研报挖掘机 | 瑞银解剖电动汽车的心脏:五大巨头将垄断全球动力电池市场

阅读量:67818 12月12日
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本文编译自UBS Global Research Q-Series Tearing down the heart of an electric car: Can batteries provide an edge, and who wins?

解读人:小麦(独立研究员,投资真相追寻者)

新能源汽车被视为汽车行业的下一个风口,但动力电池一直是制约其发展的瓶颈。为了抢占市场份额,现在几乎所有电池厂商都围绕降低电池生产成本,提高电池性能进行激烈博弈,谁胜谁负还未见分晓。

瑞银证据实验室通过对松下/特斯拉、LG化学、三星SDI和宁德时代等领先的电动汽车(EV)动力电池进行拆解,对比了各家电池的差距,并分析未来谁更有可能脱颖而出。

动力电池好比电动汽车的心脏,是电动汽车最关键,也最昂贵的部分,现在电池是占总成本25-40%。瑞银通过拆解电池发现,特斯拉与松下联合建立的超级电池工厂——Tesla Gigafactory生产的松下电池最具成本优势,电池成本为111美元/千瓦时,比第二位的LG化学电池低约20%松下电池之所以能够在成本优势上遥遥领先,主要由于Gigafactory具有规模优势,其次圆柱形电池制造工艺简单,以及NCA电池原材料成本低。

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其他指标方面,NCA电池在体积能量密度方面也略胜一筹,且使用的关键原材料组件和数量最少,制造过程最简单。但不足的地方在于,由于使用的电池数量很多(特斯拉Model 34416节电池),安全性天生不足,需要依靠复杂的电池管理系统(BMS),这也是特斯拉NCA电池的技术壁垒所在。

之所以说NCA电池市场的进入壁垒高,是因为由特斯拉和松下联合研发的NCA电池热稳定性较低,需要一个非常复杂的电池管理系统(BMS)来控制4000多节电池的温度,而目前只有特斯拉才掌握如此高性能的BMS专业技术。

此外,NCA电池组的组装也很复杂(因为电池的数量是NMC电池的十倍左右),特斯拉有Gigafactory,所以能获得足够的规模经济,抵消组件组装复杂的缺点。

在电池技术路线上,走NCA路线还是NCM路线仍存在争议。国内新能源汽车使用的三元锂电池以镍钴锰NCM电池为主,特斯拉使用的是镍钴铝NCA三元锂电池。虽然特斯拉的NCA能量密度高,成本也更低,但瑞银认为,未来大多数现有企业会采用NCM三元锂电池

NMC袋式电池的主要优点是电池组装更简单,热稳定性更好,不太需要复杂的电池管理系统(BMS),降低了安全成本。

棱柱形电池(宁德时代和SDI)需要的组件最多(达30个),制造工艺最复杂,能量密度最低,但安全性高。目前三星SDI的棱柱形电池比LG化学的袋形电池成本高得多,但如果除去安全方面的过度设计,棱柱形电池降成本的潜力很大。袋式电池质量能量密度最高,但堆叠和折叠过程复杂,需要额外的制造流程。

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瑞银认为,随着韩国和中国的动力电池厂商扩大规模,未来2~3年松下电池的成本领先优势可能缩小至10%左右,当然松下和特斯拉也不会止步不前,但随着更多厂家在2020年后NMC811电池成为主流,差距会进一步收窄

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若考虑原材料因素,瑞银预计,只要原材料(尤其是钴)价格不大幅下跌,特斯拉/松下电池将保持领先地位。如果钴价进一步上涨,特斯拉/松下的优势可能会得到巩固,因为它的钴含量相对较少。但需要注意的是,特斯拉/松下电池阴极镍含量较高,镍价上涨对特斯拉/松下公司的影响要比其它公司稍微大一些。

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至于未来谁将胜出,瑞银认为,动力电池的竞争格局不会发生很大变化,如果没有惊人的技术突破,新进入者或其他小型企业逆袭的可能性很小。未来510年的时间内,全球电动车电池市场80%的份额将由松下、LG化学、三星SDISK Innovation和宁德时代这五大巨头分割

虽然目前特斯拉在电池组中成本、电池管理系统技术方面均领先于同行,但瑞银预计,LG化学公司会增长得更快,因为大多数OEM公司不喜欢使用更难控制的圆柱型NCA电池。

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对于汽车制造商,瑞银认为自建电池厂很难在成本上获得优势,它们更有可能会与现在领先的电池生产商联合投资电池厂,类似于特斯拉与松下联合投建的Gigafactory

说了这么多,动力电池的蛋糕到底有多大?瑞银预计,电动汽车销量预计从今年的180万辆增长至2025年的1750万辆,这意味着锂离子电池收入规模将从230亿美元增加至840亿美元(该预测已经包含电池价格下降的预期),年复合增长率约20%。根据瑞银的数据,在欧洲,电动汽车今年就能实现总成本与内燃机(ICE)汽车平价,中国和美国预计分别在2023年、2025年实现。

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基于此,瑞银预计全球电动汽车动力电池需求将以9.5倍的增速,从2018年的93GWh增长到2025年的973 GWh(相当于19Tesla Gigafactory),高于总体电池行业需求的6倍增速,后者预计将从2018166GWh增长到2025年的1145GWh

瑞银认为,未来三年动力电池产能的增长略超需求增长,从2022年开始,电动汽车销量增长提速,需求高于供给。

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原材料方面,2018-2025年期间,预计锂市场规模将增长4倍多,其中高纯度电池级氢氧化锂的需求增长最快,与NMCNCA电池市场份额上升,以及NMC电池中的镍密度上升一致。2018年锂价走低之后,前景相对于12个月前更加中性。

随着电动车电池市场不断扩大,NMC811电池被更广泛采用,瑞银认为,镍的需求增长最快,预计2025年电动汽车对镍的需求将增加至665kt,大概相当于2018年预估需求的11

至于钴价,瑞银持谨慎态度。刚果新的钴矿供应增长强劲,预计到2022-2023年,钴的供给依然大于需求,且钴需求的增速低于锂和镍

总而言之,瑞银认为,动力电池生产商通过规模和优化生产降低成本的潜力被低估,此外,短期盈利增长的潜力也被低估。

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