導(dǎo)語(yǔ)

新能源汽車替代傳統(tǒng)燃油車勢(shì)在必行。汽車工業(yè)具有產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、涉及面廣、國(guó)際化程度高的特點(diǎn)，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。目前我國(guó)年產(chǎn)汽車超過(guò)2000萬(wàn)輛，是全球第一大汽車生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。由于地球石油儲(chǔ)量有限，傳統(tǒng)燃油車注定不可能永續(xù)發(fā)展，用新能源汽車替代傳統(tǒng)燃油車已成為全球共識(shí)。

來(lái)源：華鑫證券 分析師：魏旭錕

汽車篇

一、為什么需要發(fā)展新能源汽車

1. 石油儲(chǔ)量有限，是不可再生能源

石油是由遠(yuǎn)古時(shí)期生物尸體沉積形成的，數(shù)量是有限的屬于不可再生能源，截至2018 年底，全球石油探明儲(chǔ)量總量達(dá) 1.73 萬(wàn)億桶，自 2013 年以來(lái)，全球原油的每年平均消耗量為 235 億桶，即平均原油日產(chǎn)量為 6500 萬(wàn)桶。從 2015 年起，原油消耗比當(dāng)年原油新增探明儲(chǔ)量的高出 70%以上，在 2019 年更是達(dá)到 80%。到了 2016 年，原油新增探明儲(chǔ)量已跌至 1947 年以來(lái)新低，僅為 42 億桶。而根據(jù) Rystad Energy 的最新數(shù)據(jù)，2019 年常規(guī)石油探明量?jī)H略高于 2016 年的水平，為 47 億桶。從 2013 年到 2019年，每年平均原油新增探明儲(chǔ)量為僅 60 億桶，少了足足九倍。

假定未來(lái)每年新增探明儲(chǔ)量 60 億桶，而每年消耗量不增長(zhǎng)為 235 億桶，那么地球現(xiàn)有石油資源將在 100 年內(nèi)耗盡。在在石油枯竭之前，需要尋找可替代的方式降低石油資源的消耗，國(guó)內(nèi)中石油一噸原油可提煉汽油 0.283 噸，柴油 0.335 噸，煤油 0.077噸，合計(jì) 0.695 噸成品油，相當(dāng)于原油六成以上都用于生產(chǎn)成品油燃料，如果將傳統(tǒng)汽柴油汽車替換為新能源汽車，則可以節(jié)省成品油燃料，降低原油消耗。

2. 大力發(fā)展新能源汽車有利于國(guó)家能源安全

我國(guó)的資源富煤貧油少氣，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)開采的原油難以滿足國(guó)內(nèi)需求，截止 2018 年，我國(guó)消費(fèi)原油 6.3 億噸，其中 72.9%的原油依賴進(jìn)口。

為保障國(guó)內(nèi)能源安全，國(guó)家建立了多條能源通道，但仍然不能確保能源的絕對(duì)安全

未來(lái)我國(guó)新能源汽車逐漸取代傳統(tǒng)燃油車，并成為主流車，那么我國(guó)每年原油的需求量將逐步降低，逆轉(zhuǎn)原油進(jìn)口依賴度一直升高的趨勢(shì)，有利于我國(guó)能源安全。

3. 新能源汽車是實(shí)現(xiàn)“碳中和”和“碳達(dá)峰”的重要抓手

假設(shè)一輛 1.6L 的轎車，一年行駛里程約為 1 萬(wàn)公里，按 1000 升汽油使用量來(lái)計(jì)算，這一年，汽車碳排放量約為 2.7 噸。如果按照每畝人工林可以吸收 1.83 噸二氧化碳計(jì)算，需要約 1.5 畝的人工林來(lái)抵消這一年開車所產(chǎn)生的二氧化碳對(duì)環(huán)境的影響。

