特斯拉产业链系列报告（三）：新能源“芯”战场

1、目录 HYPERLINK l _TOC_250010 动力电池是新能源汽车产业链的核心环节。 5 HYPERLINK l _TOC_250009 特斯拉的“芯”战场 8 HYPERLINK l _TOC_250008 与松下强强联合，圆柱形电池提能降本，打开电动化市场 8 HYPERLINK l _TOC_250007 发展多种电池技术路线，布局未来电池多元化 11 HYPERLINK l _TOC_250006 LG 进入供应链体系，叠片软包技术提升电芯综合性能。 11 HYPERLINK l _TOC_250005 引入宁德时代，强研发+成本优势助力特斯拉国产化 13 HYPERLINK

2、l _TOC_250004 探索电池终极路线，创造市场需求 16 HYPERLINK l _TOC_250003 收购 Maxwell，自主“干电池+超级电容”技术与锂电池相得益彰 16 HYPERLINK l _TOC_250002 高镍预锂化技术助力降本增效，改善性能 18 HYPERLINK l _TOC_250001 投资建议 18 HYPERLINK l _TOC_250000 风险提示 19相关报告汇总 20插图目录图 1： 整车厂涉及动力电池业务的主要环节 5图 2： 特斯拉 OAT 升级方式 5图 3： 大众 MQB 平台示意图 7图 4： 丰田 TNGA 平台示意图 7图 5

3、： 整车厂涉及动力电池业务的主要环节 7图 6： 特斯拉软件控制系统 7图 7： 圆柱型电池构造 9图 8： 电池包装配 9图 9： LG 化学叠片电池技术 12图 10： 宁德时代电池能量密度开发路线图 13图 11： CATL2-10 月 NCM811 电池装机量及占比（单位： MWh；%） 13图 12： 宁德时代长寿命技术 15图 13： 宁德时代磷酸铁锂超级快充技术 15图 14： 宁德时代四大制造基地分布 16图 15： 宁德时代四大制造基地概览 16图 16： Maxwell 超级电容主力产品 16图 17： Hibar 主要业务和产品 16图 18： 典型湿法电极工艺流程图 1

4、7图 19： Maxwell 干电极工艺流程图 17图 20： Maxwell 干电极与传统电极放电速率对比 17图 21： Maxwell 干电极能量密度规划 17图 22： “单晶” NMC 阴极和新型先进电解质锂电池数据 18图 23： Jeff Dahn 低钴技术实验数据 18表格目录表 1： 动力电池企业扩产计划 5表 2： 车企与动力电池企业合作布局产能 6表 3： 特斯拉使用的电池型和正极材料 9表 4： 2019 年新能源汽车销量排名 10表 5： 电池性能对比 11表 6： LG 化学客户情况 12表 7： 宁德时代 CTP 技术与比亚迪“刀片”电池技术对比 14表 8： C

5、ATL 上游产业链布局情况 15表 9： 干湿电极对比 18表 10： 特斯拉电池系统产业链相关标的（包括有潜力进入供应链的企业） 错误!未定义书签。动力电池是新能源汽车产业链的核心环节。新能源汽车主要由“电池+电机+电控”构成动力总成，其中动力电池占成本最高，同时性能最为关键。动力电池行业具有“三高”属性，高资本投入、高技术壁垒和高不确定性，因此我们看到动力电池行业呈寡头垄断趋势（2019 年 CR5 约 75，2020 年 Q1CR5 约 815），宁德时代、LG 化学、松下、BYD、三星 SDI 等巨头依然在大幅扩产中（见表 1），同时整车企业中特斯拉，大众、沃尔沃、上汽等传统车企也在布

6、局动力电池产能（见表 2）。图1：整车厂涉及动力电池业务的主要环节图2：特斯拉 OAT 升级方式资料来源： 汽车之家，东兴证券研究所资料来源： 公司官网，东兴证券研究所动力电池环节将是未来产业链的核心环节，我们认为车企布局动力电池主要是为了掌握核心技术；保证供应稳定；增强议价能力，降低成本。但未来电动车的竞争核心力并不在硬件部分，而是软件和系统（详见系列报告一），动力电池从某种程度上讲具有同质性，车企会掌握 BMS 和热管理等系统关键环节，使同质的电池发挥出不同的性能，这是电池与发动机本质的不同。我们认为未来行业中，龙头车企会通过自建或合资的方式确定一定自有产能，用于技术研发、保证供应、增强议

