷量第四名。

美系品牌：2020 年特斯拉 Model 3 年產(chǎn)量達 50 萬量并推出一款新電動車型；2030 年推出一款新電動車型；福特計劃 2022 年前推出 40 款電動車型（16 款BEV，24 款 PHEV）。

歐系品牌：大眾汽車計劃至 2023 年電動車產(chǎn)量超 100 萬輛，2025 年電動車銷量達300 萬輛，至 2029 年推出 75 款電動汽車，寶馬計劃到 2025 年電動車達到集團總銷售的 15%-25%，至 2023 年推出 13 款電動車型；雷諾到 2022 年推出 12 款電動車型，2022年純電動車銷量占比達到 20%；沃爾沃 2025 年之前每年推出一款新能源汽車，至 2025 年純電動車銷量占比 50%；奧迪至 2025 年推出不少于 30 款電動車（20 款純電動車） 且電動車銷售收入占比 40%。戴姆勒計劃到 2025 年純電動車銷售占比 25%，2030 年BEV+PHEV 銷量占比超過 50%。

日系品牌：豐田 2030 年銷售 550 萬輛電氣化車輛，包括 100 萬輛純電動車與燃料

電池車；日產(chǎn)至 2022 年底推出 8 款純電動車。

韓系品牌：至 2025 年推出 29 款新能源汽車(其中 23 款純電動，6 款插電混動)；

至 2025 年純電動汽車年銷量達到 56 萬輛。

國產(chǎn)自主品牌：上汽集團計劃 2025 年前投放近百款新能源車；比亞迪將新能源汽車的應(yīng)用范圍從私家車、公交車、出租車延伸到環(huán)衛(wèi)車、城市商品物流、道路客運和城市建筑物流等常規(guī)領(lǐng)域及倉儲、礦山、港口和機場等四大特殊領(lǐng)域，實現(xiàn)新能源汽車對道路交通運輸?shù)娜采w；吉利集團在共享出行、車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、飛行汽車、衛(wèi)星通訊、鋰電池梯次利用、充換電基礎(chǔ)設(shè)施、碳循環(huán)制甲醇等行業(yè)新模式及前沿技術(shù)方面均有布局；理想汽車計劃在 2022 年推出一款全尺寸 SUV，其配備有下一代增程式動力總成系統(tǒng)。歐系車企對新車型投入力度最大，其占全球市場份額有望持續(xù)擴張。

3. 未來中國或誕生世界級龍頭車企

由于相較傳統(tǒng)燃油車技術(shù)門檻和準(zhǔn)入門檻降低，加之未來前景的誘惑，吸引各方 資本入局，目前國內(nèi)共有三方勢力角逐新能源車市場，分別是傳統(tǒng)車企、造車新勢力、互聯(lián)網(wǎng)科技。但新能源汽車制造并非沒有門檻，其中最大的阻礙之一莫過于資金。

2020 年我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈投融資總金額達 1292.1 億元，較上年同比增長159%，平均單項投融資金額達 14.5 億元，總額和平均單項金額均創(chuàng)歷史新高。

造車新勢力中的第一梯隊的三家蔚來、小鵬和理想已在美股上市，第二梯隊也在形成：零跑汽車、威馬汽車、合眾汽車，這三家均發(fā)布將在 2021 年-2022 年之間實現(xiàn)科創(chuàng)板上市；零跑汽車剛發(fā)布的 B 輪 43 億融資，并且實現(xiàn)超預(yù)期 10 億+，不僅創(chuàng)始股東增持，而且新加入的國投創(chuàng)益、浙大九智、涌鏵資本等，尤其是這兩年風(fēng)頭正紅的合肥政府：在完成重倉蔚來后，繼續(xù)投資零跑汽車，這預(yù)示著零跑汽車正在成為第二家“蔚來”汽車。而剩下的車企，目前來看競爭壓力逐步加大，不論是從銷量還是從融資都急需補血。

傳統(tǒng)車企“轉(zhuǎn)身慢”只是一種“錯覺”。厚積而薄發(fā)，是這些在汽車行業(yè)摸爬滾打數(shù)十年乃至上百年企業(yè)的一貫作風(fēng)。事實上，在電動車的結(jié)構(gòu)相較燃油車更加簡單的 技術(shù)大背景下，擁有平臺化研發(fā)積累和規(guī)模優(yōu)勢的傳統(tǒng)車企，從平臺開發(fā)到車型落地， 都能夠做到比“新勢力”更快、更高效。這幾年“發(fā)展慢”的原因有四個方面：1、傳統(tǒng)車企積累新能源車制造技術(shù)；2、避免過早切換成新能源車，造成原有產(chǎn)線被過早廢棄，以達到利益最大化；3、等待電池技術(shù)成熟；4、等待新能源車市場發(fā)育成熟，避 免成為市場的“試驗品”。國內(nèi)傳統(tǒng)車企中的二線品牌車企表現(xiàn)尤為突出，他們既有傳統(tǒng)車企的歷史底蘊，但卻沒有一線車企那樣的產(chǎn)能包袱，希望在產(chǎn)業(yè)巨變過程中超越 競爭對手成為一線品牌，這些車企“華麗轉(zhuǎn)身”最為堅決也異常迅速。如比亞迪、長 城汽車、長安汽車等。這部分企業(yè)最有希望誕生豐田、大眾那樣世界級龍頭。

歐系車方面，自去年開始，歐洲的傳統(tǒng)車企大眾、寶馬、奔馳等傳統(tǒng)車企迅速崛 起，多個品牌進入全球銷量榜榜單。未來傳統(tǒng)車企將會把更多的新能源車型投放市場， 傳統(tǒng)汽車很可能從造成新勢力手中重新奪回“C 位”。

科技巨頭紛紛入局新能源車市場，主要有三種模式。第一種是利用本身的科技為 新能源提供智能化賦能，但企業(yè)本身不介入整車制造環(huán)節(jié)。第二種是和傳統(tǒng)車企合作， 利用車企的生產(chǎn)能力，代工制造新能源汽車，如江淮汽車為蔚來代工，海馬汽車為小 鵬汽車，重慶力帆為理想汽車代工；第三種是自建汽車工廠，如威馬汽車。其他宣布 入局的企業(yè)還有小米擬 10 年投資 100 億美元造車，OPPO 集團已經(jīng)在籌備造車事項。

由于沒有傳統(tǒng)燃油車產(chǎn)能負擔(dān)，“造車新勢力”表現(xiàn)較傳統(tǒng)汽車廠表現(xiàn)出對研發(fā)更大的動力。國內(nèi)前三大造車新勢力研發(fā)投入占收入的比重均超過 10%，而傳統(tǒng)燃油車企業(yè)研發(fā)投入鮮有超過 5%。由于研發(fā)、營銷投入較大，而收入規(guī)模較小，造車新勢力大多仍處于投入期，尚未實現(xiàn)盈利，但其短板在于在盈虧平衡前，需要不斷的融資輸血。

五、新能源車的發(fā)展方向

1. 更長續(xù)航里程，更便捷省時的充電

艾瑞咨詢對有意向購買新能源汽車的燃油車主進行問卷調(diào)查，未購買新能源車的車主其主要顧慮可歸結(jié)于電池和充電兩方面。其中，電池主要問題是續(xù)航里程短和電池壽命短；充電方面，充電樁覆蓋率低、充電時間長和無法安裝私人充電樁。有六成以上的車主表示若可以提升新能源汽車的續(xù)航能力、電池容量和縮短充電時間，將會考慮購買新能源汽車。

續(xù)航里程焦慮是困擾著電動汽車發(fā)展的主要因素之一，對于里程焦慮來說也是純電動車發(fā)展歷程當(dāng)中需要面對的問題，里程焦慮這個問題主要還是由于在于車輛的充電和電池上面，在車用動力電池發(fā)展路線上，針對“里程焦慮”問題，最簡便的方法是提高電池容量，但受限于能量密度限制，新增的電池將增加整車重量，帶來耗電量提升，因此如何提高電池能量密度是汽車廠和電池商最急切希望突破的技術(shù)難關(guān)。

我們對工信部頒布的往屆新能源車免車購稅目錄進行梳理，從 2019 年開始 400 公里以上續(xù)航里程的純電動車逐漸成為主流，2020 年 500 公里續(xù)航里程占比開始增多， 預(yù)計 2021 年續(xù)航 500 公里的純電動車將成為入門標(biāo)準(zhǔn)。其中小鵬 P7 的 NEDC 續(xù)航里程達到 706 公里，成為 2020 年年末的純電動車冠軍。

近三年，純電動車平均能量密度并未有太大的提升，純電動車提高續(xù)航里程主要是依靠輕量化技術(shù)減少車重并提高電池數(shù)量或是優(yōu)化電機和電控技術(shù)來實現(xiàn)。

隨著大功率直流充電技術(shù)的成熟，目前使用快充僅需 0.5-1 小時即可充滿，十幾分鐘即可充電 80%。另外，隨著充電樁分布越來越廣，充電也越來越方便。

2. 純電和插混將相當(dāng)一段時期共存

盡管純電動汽車 NEDC 續(xù)航里程從 200 公里提升至 400 公里，再提升至近期的600 公里甚至是 700 公里，但在不同工況條件下實際行駛里程還是差強人意，平時在城市里面開闊基本能夠滿足需要，但走上高速長途旅行里程不足的同時充電需要長 時間排隊，且時間還是過長。購買純電動汽車的用戶通常將純電動車僅用于市內(nèi)通 勤，或家里另外擁有一輛燃油車，還有相當(dāng)部分的消費者希望能夠買一輛既節(jié)能環(huán) 保，經(jīng)濟實惠又能夠擁有足夠的續(xù)航里程，不需要為充電而焦慮的新能源車。目前， 純電動車受限于能量密度和安全性制約，續(xù)航里程和充電時間進展短期內(nèi)還難以滿足普通消費者的需求。

針對該痛點，比亞迪結(jié)合增程車的優(yōu)點，開發(fā)出新一代的超級混合動力車。該技術(shù)次采用曉云-插混專用 1.5L 發(fā)動機，其熱效率提升至 43%，搭載大容量刀片電池，純電狀態(tài)下續(xù)航 120km。當(dāng) DM-i 車型電量充足時，就相當(dāng)于一臺純電動車，電機的動力供應(yīng)足夠在各種路況下行駛。而當(dāng)電量不足時，DM-i 車型就會根據(jù)系統(tǒng)工況，自主判斷用電還是用油，亦或是油電協(xié)同。超級混動狀態(tài)下百公里油耗僅為 3L，NEDC 續(xù)航里程達 1200 公里。此外長城汽車也開發(fā)出類似的 DHT 混動技術(shù)。由于插混的技術(shù)進步， 未來相當(dāng)長時間，純電動汽車將會和插混車將長期共存。

3. 新能源車與智能駕駛是好搭檔

傳統(tǒng)燃油車基本都是機械+液壓組成的結(jié)構(gòu)，而電動汽車則要簡單一些，其核心部件為動力電池組、電機和 EMS 組成的三電系統(tǒng)。自動駕駛技術(shù)需要控制車輛，而電力控制的電機無需太多的改造就可以與電子控制單元(ECU)結(jié)合。相比之下，發(fā)動機這種純機械結(jié)構(gòu)，人工智能是很難控制其工作狀態(tài)的，無論是可靠性、精準(zhǔn)度、 響應(yīng)度都很難直接控制，其需要研制新的操控裝置，而這遠復(fù)雜于電動汽車。此外， 燃油車很大一部分成本來自發(fā)動機和變速箱等動力總成結(jié)構(gòu)，而新能源車的主要成 本來自三電系統(tǒng)電控電驅(qū)電池，相比之下對新能源車成本的控制更好把控。

當(dāng)前，全球廣泛采用的是由 SAE International（國際汽車工程師協(xié)會）制定的劃分方法，按照分級標(biāo)準(zhǔn)，自動駕駛從 L0－L5 總共被分為 6 個級別，L0 代表沒有自動駕駛的傳統(tǒng)人類駕駛，L1～L5 則隨自動駕駛的成熟程度進行了分級。

