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中年|动力电池市场拐点将至，抓住二线企业崛起机会( 三 )


表4：三种常用动力电池性能对比
图8：中国动力电池产品结构

未来高镍三元仍是主流 。 虽然磷酸铁锂占比有所回暖 ， 但2020年工信部第一批乘用车推荐目录中仍有82%的车型搭配三元电池 ， 在乘用车领域三元仍占主导地位 。 从三元产品结构来看 ， 高镍化趋势显著 。 当前国内三元市场以中镍三元为主 ， 其中市场份额最大的NCM523呈现下滑的趋势 。 而低镍三元由于能量密度较低 ， 成本优势下降 ， 市场份额逐年被压缩 。 相反 ， 高镍NCM811占比持续增加 ， 2019年市场份额同比增速达129% ， 增幅显著 。 NCM622由于与NCM523差异较小 ， 部分企业会越过NCM622 ， 直接升级至NCM811 ， 预计其占比有望维持在23%左右 。 对于NCA ， 由于国内企业一直无法突破其较高的技术壁垒 ， 在国内市场的份额占比较低 。 但随着外资动力电池企业的进入和Model 3产能的释放 ， 其占比有望进一步提升 。
图10：我国三元材料不同型号产量份额
无钴材料是下一步发展方向 ， 短期量产希望渺茫 。 无钴材料本质上是通过元素掺杂、表面包覆、单晶技术等策略 ， 去除三元材料中的稀有金属元素钴 ， 从而实现降低成本和摆脱未来钴资源稀缺对产能的限制 。 结合公开资料 ， 无钴材料大概率是层状镍锰酸锂 ， 材料来源主要有正极材料企业供货动力电池企业购买前驱体自行制备 。 基于能量密度的角度出发 ， 无钴材料的发展方向是高镍无钴 。

基于三方面的因素：技术壁垒：钴元素主要影响正极材料的结构稳定和倍率性能 ， 如何解决无钴材料倍率性能缺陷拥有较高的技术壁垒 ， 制备难度在高镍三元之上成本：相对现有材料 ， 目前无钴材料在前驱体成本、锂盐成本、加工成本均没有优势材料革新：三元材料一直往降钴的方向发展 ， 目前高镍三元中钴含量最低可以降至3%左右 ， 含量较低 。 预计无钴材料大规模应用还需要3~5年时间 ， 短期量产希望渺茫 ， 未来两年高镍低钴材料仍是主流的发展方向 ， 其中结合了 NCM和NCA性能优势的高镍四元材料有望实现量产 。
综上 ， 未来两年预计磷酸铁锂呈回暖趋势 ， 占比有望回暖至35~40% 。 但整个动力电池格局中 ， 仍以三元为主 。 随着需求侧产品升级 ， 低镍三元会逐渐被取缔 ， 中镍三元市场份额进一步收缩 ， 而高镍三元份额有望持续提升 。 由于高镍三元在材料端和电芯端的技术壁垒均较高 ， 高镍化趋势利好产业链龙头巩固行业地位 。
2-2 电化学体系：固态短期量产渺茫 ， 长期值得关注

固态电池：下一代高比能锂离子电池 。 目前锂离子电池所用的电解质为有机电解液 ， 因其热分解度温度低、易燃、有毒以及电化学窗口低 ， 导致动力电池安全性能和能量密度的提升存在一定的局限性 。 固态电池本质上是用稳定的不燃无机固态电解质代替易燃有机电解液 ， 属于材料层面创新 。
相较液态电池 ， 固态电池拥有三方面的优势：高安全：有机电解液的热分解温度在160℃左右 ， 氧化物固态电解质的热分解温度均在500℃以上 ， 用固态电解质代替液态电解质 ， 可以大大降低电池热失控风险高比能：固态电解质电化学窗口在5V以上 ， 远高于现有体系 ， 可以适配活性更高的高比能正负极材料 ， 显著提升电池的能量密度 。 搭配锂负极的固态电池能量密度有望提升至500Wh/kg ， 接近现有高镍三元电芯的2倍 ， 有望彻底解决新能源汽车的里程焦虑低成本：固态电池无需使用隔膜 ， 内部本身为串联结构 ， 在系统集成端无需外部线束进行串联 。 同时因其较高的安全性 ， 可以简化冷却系统 ， 在PACK层面成本优于现有电池体系 。 因此 ， 固态电池被公认是下一代高比能锂离子电池体系 。
图11：液体电池与固态电池的构造结构图

CTP和刀片技术 ， 有助于提升系统能量密度和降低成本 。 传统电池包的集成路线为“电芯-模组-Pack” 。 CTP和刀片电池技术本质均为工艺层面创新 ， 通过延长电芯尺寸 ， 减少中间模组环节 ， 直接从电芯集成至Pack ， 有利于提高系统集成效率和减少零部件 ， 进而达到显著提升系统能量密度和降低成本的效果 。 以CTP技术为例 ， 宁德时代官网数据显示电池包的系统能量密度可以提升15~10% ， 零部件数量可以减少40% ， 生产效率可以提升50% ， 对整个电池工艺有着革命性变革 。


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