7、价能力等，大部分产能会由 2-3 家动力电池企业提供高一致性，大批量的稳定供货。现阶段各个新能源车企正在建立供应链阶段，中高端电池产能供给不足，因此车企会部分让利，但是从中长期来看，车企最终会对供应链有绝对的话语权，锁定 5-10 年采购模式，通过 ABC 供应商相互制衡，形成长期稳定的 OEM 体系。表1：动力电池企业扩产计划电池厂商合作商未来产能规划（GWh）投资额（$)厂址LG65波兰弗罗茨瓦夫工厂通用3023 亿美国 Lordstown现代三星 SDI每月 1800 万个电芯10 亿匈牙利 科马罗姆SKI2020 以前 10，以后 16匈牙利2021 年 10,2025 年 20美国佐

8、治亚州北京汽车12.2北电爱思特（江苏）宁德时代2022 达到 14，2029 达到 7018 亿德国埃尔福特工厂松下丰田东京 泰星能源解决方案有限公司特斯拉 54内达华州比亚迪增加 10 倍3 亿（成立子公司）弗迪模具、弗迪科技和弗迪动力资料来源： 各公司公告， 东兴证券研究所2020 年 5 月 28 日，国轩高科发布“非公开发行 A 股股票预案”，预案包括两部分内容：一是国轩高科向大众中国非公开发行股票 ，二是国轩高科控股股东珠海国轩和实际控制人李缜向大众中国转让股份。 大众通过定向增发股份及协议转让部分股权的方式收购 26.47的国轩股份，成为其第一控股股东，持有国轩高科4408025

9、78 股。大众汽车 CEO 迪斯早前公开表示：我们计划到 2028 年在全球交付 2200 万辆纯电动汽车，其中一半以上在中国制造。他同时还对中国市场提出了要求，到 2025 年，大众集团在中国电动汽车的年销量要达到 150 万辆，对动力电池的需求将会达到 75GWh。大众之前，丰田就与松下及比亚迪分布成立合资公司，布局动力电池产能；戴姆勒与北汽集团签署新框架协议，双方将共同投资 50 亿元人民币，发展奔驰品牌纯电动车产品，其中也包括建动力电池工厂。可以看到，国际车企在转型电动化的进程中，掌握一定的动力电池产能成为关键。表2：车企与动力电池企业合作布局产能公司合作商投资额产能规划厂址大众国轩高

10、科7.4 亿美元收购国轩高科 30%股份75GWh（ 2025 年中国市场）丰田松下丰田占股 51%丰田Primearth EV Energy10 万套（2021 年）丰田比亚迪3.45 亿美元深圳中通客车大洋电机、聊城开发区管委会5000 万中通客车大洋电机5 亿元合资公司聊城宝马宁德时代73 亿欧元戴姆勒北汽50 亿人民币上汽宁德时代成立两家合资公司广汽宁德时代3 亿元通用LG 化学23 亿美元30GWh美国吉利宁德时代北汽宁德时代东风宁德时代1 亿元武汉威马汽车达志科技定向募资 10 亿元本田宁德时代奇瑞露笑新能源1 亿元人民币哪吒汽车清陶能源资料来源： 公司公告，东兴证券研究所从 OE

11、M 视角看动力电池市场未来格局：传统汽车工业体系中，车企处在行业轴心位置，具有绝对的话语权和定价权，主要原因是汽车平台的建立，是车企生产高效化的一种策略，平台贯穿于研发、生产及供应链整个环节。通过搭建平台，从而实现多款车型的技术、零部件通用，从而减低成本，提高生产效率和一致性，如大众 MQB 平台、丰田 TNGA 平台等。图3：大众 MQB 平台示意图图4：丰田 TNGA 平台示意图资料来源： 爱卡汽车，东兴证券研究所资料来源： 新浪汽车，东兴证券研究所MQB 是大众集团最新的横置发动机模块化平台(ModularQuerbaukasten)，简称 MQB。模块化平台在大众、奥迪、斯柯达和西雅特