L0 級別：這個就是完全由駕駛員進行操作駕駛，包括轉(zhuǎn)向、制動、油門等都由駕駛員自行判斷，汽車只負責(zé)命令的執(zhí)行。

L1 級別：能夠輔助駕駛員完成某些駕駛?cè)蝿?wù)，例如許多車型裝配的自適應(yīng)巡航，（ACC）功能，雷達實時控制車距和車輛加減速，在國內(nèi)的很多車型上都有應(yīng)用。

L2 級別：可自動完成某些駕駛?cè)蝿?wù)，并經(jīng)過處理分析，自動調(diào)整車輛狀態(tài)，像特斯拉的車道保持功能就屬于此級別，除了能控制加減速，同時還能對方向盤進行控制， 駕駛員需觀察周圍情況提供車輛安全操作。

L3 級別：該級別通過更有邏輯性的行車電腦控制車輛，駕駛員不需要手腳待命， 車輛能夠在特定環(huán)境下獨立完成操作駕駛，但駕駛員無法進行睡眠或休息，在人工智能不能準(zhǔn)確判斷時，仍需人工操作。寶馬 X7 自稱已實現(xiàn)這一技術(shù)層面的自動駕駛了。

L4 級別：車輛自動做出自主決策，并且駕駛者無需任何操作，一般需依靠可實時更新的道路信息數(shù)據(jù)支持，實現(xiàn)自動取還車、自動編隊巡航、自動避障等出行的真實場景。

L5 級別：與 L4 級別最大的區(qū)別是完全不需要駕駛員配合任何操作，實現(xiàn)全天候、全地域的自動駕駛，并能應(yīng)對環(huán)境氣候及地理位置的變化，駕駛員可將注意力放在休 息或其它工作上。

在 SAE 的分級體系中，L0 至 L2 為低等級的駕駛系統(tǒng)，而 L3 至 L5 為高級自動駕駛系統(tǒng)。在 L2 到L3 的跨越中，最為重要的就是環(huán)境的監(jiān)控主體從駕駛員變?yōu)榱讼到y(tǒng)。只有當(dāng)系統(tǒng)能夠自動地探查與分析附近區(qū)域的狀況時，高階的自動駕駛才能成為可能。這里的環(huán)境監(jiān)控主體不僅需要持續(xù)不斷地獲取汽車周邊的環(huán)境信息，更重要的是根據(jù)信息進行駕駛環(huán)境安全狀況的判定。因此僅僅擁有夜視（Night Vision）、交通標(biāo)志識別（Traffic Sign Recognition）等功能并不代表環(huán)境監(jiān)控主體為系統(tǒng)。因此，僅僅升級 L2 自動駕駛的攝像頭與雷達，已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)接管汽車時對環(huán)境監(jiān)控的需求， 直到高精地圖的出現(xiàn)才解決了這個問題?！案呔貓D+高精雷達+智能攝像頭”創(chuàng)新的三重感知方案，三者融合互補，實現(xiàn)超視覺、超傳感器邊界的全場景超強感知，很好地 解決了極端環(huán)境下的環(huán)境監(jiān)控問題。因此，它不僅是目前最優(yōu)的解決方案之一，也是 未來的趨勢。

目前市場上沒有真正意義的上的 L3 級別的自動駕駛汽車，除了技術(shù)上的不足，各地交通法對 L3 及以上級別自動駕駛汽車也存在諸多限制。我國計劃在 2025 年實現(xiàn) L3 級別自動駕駛水平的普及，實現(xiàn) L4 級別自動駕駛汽車的規(guī)?；瘧?yīng)用，也就意味著我國最快在 2021 年年內(nèi)就能開放 L3 級別自動駕駛的路權(quán)，并且在 2025 年之前開放 L4 級別自動駕駛的路權(quán)。到 2030 年，我們甚至能夠看到擁有 L5 級別自動駕駛能力的新物種行駛在大馬路上。

電池篇

六、鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈介紹

1. 氫和鋰是最適合做電池的化學(xué)元素

電池放電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，而充電則相反將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。通過電子的在正負極的轉(zhuǎn)移實現(xiàn)充放電。要想成為好的能量載體，電池材料就要以盡可能小的體積和重量，存儲和搬運更多的能量。因此，需要滿足下面幾個基本條件：（1）原子相對質(zhì)量要小；（2）電子轉(zhuǎn)移比例要高；（3）得失電子能力要強；

電池材料的初步篩選，只能在元素周期表的第一周期和第二周期里面去找材料：氫、氦、鋰、鈹、硼、碳、氮、氧、氟、氖。排除惰性氣體和氧化劑，只剩下氫、鋰、鈹、硼、碳，這 5 個元素。氫元素是自然界最好的能量載體，接下來就是鋰了，選擇鋰元素來做電池，是基于地球當(dāng)前的所有元素中，我們能夠找到的相對優(yōu)解（鈹?shù)膬?量太少了，是稀有金屬中的稀有金屬）。氫燃料電池與鋰離子電池的技術(shù)路線之爭，在電動汽車領(lǐng)域打的如火如荼，大概就是因為這兩種元素，是目前能夠找到的最好的能 量載體。

2. 鋰電池的分類

鋰電池按照形態(tài)可以分為圓柱形鋰離子電池、方形鋰離子電池、軟包電池和紐扣式鋰離子電池。其中原型根據(jù)尺寸，主要又分為 1865（直徑 18mm,長度 65mm）、26650(直徑 26mm,長度 65mm)、21700(直徑 21mm,長度 70mm)等。

按電解液不同可以分為液態(tài)鋰離子電池、聚合物鋰離子電池、和全固態(tài)鋰離子電池。其中液態(tài)鋰離子電池由有機溶劑和鋰鹽構(gòu)成，是目前鋰離子電池的主流；聚合物鋰離子電池基體主要為 HFP-PVDF、PEO、PAN 和 PMMA 等；全固態(tài)鋰離子電池目前尚未實現(xiàn)商業(yè)化。按使用領(lǐng)域分為手機鋰離子電池、數(shù)碼相機鋰離子電池、筆記本鋰離子電池、和電動汽車鋰離子電池。

按正極材料可分為三元鋰離子電池、磷酸鐵鋰離子電池、鈷酸鋰離子電池、錳酸 鋰離子電池和鈦酸鋰離子電池等。鈷酸鋰，作為鋰電池的鼻祖，最先用在特斯拉Roadster 上，但由于其循環(huán)壽命和安全性都較低，事實證明其并不適用作為動力電池。為了彌補這個缺點，特斯拉運用了號稱世界上最頂尖的電池管理系統(tǒng)來保證電池的穩(wěn) 定性。鈷酸鋰目前在 3C 領(lǐng)域的市場份額很大。第二是錳酸鋰電池，主要最先由電池企業(yè) AESC 提出，錳酸鋰代表車型是為日產(chǎn)聆風(fēng)，由于其價格低，能量密度中等，安全性也一般，具有所謂的較好綜合性能。也是正因為這種不溫不火的特性，其逐步被新的 技術(shù)所替代。接著是磷酸鐵鋰，作為比亞迪的主打，其穩(wěn)定好，壽命長，且具有成本 優(yōu)勢，特別適用于需要經(jīng)常充放電的插電式混合動力汽車，但其缺點是能量密度一般。最后是三元鋰電池，能量密度可達最高，但安全性相對較差。對于續(xù)航里程有要求的 純電動汽車，其前景更廣，是目前動力電池主流方向。

3. 鋰離子電池的構(gòu)成、原理及產(chǎn)業(yè)鏈

鋰離子電池主要由正極材料、負極材料、隔膜和電解液構(gòu)成。鋰離子電池的充放電過程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中，同時伴隨著與鋰離子等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌（習(xí)慣上正極用嵌入或脫嵌表示，而負極用插入或脫插表示）。在充放電過程中，鋰離子在正、負極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插，被形象地稱為“搖椅電池”。要實現(xiàn)這個過程，就需要正負極的材料很“容易”參與化學(xué)反應(yīng)，要活潑，要容易氧化和還原，從而實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，所以我們需要“活性物質(zhì)” 來做電池的正負極。鋰離子電池通常正極材料采用鋰合金金屬氧化物，而負極材料通常采用石墨。

電解質(zhì)讓鋰離子能夠自由的游來游去，所以呢，離子電導(dǎo)率要高(游泳的阻力小)， 電子電導(dǎo)率要小(絕緣)，化學(xué)穩(wěn)定性要好，熱穩(wěn)定性要好，電位窗口要寬。基于這些 原則，經(jīng)過長期的工程探索，人們找到了由高純度的有機溶劑、電解質(zhì)鋰鹽、和必要 的添加劑等原料，在一定條件下、按一定比例配制而成的電解質(zhì)。有機溶劑有 PC(碳酸丙烯酯)，EC(碳酸乙烯酯)，DMC(碳酸二甲酯)，DEC(碳酸二乙酯)，EMC(碳酸甲乙酯) 等材料。電解質(zhì)鋰鹽有 LiPF6，LiBF4 等材料。

隔膜則是為了阻止正負極材料直接接觸而加進來的，我們希望把電池做的盡可能的小，存儲的能量盡可能的多，于是正負極之間的距離越來越小，短路成為一個巨大的風(fēng)險。為了防止正負極材料短路，造成能量的劇烈釋放，就需要用一種材料將正負極“隔離”開來，這就是隔離膜的由來。

當(dāng)電池充電時，正極上鋰原子電離成鋰離子和電子（脫嵌），鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極，得到電子，被還原成鋰原子嵌入到碳層的微孔中（插入）；當(dāng)電池放電時，嵌在負極碳層中的鋰原子，失去電子（脫插）成為鋰離子，通過電解液，又運動回正極（嵌入）；鋰電池的充放電過程，也就是鋰離子在正負極間不斷嵌入和脫嵌的過程，同時伴隨著等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌。鋰離子數(shù)量越多，充放電容量就越高。

4. 動力電池的成本構(gòu)成

根據(jù)高工鋰電測算每度電電池，每度三元 NCM523 電池和磷酸鐵鋰電池的電芯成本合計分別為 425.95 元和 310.97 元；電池 Pack 每度三元 NCM523 電池和磷酸鐵鋰電池價格分別為 586.90 元和 474.93 元；加上電池管理系統(tǒng)和熱管理組件、人工、折舊和制造費用，每度三元NCM523 電池和磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)的價格分別為737.05 元和625.10 元。

從構(gòu)成比例來看，NCM523 電池正負極材料占電池系統(tǒng)近一半成本。而磷酸鐵鋰正極、負極、隔膜、電解液和其他電芯材料合計占盡電池系統(tǒng)近一半成本。

5. 動力電池的性能評價指標(biāo)

動力電池有眾多性能評價指標(biāo)，其中功率密度和循環(huán)壽命是普通購車用戶關(guān)注的性能指標(biāo)。其中，能量密度絕對電動車的行駛里程，循環(huán)壽命決定電動車電池使用壽命。

七、動力電池需求快速增長，明后年或?qū)⒐┙o不足

1. 鋰電池需求快速增長

2020 年，全球動力電池安裝量合計為 137GW，同比增長 17%，動力電池出貨量為213GW，同比增長 34%。截止到 2020 年，全球乘用車中純電動車和插電式混合動力車的滲透率為 4%，大客車的滲透率為 7%，卡車的滲透率為 1%，SNE Research 預(yù)測到 2025 年和 2030 年乘用車電動車的滲透率將分別提升至 21%和 48%，大客車滲透率分別提升至 26%和 56%，卡車的滲透率分別提升至 12%和 32%基于以上假設(shè)，SNE Research 預(yù)計到 2025 年，動力電池出貨量和安裝量分別為1396GW 和 1163GW，到 2030 年，動力電池出貨量和安裝量為 3555GW 和 2963GW。2021-2025年動力電池需求年均復(fù)合增速 40.42%，2026-2030 年動力電池需求年均復(fù)合增速18.29%。

