动力电池行业将迎爆炸性增长，谁会胜出？

电车资源讯：

读瑞银最新发布的长篇报告《Tearing down the heart of an electric car: Canbatteries provide an edge, and who wins?》,获益良多。为了对各类电芯的技术水平、化学成分、制造流程及成本有更深刻的认识,瑞银Evidence lab拆解了来自松下、LG Chem、三星和宁德时代的主流电芯产品,得出的结果很有参考价值。下面记录一些要点以供参考:

1、关于电池的研究很重要

电池是电动汽车最核心的组成部分,占汽车总价值的25%至40%。无论对电池厂还是汽车制造商,在动力电池领域的竞争中胜出,就意味着掌握了将电动汽车推向大众的关键技术,并能获得重要的竞争优势。

2、产业链的发展空间巨大

《价值为锚》阐述了动态锚定的正确方式,因此我们需要展望产业链的未来。报告中提到,全球动力电池需求将增长近10倍。得益于不断下降的电池成本及不断提升的性能,预计电动新能源汽车的销量从今年的180万辆提升至2025年的1750万辆。基于该假设,预计2018年的需求约为93Gwh,而到2025年将升至973GWh,增长9.5倍。

在电池的总需求方面,将由2018年的166Gwh提升至2025年的1145GWh,几乎翻六倍。对于锂离子电池企业,营业收入将从今年的230亿美元,增长至20205年的840亿美元。

值得注意的是,未来几年内电芯的产能将与需求同步增长,但在2021年后,会有减缓。不过瑞银并不认为电芯将成为潜在的瓶颈。

3、特斯拉的成本优势超出预期

在拆解测试中发现,松下生产的2170电池,其总电芯成本仅为111美元/千瓦时。与成本第二低的LG Chem相比,特斯拉具备20%的成本领先优势。归纳的原因有三:首先,特斯拉的超级电池厂已经具备规模优势;其次,圆形电芯的制造工艺更加简单;第三,NCA电池的化学原材料成本更低。

在电池包层面,75kWh的配置比此前的研究还低2800美元,估计53kWh的电池具有2000美元的优势。相当于比之前的19年财务预测,可以多出6亿美元的EBIT。

从成本的角度考虑,同行在当前阶段很难与特斯拉直接竞争。不过,随着韩国及中国的厂商不断获得规模效应,未来两三年内,他们的成本的差距会逐渐缩小至10%的水平。但至少要等到2020年初,当NMC811电池成为主流产品,届时才有机会进一步消除成本上的差距。

还有一点不容忽视,电池包生产也是特斯拉的一大优势。

4、特斯拉的其他优势

首先,特斯拉的度电里程、度电重量都具有优势,这意味着特斯拉每次充电可行驶的里程以及驾驶体验都好于友商。

其次,特斯拉电动总成的效率首屈一指,这意味着友商的产品需要使用更大的电池以达到特斯拉的相同里程,当然成本也会更高。换算成金额,特斯拉在这方面的成本优势达到1000至4000美元/辆。

不过,当LG发挥出完全的规模效应后,其电芯成本的差距将缩减至900美元/辆的水平。在电池包的层面,成本差距将缩减至1700美元/辆的水平。在2021年后,随着NCM811的普及,这些差距还可以继续消除。

5、基于电芯看优势

衡量电芯优劣的指标并不局限于度电成本,综合而言,特斯拉与LG比较优秀。

不同类型的电芯各有优势,不能简单地说谁好谁不好。首先,NCA拥有最高的体积能量密度,只需使用最少的关键原材料即可制成,并且零件的数量是最少的,组装最为简单。不过,NCA先天的安全性能不足,需要搭配成熟的电池管理系统(BMS)方可使用。特斯拉Model3就装配了4416颗NCA电芯,管理难度可想而知。

其次,NCM软包电池最容易组装成电池包,拥有更好地热稳定性,因此不需要复杂的BMS,可以降低安全管理的成本。

第三,宁德时代和三星SDI所青睐的方形电芯拥有最多的零件,将近30个零件使其制造过程最为复杂。一顿操作猛如虎,却制造出拥有最低能量密度的电芯。不过胜在安全性能好,也容易组装成电池包。目前,三星方形电芯的价格比LG软包电池贵很多,但未来可通过降低过度设计的安全容量来显著降低成本。