汽車行業(yè)的二氧化碳排放量占我國(guó)總體二氧化碳排放量的 16%左右。而純電動(dòng)汽車則依靠電力驅(qū)動(dòng)。汽車的能源由一次能源的石油，變成二次能源的電力。而電力結(jié)構(gòu)有燃煤發(fā)電為主，逐步優(yōu)化為清潔可再生能源為主，實(shí)際的碳排放量將大大降低。目前的主流觀點(diǎn)是：即便是考慮 70%的火電，純電動(dòng)車的碳排放還是優(yōu)于燃油車，氫燃料電池車則與純電動(dòng)相當(dāng)或更好。

截至 2020 年底，全國(guó)新能源汽車保有量達(dá) 492 萬(wàn)輛，占汽車總量的 1.75%，比 2019

年增加 111 萬(wàn)輛，增長(zhǎng) 29.18%。其中，純電動(dòng)汽車保有量 400 萬(wàn)輛，占新能源汽車總量的 81.32%。

假設(shè)到 2030 年純電動(dòng)汽車占汽車保有量的 10%，那么電動(dòng)汽車的替換將使整個(gè)汽車行業(yè)的二氧化碳排放量減少 9%，汽車業(yè)的二氧化碳排放量的減少將導(dǎo)致我國(guó)二氧化碳整體排放量減少 1.5%。

4. 有利于中國(guó)汽車工業(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)歐美日傳統(tǒng)汽車強(qiáng)國(guó)的超越

西方汽車工業(yè)強(qiáng)國(guó)，經(jīng)過(guò)百年的發(fā)展，傳統(tǒng)燃油車技術(shù)性能已經(jīng)非常完善。國(guó)產(chǎn)車在外觀、內(nèi)飾、配置甚至做工用料等方面，很多時(shí)候是有優(yōu)勢(shì)的，而口碑之所以難以提升，根本原因就是在駕駛與操控性能等方面存在差距，駕駛體驗(yàn)不佳，其它方面再怎么堆料也很難得到消費(fèi)者認(rèn)可。發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)是有一定的差距，但不是很大，近年來(lái)也在迎頭趕上，而且后天是可以部分彌補(bǔ)的，真正的核心差距就在變速箱上，這是個(gè)難以彌補(bǔ)的硬性差距。

而到了電動(dòng)車時(shí)代，終于可以愉快的和變速箱說(shuō)拜拜了，困擾汽車行業(yè)百年的換擋頓挫難題，制約國(guó)產(chǎn)車發(fā)展幾十年的元兇，迎刃而解。百年一遇的國(guó)產(chǎn)車彎道超車的機(jī)會(huì)，就是現(xiàn)在，全世界所有的汽車廠商重新回到同一條起跑線上來(lái)，去調(diào)教電動(dòng)機(jī)，去優(yōu)化電控，用電動(dòng)機(jī)輔助內(nèi)燃機(jī)，我們有機(jī)會(huì)比百年老店做得更好，我們有機(jī)會(huì)打造自己的高檔汽車。

5. 相較傳統(tǒng)燃油汽車，電動(dòng)車性能更強(qiáng)，費(fèi)用更低

電動(dòng)車在效率和推力上比汽車有巨大內(nèi)在優(yōu)勢(shì)。有數(shù)據(jù)顯示對(duì)于電車，從能量到推力的轉(zhuǎn)化效率高達(dá) 90%，而汽油車的轉(zhuǎn)化效率不到 35%。電動(dòng)馬達(dá)在低速時(shí)就能產(chǎn)生強(qiáng)大的推力，所以電車完全不需要換擋。特斯拉的 ModelS,最高配置已經(jīng)可以在 2.8 秒內(nèi)從 0 加速到 100 公里，而 1.6L 緊湊型轎車百公里加速成績(jī)?cè)?11 到 13 秒之間。

Tesla 鋰電池一次充滿電需消耗 70 度家用電，一度電平均可以跑 10 公里（滿電續(xù)航 700km），按照一度電 0.55 元的價(jià)格看，就是一公里 0.055 元，汽車按照一公升油