2. 預(yù)計 2022-2023 年動力電池供給不足

主要的電池廠商對 2021 年市場景氣度保持樂觀。預(yù)計 CATL, Panasonic, SDI 四家龍頭公司將達到近滿產(chǎn)狀態(tài)，LG 化學(xué)和三星 SDI 由于新產(chǎn)線不夠穩(wěn)定，產(chǎn)能利用率不高。

基于各個電池生產(chǎn)商生產(chǎn)能力，SNE Research 預(yù)計從 2023 年開始全球電池（電動車+儲能板塊）安裝需求將高于電池供給量。到 2025 年供不應(yīng)求將達到峰值。

在電池出貨方面（電動車+儲能板塊），短缺情況則會提前一年，2022 年便會開始出現(xiàn)，動力電池供應(yīng)商需要更多擴充有效產(chǎn)能。

3. 動力電池市場集中度不斷升高

全球動力電池行業(yè)集中度自 2017 年以來持續(xù)提升。行業(yè)前三占全球份額，從 2017 年的 45%，提升至 2020 年的 67%，2021 年一季度繼續(xù)提升至 69%；行業(yè)前 6 從 2017 年的 61%，提升至 2020 年的 85%，2021 年一季度繼續(xù)提升至 86%；行業(yè)前 10 從 2017年的 73%，提升至 2020 年的 93%，2021 年一季度繼續(xù)提升至 94%。

競爭格局基本穩(wěn)定。近 3 年以來，除 AESC 排名跌出前五，行業(yè)前五名基本沒有變動，龍頭地位穩(wěn)固。其中，寧德時代自 2018 年開始連續(xù)三年蟬聯(lián)全球動力電池市場占有率第一名。2020 年，LG 化學(xué)銷量同比大幅增長 150%，其市占率和 CATL 差距拉近至 3 個百分點，而松下因為新產(chǎn)線延遲投產(chǎn)導(dǎo)致排名由第二下滑至第三。到 2021 年一季度，CATL 市占率提升至 32%，LG 化學(xué)和CATL 的差距拉大到 12%。

比亞迪電池主要供給比亞迪汽車，其份額受比亞迪汽車銷量影響較大，其市占率在 2019 年被LG 化學(xué)超越。除CATL 外，國產(chǎn)動力電池品牌表現(xiàn)最為亮眼的是中航鋰電，作為廣汽埃安、長安的核心供應(yīng)商，中航鋰電又成功打入電動神車——宏光 Mini EV 的電池供應(yīng)商陣營，并在部分熱銷車型中實現(xiàn)了獨供。其市占率在 2020 年進入全球第八名，2021 年一季度名列全球第七名，有望成為中國動力電池領(lǐng)域的一匹黑馬。

目前，全球動力電池市場競爭格局為中日韓三分天下，國產(chǎn)電池主要為國產(chǎn)新能 源車配套，韓系電池為特斯拉、寶馬和韓系車配套，日系電池為特斯拉和日系車配套。其中，中國國內(nèi)一眾造車新勢力配套首選寧德時代；LG 化學(xué)和松下除配套本國車型外， 還給特斯拉配套。因此未來中日韓三國中哪個國家新能源車銷量好將影響其動力電池 的市場份額。中國是世界十最大的汽車生產(chǎn)國和銷售市場，預(yù)計未來中國動力電池總 份額仍將保持全球第一。

八、正極材料需求旺盛，價格漸漲

1. 鋰電池正極材料種類

純電動車的動力系統(tǒng)占總車輛總成本的 50%。其中，電池、電控和電機分別占車輛成本的 38%、6.5%和 5.5%。而電池中正極材料、負極材料、隔膜和電解液分別占電池成本的 45%、10%、10%和 10%。正極材料成本占整車成本近 20%。

首先，我們來看看正極材料，正極材料的選擇，主要基于以下幾個因素考慮：

1） 具有較高的氧化還原反應(yīng)電位，使鋰離子電池達到較高的輸出電壓；

2） 鋰元素含量高，材料堆積密度高，使得鋰離子電池具有較高的能量密度；

3） 化學(xué)反應(yīng)過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要好，使得鋰離子電池具有長循環(huán)壽命；

4） 電導(dǎo)率要高，使得鋰離子電池具有良好的充放電倍率性能；

5） 化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性要好，不易分解和發(fā)熱，使得鋰離子電池具有良好的安全性；

6） 價格便宜，使得鋰離子電池的成本足夠低；

7） 制造工藝相對簡單，便于大規(guī)模生產(chǎn)；

8） 對環(huán)境的污染低，易于回收利用。

目前，常見的鋰離子電池正極材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料（鎳鈷錳和鎳鈷鋁）等。其中，動力電池以三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池最為常見。

（1） 鈷酸鋰電池(LiCoO2)

其理論容量為 274mAh/g，實際容量為 140mAh/g 左右，也有報道實際容量已達155mAh/g。工作電壓較高(平均工作電壓為 3.7V)，充放電電壓平穩(wěn)。

主要優(yōu)點：技術(shù)成熟，生產(chǎn)工藝簡單，容易制造，體積小巧，比能量高，電導(dǎo)率高，應(yīng)用范圍廣泛。

主要缺點：循環(huán)使用壽命在 300 次左右，成本高(鈷是比較稀缺的戰(zhàn)略性金屬，很多公司用錳鋰來代替鈷鋰)，安全性能低，抗過充電性較差，不適合高倍率充放電，廢棄后對環(huán)境有污染。

主要應(yīng)用領(lǐng)域：主要用于制造手機、筆記本電腦、移動電源及其它便攜式電子設(shè)備的鋰離子電池作正極材料。用于中小型號電芯。

（2） 錳酸鋰電池（LiMnO4）

錳酸鋰電池是指正極使用錳酸鋰材料的電池，其標(biāo)稱電壓達到 3.7V，以成本低， 安全性好被廣泛使用。

主要優(yōu)點：資源豐富，成本低，無污染，安全性好，倍率性能好、低溫性能好、電壓頻率高。

主要缺點：高溫性能、循環(huán)性能、儲存性能較差，錳在高溫情況下易分解，電池組的使用壽命短不易存儲。

主要應(yīng)用：混合動力客車、插電式混合動力客車、純電動客車等等。主要用于大中型號電芯。

（3） 磷酸鐵鋰電池（LiFePO4）

磷酸鐵鋰學(xué)名鐵電，最大的區(qū)別是電池的正極加入了鐵元素。磷酸鐵鋰最近幾年才剛剛起步，是一種很有潛力的材料，其安全性能與循環(huán)壽命是其它材料所無法相比的，這些也正是動力電池最重要的技術(shù)指標(biāo)。理論容量是 170mAh/g，做成材料的實際可達容量為 160mAh/g。充放循環(huán)壽命達 2000 次，單節(jié)電池過充電壓 30V 不燃燒，穿刺不爆炸。

主要優(yōu)點：2000 次循環(huán)使用壽命，大電流充放電，內(nèi)阻小發(fā)熱少，安全，原材料來源廣泛，價格便宜，環(huán)保無毒、無污染，是新一代鋰離子電池的理想正極材料。

主要缺點：電導(dǎo)率低，體積過大,售價昂貴，數(shù)碼產(chǎn)品領(lǐng)域尚未大規(guī)模使用，消費者心目中的認知度較低。

主要應(yīng)用：磷酸鐵鋰正極材料做出的大容量電池組更易串聯(lián)使用，以滿足電動車頻繁充放電的需要。目前鐵電以大容量的電動大巴、信號基站儲能和大型UPS 應(yīng)用為主，其中移動電源、AA 電池剛開始試水大規(guī)模生產(chǎn)，這使得磷酸鐵鋰電池逐步在中大容量UPS、小型儲能電池、草坪燈、電動工具中得到廣泛應(yīng)用。比亞迪是全球最大的磷酸鐵鋰電池制造商及電動車制造商。

（3） 鎳鈷錳電池（LiNiCoMnO2）

鎳鈷錳又稱三元材料(LiNiCoMnO2)，是聚合物鋰離子電池的一種，常見的形態(tài)為方塊軟包形狀。理論容量達到 280mAh/g，產(chǎn)品實際容量超過 150mAh/g。

主要優(yōu)點：500 次使用循環(huán)壽命，相對于鈷酸鋰電池安全性高，體積多樣性，使用范圍非常廣泛，不易爆炸，安全系數(shù)高。

主要缺點：價格較高，廢棄后污染環(huán)境，大電流充放電性能較弱。

主要應(yīng)用：三元材料隨著智能手機的普及近兩年來發(fā)展迅猛，使用的領(lǐng)域也越來越多。它以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料，鎳鈷錳的比例可以根據(jù)實際需要調(diào)整。

（4） 鎳鈷鋁電池（LiNiCoAlO2）

鋰電池的一種新型正極材料。特斯拉 ModelS 上使用的就是鎳鈷鋁酸鋰電池。主要優(yōu)點：高能量密度，低溫性能好。

主要缺點：高溫性能差，安全性能差，生產(chǎn)技術(shù)門檻高。

主要應(yīng)用：動力電池。

2. 正極材料技術(shù)路線之爭

（1） 三元鋰電和磷酸鐵鋰

由于三元鋰電池能量密度高，雖然價格高，但補貼力度也大，一定程度上壓制了磷酸鐵鋰電池的需求。磷酸鐵鋰電池相較于三元鋰電池雖然能量密度較低，但其擁有更高的安全性以及低廉的價格，在后補貼時代，在考慮成本因素的條件下，磷酸鐵鋰的需求會恢復(fù)到合理水平。

比亞迪推出了磷酸鐵鋰刀片電池，省去了模組和大部分支撐結(jié)構(gòu)，由電芯直接成 包，空間利用率大大提升了。同樣的電池體積里，現(xiàn)在可以塞下比以前多得多的電芯。據(jù)比亞迪給出的數(shù)據(jù)，對電池包的重塑使刀片電池單位體積能量密度提升 50%，相當(dāng)于原來滿充能跑 400 公里的電動車，如今能跑 600 公里，基本滿足多數(shù)用戶的日常需求。而其他廠商為了贏得市場份額，將磷酸鐵鋰電池作為可選配件，相較三元鋰電池 的車型，價格大幅降低。如特斯拉能夠在中國市場一路高歌猛進，除了國產(chǎn)化降成本， 還有一個很重要的原因就是磷酸鐵鋰電池的使用，直接將 Model 3 的價格拉到了 25 萬以下。

（2） 高鎳低鈷成為鋰電池發(fā)展方向

相比于其他鋰離子電池正極材料，NCM 材料具有高比容量、低成本和良好的熱穩(wěn)定性等優(yōu)點，因此在儲能領(lǐng)域、電動汽車領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。鎳鈷錳電池（NCM） 是由鎳、鈷和錳三種元素通過不同配比而制造而成。

鎳主要作用是用來嵌埋鋰離子，提高鎳的比例能夠提升電池的能量密度，但過量的鎳會降低材料的循環(huán)性能，降低電池的使用壽命。

鈷能夠提高導(dǎo)電率和改善循環(huán)性能，延長電池的使用壽命，但過量的鈷，則會降低嵌埋容量，降低能量密度，此外，由于鈷資源貧乏，價格高，過高的鈷含量將增加電池的材料成本。

錳的作用是提高安全性和材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，由于成本低廉，可以降低電池的材料成本，但過高的錳會出現(xiàn)尖晶石相，破壞層狀結(jié)構(gòu)。

因此，三元鋰電池需要在以上三種要素進行均衡配比，制造出能量密度足夠高， 壽命和安全性足夠好，成本足夠低的電池。我們常見的 NCM 111 / 523 / 622 / 811 指的都是這三種元素之間的比例。也就是說，NCM 811 是目前鎳比例最高的電芯。