12、这 4 个品牌中得到极为广泛的应用，并生产从 A00、A0、A 到 B 四个级别的车型。丰田 TNGA 平台最大的特点在于大幅提高核心部件的优势，保持它们更长效的竞争力，从而减少对生产链的调整。这样做不仅能够降低生产成本，而且也让出自 TNGA 平台的车型拥有更强的性能优势。因此车企处于轴心位置，背后是成熟完整的供应链体系，下游直接面对消费者，是产业的“总装商”，完成工程开发、采购定点、质量监控、制造整合环节，也负车辆安全的整体责任。我们认为新能源汽车工业体系为了降本增效，依然会延续车企平台模式，大众正在筹建 MEB 平台，特斯拉 MY 将与 M3 车型共用平台等，未来整车企业依然会处在核心位

13、置，作为 OEM 最希望得到满足大批量稳定运营的供应链体系。车企重心会放在电动车整体电动化和自动驾驶等软件系统方面。图5：整车厂涉及动力电池业务的主要环节图6：特斯拉软件控制系统资料来源： 汽车之家，东兴证券研究所资料来源： 公司官网，东兴证券研究所特斯拉的“芯”战场特斯拉作为电动车领导者，在动力电池布局大致可分为三个阶段：与松下独家合作，应用 NCA+硅碳负极，迅速抢占市场；敞开供应链，多种技术路线并存，扩大市场需求；自造电池，或应用“干电池+超级电容”，探索终极技术方案。我们认为特斯拉的目标是打造高配置、低价格同时具有智能驾驶功能的车型，从而改变人类出行方案。目前特斯拉正在降本增效扩产的关

14、键阶段，培育长期稳定的供货商是高速发展的重要保障，自造电池意在探索电池终极解决方案，短期内不会降低对供应商的依赖程度，因此我们长期看好特斯拉动力电池产业链相关企业。我们认为特斯拉自造电池对动力电池企业长期竞争格局影响有限。主要原因动力电池匹配车型的多样化，特斯拉很难自造全类型的电池产能。一方面，动力电池和新能源整车的匹配性要求高，不同车型搭载的电池类型、规格、容量都不相同。整车厂通常通过自行研发或者与电池企业联动开发动力电池，来提高电池和整车的匹配性。另一方面，动力电池行业规模效应较强，特斯拉正在产能扩张期，预计 2020 年全球产能约 65万辆，2-3 年或突破 175 万辆，自建产能很难满

15、足。特斯拉核心竞争优势在于软件和成熟先进的自动驾驶系统，过大的动力电池资产或加大公司负担。特斯拉旨在通过自动驾驶实现对于未来出行方式颠覆性的改变，通过软件定义汽车，自研 FSD 芯片数据处理能力强大，海量真实数据为深度学习算法提供保障。特斯拉借助 Autoplot 系统和 OTA 软件更新完成智能驾驶功能，提升车辆驾驶性能。据东方财富网数据显示，动力电池产能产能建设成本大约为 4 亿元/GWh，10GWh 产能的资本支出是 40 亿元，大概能够供应 20 万辆电池容量为 50 度电的 A 级车。从这个意义上看，动力电池产能建设成本，甚至于要比整车产能建设投入还要大，因此动力电池产能建设对于现金

16、流宝贵的特斯拉而言将构成较大压力，丰田、宝马等传统车企则是选择了自建电池 PACK 厂+外采电芯的模式。随着动力电池能量密度的提升和充电基础设施的发展，长期来看动力电池“里程焦虑”或被消灭，电池性能定义为：“够用+稳定”。目前政策对新能源汽车行业是“推手”，鼓励行业发展，鼓励能量密度提升，但是可以预见的是，未来政策或由“手”变“墙”，电动车安全问题越发受到重视，车企将是主要责任方，因此未来对电池性能的定义将是“够用+稳定”，够用的能量密度支持一定的里程数，稳定的性能保证车辆安全。因此与松下强强联合，圆柱形电池提能降本，打开电动化市场在系列报告二中，我们从特斯拉的秘密蓝图中看到：马斯克的初衷并非

17、仅仅打造一个汽车制造王国，而是通过构建光伏-储能-新能源汽车产业链加速世界向可持续能源转变，建造一个超级工厂的需求应时而生，由于缺乏电芯制造关键技术，特斯拉没有独自打造 Gigafactory 的能力，而当时的锂电池龙头松下无疑是特斯拉的最佳战略伙伴。松下是日本大型电器制造企业，业务领域涉及家电、汽车工业、数码产品、各种电动生态系统。二者早在 2008年就开始合作，松下为特斯拉 Roadster 提供 18650 钴酸锂电池。2013 年 10 月，双方达成协议，松下将在接下来的 4 年里为特斯拉 Model S 独家供应 18 亿颗电芯。2014 年 6 月，双方的合作进入新的阶段，二者合资