5.5 元的價(jià)格（每百公里耗油 7 升），就是一公里 0.38 元，燃油車每公里費(fèi)用是電車的7 倍，而且電價(jià)隨著技術(shù)進(jìn)步，還會(huì)繼續(xù)下降。

此外，純電動(dòng)車的內(nèi)在構(gòu)造比汽車簡(jiǎn)單，零部件也少很多。傳統(tǒng)汽車的換油，火花塞，過(guò)濾器，傳動(dòng)液的更換等等對(duì)于電車統(tǒng)統(tǒng)沒有。由于剎車時(shí)采用回饋制動(dòng)(regenerative braking),對(duì)剎車片的維護(hù)需求也大大降低。

二、新能源汽車分類及產(chǎn)業(yè)鏈

1. 新能源汽車分類

新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來(lái)源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動(dòng)力裝置），綜合車輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車包括四大類型：混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HEV）、純電動(dòng)汽車（BEV，包括太陽(yáng)能汽車）、燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV），其他新能源包括機(jī)械能（如超級(jí)電容器、飛輪、壓縮空氣等高效儲(chǔ)能器）汽車等與非常規(guī)的車用燃料指除汽油、柴油之外的燃料，如天然氣（NG）、液化石油氣（LPG）、乙醇汽油（EG）、甲醇、二甲醚。

48V 輕混：在傳統(tǒng)車輛原有 12V 電能系統(tǒng)的層面上，將電壓提高到 48V，并通過(guò)如電動(dòng)機(jī)、電池組等的加入，使得其有著輔助車輛驅(qū)動(dòng)以及儲(chǔ)存回收電能的效果，這種啟停技術(shù)本是有助于汽車節(jié)油。

混合動(dòng)力車（HEV）：又被稱為油電混動(dòng)車/油混。不可充電，能量來(lái)源只是汽油，發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)協(xié)同驅(qū)動(dòng)。以日系車為代表，代表車型包括豐田 THS、本田 IMMD 和日產(chǎn) e-Power。

插電式混合動(dòng)力汽車(PHEV): 在油混的基礎(chǔ)上多了插電功能，可以外接充電，并提高電池容量，簡(jiǎn)稱插混。

增程式電動(dòng)汽車（EREV）：可充電，能量可以是汽油，也可以是充電電池，發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)協(xié)同驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)上和插電式混合動(dòng)力汽車類似，區(qū)別在于增程式的發(fā)動(dòng)機(jī)只

負(fù)責(zé)發(fā)電，完全由電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。增程式電動(dòng)車的電池普遍更大，純電續(xù)航里程遠(yuǎn)高于插混，在市區(qū)完全可以當(dāng)作純電動(dòng)車來(lái)開，而虧電或電量保持模式時(shí)的油耗也低于同級(jí)燃油車。

純電動(dòng)汽車（BEV）：結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，電池供電，電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

燃料電池車（FCEV）：一般指的是氫燃料電池車，氫氣與空氣中的氧氣在燃料電池堆中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（并非燃燒），釋放出電能。不過(guò)燃料電池堆普遍輸出功率較低，所以在汽車上使用時(shí)，還需要搭配一塊鋰電池，鋰電池與燃料電池堆協(xié)同充放電。

2. 純電動(dòng)車和氫燃料電池車將占 C 位

從產(chǎn)品的生命周期來(lái)看，傳統(tǒng)燃油車經(jīng)過(guò) 100 多年的發(fā)展，技術(shù)最為成熟，目前處于成熟期。純電動(dòng)車 2020 年滲透率達(dá) 5.4%，2021 年 1 季度滲透率快速提升至 7.9%， 未來(lái)五年仍有 30%的復(fù)合增速，純電動(dòng)車等品類處于快速成長(zhǎng)期。而燃料電池車技術(shù)主要由日本主導(dǎo)，國(guó)內(nèi)技術(shù)尚不成熟，缺少相應(yīng)的配套設(shè)施，2020 年銷量?jī)H 1000 輛，燃料電池車目前尚處于導(dǎo)入期。而混合動(dòng)力車則是過(guò)渡性產(chǎn)品，目的是節(jié)油減排，目前 處于衰退期。