鈷金屬在動力電芯里占比大概是 11%，在動力電池 pack 里面占比 6%。與鈷相比， 鎳的成本相對較低，對提高電池容量、延長電池使用壽命亦有優(yōu)勢。

寧德時代正計劃在印尼投資 50 億美元興建一家鋰電池廠，協(xié)議要求寧德時代要確保 60%的鎳在印尼被加工成電池；此前特斯拉亦宣布將向“鎳”車型轉(zhuǎn)變，認為最大限度利用鎳將使價格降低 50%，而在能源密集車型里，特斯拉將使用 100%的鎳；LG 化學(xué)在今年 8 月宣布其聯(lián)合通用研發(fā)的超級鎳鈷錳鋁NCMA 電池，有望明年實現(xiàn)量產(chǎn)；SKI 也于同期宣布成功商業(yè)化全球首個鎳含量為 90%的 NCM9/0.5/0.5 電池。

（3） NCM 811 和NCA

在新能源汽車?yán)m(xù)航里程提高和鈷價不斷高漲的雙重刺激之下，高鎳體系的NCM811 和NCA 材料已經(jīng)成為市場競逐的熱點。

目前，從國內(nèi)動力鋰電池制造廠家的選擇來看，選擇 NCM811 路線者較多，而選擇 NCA 路線的少。重要原因首先在于，高鎳材料荷電狀態(tài)下的熱穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致電池的安全性下降，使得電池生產(chǎn)公司和終端產(chǎn)品用戶對NCA 電池的安全性心存顧慮， 要從電芯設(shè)計、電源系統(tǒng)設(shè)計、電源使用等環(huán)節(jié)進行系統(tǒng)可靠的安全設(shè)計。

其次是充放電過程存在嚴(yán)重的產(chǎn)氣，這會導(dǎo)致電池鼓脹變形，循環(huán)及擱置壽命下降，電池存在安全隱患，所以通常采用耐壓的圓柱電池殼制作 NCA 電池，降低了產(chǎn)氣量以控制電池鼓脹變形問題。

此外，NCA 要求在電池生產(chǎn)全過程均要控制濕度在 10%以下，而其他材料目前只需注液工序?qū)穸冗M行嚴(yán)格控制，這對國內(nèi)公司形成了很大的挑戰(zhàn)。

鎳鈷錳電池的續(xù)航表現(xiàn)不如鎳鈷鋁電池，但好處是含錳三元體系熱穩(wěn)定性更佳更為安全，所以目前國內(nèi)重要研發(fā)鎳鈷錳電池。

3. 正極材料年均需求增速超過 30%，價格漸漲

由于能量密度提升需求以及鈷價格高漲，三元電池正極發(fā)展方向是高鎳低鈷。其中，NCM811 電池鈷占正極材料的 10%左右，NCA 電池鈷占正極材料的 5%左右。國內(nèi)NCM811 占三元電池比例 2019 年 9%，迅速提升至 2020 年超 20%；而國外市場主要生產(chǎn)NCA 三元電池。此外，磷酸鐵鋰因其價格低廉且安全的特征，近期熱度逐漸升溫。

我們測算 2020 年，全球動力電池所需正極材料合計為 27 萬噸，其中三元電池正極材料需求 18.3 萬噸，磷酸鐵鋰正極材料需求 8.7 萬噸。如果沒有顛覆性技術(shù)出現(xiàn)的話，預(yù)計到 2030 年全球動力電池正極材料需求將上升至 461 萬噸，其中三元正極材料271 萬噸，磷酸鐵鋰 190 萬噸。正極材料需求年均復(fù)合增長 32.81%。其中三元和磷酸鐵鋰增速分別為 30.96%和 36.06%。

2020 年，國內(nèi)三元材料產(chǎn)量市場集中度繼續(xù)小幅提升，2020 年達到 77.4％。2020年行業(yè) CR5 約為 52％，頭部大型廠商之間的份額差距較小。其中，容百鋰電為國內(nèi)唯一一家三元材料產(chǎn)量超過 2.5 萬噸的企業(yè)，繼續(xù)蟬聯(lián)行業(yè)第一寶座，2020 年市占率為14％；天津巴莫排名第二，2020 年市占率為 11％；長遠鋰科排名第三，2020 年市占率為 10％。

2020 年中國磷酸鐵鋰正極材料出貨量大幅增長，出貨 12.4 萬噸，同比增長 40.9%，市場規(guī)模約 45 億元。從市場競爭格局來看，德方納米憑借其獨特的液相法優(yōu)勢和與大客戶寧德時代的綁定，從 2018 年開始成為行業(yè)第一，2019 年市占率 29%，2020 年受限于產(chǎn)能，市占率略有下滑，但仍為市場第一。貝特瑞出貨量為行業(yè)第二，公司將相關(guān)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)讓給龍蟠科技（603906）。

由于正極材料需求持續(xù)旺盛，而產(chǎn)能釋放過程相對緩慢，主要產(chǎn)品價格在近期出現(xiàn)上漲態(tài)勢。其中磷酸鐵鋰均價從去年的 3.50 萬元/噸，升至今年上半年的 4.67 萬元/ 噸，漲幅為 33.45%；NCM622 從去年的 13.10 萬元/噸，升至今年上半年的 16.40 萬元/噸，漲幅為 25.19%；NCM811 從去年的 17.91 萬元/噸，升至今年上半年的 19.74 萬元/噸，漲幅為 10.22%。

九、負極材料前景光明，但行業(yè)競爭加劇

1. 人造石墨占據(jù)負極材料市場份額的八成

鋰電池的理論容量密度，其上限主要取決于正極材料和負極材料的短板。當(dāng)前最為常見的石墨負極材料理論比容量為 372mAh/g，高于鎳鈷錳（NCM）160 mAh/g 和鎳鈷鋁（NCA）170mAh/g 的水平，因此正極材料決定鋰離子電池能量密度上限。

鋰離子電池負極材料的選擇主要考慮以下幾個條件：

（1） 應(yīng)為層狀或隧道結(jié)構(gòu)，以利于鋰離子的脫嵌；

（2） 在鋰離子脫嵌時無結(jié)構(gòu)上的變化，具有良好的充放電可逆性和循環(huán)壽命；

（3） 鋰離子在其中應(yīng)盡可能多的嵌入和脫出，以使電極具有較高的可逆容量；

（4） 氧化還原反應(yīng)的電位要低，與正極材料配合，使電池具有較高的輸出電壓；

（5） 首次不可逆放電比容量較?。?

（6） 與電解質(zhì)溶劑相容性好；

（7） 資源豐富、價格低廉；

（8）安全性環(huán)保。

負極材料可分為碳材料和非碳材料，碳材料包含石墨類材料和無定形碳材料。石墨類碳材料又可分為天然石墨、人造石墨和改性石墨；無定形碳材料可以分為軟碳和硬碳。非碳材料可分為硅基材料、錫基材料、氧化物和泰基材料。

由于價格便宜，各項技術(shù)指標(biāo)較為均衡，石墨材料是我國鋰離子電池負極材料的首選。近兩年石墨材料幾乎壟斷我國鋰離子電池的負極材料。其中人造石墨占比更是達到了八成。

硅作為負極材料，雖然不具有石墨類材料的層狀結(jié)構(gòu)，其儲鋰機制和其他金屬一樣，是通過與鋰離子的合金化和去合金化進行的，作為鋰離子電池理想的負極材料， 硅的優(yōu)點如下：

（1） 硅可與鋰形成 Li4.4Si 合金，理論儲鋰比容量高達 4200mAh/g

（2） 硅的嵌鋰電位(0.5V)略高于石墨，在充電時不易發(fā)生析晶現(xiàn)象;

（3） 硅的惰性更強，不易與電解液發(fā)生反應(yīng)，可以避免有機溶劑的共嵌現(xiàn)象。但同時硅基材料也存在自身缺陷導(dǎo)致目前并未大面積推廣：

硅的缺點如下：

（1） 硅與鋰生成 Li4.4Si 合金時會充分吸收鋰離子，隨后其體積會膨脹至 300%，而石墨在吸收鋰離子之后膨脹率僅為 7%。當(dāng)這種反復(fù)的體積變化，會造成固態(tài)電極變得“松軟”，容易導(dǎo)致顆粒粉化，使得活性物質(zhì)從集流體中脫落，最終崩離影響電極的循環(huán)性能。

（2） 電解液中的 LiPF6 分解后產(chǎn)生的微量HF 會腐蝕硅，易引起負極容量的顯著衰減， 從而使電池的壽命大大降低。

（3） 硅陽極由于充放電時容易膨脹和伸縮，所以會破壞鋰電池電解質(zhì)SEI 膜的形成。這個膜是在鋰電池初次循環(huán)時所形成的，對于陽極材料有保護作用，可以防止材料結(jié)構(gòu)崩塌。而 SEI 膜重復(fù)生長，會消耗電解液和鋰源，最終導(dǎo)致電池的循環(huán)性能變差。所以盡管采用硅材料做負極，對電池能量密度會有顯著提升，但是其也帶來電池 循環(huán)性能等一系列副作用，最終會導(dǎo)致電池壽命縮短。而特斯拉采取的方案是，逐步 在石墨陽極中添加少量的硅，在能量密度和循環(huán)壽命中尋找平衡點。特斯拉為電池負 極材料進行優(yōu)化改進，在普通石墨負極中加入 10%硅材料，從而提升電池整體能量密度，這種在電池能量上的突破帶動國內(nèi)鋰電行業(yè)在硅碳材料方面的進一步探索和突破。

2. 負極材料需求旺盛，但行業(yè)競爭加劇

根據(jù) ICC 鑫欏資訊統(tǒng)計，2020 年中國石墨負極材料出貨量為 46 萬噸，海外出貨量為 8 萬噸，全球合計為 54 萬噸。我們測算到 2030 年全球石墨負極材料需求量為 522 萬噸，年均復(fù)合增速為 25.48%。

第一梯隊是天然石墨龍頭貝特瑞和人造石墨龍頭上海杉杉科技和高端人造負極龍頭江西紫宸組成。其中，人造石墨市場已呈現(xiàn)出杉杉和紫宸雙寡頭的格局，而貝特瑞憑借優(yōu)質(zhì)的客戶，人造石墨也在奮起直追，這 3 家企業(yè) 2019 年負極總出貨量均在 4 萬噸以上。

現(xiàn)有企業(yè)中璞泰來（江西紫宸）、杉杉股份、國民技術(shù)（斯諾實業(yè)）、中科電氣、翔豐華、凱金能源都在加緊部署負極材料產(chǎn)能與石墨化加工能力。此外，包括福鞍碳材料、湖北寶乾、金泰能、閩光新材料、龍蟠科技、山河智能、華舜新能源相繼宣布投資或開工負極材料項目。負極材料行業(yè)“馬太效應(yīng)”凸顯。國內(nèi)負極材料市場集中度持續(xù)提升，產(chǎn)品毛利率持續(xù)走低，新進入者增多的情形下，企業(yè)整體面臨較大的競爭壓力。

十、隔膜需求旺盛，產(chǎn)能快速擴張

1. 濕法隔膜是主流

隔膜的主要作用是使電池的正、負極分隔開來，防止兩極接觸而短路，此外還具有能使電解質(zhì)離子通過的功能。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電電池的種類不同，采用的隔膜也不同。對于鋰電池系列，由于電解液為有機溶劑體系，因而需要有耐有機溶劑的隔膜材料，一般采用高強度薄膜化的聚烯烴多孔膜。隔膜的新能要求：