18、 50 亿元在美国内达华州建造 Gigafactory，Tesla 出资 34 亿，2018 年一期完工，电池年产值达到 20GWh。从 LCO 18650 到 NCA21700，电芯材料实现持续性突破。Model S 和 Model X 使用松下 18650 圆柱形电池，最新一代 18650 电池正极使用 NCA 材料，负极使用硅碳复合材料，硅碳材料再次提升了石墨负极材料比容量上限，单体能量密度可以达到 250Wh/kg。2016 年，特斯拉和松下共同成立了太阳能合资企业，在纽约州建立Gigafactory2，主要生产太阳能电池。2017 年 Gigafactory 为 Model 3 和

19、Model Y 生产规格更大的 21700 电池，正极材料由富钴的钴酸锂换成了低钴的 NCA 正极，材料成本和度电成本大幅降低，同时单体能量密度达到 340Wh/kg, 装配成组效率不高，为 186Wh/kg。据特斯拉公告，Model 3 的电芯能量密度在同款竞品中居最。电池更新换代的整个过程中，镍含量更高，钴含量更少，电池体积增大，单体能量密度显著提升，电池总数更少，电池组具有更高的充电速率，更易实现一致性管理。图7：圆柱型电池构造图8：电池包装配资料来源： 公开资料，东兴证券研究所资料来源： 公开资料，东兴证券研究所集成化大模组提高供电效率，降低成本，推动特斯拉销量提升。Tesla 的首款

20、电动跑车 Roadster 搭载的电池包由 11 个模组串联构成，在模组内部先由 69 节单体电芯并联构成一个 Brick（或称为“电池砖”），再由 9个 Brick 串联构成一个模组，整个电池包中共有 6831 节单体电芯，单体电芯主要选用松下生产的 18650 型锂离子电池。相比 18650 圆柱型模组设计方案，Model 3 采用的 21700 圆柱型电池模组采取了大模组化的设计方案，电池模块由 Model S 的 16 个减少到 4 个，每个模块中包含 23 或 25 个 Brick，每个 Brick 中包含 46 个单体电芯，整个电池包中共有 4416 个单体电芯。由于单体电芯能量密

21、度的飞跃，电池模块排布更加简捷，提升供电效率的同时降低使用成本，极大地推动特斯拉销量提升。表3：特斯拉使用的电池型和正极材料Roadster 1Model SModel XModel 3Roadster 2Model Y电池型号186501865018650217002170021700正极材料LCONCANCANCANCANCA资料来源： Electrek， 东兴证券研究所随着电池性能提升、成本降低及 Model 3 的上市，特斯拉的销量逐年提升，2019 年全球销量 36.7 万辆，是 2015 年销量的近 8 倍。2019 年松下动力电池的出货量为 29.7GWh，2015 年这一数量仅

22、为 4.6GWh。二者相辅相成，合作的十余年里均在各自行业达成显著成就。表4：2019 年新能源汽车销量排名排名品牌车型2019 年（辆）市场占比（）1特斯拉 Model 3300075142北汽 EU 系列11104753日产聆风6987334比亚迪元/S2 EV6783935上汽宝骏 E 系列6005036华晨宝马 530e/Le5108327三菱欧蓝德 PHEV4964928雷诺 Zoe4683929现代 Kona EV44386210宝马 i341837211特斯拉 Model X394972资料来源： 公开资料，东兴证券研究所模组体系体现了特斯拉安全至上的设计理念。各自独立的模组能将

23、单体电芯以模组为单元进行分隔，如果单体出现问题可以将包含这节电池的模组进行更换。这种小容量单体电芯组装电动汽车储能系统有力地保障了 Tesla 安全为上的设计理念，其特点有二：一是最小容量电芯，其能量限制为单独使用或存放时若发生燃烧或爆炸不足以产生严重后果；二是在电池模块中，一个最小容量电芯若发生爆炸或燃烧，不会引起其他电芯连锁燃烧或爆炸。电池包内各个区域之间是相互隔绝的，一是通过隔离板增加了电池包整体的结构强度，使整个电池包结构更加坚挺；二是当某个区域的电池起火时能有效阻隔，避免引燃其他区域的电池。特斯拉和松下对电车销售前景的预测、企业方向的定位、扩产意愿、企业文化等方面均存在差异。双方的矛