第四,软包电池拥有最高的重量能量密度,比如雪佛兰的Bolt,只需使用288个电芯即可满足需求。而且,软包电池不需要那么复杂的BMS,使用的连接线也少,安全性也不错。不过,软包电池需要额外的堆砌和折叠制造流程,会增加成本及制造的复杂性。

瑞银修正了之前的观点。他们现在认为,在电动汽车时代,传统内燃机汽车的品牌商将获得比特斯拉更少的利润。

6、关于对原材料价格的敏感性

假设原材料价格不出现崩盘的情形,预计特斯拉松下联盟会继续保持领先优势。特斯拉对镍价的敏感性会稍微高于其他原材料。若锂、钴、镍、锰、铝价同时提高50%,特斯拉松下联盟受到的影响最小。

7、对原材料市场的影响

在锂需求方面,预计从2018年的26.5万吨提升至2025年的115万吨LCE,市场容量大约增长四倍。不过不是所有的锂都会完全受益,随着三元电池的普及与技术升级,高纯度的电池级氢氧化锂才是增长的主角。

在镍需求方面,动力电池的消耗量目前约为6万吨,该需求有望在2025年提升至66.5万吨,具备11倍的增长潜力。从总需求上看,有望从今年的220万吨提升至2025年的210万吨。在钴需求方面,今年的需求约为12万吨,到2025年预计将增长至26万吨。

8、电池包成本的下降趋势

电池包成本到2025会下降35%左右。原因有三:首先,规模效应显现。其次,技术升级带来更高的能力密度和更低成本的原材料组合。最后,电池厂商选择制造成本更低、供应链更完善的地方进行生产。

举个例子,三星目前的NCM622产品,成本为141美元/千瓦时,当获得完全的规模效应,成本可以下降18%至116美元/千瓦时。在2020年改为使用NCM811后,由于钴的使用量几乎减半,还能带来15%至20%的成本下降空间。换句话说,若在分析中纳入技术升级的考量,到2020/2021年,主要厂商的电芯成本有望下降至100美元/千瓦时。

9、电池市场前景广阔,呈五分天下之势

预计到2025年,电池市场的容量将达到973GWh,相当于19个特斯拉超级电池厂。这意味着,电芯制造商的年均收入将以大约20%的速度复合增长。

在电池市场的竞争中,特斯拉获益最多。由于特斯拉拥有电池管理系统的优势,能使用成本更低的NCA电芯,并且特斯拉的电动动力总成在众多厂商之中,是最有效率的。不过,尽管松下目前拥有许多优势,未来并不会出现赢者通吃的局面。因为其他厂商并没有与特斯拉相同的、使用NCA电芯的能力。

传统内燃机汽车品牌商要使用NCA电芯的代价很大,组装成电池包的复杂性也更高。得益于超级电池厂的规模效应,特斯拉抵消了电池包组装的劣势,但对于刚起步转型的传统厂商而言,,均不希望使用难以控制的圆形NCA电芯,而是将NCM电池视为更好的选择。

因此,瑞银认为未来的电池市场将形成寡头结构,前五大厂商将占据80%的市场。其中,LG和宁德时代(特别是LG Chem)将是增长最快的电池供应商。到2025年,LG Chem有望替代松下,成为电池制造五巨头之首。原因不难理解,全球内燃机厂商都不太可能投奔NCA的怀抱,NCM的市场份额将逐渐被其余四家巨头蚕食。

此外,电池制造市场的寡头格局形成后,有望在较长的时间内持续。首先,传统汽车制造商若自建电池厂,在成本上几乎不可能赶上亚洲的龙头。他们更倾向于参股或合资的形式与现有寡头进行合作,以稳定自身的供应链状况、降低物流成本、控制原材料的供给等。

其次,预计到2021年,松下、LG Chem、三星SDI、SK Innovation和宁德时代的产能将超过50GWh,这对新进者而言几乎是不可逾越的成本壁垒。根据他们迄今为止的FID,届时能进行商业化生产的产能也仅有2到5Gwh。

综上所述,我国的宁德时代值得保持关注。