（1） 化學(xué)穩(wěn)定：不與電解質(zhì)、電極材料發(fā)生反應(yīng)；

（2） 浸潤性：與電解質(zhì)易于浸潤且不伸長，不收縮；

（3） 熱穩(wěn)定性：耐受高溫，具有較高的熔斷隔離性；

（4） 機械強度：拉伸強度好，以保證自動卷繞的強度和寬度不變；

（5） 孔隙率：較高的孔隙率以滿足離子導(dǎo)電要求。

濕法技術(shù)（Wet）主要用于聚乙烯（PE）隔膜的制造。由于工藝中需要使用石蠟油與 PE 混合占位造孔，在拉伸工藝后需要用溶劑萃取移除，所以該工藝稱為濕法。干法技術(shù)（Dry）主要用于聚丙烯（PP）隔膜的制造。干法技術(shù)主要包括 3 種工藝技術(shù)：吹膜+單向拉伸、鑄片+單向拉伸以及雙向拉伸。

鋰電池濕法隔膜輕薄、不易撕裂，但 PE 熔點為 135℃，安全性低于干法隔膜，加之原材料及生產(chǎn)流程不同，綜合成本高于干法隔膜；干法隔膜產(chǎn)品熔點高，耐熱性、耐高壓性及抗氧化性更好，但相對于濕法隔膜較厚，且容易縱向撕裂，對電池企業(yè)工藝要求較高。

隔膜是鋰電池材料中技術(shù)壁壘最高的環(huán)節(jié)，其性能的優(yōu)劣對鋰電池的輕量化和安 全性至關(guān)重要。濕法隔膜比干法隔膜在力學(xué)性能、透氣性能和理化性能方面均具有一 定優(yōu)勢，涂覆后可以大幅提升濕法隔膜的熱穩(wěn)定性，總體來說濕法涂覆隔膜具有明顯 的性能優(yōu)勢。高端消費電池大多使用濕法隔膜，隨著動力電池對能量密度要求的提升， 尤其是三元電池的廣泛應(yīng)用，濕法隔膜在動力電池的滲透率也將逐步提升。

2. 隔膜市場供需兩旺

電解液占電芯成本的 7%-11%。據(jù) ICC 鑫欏資訊統(tǒng)計，2020 年中國鋰電池隔膜出貨量為 35 億平方米，同比增長 36.7%，預(yù)計 2021 年，國內(nèi)鋰電池需求量就將超過 200GWh， 對應(yīng)鋰電隔膜需求量約 55 億平米，同比增速達 55%。到 2025 年隔膜供應(yīng)量將增長至138 億平方米，未來五年年均復(fù)合增速為 31.57%。

目前頭部隔膜企業(yè)持續(xù)保持滿產(chǎn)生產(chǎn)，訂單情況飽和，承接新訂單的產(chǎn)能空間有限。但另一方面，國內(nèi)鋰電隔膜產(chǎn)能自 2015 年開始快速擴張，截至 2020 年底，國內(nèi)濕法隔膜產(chǎn)能達到 70 億平，干法隔膜產(chǎn)能接近 30 億平。據(jù)不完全統(tǒng)計，2021 年僅恩捷、中材、星源材質(zhì)、河北金力等國內(nèi)隔膜企業(yè)的新增基膜產(chǎn)能就將達到 22 億平。快速增長的產(chǎn)能一定程度的壓制了隔膜的銷售價格。此外，未來固態(tài)電池技術(shù)成熟后， 鋰電池中隔膜將不再需要，鋰電池隔膜市場需求將快速萎縮甚至消失。

十一、電解液市場需求旺盛，產(chǎn)品價格上升

1. 電解液涉及諸多化學(xué)制品

電解液在鋰電池正、負極之間起到傳導(dǎo)離子，是鋰離子電池獲得高電壓、高比能的保證。電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質(zhì)鋰鹽、必要的添加劑等原料構(gòu)成， 其在一定條件下、按一定比例配制而成。

電解液需要滿足以下性能要求：

（1） 電導(dǎo)率高；

（2） 電化學(xué)穩(wěn)定，電位范圍寬熱穩(wěn)定性好，工作溫度范圍寬；

（3） 化學(xué)穩(wěn)定性好，與集體流及活性物質(zhì)不反應(yīng)；

（4） 無毒、無污染；價格便宜。

（1） 溶質(zhì)材料

在溶質(zhì)材料中，LiAsF6 有非常高的電導(dǎo)率、穩(wěn)定性和電池充電放電率，但由于砷的毒性限制了它的應(yīng)用。目前常用的鋰電池的所有材料，包括電解液都是能符合歐盟的 RoHS,REACH 要求的，LiPF6 各項性能較均衡，且無毒無污染，是使用最廣的溶質(zhì)材料。

（2） 溶劑材料

有機溶劑是鋰離子電池電解液的主體部分，與電解液的性能密切相關(guān)，一般用高介電常數(shù)溶劑與低粘度溶劑混合使用。鋰離子電池對溶劑的要求有安全性、氧化穩(wěn)定性、與負極的相容性、導(dǎo)電性等，總體要求溶劑具有較高的介電常數(shù)、較低的粘度等特點。

鋰離子電池電解液中常用的溶劑有碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等，一般不使用碳酸丙烯酯(PC)、乙二醇二甲醚(DME) 等重要用于鋰一次電池的溶劑。PC 用于二次電池，與鋰離子電池的石墨負極相容性很差，充放電過程中，PC 在石墨負極表面發(fā)生分解，同時引起石墨層的剝落，造成鋰離子電池的循環(huán)性能下降。

鋰離子電池電解液有機溶劑在使用前必須嚴(yán)格控制質(zhì)量，如要求純度在 99.9%以上，水分含量必須達到 10-6 以下。溶劑的純度與穩(wěn)定電壓之間有密切聯(lián)系純度達標(biāo)的有機溶劑的氧化電位在 5V 左右，有機溶劑的氧化電位關(guān)于研究防止電池過充、安全性有很大意義。嚴(yán)格控制有機溶劑的水分，關(guān)于配制合格鋰離子電池電解液有著決定性影響。

鋰電池電解液溶劑材料主要分為三類：碳酸酯、羧酸酯類和醚類。

碳酸酯：碳酸乙烯酯(EC)是一種功能優(yōu)秀的有機溶劑，可溶解多種聚合物。會刺激眼睛，會影響呼吸系統(tǒng)和損壞皮膚。本品應(yīng)貯存于陰涼、通風(fēng)、干燥處，按一般化學(xué)品規(guī)定儲運。

羧酸酯類：其種類繁多,也較便宜,簡單做到比較高的純度?；瘜W(xué)性質(zhì)還算穩(wěn)定,即不是很簡單被氧化(甲酸酯除外),也不太簡單被還原,常溫下又多數(shù)是液態(tài)。

碳酸酯和羧酸酯類：兩者的混合溶劑可以使得鋰電池包在首次充電過程中，負極形成SEI 膜的電位高，避免溶劑還原，保證電池安全性，進步低溫電池的容量保持率和高倍率充放電容量。

（3） 添加劑

添加劑是向電解質(zhì)中摻入少量物質(zhì)，快速改變電解液的物理和化學(xué)性能，其基本要求包括：少量即可改善電池一種或幾種性能；不與電池中其他材料發(fā)生反應(yīng)；與有機溶劑有較好的相溶性；無毒或低毒；價格便宜。

1） 成膜添加劑

優(yōu)良的 SEI 膜（固體電解質(zhì)薄膜）具有有機溶劑不容性，允許鋰離子自由的進出電極而溶劑分子無法穿越，從而阻止溶劑分子共插對電極的破壞，提高電池的循環(huán)效率和可逆容量等性能。

其主要分為無機成膜添加劑（SO2、CO2、CO 等小分子以及鹵化鋰等）和有機成膜添加劑（氟代、氯代和溴代碳酸酯等，借助鹵素原子的吸電子效應(yīng)提高中心原子的得電力能力，使添加劑在較高的電位條件下還原并有效鈍化電極表面，形成穩(wěn)定的 SEI 膜。）另有 Sony 公司專利報道，在鋰離子電池非水電解液中加入微量苯甲醚或其鹵代衍生物，能改善電池的循環(huán)性能，減少電池不可逆容量的損失。

2） 導(dǎo)電添加劑

對提高電解液導(dǎo)電能力的添加劑的研究主要著眼于提高導(dǎo)電鋰鹽的溶解和電離以及防止溶劑共插對電極的破壞。

其按作用類型可分為與陽離子作用型（主要包括一些胺類和分子中含有兩個氮原 子以上的芳香雜環(huán)化合物以及冠醚和穴狀化合物）、與陰離子作用型（陰離子配體主要是一些陰離子受體化合物，如硼基化合物）及與電解質(zhì)離子作用型（中性配體化合物 主要是一些富電子基團鍵合缺電子原子N 或B 形成的化合物，如氮雜醚類和烷基硼類）。

3） 阻燃添加劑

作為商業(yè)化應(yīng)用，鋰離子蓄電池的安全問題依然是制約其應(yīng)用發(fā)展的重要因素。鋰離子蓄電池自身存在著許多安全隱患，如充電電壓高，而且電解質(zhì)多為有機易燃物， 若使用不當(dāng)，電池會發(fā)生危險甚至爆炸。因此，改善電解液的穩(wěn)定性是改善鋰離子電池安全性的一個重要方法。在電池中添加一些高沸點、高閃點和不易燃的溶劑可改善電池的安全性。

主要分為：(1)有機磷化物 (2)有機氟代化合物 (3)鹵代烷基磷酸酯4）過充保護添加劑

對于采用氧化還原對進行內(nèi)部保護的方法人們進行了廣泛的研究，這種方法的原理是通過在電解液中添加合適的氧化還原對，在正常充電時這個氧化還原對不參加任何化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，而當(dāng)電池充滿電或略高于該值時，添加劑開始在正極上氧化， 然后擴散到負極發(fā)生還原反應(yīng)，如下式所示。

正極：RO+ne-

負極：O+ne-R

最佳的過充電保護添加劑應(yīng)該具有 4.2~4.3V 的截止電壓，從而滿足鋰離子蓄電池大于 4V 電壓的要求，總的來說，這一部分的研究工作還有待進一步研究。

5） 控制電解液中水和HF 含量的添加劑

有機電解液中存在的痕量水和 HF 對性能優(yōu)良的 SEI 膜的形成是有一定作用的， 這些都可以從 EC、PC 等溶劑在電極界面的反應(yīng)中看出。但水和酸(HF)的含量過高， 不僅會導(dǎo)致 LiPF6 的分解，而且會破壞SEI 膜。當(dāng)Al2O3、MgO、BaO 和鋰或鈣的碳酸鹽等作為添加劑加入到電解液中，它們將與電解液中微量的 HF 發(fā)生反應(yīng)，降低 HF 的含量，阻止其對電極的破壞和對 LiPF6 分解的催化作用，提高電解液的穩(wěn)定性，從而改善電池性能。但這些物質(zhì)去除 HF 的速度較慢，因此很難做到阻止 HF 對電池性能的破壞。

而一些酸酐類化合物雖然能較快地去除HF，但會同時產(chǎn)生破壞電池性能的其它酸性物質(zhì)。烷烴二亞胺類化合物能通過分子中的氫原子與水分子形成較弱的氫鍵，從而阻止水與 LiPF6，反應(yīng)產(chǎn)生 HF。

6） 改善低溫性能的添加劑

低溫性能為拓寬鋰離子電池使用范圍的重要因素之一，也是目前航天技術(shù)中必須具備的。N，N 一二甲基三氟乙酰胺的黏度低(1.09mPa·S，25°C)、沸點(135°C)和閃點(72°C)高，在石墨表面有較好的成膜能力，對正極也有較好的氧化穩(wěn)定性，組裝的電池在低溫下具有優(yōu)良的循環(huán)性能。有機硼化物、含氟碳酸酯也有利于電池低溫性能的提高。

7） 多功能型添加劑

多功能添加劑是鋰離子電池的理想添加劑，它們可以從多方面改善電解液的性能， 對提高鋰離子電池的整體電化學(xué)性能具有突出作用。正在成為未來添加劑研究和開發(fā) 的主攻方向。