24、盾也日渐明显，松下对特斯拉销量及营收持怀疑态度，加之 Gigafactory1 连年亏损的影响，不愿大幅扩产。新采用的 21700 电池在生产方面出现问题导致产线投入时间延后，部分 Model 3 的电池组装不得不依靠手工，这又带来了效率低和良品率低的问题。松下布局卡位方形动力电池，生产电动摩托和低速电动车电池，同时配合特斯拉巩固高端圆柱电池，并积极寻求与大众、丰田、通用等车企在电动化的合作。特斯拉创始人 Musk 则更为激进和乐观，他对特斯拉未来的销量信心满满，认为松下电池产能不足严重限制了 Model 3 的产量，并希望松下可以降低电池的价格。松下坚决拒绝降低电池售价，多种因素都造成双方的

25、合作基础日渐薄弱。Musk 在推特上公开表示 Model 3 产能受限的主要原因在松下，松下 CEO 也在媒体面前表示后悔与特斯拉合资建厂。2019 年 1 月松下宣布与丰田汽车签署合约；2 月 26 日，松下宣布结束与特斯拉共同生产太阳能电池的合作；4 月停止对特斯拉动力电池的扩张；同年 9 月 LG 南京工厂已经开始大规模生产 Model 3 用的 21700 号电池。特斯拉于 2020 年 1 月宣布宁德时代和 LG 化学为新的合作伙伴。发展多种电池技术路线，布局未来电池多元化LG 进入供应链体系，叠片软包技术提升电芯综合性能。LG CHEM 是 LG 电子集团旗下子公司，主要业务领域包

26、括基础材料、电池、信息电子材料、储能系统等。LG现已进入特斯拉中国供应链体系，预计在各家车企的市占率会稳步提升，出货量在 2020 年将到达新高。技术路线对比：1998 年，LG 开始进入电池领域，业务包括动力电池、小型电池、ESS 电池。目前 LG 已成为全球动力电池主流厂商，是全球软包动力电池龙头。LG CHEM 使用叠片式软包电池，叠片式软包电池在发生安全隐患时一般先胀气，或者从冲破封印处释放能量，不易发生爆炸，相对于钢壳、铝壳电池安全性更好，避免电极开裂，同时由于增加了极片厚度，电池内阻更小、寿命更长，化学稳定性更好，潜在能量密度更高，但也增加了生产成本。此外，软包电池可以根据客户的需

27、求定制，设计更加灵活，在电池开发上更占优势。表5：电池性能对比类别NCA/圆柱形NCM/软包供应商松下LG CHEM外壳材料铝合金，不锈钢铝塑膜优点能量密度高，电池成本低，技术成熟化学稳定性强，能量密度提升空间大，电池尺寸大，循环性能好，设计灵活缺点化学稳定性差，电芯尺寸小，能量密度提升空间有限能量密度低，电池成本高，自动化生产程度低型号圆柱 18650圆柱 21700软包容量（Ah）3.355.7560电压（V）3.63.73.6单体电量(KWh）0.010.020.22单体能量密度(Wh/kg)250340254电池组能量密度(Wh/kg)155168150资料来源： 公开资料整理，东兴证

28、券研究所鉴于软包电芯的导热性较差，硬度较软的缺点，LG 化学的电芯传统的成组工艺需要一片薄铝板来进行导热以及固定结构，导致软包电池的模组能量密度转换率比方形电芯低。为了提高电芯的能量密度转化率，在模组成组工艺方面 LG 采用灌封胶通过电芯边缘来散热的方式，能够提高模组的空间利用率，删除薄铝板后减少了零部件数量，提高模组的能量密度，整体的模组散热效率也得到相当提升，从而保障了电池的安全性和使用寿命。除了 NCM811,LG 还在开发 NCMA 正极材料，目标是在 2020 年之前使得正极材料中钴的占比降低至 10以下，镍的含量提升至 80以上，成为全球排名第一的电池公司。图9：LG 化学叠片电池

