【智能电动汽车专题】产业链篇:动力电池受益智能电动汽车产业高质量发展加速车与燃油车平价

来源:安博电竞官网    发布时间:2023-12-25 06:40:40

  智能电动汽车时代大幕开启,让我们共同见证百年汽车产业变革,洞悉智能电动汽车产业发展的新趋势,把握其中投资机会。为此,我们精心准备,推出【智能电动汽车专题(第一季)】,深入研究全球智能电动汽车产业及代表性公司,构建智能电动汽车产业分析框架,并做系统性梳理。

  智能电动汽车专题第一季,目前规划45期报告,分为车企篇(19期)、行业篇(1期)、跨界篇(8期)、产业链篇(5期)、科技篇(7期)、能源篇(4期)、总结篇(1期)7部分;2020年8月17日起,每周一更新一期(国庆、春节等假期暂停更新,自动顺延),预计持续更新时长约11个月。

  煤气时代成就了英帝国,油气时代成就了美帝国,碳中和时代将成就大中国。其中动力电池将是碳中和的重要组成部分,将发挥关键作用,中国在动力电池领域将持续保持领先优势。

  电动化在传统燃油车进化到智能电动汽车中扮演起承转折的角色,降低行业进入门槛,是汽车智能化的前提与基础,将带来汽车产业链与产业生态全方位改变,是一场新能源革命、出行革命。

  目前动力电池在整车价值占比高,未来随着动力电池的单位单位体积内的包含的能量提升而带来价格持续下降,续航里程持续提升,电动车与燃油车将实现平价,届时将加速智能电动汽车时代的到来。

  动力电池是新能源汽车核心零部件,受益全球新能源汽车渗透率提升。动力电池是在汽车上配置使用、能储存电能、可再充电、为驱动汽车行驶提供能量的装置,包括锂离子动力电池、金属氢化物镍动力电池等。动力电池、消费电子电池、储能电池是电池3大应用领域,根据电池种类分,包括锂离子电池、铅酸电池、镍氢电池、固态电池等。

  锂离子电池是二次电池(充电电池),主要是依靠锂离子在正极与负极间移动完成充放电工作。在充放电过程中,Li+锂离子在两个电极间往返;充电时,Li+锂离子从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时相反。

  锂离子电池具备单位体积内的包含的能量高、电压高、循环常规使用的寿命长、自放电率低、无记忆效应、绿色环保等优势。锂离子电池因此成为便携式电子科技类产品理想电源,也是电动汽车、混动汽车首选电源,是目前最重要动力电池品类。

  动力电池是电动汽车核心零部件,是影响电动汽车性能重要的条件。电动汽车与传统燃油车动力来源方法不一样,动力电池对电动汽车续航能力、整车寿命、安全性等关键指标有较大影响,是电动汽车成本占比最大部分,动力电池占整车成本约38%,远高于内饰(占15%)、底盘(占14%)、电子(占9%)、电机(占6.5%)、电控(占5.5%)、车身(占5%)等,电池重要性凸显。

  锂离子电池根据正极材料不同,分为三元电池、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池。三元电池,采用以镍、钴、锰为原料的正极材料,凭借高能量密度,助力解决电动汽车续航痛点,超越磷酸铁锂电池、锰酸锂电池,成为动力电池最主流技术路线;磷酸铁锂电池,充放电循环常规使用的寿命长,安全性高,但单位体积内的包含的能量低;锰酸锂电池,单位体积内的包含的能量低、高温下循环稳定性与存储性能较差。

  根据中国汽车动力电池产业创新联盟数据,2020年中国动力电池装车量63.6GWh(1Gwh亿瓦时=100万度),三元电池、磷酸铁锂电池装车量分别为38.9GWh、24.4GWh,分别占总装车量的61.1%、38.3%,合计占比超过99%。

  动力电池模组技术革新,CTP无模组电池(Cell to PACK,从电芯直接到电池包)技术与刀片技术兴起。传统电池包从单体电芯到电池模组,再到电池包,CTP与刀片电池通过在磷酸铁锂电池架构创新,通过延长电芯尺寸,减少中间模组环节,直接从电芯集成至电池包,有利提高系统集成效率与减少零部件,显著提升系统单位体积内的包含的能量,降低成本。

  根据宁德时代官网数据,通过无模组电池CTP技术简化电池结构,使电池包体积利用率提高15%~20%,零部件数量减少40%,生产效率提升50%,对电池工艺有革命性变革。根据比亚迪董事长、总裁王传福介绍,刀片电池在体积比能量(电池能量与其体积之比),接近目前三元锂电池水平,单位体积内的包含的能量比传统磷酸铁锂电池提升50%,电池成本下降20%~30%,常规使用的寿命达8年、120万公里。

  受益CTP、刀片电池等动力电池模组技术革新,磷酸铁锂电池市场占有率回升。目前动力电池技术发展路线存在分歧,形成三元材料为主,磷酸铁锂为辅格局。随着补贴退坡凸显电池成本优势、电池模组技术革新带动电池包单位体积内的包含的能量改善,磷酸铁锂动力电池装机量占比,由2019年28.2%回升至2020年38.3%,市场占有率显著回升。

  磷酸铁锂电池重获认可,获主流新能源车型广泛采用。特斯拉Model3、比亚迪汉、小鹏P7、五菱宏光MiniEV等多个爆款车型,均采用磷酸铁锂电池,或推出磷酸铁锂电池版本车型。小鹏2021年3月3日推出磷酸铁锂版P7,起售价与三元材料版相同,均为22.9万,磷酸铁锂版标配自动辅助驾驶系统,三元材料版自动辅助驾驶系统需加价2万。根据蔚来创始人李斌2021年1月介绍,蔚来在讨论磷酸铁锂的可能性,短期不会量产使用。

  固态电池短期难量产,长期需要我们来关注。固态锂金属电池是采用固态电解质的锂电池,固态锂金属电池与液态锂离子电池工作原理无本质区别,固态锂金属电池电解质为固态,用固态电解质替代原有液态电解液+隔膜,锂离子迁移路径从液态电解液转为固态电解质,固态电解质是固态电池核心。固态电解质相对液态电解液安全性更高,单位体积内的包含的能量更高,但目前工艺难度大、生产所带来的成本高,短期难以量产,长期前景广阔。

  锂电池价格10年下降89%,电动车与燃油车购置平价临界点将到来。根据钜大锂电数据,全球锂离子电池组平均价格从2010年1,100美元/kWh,降至2020年137美元/kWh,10年降幅89%。根据彭博新能源财经预测,2023年锂离子电池组平均价格将接近100美元/千瓦时,达到电动车与燃油车购置平价临界点,将刺激电动车需求迅猛增长。

  全球新能源汽车加速普及,动力电池市场规模2022年有望达860亿。动力电池市场规模主要受新能源汽车销量、单车带电量、动力电池售价影响。全球新能源汽车加速普及,助推核心部件动力电池出货量迅速增长;新能源汽车续航能力逐年提升,助推单车带电量持续提升;在整车平价需求、电池原材料成本下降、电池制造成本下降带动下,动力电池售价年年在下降。根据GGII高工锂电数据,2020年动力电池市场规模约650亿(-8.5%),主要因为电芯与模组成本下降。

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