實際上，現(xiàn)有的某些添加劑本身就是多功能添加劑。例如，12-冠-4 加入 PC 溶劑后。在提高 Li+的自身導(dǎo)電性的同時，利用冠狀配體在電極表面的親電作用使得 Li+在電極界面與溶劑分子反應(yīng)的可能性大大降低，冠醚對 Li+的優(yōu)失溶劑化作用抑制了 PC 分子共插，電極界面 SEI 膜得到優(yōu)化，減少了電極首次不可逆容量損失。此外，氟化有機溶劑、鹵代磷酸酯如 BTE 和 TTFP 加入電解液后，不僅有助于形成優(yōu)良的 SEI 膜， 同時對電解液具有一定的甚至明顯的阻燃作用，改善了電池多方面性能。

2. 到 2025 年全球電解液需求 1200 億元

電解液占電芯成本的 5%-8%。其中，溶質(zhì)占電解液成本的一半。溶質(zhì)價格顯著影響電解液的價格。其作用是保證電池在充放電過程中有充足的鋰離子實現(xiàn)充放電循環(huán)， 目前使用最為廣泛的溶質(zhì)是六氟磷酸鋰；溶劑成本占比約 30%，質(zhì)量占比達 80%以上，目前主要使用的是碳酸酯類溶劑；添加劑成本占比 10%，是電解液競爭力差異化的主要來源之一。

按照每 GW 電池需要電解液 1098 噸計算，到 2025 年全球動力電池需求量將達1490GW，需要電解液 163.60 萬噸。按照目前價格，市場空間約為 1200 億元。但另一方面，如果固態(tài)電池技術(shù)成熟，與鋰電池隔膜類似，現(xiàn)有液態(tài)電解液將被快速替代， 市場需求將萎縮。

十二、主要稀缺資源供需趨勢

1. 鋰——70%的供應(yīng)依賴進口

鋰是鋰離子電池不可或缺和不可替代的元素。在鋰離子電池電解液中加入鋰鹽， 是鋰離子能量的載體，當(dāng)電池放電時，鋰離子從陰極穿過隔膜進入正極，而充電時， 鋰離子穿過隔膜進入負極。此外，在磷酸鐵鋰電池中，磷酸鐵鋰也作為電池的正極材料。

自然界的鋰存在于鋰輝石、鋰云母和磷鋰鋁石中以LiO2 的形式存在，相當(dāng)大的部分還存在含鹽湖鹵水中。通過對含鋰礦石加工得到工業(yè)級碳酸鋰，再提純精煉制成電池級碳酸鋰，再將碳酸鋰制成各種鋰電池需要的材料。

全球鋰資源總量豐富，分布集中，主要分布在南美洲、澳大利亞和中國。據(jù)美國 地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)，2020 年全球鋰資源儲量約為 2100 萬噸(金屬鋰)，靜態(tài)儲采比超過256 年，主要集中在智利(750 萬噸，占比 48%)、中國(350 萬噸，21%)澳大利亞(270 萬噸，占比 17%}、阿根廷(200 萬噸，占比 13%}，其他鋰資源較豐富的國家包括美國、巴西、葡萄牙、津巴布韋。全球鋰資源不僅表現(xiàn)出區(qū)域分布集中的特點，還表現(xiàn)出控 制權(quán)高度集中的特點。澳大利亞的 Talison Lithium 公司和銀河資源(Galaxy Resources Ltd.)兩家公司控制了全球約 70%的礦石鋰供給，而SQM、Rockwood 以及 FMC 三家公司則控制了全球約 92%的鹽湖鋰供應(yīng)。我國占全球鋰礦消費量的近一半，進口依賴度約 70%，其中約一半來自于澳大利亞。

中國鋰資源主要分布在青藏高原、四川、新疆、江西、內(nèi)蒙等省份，鋰礦資源類型多種多樣，但是約 80%以上鋰資源賦存于鹽湖中;絕大多數(shù)鹽湖分布在青藏高原等生態(tài)脆弱區(qū);礦石鋰資源集中于四川、江西、湖南、新疆等省份。

我們對歷年碳酸鋰價格和新能源汽車銷量增速做對比，二者有較顯著的相關(guān)性， 當(dāng)新能源汽車銷量增速上升，碳酸鋰價格也隨之升高，當(dāng)新能源汽車銷量增速下降時， 碳酸鋰價格業(yè)會隨之降低。

未來 5-10 年，全球新能源汽車滲透率將快速升高。根據(jù) Canalys 最新預(yù)測，預(yù)計到 2021 年，電動汽車將占全球新車銷售的 7％以上，進一步增長 66％，疊加美聯(lián)儲放水的影響，2021 年碳酸鋰價格有望保持上升趨勢。

中國鋰礦資源主要分布再四川、青海和西藏，雖然礦藏量豐富，但因交通和地理位置限制，短時間大規(guī)模開采可能性很大，加上部分礦產(chǎn)品位較低，提煉成本較高， 自由產(chǎn)能難以滿足本土動力電池激增的需求。目前國內(nèi)鋰資源 70%依賴進口，隨著中國鋰離子電池需求和產(chǎn)能進一步擴張，對外依賴度將進一步提升。

2. 鈷——高價促使需求減少

鈷元素在三元正極材料中，起到提高導(dǎo)電率和改善循環(huán)性能，延長電池的使用壽命的作用。全球鈷資源儲量較貧乏，但分布較集中。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)，2020 年全球鈷資源儲量約為 710 萬噸，靜態(tài)儲采比為 50 年，主要集中在剛果（金）(360 萬噸，占比 51%)、澳大利亞(140 萬噸，占比 20%}、古巴(50 萬噸，占比 7%}，其他鈷資源較豐富的國家包括俄羅斯和加拿大。

在 2020 年之前，鈷價格和新能源車銷量增速變動方向基本一致。由于三元電池能量密度相對高，鈷占三元電池成本相當(dāng)大的部分，鈷需求大幅增長，鈷價在 2018 年突破 9 萬美元/噸，三元電池成本也急劇升高。為降低成本同時提高能量密度，電池廠家推出NCM811 電池，鈷需求量下滑，因此在 2020 年后鈷價并未隨新能源車銷量增長而提高。

目前全球 60%的鈷產(chǎn)量出自于 4 家企業(yè)，分別是嘉能可、洛陽鉬業(yè)、歐亞資源和金川集團。其中，嘉能可，洛陽鉬業(yè)和歐亞資源三家公司的產(chǎn)量已達全球鈷產(chǎn)量的 40%。嘉能可目前是全球最大鈷礦生產(chǎn)商，2016 年全年共產(chǎn)鈷原料 28300 噸， 占全球鈷礦總產(chǎn)量 23%；洛陽鉬業(yè)并購的 Tenke 礦，2016 年生產(chǎn)鈷金屬 1.45 萬噸，居世界第二；歐亞資源集團(ERG)，除了擁有 MukondoMountain 銅鈷礦，控股的Camrose 還擁有包括 KolweziTailings、Africo 項目和 Coe 項目等幾個中小銅鈷礦，目前產(chǎn)量約 6 千多噸左右，居世界第三。國內(nèi)鈷供給 96%依靠進口。

3. 鎳——價格仍有提升潛力

鎳在三元電池的作用在于提高增加材料的體積能量密度。三元電池的發(fā)展從最早期的NCM111 到 NCM523，再從 NCM523 到NCM622,再到最新的 NCM111，鎳的比例從 30%左右，提高到正極材料的 80%左右，使用比例不斷提高。

全球鎳資源儲量較豐富。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)，2020 年全球鎳資源儲量約為9400 萬噸，靜態(tài)儲采比為 37.6 年，雖然靜態(tài)儲采比不高，但年新增探明儲量大多高于開采量，因此總儲量大體保持增長態(tài)勢。從礦產(chǎn)分布來看，主要集中在印尼(2100 萬噸， 占比 18%)、澳大利亞(2000 萬噸，占比 17%)、巴西(1600 萬噸，占比 14%)，其他鎳資源較豐富的國家包括俄羅斯和古巴。

從鎳的價格走勢和新能源車產(chǎn)量增速對比來看，二者在 2019 年走勢相近，但在2019 年之后，隨著鎳在正極比例越來越高，鎳的需求相對更旺盛，總體保持向上的走勢。高鎳占三元材料出貨量的占比在 2019-2020 年從 9%上升到 24.1%，從各國動力電池技術(shù)路徑規(guī)劃來看，高鎳將成為正極行業(yè)主流發(fā)展方向。2020 年NCM811 電池占寧德時代動力電池出貨量的 20%，隨著對電池能量密度提升的需求，NCM811 電池占比將逐漸升高，未來鎳的價格還有提升空間。

印尼鎳資源儲量約 2100 萬噸，作為全球鎳資源儲量最大和開采量最大的國家，印度尼西亞已成為“兵家必爭之地”。

目前在印尼布局鎳資源的主要有三類玩家，第一類是手握資源的本土企業(yè)，代表企業(yè)：安塔姆、Harita；第二類是長期扎根的西方巨頭，淡水河谷、Eramet；第三類是迅速崛起的中資企業(yè)，青山集團、寧德時代、格林美、華友鈷業(yè)。上述三類企業(yè)也成為電池、材料、車企合資的重要對象。

4. 錳——主要用途還是鋼材冶煉

在三元鋰電池中錳的作用是提高安全性和提升結(jié)果穩(wěn)定性。隨著電池不斷追求更高的能量密度，錳的使用量逐步降低。

全球錳資源儲量較豐富。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)，2020 年全球鈷資源儲量約為130 萬噸，靜態(tài)儲采比為 70 年，總探明儲量大保持增長態(tài)勢。從礦產(chǎn)分布來看，主要集中在南非(52 萬噸，占比 40%)、巴西 27 萬噸，占比 20%}、烏克蘭(14 萬噸，占比11%}，其他錳資源較豐富的國家包括印度和中國。

由于錳 90%用于鋼鐵冶煉，因此錳的價格和新能源汽車的產(chǎn)銷走勢不大相關(guān)，從近期表現(xiàn)來看，錳價基本保持穩(wěn)定。

十三、2030 年全球動力電池梯次利用將超千億

當(dāng)動力鋰電池容量衰減至 80％時，不適宜繼續(xù)在車輛上服役，即將退役的動力電池用在儲能等其他領(lǐng)域作為電能的載體使用，從而充分發(fā)揮剩余價值。

我國新能源汽車的推廣是在 2015 年之后，并且在近幾年實現(xiàn)了爆發(fā)性增長，鋰離子動力電池通常使用壽命為 5-8 年，因此從 2020 年開始，我國鋰電池退役數(shù)量進入爆發(fā)期。

2019 年全國鋰動力電池累計退役量約為 8.4 至 12.4 萬噸。中國汽車技術(shù)研究中心預(yù)測，2020 年，我國動力電池累計退役量將達 20 萬噸（約 25GWh）；2025 年，累計退役量約為 78 萬噸（約 116GWh），其中，約有 55 萬噸（占總退役量 70%）退役

動力電池可進入梯次利用環(huán)節(jié)，龐大的退役量也讓動力電池回收成為當(dāng)前行業(yè)前行過程中亟待解決的問題。

2018 年我國廢舊動力電池回收市場規(guī)模約為 50－65 億元，預(yù)計該市場規(guī)模在2020 年可達到 70－75 億元，2025 年市場規(guī)模或?qū)⑼黄?250 億元。動力電池退役量的持續(xù)攀升，也為動力電池回收市場帶來了巨大的利潤空間。

國際環(huán)保組織綠色和平與中華環(huán)保聯(lián)合會共同發(fā)布了《為資源續(xù)航：2030 年新能源汽車電池循環(huán)經(jīng)濟潛力研究報告》。根據(jù)報告團隊的估算，2021 至 2030 年，全球乘用電動汽車動力電池退役總量將會達到 1285 萬噸，其中中國動力電池退役總量將會達到 705 萬噸，到 2030 年全球乘用電動汽車的動力電池將面臨總電量 463GWh 的大規(guī)模退役，如果對退役電池進行梯次利用，幾乎可以覆蓋全球儲能的用電需求，總價值將達到 1000 億人民幣，大約是 2019 年的 25 倍。