我們從碳排放和其他污染物排放等八個(gè)維度對(duì)傳統(tǒng)燃油車和新能源車品種進(jìn)行評(píng)分，最好為 5 分，最差為 1 分：

（1） 碳排放：純電動(dòng)車使用電能，燃料電池車使用氫氣作為燃料，碳排放量為零，而插電式混合動(dòng)力車和增程式電動(dòng)車可用電能，也可用燃油，碳排放中等，傳統(tǒng)燃油車和 LNG/CNG 車使用燃油和天然氣為燃料，碳排放量最大，而混合動(dòng)力車使用燃油為動(dòng)力源，但比傳統(tǒng)燃油車更節(jié)能，碳排放量稍低。

（2） 其他污染物排放：傳統(tǒng)燃油車和混合動(dòng)力車使用汽柴油為燃料，其排放物除二氧化碳外還含有一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化物、硫氧化物、鉛化合物等有害氣體。插電式混合動(dòng)力車和增程式電動(dòng)車可用電能，也可用燃油，其他污染物排放中等， LNG/CNG 使用天然氣做燃料，理論上其他污染物僅含有一氧化碳；純電動(dòng)車和燃料電池車則沒有其他污染物的排放。

（3） 續(xù)航里程：傳統(tǒng)燃油車一次加油能夠行駛 500-1000 公里，由于加油站數(shù)量眾多， 通常在燃油耗盡前能夠很方便找到加油站，續(xù)航問(wèn)題較小。插電式混合動(dòng)力車在純電 模式下通常能行駛 50-120 公里，而使用燃油續(xù)航里程則和傳統(tǒng)燃油車類似，燃料電池車一次加注燃料后續(xù)航里程超過(guò) 1000 公里，但加氫站數(shù)量稀少，不方便加注氫燃料，純電動(dòng)車標(biāo)稱續(xù)航里程為 400-600 公里，但由于行駛條件限制實(shí)際上難以達(dá)到。

（4） 加油/充電時(shí)間：傳統(tǒng)燃油車加油時(shí)間和燃料電池車加注時(shí)間都可以在數(shù)分鐘內(nèi) 完成。而純電動(dòng)車使用慢充充滿電通常需要十幾個(gè)小時(shí)，使用快充至少也要花 1 小時(shí)。

（5） 購(gòu)車成本：純電動(dòng)車目前補(bǔ)貼后的價(jià)格大約 20 萬(wàn)左右；而燃料電池車中豐田的MIRAI 在日本實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。這款豐田 MIRAI 是全球首款氫燃料電池車,售價(jià)約人民幣 46 萬(wàn)元。

（6） 使用成本：燃料費(fèi)用，純電動(dòng)車每公里電費(fèi)大約需要 0.075 元，而燃料電池車每

公里需要?dú)淙剂?0.6 元，行駛成本燃油車相當(dāng)；而維護(hù)成本方面，純電動(dòng)車免去了發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器甚至變速箱等復(fù)雜傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，維護(hù)成本大大降低，而燃料電池車中燃料電池堆造價(jià)比較高昂，其催化劑使用鉑金，維護(hù)成本較高。

（7） 安全性：燃油車技術(shù)最為成熟，不易發(fā)生自然事故，純電動(dòng)車中三元鋰電池?zé)崾Э販囟容^低，安全性不佳，而磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э販囟容^高，安全性較高，燃料電池車使用氫氣為燃料，盡管采用許多冗余措施防止儲(chǔ)氣罐發(fā)生爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，但氫逃逸問(wèn)題始終無(wú)法從技術(shù)上克服，燃料電池車不適宜停放在室內(nèi)停車場(chǎng)，甚至進(jìn)入隧道的安全性也有待商榷。