29、技术资料来源： 公司官网，东兴证券研究所成本优势：动力电池的构成部分包括：锂电池材料（正极、负极、隔膜和电解液），铜箔、铝壳、BMS、pack等，其中锂电池材料成本占生产成本比例最大。LG CHEM 上游深度绑定稀缺有色金属资源，供应链体系开放，且中国供应商更多，符合特斯拉向中国市场发展，全球化布局的策略，进一步掌握成本优势。LG 是大众动力电池的主要供应商，具有优质的客户资源，客户结构囊括大部分的国际主流车企，包括大众、福特、通用、雷诺、戴姆勒、现代等。 凭借多年的客户资源积累和产业链本土化优势，加之韩国推动新能源汽车及其相关产业的政策支持，LG 有望实现特斯拉大幅扩产降本的计划，加快全球可

30、持续能源的转化。表6：LG 化学客户情况国家供货工厂合作客户美国密歇根工厂、南京工厂通用、福特、克莱斯勒、特斯拉韩国吴仓工厂现代起亚欧洲波兰工厂、南京工厂雷诺、奥迪、沃尔沃、大众、戴姆勒、捷豹、路虎中国南京工厂上汽、吉利、长安、长城、奇瑞资料来源： GGII， 东兴证券研究所产能规模优势：早在 2015 年，LG 化学就在南京栖霞新港开发区建立了电池工厂，产能 3GWh，每年可供装配 5 万辆电动车。2019 年 1 月，LG 追加投资 10.25 亿美元用于扩建该厂，为供货特斯拉上海工厂提高产能。根据韩媒 thelec 分析，每 8500 万美元投资对应 1.2GWh 的产能规模，而价值 1

31、0 亿的总投资扩产规模可达到 14.4GWh，可供装配电动车达到 25 万以上。目前，LG 在美国密歇根、韩国吴仓、波兰弗罗茨瓦夫、中国南京建有四家电池工厂，现有产能共 70GWh。随着中国工厂和波兰工厂产能逐步放量，LG 全球电池生产能力有望扩大到 100GWh，能够满足 160 万辆电动汽车的电池装配需求。根据高工锂电数据，2020 年第一季度全球电动车电池的使用量，LG 以 27.1的市场份额位列全球第一。凭借配套国产特斯拉 Model3，同期 LG 在中国实现动力电池装机量 605697KWh，同比飞涨，跃居国内装机量第 3位，仅次于宁德时代和比亚迪。引入宁德时代，强研发+成本优势助力

32、特斯拉国产化CTP 和 NCM811 技术满足电池包需求，率先量产高镍 NCM811 电池，能量密度持续突破。据 2019 年 10 月 19日高工锂电网文章报道称，宁德时代第一代高镍+石墨体系的 NCM811 电池（镍、钴、锰比例为 8:1:1）单体比能量已超 240wh/kg，系统能量密度可达 180wh/kg，实现续航超 500km，相比 NCM523 大幅提升。第二代高镍+硅碳体系的 NCM811 电池正在开发过程中，单体比能量突破 300wh/kg，系统比能量密度或超 200wh/kg，待技术成熟后将推向市场。据 2019 年 11 月 20 日第一电动报道称公司 NCM811 电池

33、占总装机量占比不断提升，目前主要为宝马 X1、几何 A、帝豪 GSe、威马 EX5、启辰 D60EV、蔚来 ES6、小鹏 G3、合众 U、广汽 AionS/AionLX等车型配套装机。NCM811 电池路线除有效提升能量密度之外,还可提升镍/降低钴的含量,有效降低电池成本。据高工锂电网文章报道称，NCM811 相对于 NCM523 的钴含量由 12.21降至 6.06，电芯综合单位成本下降幅度在 7，但是 811电池的短板在于热稳定性差，电池循环寿命较差，规模化量产 811 电池要求极高。宁德时代一方面采用包覆技术；另一方面采取了新电解液配方，以避免出现电解液和正极材料发生反应，提高倍率性能和

34、循环性能。图10：宁德时代电池能量密度开发路线图图11：CATL2-10 月 NCM811 电池装机量及占比（单位：MWh；%）3, 5003, 0002, 5002, 0001, 5001, 0005000CATL811装机量总计CTL装机量合计17%13%7%6%2%3%0.1% 1%2月3月4月5月6月7月8月9月10月20.0%18.0%16.0%14%14.0%12.0%10.0%8. 0%6. 0%4. 0%2. 0%0. 0%资料来源： 高工锂电、东兴证券研究所资料来源： 电动汽车观察家、东兴证券研究所高性价比磷酸铁锂电池焕发第二春。GGII 数据显示 2019 年我国磷酸铁锂动