零配件及設(shè)備篇

十四、電機裝機量加速增長

1. 新能源汽車通常采用永磁同步電機或交流異步電機

電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅(qū)動車輪行駛。按工作電源種類劃分：可分為直流電機和交流電機。按結(jié)構(gòu)及工作原理可劃分：無刷直流電機和有刷直流電機。又可分為永磁直流電機和電磁直流電機。永磁直流電機按材料又分為稀土、鐵氧體、鋁鎳鈷永磁直流電機。電磁直流電機按勵磁方式又分為串勵、并勵、他勵和復(fù)勵直流電機。交流電機可分：單相電機和三相電機。

現(xiàn)在新能源汽車最常用的電動機有兩種，一種是永磁同步電機、一種是交流異步 電機，永磁同步電機一般都被應(yīng)用到搭載單電機的車身上，而交流異步電機一般都被 應(yīng)用到搭載雙電機的車身上，特斯拉中國 Model 3 和特斯拉 Model S 就是最好的例子。當(dāng)然，兩者的優(yōu)缺點也很明顯，永磁同步電機更節(jié)能、更輕量化，但是它需要用到稀 土材料，這使得它的造價成本更高，而且在高溫和震動的情況下，它還有退磁的缺點。而交流異步電機則不需要珍貴的材料，而且它還能適應(yīng)惡劣的環(huán)境，不過它的功率和 扭矩相較于永磁同步電機更低，而且它的體積也要比永磁同步電機大。國內(nèi)新能源車 永磁同步電機裝機比例占 98%-99%。

永磁同步電機的定子由定子鐵芯、定子齒輪與定子線圈組成。如果使用三相直流 電流電機，那么需要在定子中有三套繞組，每套繞組布置在 120 度的電機殼體內(nèi)壁上， 三套繞組構(gòu)成了完整的圓型定子。所以只要讓這三套繞組交替通電，并且交替頻率與 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率保持一致，就能獲得旋轉(zhuǎn)磁場。永磁同步電機轉(zhuǎn)子由鐵芯和永磁體兩部 分構(gòu)成，永磁體通常采用稀土永磁材料。當(dāng)電機工作時，由電子控制電路對三相電感 線圈依次通電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場，轉(zhuǎn)子根據(jù)磁場旋轉(zhuǎn)同步旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生動力并驅(qū)動汽車

永磁同步電機永磁電機是國內(nèi)目前新能源汽車主要的應(yīng)用方向，從產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)來看，永磁體（釹鐵硼）是其主要材料。永磁體占電機原材料成本比例高達 45%，是電機中最核心的部件。稀土材料、硅鋼、銅等金屬材料對電機成本產(chǎn)生較大影響。

2. 新能源汽車帶動驅(qū)動電機需求

根據(jù)第一電動的統(tǒng)計，2020 年我國新能源汽車驅(qū)動電機裝機數(shù)量為 140.92 萬臺， 同比增長 20.60%。2021 年 1-2 月，我國新能源汽車驅(qū)動電機裝機數(shù)量為 29.03 萬臺， 同比增長 339.19%，考慮新冠的影響，2021 年 1-2 月較 2019 年 1-2 月年均復(fù)合增長30.00%，而 2018-2020 年，我國新能源汽車驅(qū)動電機裝機數(shù)量年均復(fù)合增速為 2.75%，因此我們判斷能源汽車驅(qū)動電機裝機量正在加速增長。未來，隨著新能源汽車滲透率 不斷提高，新能源汽車電機需求量也將隨之增長。

新能源汽車驅(qū)動電機市場的主要參與者大致可以分為兩類：一類是具備自產(chǎn)能力或關(guān)聯(lián)供應(yīng)鏈的傳統(tǒng)整車企業(yè)，如比亞迪、北汽、廈門金龍、鄭州宇通等；另一類是專門從事汽車零部件或電機電控產(chǎn)品的供應(yīng)商，如博世、大陸、上海電驅(qū)動、上海大郡、匯川技術(shù)、英威騰等。從市場份額上來看，整車龍頭企業(yè)由于自身需求量十分巨大，其配套的電機產(chǎn)品占據(jù)較高的市場份額。

十五、電控系統(tǒng)中核心部件亟待進口替代

1. 電控系統(tǒng)取代機械傳動系統(tǒng)

驅(qū)動電機控制系統(tǒng)是控制主牽引電源和電機之間能量傳輸?shù)难b置。其主要功能包括車輛的怠速控制、車輛前進（控制電機正轉(zhuǎn)）、車輛倒車（控制電機反轉(zhuǎn)）、DC/AC 等。

比亞迪 e6 雙向逆變充放電式電機控制器（VTOG）是一款高度集成化的新型多功能控制器，其主要功能是電機控制與車輛控制、電網(wǎng)對車輛充電、車輛對電網(wǎng)放電、車輛對用電設(shè)備供電以及車輛充放電。驅(qū)動電機控制器通過采集加速、制動、擋位、模式等信號控制動力輸出。

2. 電控系統(tǒng)核心部件亟待進口替代

根據(jù)中國汽車工業(yè)信息網(wǎng)的統(tǒng)計，2020 年，我國新能源汽車電控市場規(guī)模合計達124.8 億元，其中乘用車，客車和專用車分別占 63.6%、14.7%和 21.7%。2016-2020 年，我國新能源汽車電控市場規(guī)模年均復(fù)合增長 25.95%，較同期新能源產(chǎn)量增速略低1.5 個百分點，主要是因為技術(shù)進步，控制器的價格逐年降低，我們預(yù)計未來 5 年，我國新能源汽車電控市場規(guī)模年均復(fù)合增速將達 30%左右。

在新能源汽車領(lǐng)域，電機控制系統(tǒng)主要由逆變器、逆變驅(qū)動器、電源模塊、中央控制模塊、軟起動模塊、保護模塊、散熱系統(tǒng)信號檢測模塊等組成，其中逆變器負責(zé)蓄電池的直-交轉(zhuǎn)換，從而驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)。IGBT 應(yīng)用于逆變器中，占整個控制器成本的40-50%。

目前，高端 IGBT 器件國外企業(yè)占主導(dǎo)地位。英飛凌、ABB 、三菱、西門康、東芝、富士占據(jù)主要市場，形成這種局面的原因主要是：國際廠商起步早，研發(fā)投入大， 形成了較高的專利壁壘，且國外高端制造業(yè)水平較高一定程度上支撐了國際廠商的技術(shù)優(yōu)勢。中國功率半導(dǎo)體市場占世界市場的 50% 以上，但在 IGBT 芯片市場上，90% 主要依賴進口，進口替代空間巨大。

十六、我國充電樁數(shù)量嚴(yán)重不足

1. 直流充電樁需求提升

充電樁按使用地點可以分為公共充電樁、專用充電樁和自用充電樁。其中公共充電樁是建設(shè)在公共停車場（庫）結(jié)合停車泊位，為社會車輛提供公共充電服務(wù)的充電樁。 專用充電樁是建設(shè)單位（企業(yè)）自有停車場（庫），為單位（企業(yè)）內(nèi)部人員使用的充電樁。 自用充電樁是建設(shè)在個人自有車位（庫），為私人用戶提供充電的充電樁。按輸出電流，可分為直流充電樁、交流充電樁和交直流一體充電樁。其中直流通常用于快充，功率大，充電速度快，但成本高。；而交流則用于慢充，功率小，充電速度較慢，但成本低，多用于小區(qū)充電樁。

截止到 2021 年 4 月，我國公共充電樁交流占總數(shù)的 58%、直流占總數(shù)的 42%。從年新增數(shù)量來看，交流充電樁每年均較快速增長，而直流充電樁新增量則波動較大， 2021 年 1-4 月，公共直流充電樁新增量 26.9 萬臺，和交流電 30.8 萬臺的數(shù)量快速拉近。隨著技術(shù)的發(fā)展，新能源汽車數(shù)量的增多，車主對充電速度需求的提高，未來我 國直流充電樁將漸漸成為主流。

2. 充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展滯后，未來十年增量可期

截止到 2020 年年末，我國充電基礎(chǔ)設(shè)施保有量為 168.1 萬臺，按照公安部發(fā)布的全國新能源車保有量計算，我國車樁比為 2.93。2021 年 1 季度，我國充電基礎(chǔ)設(shè)施保有量為 178.8 萬臺，但由于新能源車保有量快速增長，車樁比升為 3.08。2015 年國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于加快電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》規(guī)劃到 2020 年全國新能源汽車銷量達 500 萬輛，充電樁數(shù)量達 480 萬個，車樁比近 1:1,由此看出我國充電基礎(chǔ)設(shè)施相對于新能源車發(fā)展顯著滯后。

從公共充電樁區(qū)域分布來看，我國廣東、上海、北京、江蘇和浙江三省兩市占據(jù)全國公共充電樁數(shù)量的 50%，為其他 25 個省市自治區(qū)合計僅占 50%的比例。充電設(shè)施分布不均，導(dǎo)致在廣大的中西部地區(qū)充電難問題更加突出，這將限制新能源車在中西部地區(qū)的銷售。

近日，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布了《關(guān)于進一步提升充換電基礎(chǔ)設(shè)施服 務(wù)保障能力的實施意見（征求意見稿）》，征求意見稿提出要提升城鄉(xiāng)地區(qū)充換電保障 能力，優(yōu)先利用存量停車場等土地資源，以新增土地供應(yīng)方式建設(shè)的公共充換電場站；新建居住社區(qū)要落實 100%固定車位預(yù)留充電樁建設(shè)安裝條件，滿足直接裝表接電需要；加快高速公路快充網(wǎng)絡(luò)有效覆蓋，力爭到 2025 年，國家生態(tài)文明試驗區(qū)、大氣污染防治重點區(qū)域的高速公路服務(wù)區(qū)快充站覆蓋率不低于 80%，其他地區(qū)不低于 60%工信部發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035）》征求意見稿提出，預(yù)計到 2030 年，我國新能源汽車保有量將達 6420 萬輛。根據(jù)車樁比 1：1 的建設(shè)目標(biāo)，未來十年，我國充電樁建設(shè)存在 6300 萬的缺口，預(yù)計將形成 1.02 萬億元的充電樁基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)市場。

3. 充電樁產(chǎn)業(yè)重點是 IGBT

充電樁產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游零部件，中游整機制造和下游終端用戶和運營商。

從充電樁設(shè)備的成本構(gòu)成來看，充電機占據(jù)成本的大部分，而充電機最核心的部件是 IGBT。IGBT 是能源轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)暮诵钠骷?，是電力電子裝置的“CPU” 。采用IGBT 進行功率變換，能夠提高用電效率和質(zhì)量，具有高效節(jié)能和綠色環(huán)保的特點，其占充電模塊成本的 40%左右，占充電樁設(shè)備成本約 20%目前國內(nèi) IGBT 主要依賴進口，這使得充電樁成本居高不下，IGBT 的國產(chǎn)化替代正在緩慢進行中。國內(nèi) IGBT 配套生產(chǎn)商包括比亞迪、華虹半導(dǎo)體等。IGBT 競爭格局詳見第十五章第 2 節(jié)。

中游是設(shè)備提供商，其進入門檻較低，行業(yè)較為分散，其核心競爭力國家電網(wǎng)是國內(nèi)最大的充電樁公開招標(biāo)企業(yè)，也是最早入行的建設(shè)運營方。2015-2019 年國網(wǎng)采購充電樁設(shè)備中標(biāo)數(shù)量前三分別是國電南瑞、許繼電氣和山東魯能，均為國電旗下的上市公司，三家合計占國網(wǎng)充電樁總采購量的 39%。