（8） 政策支持力度。為節(jié)能減排，政府不斷提高燃油車的排放標(biāo)準(zhǔn)，且對(duì)汽車廠實(shí)施雙積分制度，海南省提出 2030 年禁售燃油車，政策對(duì)燃油車不友好，純電動(dòng)車有補(bǔ)貼， 但每年退坡，政策相對(duì)較友好，而燃料電池車有補(bǔ)貼，且執(zhí)行退坡政策，政策友好。

通過(guò)對(duì)上述八個(gè)維度對(duì)不同種類的汽車進(jìn)行評(píng)分，純電動(dòng)車、增程式電動(dòng)車（實(shí)質(zhì)上在純電動(dòng)車的基礎(chǔ)上增加小型發(fā)電機(jī)，在電量不足時(shí)燃燒油料給電池充電，一定程度上提高了續(xù)航里程）和燃料電池車的綜合評(píng)分最高，純電動(dòng)車和燃料電池車最有可能逐步替代傳統(tǒng)燃油車。

純電動(dòng)車和燃料電池車優(yōu)勢(shì)各自有自己的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)又有著目前看來(lái)技術(shù)上難以逾越的劣勢(shì)。優(yōu)勢(shì)方面，純電動(dòng)車零排放且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，使用成本最為低廉。劣勢(shì)在于受限于鋰電池的能量密度，續(xù)航里程短，充電時(shí)間長(zhǎng)，嚴(yán)重影響用戶的駕駛體驗(yàn)，目前國(guó)軒高科研制的三元鋰電池單體電池能量密度達(dá) 302Wh/kg，系統(tǒng)能量密度突破 200Wh/kg，接近液態(tài)電池能量密度的極限（進(jìn)一步提高易引發(fā)火災(zāi)）。

而燃料電池車方面，零污染，續(xù)航里程超過(guò) 1000 公里超過(guò)普通燃油車，燃料加注時(shí)間僅需要 3-5 分鐘和燃油車加油時(shí)間相當(dāng)。缺點(diǎn)在于，由于技術(shù)不夠成熟，單輛車售價(jià)超過(guò) 40 萬(wàn)元，相對(duì)燃油車和純電動(dòng)車而言沒有吸引力；二是因?yàn)榧託湔窘ㄔO(shè)成本較高，國(guó)內(nèi)加氫站布局嚴(yán)重不足，車主加氫困難；三是氫逃逸的問(wèn)題無(wú)法解決，室內(nèi)停放存在燃爆的可能。

由于純電動(dòng)車和燃料電池車的有著各自不同優(yōu)缺點(diǎn)，決定未來(lái)其使用場(chǎng)景會(huì)不同。純電動(dòng)車更適用于城市內(nèi)短途的交通通勤，而燃料電池車更適用于線路固定的長(zhǎng)途運(yùn) 輸?shù)纳逃密囶I(lǐng)域，因此純電動(dòng)汽車和燃料電池汽車并非直接競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，二者或?qū)㈤L(zhǎng)期 占據(jù)新能源汽車的主要部分。

3. 純電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈

純電動(dòng)汽車不同于傳統(tǒng)燃油車，沒有復(fù)雜的動(dòng)力系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)取代了發(fā)動(dòng)機(jī)成為動(dòng)力源，燃油系統(tǒng)被動(dòng)力電池取代，變速箱被固定減速比的減速箱或最多兩檔的簡(jiǎn)單變速箱取代，沒有排氣管和前后傳動(dòng)軸，可以安裝平整的電池和地板。

因此純電動(dòng)車的結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)燃油車更簡(jiǎn)單，上游主要由電池組、電機(jī)、電控這三大核心部件和其他零部件構(gòu)成。中游整車與傳統(tǒng)燃油車類似，分位乘用車、商用車和專用車三類，下游配套設(shè)施及市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)主要分為兩個(gè)部分，一是電池回收，二是充、換電設(shè)施。