35、力电池装机量 19.98GWh，宁德时代占近六成。路透社于 2 月报道称，特斯拉正在与宁德时代进行深入谈判，商讨在上海超级工厂的电动汽车中使用无钴电池方面事宜。2020 年 5 月 22 日 LFP 版 Model 3 进入新车申报目录，电池系统生产企业为特斯拉（上海）有限公司。根据工信部披露信息，车身长宽高分别为 4694/1850/1443 毫米，轴距为 2875 毫米，电动机型号为 3D1，最大功率为 275 马力，最高车速 225km/h，均与现有车型保持一致。新车整备质量 1745kg 相比标准续航版质量增加 131kg，与现有长续航版相同。LFP 电池预期将进一步推动国产特斯拉性价

36、比提升:CTP 技术大幅度提高成组效率和能量密度。2019 年法兰克福展宁德时代推出了全新的 CTP 高集成动力电池开发平台（Cell to Pack），简称无模组技术，是一种由电芯到电池包的新型电池结构。CTP 技术具有以下显著优势：1）轻量化：最大程度减少各个模组之间侧板、底板、连接线束、固定件、非必要的横纵梁等零部件 2）提效降本：因省去模组环节、零部件数量减少，生产效率提升，可显著降低动力电池制造成本。据宁德时代发布的数据显示，CTP 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%，成组效率的大幅提升，降低了电池成本，预计降幅在 10-15%。3）提升电池

37、能量密度：电池包能量密度提升 10%-15%，重量比能量密度可以达到 200Wh/kg，体积比能量密度可提升 50%。4）电池适配性不断增强： CTP 技术将使得电池包的集成服务于整车，回归于自上而下的整体设计逻辑，服务新能源汽车更多的可能性。宁德时代该技术目前已经获得车厂的生产订单，已确定的包括给大众（拉美）卡客车公司（VWCO）供应全新磷酸铁锂 CTP 电池，以及北汽新能源 EU5 乘用车。宁德时代 CTP 技术比亚迪“刀片”电池表7：宁德时代 CTP 技术与比亚迪“刀片”电池技术对比电池包结构示意图基于架构从磷酸铁锂拓展到高镍三元锂磷酸铁锂减少模组数量，直接由多个大容量电芯组成电芯宽度无

38、线拉长，形状更加扁平、长条，多个刀技术核心标准化电池包，再灵活堆叠组成更大的电池片捆扎形成电池包模块，通过少数几个大模组的组模块，适应不同车款的储能需要。合成电池模块。电池包体积利用率提高 15-20%，零部件数量优势减少 40%，生产效率提升 50%，投入应用后将大幅降低动力电池制造成本。系统能量体积能量密度提升 30%以上；节省物料、人工费用，密度提升 10%-15%，可达到 200Wh/kg 以成本有望降低 30%；散热效果更好。上。吊装、固定、维修方面技术难度大；目前技劣势术难点是材料膨胀问题。技术创新性更强，对电信工艺改进要求更高。安全性针对三元锂电池特性，设有导热器、传感器。电芯表

39、面积大，散热性能好，设置防爆阀、排气通道。资料来源： 高工锂电、宁德时代 CTP 专利说明书、比亚迪刀片电池专利说明书、东兴证券研究所超级快充、超长寿命、电池自加热技术创新更迭。据宁德时代官方数据显示，超级快充技术 15 分钟充电 80%，续航 400 公里；采用超长寿命技术后，循环寿命提升两倍以上，满足出租车 6 年 60 万公里运营需求；自加热技术通过 BMS 系统使得 15 分钟内电池温度从-20提升到 10。图12：宁德时代长寿命技术图13：宁德时代磷酸铁锂超级快充技术资料来源： CATL、东兴证券研究所资料来源： CATL、东兴证券研究所布局上游产业链，自身降本，成本优势彰显：宁德时

40、代绑定深度绑定上游稀缺资源，积极开展纵向一体化布局。根据智研咨询报告显示，正极材料成本在目前动力锂电池成本中占去 25%至 30%。正极材料主要由碳酸锂及镍钴锰前驱体材料构成。宁德时代采用入股和合资的模式，布局三元正极、磷酸铁锂、锂、镍、钴等稀缺资源，以应对降成本压力。表8：CATL 上游产业链布局情况上游资源时间合作企业事件2019 年宁德邦普投资 91.3 亿元投建 10 万吨/年的镍钴锰酸锂正极材料产能2019 年宁波邦普拟与广东邦普设合资公司，出资 17.64 亿元，持 49%股份，从事正极材料正极材料相关业务2019 年德方纳米拟增资德方纳米全资子公司曲靖麟铁，首期规划年产磷酸铁锂