下游包括私人客戶和充電樁運營商。截止到 2021 年 4 月，各大運營商共建成438,678 臺充電樁，排名行業(yè)前三的運營商包括特來電、國網(wǎng)公司和星星充電市占率合計達 82%，逐步呈現(xiàn)出寡頭競爭格局。

十七、 鋰電池設(shè)備訂單向龍頭企業(yè)集中

1. 動力電池生產(chǎn)線分為電芯和模組/PACK 裝配線

動力鋰電池生產(chǎn)線包括動力鋰電池模組/PACK 裝配線和動力鋰電池芯生產(chǎn)線兩大部分。動力鋰電池芯生產(chǎn)線是指電池芯生產(chǎn)各工藝環(huán)節(jié)對應(yīng)的智能機械設(shè)備流水線。分為前段制片（正、負極漿料攪拌、涂布到輥壓分切成料帶），中段組裝（料帶極耳成形到注液），后段電芯激活與測試、篩選，直至電芯成形并檢測合格。動力鋰電池模組/PACK 智能裝配線是將客戶鋰電池包產(chǎn)品中的電芯、電池連接片、BMS、線束、電池輔料、電池包外殼等按一定的PACK 工藝流程組裝成相關(guān)的PACK 模組和電池包的裝配設(shè)備。動力鋰電池模組/PACK 裝配線通常是由模組線和PACK 線組成。其中，動力電池電芯生產(chǎn)線設(shè)備占全線設(shè)備總價值的 81%。

2. 到 2030 年，全球鋰電設(shè)備需求 2400 億元

伍德麥肯茲預(yù)測到 2030 年，全球鋰電池產(chǎn)能將較現(xiàn)有產(chǎn)能翻兩番，實現(xiàn) 1.3TWh。分區(qū)域市場來看，現(xiàn)階段，亞太地區(qū)的鋰電池產(chǎn)能占全球產(chǎn)能的 80%。預(yù)計未來十年內(nèi)，亞太仍將繼續(xù)主導(dǎo)全球市場發(fā)展。包括寧德時代、LG 化學(xué)、比亞迪、SK Innovation 在內(nèi)的行業(yè)領(lǐng)先者紛紛加足馬力擴產(chǎn)能。中國鋰電池儲備項目容量將從 2020 年的345GWh 增加至 2030 年的 800GWh。

動力電池領(lǐng)域，受終端市場電動化加快影響，全球鋰電池進入新一輪擴產(chǎn)競備賽。2020-2025 年，全球動力電池企業(yè)產(chǎn)能擴張規(guī)劃已超過 1000GWh，按照每 GW 設(shè)備投資 3 億元計算，全球未來十年總需求空間為 3000 億元。目前，國產(chǎn)用鋰電設(shè)備的國產(chǎn)化率已達到 90%-92%。受新增產(chǎn)能帶動，到 2022 年，屬于國產(chǎn)鋰電設(shè)備的市場份額將達到 180-190 億元，年均增長 6.3%-8.2%。

先導(dǎo)智能、嘉拓智能、利元亨等領(lǐng)先裝備企業(yè)已經(jīng)進入國際車企/動力電池巨頭供應(yīng)鏈，全球化路徑逐漸延伸至遠。目前頭部設(shè)備企業(yè)正在通過提升良品率，革新工藝， 降低運營成本，研發(fā)一體化設(shè)備，提供半整線/整線等模式，進一步拉開與二線設(shè)備企業(yè)的差距，訂單也向龍頭企業(yè)集中。

策略篇

十八、投資策略

1. 整車制造有望誕生全球領(lǐng)軍企業(yè)

受資源和環(huán)境約束，采用新能源汽車替代傳統(tǒng)燃油車已成為全球共識。預(yù)計到 2030年，電動汽車的銷量將會達到全球乘用車銷量的 48%?；诖祟A(yù)測，我們判斷到 2025年，全球電動車銷量將達到 1500 萬輛，到 2030 年全球電動車銷量將達 3000 萬輛。預(yù)計 2021-2025 年，全球新能源汽車年均復(fù)合增速為 36.37%，2026-2030 年，全球新能源汽車年均復(fù)合增速為 14.87%。

另一方面，我國人工智能、大數(shù)據(jù)、量子計算、自動駕駛等新一輪的革命技術(shù)不斷取得進步并應(yīng)用于汽車制造領(lǐng)域，歐美日等老牌車企的燃油車的技術(shù)壟斷優(yōu)勢將蕩然無存，中國車企將有機會和國際龍頭站在同一起跑線上。國內(nèi)車企憑借國內(nèi)龐大的消費市場，完善的產(chǎn)業(yè)鏈體系，工程師紅利帶來的創(chuàng)新優(yōu)勢以及企業(yè)家精神，有望在新一輪競爭中站上全球汽車行業(yè)的巔峰，并誕生出諸如豐田、大眾那樣的全球領(lǐng)軍企業(yè)。

我們認為未來國內(nèi)整車企業(yè)將會產(chǎn)生三種結(jié)局。一是在壓力下，有能力有意愿加 快新能源汽車的研發(fā)，不斷將新技術(shù)應(yīng)用于汽車產(chǎn)品。這類車企以國內(nèi)二線品牌的主 機廠為主要代表，他們既有傳統(tǒng)車企的歷史底蘊，但卻沒有一線車企那樣的產(chǎn)能包袱， 希望在產(chǎn)業(yè)巨變過程中超越競爭對手成為一線品牌，這些車企“華麗轉(zhuǎn)身”最為堅決 也異常迅速。如比亞迪、長城汽車、長安汽車等；二是，有強大的汽車產(chǎn)能，但無力投入新能源車的車企。他們將成為造車新勢力的“代工廠”；三是生產(chǎn)能力、資金和技術(shù)實力都不足以支撐企業(yè)轉(zhuǎn)型的企業(yè)將被兼并或淘汰出局。因此，我們判斷未來車企 的經(jīng)營業(yè)績和估值將進一步分化，能夠迎合大眾需求并持續(xù)創(chuàng)新的新能源車企經(jīng)營業(yè) 績將持續(xù)快速增長，這部分企業(yè)將能夠獲得市場青睞并得到更高的估值溢價。建議關(guān)注：比亞迪（002459.SZ）、廣汽集團（601238.SH）、長城汽車（601633.SH）、長安汽 車（000625.SZ）。

2. 電池領(lǐng)域需求快速增長，寧德時代全球龍頭地位牢固

2020 年，全球動力電池安裝量合計為 137GW，同比增長 17%，動力電池出貨量為213GW，同比增長 34%。基于以上假設(shè)，預(yù)計到 2025 年，動力電池出貨量和安裝量為1396GW 和 1163GW，到 2030 年，動力電池出貨量和安裝量為 3555GW 和 2963GW。2021-2025年動力電池需求年均增速 40.42%，2026-2030 年動力電池需求年均增速 18.29%?；诟鱾€電池生產(chǎn)商生產(chǎn)能力，SNE Research 預(yù)計從 2023 年開始全球電池（電動車+儲能板塊）安裝需求將高于電池供給量。到 2025 年供不應(yīng)求將達到峰值。在電池出貨方面（電動車+儲能板塊），短缺情況則會提前一年，2022 年便會開始出現(xiàn)，動力電池供應(yīng)商需要更多擴充有效產(chǎn)能。

全球動力電池市場競爭格局為中日韓三分天下，國產(chǎn)電池主要為國產(chǎn)新能源車配套，韓系電池為特斯拉、歐系和韓系車配套，日系電池為特斯拉和日系車配套。2020年，寧德時代和韓國 LG 化學(xué)占據(jù)絕對領(lǐng)先地位，但 2021 年上半年，隨著國產(chǎn)品牌新能源車銷量大幅增長，第一名的寧德時代和第二名 LG 化學(xué)之間的差距進一步拉大。

未來全球動力電池廠商的市場份額一方面看現(xiàn)有配套車型的銷量，另一方面看能否獲進入新的主機廠的供應(yīng)鏈。2020 年工信部公布的新能源車型有效目錄共 6,800 余款車型，其中由寧德時代配套動力電池的有 3,400 余款車型，占比約 50%，是配套車型最多的動力電池廠商，隨著國內(nèi)和全球新能源汽車市場崛起，寧德時代作為全球動力電池龍頭的市場地位有望持續(xù)增強；中航鋰電（成飛集成參股子公司）憑借打入廣汽集團和長安集團的配套體系，配套的五菱宏光 Mini EV 成為“爆款”，迅速進入全球前十行列；國軒高科憑借三元電池和磷酸鐵鋰電池單體能量密度分別突破 302Wh/kg 和 210 Wh/kg，全球排名逐步攀升。動力電池建議關(guān)注寧德時代（300750.SZ）、億緯鋰能（300014.SZ）、國軒高科（002074.SZ），設(shè)備端建議關(guān)注先導(dǎo)智能（300450.SZ）和利元亨（688499.SH）。

3. 材料端關(guān)注三元和磷酸鐵鋰正極材料

鋰離子電池主要是由正極材料、負極材料、隔膜和電解液。其中，負極材料雖然需求旺盛，但產(chǎn)能增長較快，因此競爭加劇，價格漲跌不一；隔膜和電解液需求也較旺盛，但一旦固態(tài)電池技術(shù)成熟，隔膜將被取消，電解液的物質(zhì)將被替換。因此我們最為看好正極材料。

我們測算 2020 年，全球動力電池所需正極材料合計為 27 萬噸，其中三元電池正極材料需求18.3 萬噸，磷酸鐵鋰正極材料需求 8.7 萬噸。如果沒有顛覆性技術(shù)出現(xiàn)的話，預(yù)計到 2030 年全球動力電池正極材料需求將上升至 461 萬噸，其中三元正極材料271 萬噸，磷酸鐵鋰 190 萬噸。正極材料需求年均復(fù)合增長 32.81%。其中三元和磷酸鐵鋰增速分別為 30.96%和 36.06%。正極材料建議關(guān)注：當(dāng)升科技（300073.SZ）、容百科技（688005.SH）、格林美（002340.SZ）以及德方納米（300769.SZ）。

4. 上游資源關(guān)注鋰和鎳

鋰離子電池是通過電池內(nèi)部的鋰離子移動來實現(xiàn)電勢差，進而引發(fā)電流，鋰是鋰電池不可或缺的元素。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)，2020 年全球鋰資源儲量約為 2100 萬噸(金屬鋰)。我國占全球鋰礦消費量的近一半，進口依賴度約 70%，其中約一半來自于澳大利亞。未來 5-10 年，全球新能源汽車滲透率將快速升高。隨著電動汽車銷量的快速增長，疊加美聯(lián)儲放水的影響，2021 年碳酸鋰價格有望保持上升趨勢。建議關(guān)注：天齊鋰業(yè)（002466.SZ）、贛鋒鋰業(yè)（002460）和永興材料（002756）。

鎳在三元電池的作用在于提高增加材料的體積能量密度。三元電池的發(fā)展從最早 期的 NCM111 到 NCM523，再從 NCM523 到 NCM622,再到最新的 NCM111，鎳的比例從 30% 左右，提高到正極材料的 80%左右，使用比例不斷提高。全球鎳資源儲量較豐富。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)，2020 年全球鎳資源儲量約為 9400 萬噸，靜態(tài)儲采比為 37.6 年， 雖然靜態(tài)儲采比不高，但年新增探明儲量大多高于開采量，因此總儲量大體保持增長 態(tài)勢。目前在印尼布局鎳資源的主要有三類玩家，第一類是手握資源的本土企業(yè)，代 表企業(yè)：安塔姆、Harita；第二類是長期扎根的西方巨頭，淡水河谷、Eramet；第三類是迅速崛起的中資企業(yè)，青山集團、寧德時代、格林美、華友鈷業(yè)。上述三類企業(yè)也成為電池、材料、車企合資的重要對象。建議關(guān)注格林美（002340.SZ）、盛屯礦業(yè)（600771.SH）、杉杉股份（600884.SH）。

十九、投資地圖

3. 新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈及相關(guān)上市公司

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來源：行研君