三、新能源汽車的發(fā)展前景

1. 未來(lái)五年我國(guó)新能源汽車復(fù)合增速將不低于 30%

根據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，2020 年中國(guó)實(shí)現(xiàn)新能源汽車銷量為 1,367,315 輛， 同比增長(zhǎng) 13.35%，過(guò)去五年年均復(fù)合增速為 32.80%，滲透率達(dá) 5.40%。2021 年 1-3 月， 我國(guó)新能源汽車銷售 51.5 萬(wàn)輛，滲透率提升至 7.49%。

2020 年，我國(guó)銷售純電動(dòng)汽車 1,115,123 輛，占新能源汽車銷量的 81.56%；插電式混合動(dòng)力汽車 251,010 輛，占新能源汽車銷量的 18.36%；燃料電池汽車銷售 1,182輛。2021 年 1 季度，我國(guó)銷售純電動(dòng)車、插電式混合動(dòng)力車和氫燃料電池車 43.2 萬(wàn)輛、8.14 萬(wàn)輛和 150 輛。

根據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合天津大學(xué)中國(guó)汽車戰(zhàn)略發(fā)展研究中心發(fā)布《中國(guó)汽車市場(chǎng)中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)（2020-2035）》。2021 年中國(guó)汽車市場(chǎng)將呈現(xiàn)緩慢增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，未來(lái)五年汽車市場(chǎng)也將會(huì)穩(wěn)定增長(zhǎng)，2021 年中國(guó)汽車市場(chǎng)總銷量預(yù)計(jì)在 2630 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)4%。其中，新能源汽車預(yù)計(jì)銷量 180 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng) 32%，2025 年汽車銷量有望達(dá)到3000 萬(wàn)輛，到 2035 年銷量分別達(dá)近 3500 萬(wàn)輛。

根據(jù)乘聯(lián)會(huì)得最新預(yù)測(cè) 2021 年我國(guó)新能源車銷量將超過(guò) 200 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)46.32%。根據(jù)國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035 年）》，到2025 年，新能源汽車新車銷售量達(dá)到汽車新車銷售總量的 20%左右，到 2035 年純電動(dòng)汽車成為新銷售車輛的主流，按照屆時(shí)汽車銷量一半為新能源車，預(yù)計(jì)到2025 年和2035年，我國(guó)新能源汽車銷量分別為 600 萬(wàn)輛和 1750 萬(wàn)輛。預(yù)計(jì) 2021-2025 年，我國(guó)新能源汽車年均復(fù)合增速為34.42%，2026-2035 年，我國(guó)新能源汽車年均復(fù)合增速為11.30%。

2. 未來(lái)五年全球新能源乘用車年均增長(zhǎng) 36%

2020 年成為了新能源汽車發(fā)展最快的一年，包括純電動(dòng)和插電混動(dòng)在內(nèi)，全球新能源汽車銷量達(dá)到 324 萬(wàn)輛，而上一年的銷量為 226 萬(wàn)輛。2020 年全球新能源乘用車銷售 318.05 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng) 43.93%，過(guò)去五年，全球新能源車年均復(fù)合增速為 42.39%， 滲透率從 2015 年的 0.83%，提升至 2020 年的 5.93%，新能源車滲透率快速提升一方面是新能源車銷量快速提升，另一方面是因?yàn)閭鹘y(tǒng)燃油車在 2017 年達(dá)峰后持續(xù)萎縮造成。從車型構(gòu)成來(lái)看，全球新能源車歷年純電和插混銷量保持在 2：1 左右。