41、1万吨锂矿2019 年Pibara耗资5500 万欧元收购澳大利亚头部锂矿企业 Pibara8.5%的股权2018 年北美锂业持股北美锂业 43.59%的股权2018 年北美镍业投资 1500 万加元持股 25.38%2018 年印尼红土镍矿通过控股子公司广东邦普与格林美、青山钢铁、印度尼西亚 IMIP镍园区、日本阪和兴业株式会社签署了印尼红土镍矿生产电池级镍化学品 (5 万吨镍/年)项目的合资协议。钴2016 年嘉能可达成 4 年 2 万吨的供货协议资料来源： 公开资料、东兴证券研究所定向发债融资，大规模守擂扩张，储备未来产能。据公司年报显示，2019 年公司电池系统产能 53GWh，在建产

42、能 22.2GWh，产量 47.26GWh，产能利用率 89.17%，产销率 85%。2019 年 10 月，德国图林根州工厂开工，生产线包括电芯及模组产品，预计 2022 年可实现 14GWh 的电池产能。2020 年 2 月，公司拟定增募资200 亿元投建“宁德时代湖西锂离子电池扩建项目”“江苏时代动力及储能锂离子电池研发与生产项目(三期)”、“四川时代动力电池项目一期”、“电化学储能前沿技术储备研发项目”以及补充流动资金。此外，公司计划总投资 100 亿元建设宁德车里湾锂离子电池生产基地项目，预计该工厂将拥有 450 亿瓦时的产能。2020年 4 月，公司境外发债规模提升至 30 亿美元

43、，为海外业务项目建设筹集运营资金。图14：宁德时代四大制造基地分布图15：宁德时代四大制造基地概览资料来源： 公司官网、东兴证券研究所资料来源： 公司官网、东兴证券研究所探索电池终极路线，创造市场需求收购 Maxwell，自主“干电池+超级电容”技术与锂电池相得益彰自主“干电极+超级电容”电池技术，有望引领行业。特斯拉和松下自 2009 年开始合作生产世界上能量密度最高的电动车电池， 2018 年开始随着特斯拉全球范围的销售增长，原有电池产能不能跟随需求的步伐，为了突破产能和成本的制约，特斯拉开始在电池技术上发力，2019 年 5 月，特斯拉用 2.18 亿美元溢价 55%收购了 Maxwel

44、l，而 Maxwell 在“超级电容”、“干电极”等领域成效显著。2019 年 10 月，特斯拉收购了加拿大电池制造设备和工程技术公司 Hibar，拟将为 Maxwell 生产电池制造设备。2020 年 2 月宁德时代公告称，公司与特斯拉开展业务合作，拟向特斯拉 Model 3 供应锂离子动力电池产品。图16：Maxwell 超级电容主力产品图17：Hibar 主要业务和产品资料来源： Maxwell、东兴证券研究所资料来源： 公司官网、东兴证券研究所超级容器是介于电容器和电池之间的储能器件，既具有电容器可以快速放电的特点，又具有电池的储能特性。其储能的过程为物理反应且可逆，因此超级电容器可以

45、反复充放电数十万次。超级电容具有电容量大、充放电寿命长、快速充电、大电流放电、工作温度范围宽等优点。超级电容器的核心元件是电极，干电极技术工艺简洁，助力降本。电极的制造工艺目前分为干电极与湿电极两种技术。锂离子电池极片制造工艺一般流程为：活性物质、粘结剂和导电剂等混合制备成浆料，然后涂敷在铜或铝集流体两面。粘连剂一般由 PVDF 和 NMP 溶剂组成，其中 NMP 为高毒性有机溶剂，必须小心回收，进行纯化和再利用。而且需要巨大、昂贵且复杂的电极涂覆机。Maxwell 干电极工艺将少量(约 5-8)细粉状 PTFE 粘合剂与正极粉末混合，然后将混合的正极+粘合剂粉末通过挤压机形成薄的电极材料带，再将挤出的电极材料带层压到金属箔集流体上形成成品电极。