中國(guó)提出在 2025 年新能源汽車銷量滲透率達(dá) 25%，美國(guó)加州提出到 2025 年新能源車銷量滲透率達(dá) 15%，而一些歐盟國(guó)家推進(jìn)的目標(biāo)更為激進(jìn)，如挪威提出到 2025 年新能源銷量滲透率達(dá) 100%；丹麥、愛爾蘭 2030 年滲透率達(dá) 100%，英國(guó)、法國(guó)、西班牙、葡萄牙到 2040 年滲透率達(dá) 100%；德國(guó) 2030 年新能源車?yán)塾?jì)銷售 700 萬(wàn)輛。

2020 年之前，中國(guó)已連續(xù)五年蟬聯(lián)新能源汽車最大市場(chǎng)。為鼓勵(lì)新能源車的銷售和應(yīng)對(duì)疫情的不利影響，2020 年法國(guó)將新能源車補(bǔ)貼從每臺(tái)車 6000 歐元提高至 7000歐元，德國(guó)給與購(gòu)車者和車企分別每臺(tái)車 6000 歐元和 3000 歐元的補(bǔ)貼，荷蘭也公布了將原本結(jié)束于 2019 年底的電動(dòng)汽車補(bǔ)貼延長(zhǎng)到 2025，并將在 2020 年提供 1720 萬(wàn)歐

的補(bǔ)貼。由于執(zhí)行更為激進(jìn)的補(bǔ)貼和稅收減免政策，促使歐洲在 2020 年一舉超過(guò)中國(guó)成為全球新能源汽車最大市場(chǎng)。

在歐洲和中國(guó)以外，新能源汽車的增長(zhǎng)較慢。在美國(guó)市場(chǎng)，盡管特斯拉 Model Y 已開始銷售，但當(dāng)?shù)氐男履茉雌囦N售僅增長(zhǎng)了 4%。其他市場(chǎng)的表現(xiàn)各有不同，日本、加拿大和澳大利亞的銷量下滑，而韓國(guó)、印度、以色列、阿聯(lián)酋和中國(guó)香港的銷量都 有所上升。

全球電動(dòng)化在歐洲碳排放政策疊加超強(qiáng)補(bǔ)貼、中國(guó)雙積分政策及供給端優(yōu)質(zhì)車型加速、美國(guó)新能源高額投資規(guī)劃下，未來(lái)行業(yè)產(chǎn)銷仍然維持高增速。

根據(jù) Canalys 最新預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)到 2021 年，電動(dòng)汽車將占全球新車銷售的 7％以上， 銷量將超過(guò) 500 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng) 66％；預(yù)計(jì)到 2030 年，電動(dòng)汽車的銷量將會(huì)達(dá)到全球

乘用車銷量的 48%?；诖祟A(yù)測(cè)，我們判斷到 2025 年，全球電動(dòng)車銷量將達(dá)到 1500 萬(wàn)輛，到 2030 年全球電動(dòng)車銷量將達(dá) 3000 萬(wàn)輛。預(yù)計(jì) 2021-2025 年，全球新能源汽車年均復(fù)合增速為 36.37%，2026-2030 年，全球新能源汽車年均復(fù)合增速為 14.87%。

四、新能源車的競(jìng)爭(zhēng)格局

1. 2020 年國(guó)內(nèi)新能源車市場(chǎng)洗牌

為鼓勵(lì)新能源汽車行業(yè)發(fā)展，2018 年國(guó)家發(fā)改委頒布了《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定》提出新建純電動(dòng)乘用車生產(chǎn)企業(yè)不再實(shí)行核準(zhǔn)管理，調(diào)整為備案管理。這意味著生產(chǎn) 純電動(dòng)乘用車不再需要國(guó)家發(fā)改委頒發(fā)生產(chǎn)許，省級(jí)政府備案可即可生產(chǎn)。此外，純 電動(dòng)乘用車相對(duì)傳統(tǒng)燃油車沒有復(fù)雜的動(dòng)力系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，制造門檻大 大降低。

國(guó)內(nèi)純電動(dòng)車市場(chǎng)，銷量排名前十的企業(yè)市占率維持在 75%左右變動(dòng)，但從前五名的排名來(lái)看，2017 年和 2018 年市占率前五的車企在 2020 年全部跌出前五名。其中北汽新能源從 2017 年和 2018 年市占率第一，2019 年下滑至市占率第二，到 2020 年跌至第六名。與此相反的是上汽通用五菱憑借宏光 MINI EV 以不到 4 萬(wàn)元的銷售價(jià)格一舉攀上全國(guó)純電動(dòng)車的榜首。而特斯拉（中國(guó)）憑借上海工廠的建成，一舉克服困擾數(shù)年產(chǎn)能瓶頸，成為國(guó)內(nèi)市占率第二的純電動(dòng)車制造商。比亞迪通過(guò)不斷推出新車型滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求，連續(xù)三年排名市場(chǎng)前三。

插電式混合動(dòng)力車領(lǐng)域前十名市占率歷年都在 90%以上，只有 2020 年略低于其他年份。比亞迪連續(xù)四年成為插電式混合動(dòng)力銷量第一名，2020 年理想汽車憑借增程電動(dòng)車排名第二。

2. 傳統(tǒng)歐系車企開始發(fā)力，銷量快速崛起

全球市場(chǎng)，Top20 的車企占領(lǐng)了 80%左右的市場(chǎng)份額，傳統(tǒng)歐系車企表現(xiàn)亮眼，其憑借歐盟地區(qū)新能源車熱銷排名得以迅速攀升，2020 年，大眾、寶馬、奔馳、雷諾、沃爾沃和奧迪則迅速分別攀升至第 2、第 5、第 6、第 7 和第 8 名。

2020 年國(guó)產(chǎn)自主品牌車銷量份額大幅縮水，主要有兩方面原因：一是 2020 年持續(xù)執(zhí)行補(bǔ)貼退坡政策，而歐洲市場(chǎng)提高了補(bǔ)貼力度，歐系品牌電動(dòng)車快速崛起，第二是北汽新能源產(chǎn)品定位失誤以及新車型市場(chǎng)認(rèn)可度不足導(dǎo)致銷量迅速滑落，全球排名從2019 年的第三名直接跌出 TOP20 榜單。另一方面，國(guó)產(chǎn)合資品牌上汽通用五菱一躍進(jìn)入全球銷量第四名。

美系品牌：2020 年特斯拉 Model 3 年產(chǎn)量達(dá) 50 萬(wàn)量并推出一款新電動(dòng)車型；2030 年推出一款新電動(dòng)車型；福特計(jì)劃 2022 年前推出 40 款電動(dòng)車型（16 款BEV，24 款 PHEV）。

歐系品牌：大眾汽車計(jì)劃至 2023 年電動(dòng)車產(chǎn)量超 100 萬(wàn)輛，2025 年電動(dòng)車銷量達(dá)300 萬(wàn)輛，至 2029 年推出 75 款電動(dòng)汽車，寶馬計(jì)劃到 2025 年電動(dòng)車達(dá)到集團(tuán)總銷售的 15%-25%，至 2023 年推出 13 款電動(dòng)車型；雷諾到 2022 年推出 12 款電動(dòng)車型，2022年純電動(dòng)車銷量占比達(dá)到 20%；沃爾沃 2025 年之前每年推出一款新能源汽車，至 2025 年純電動(dòng)車銷量占比 50%；奧迪至 2025 年推出不少于 30 款電動(dòng)車（20 款純電動(dòng)車） 且電動(dòng)車銷售收入占比 40%。戴姆勒計(jì)劃到 2025 年純電動(dòng)車銷售占比 25%，2030 年BEV+PHEV 銷量占比超過(guò) 50%。

日系品牌：豐田 2030 年銷售 550 萬(wàn)輛電氣化車輛，包括 100 萬(wàn)輛純電動(dòng)車與燃料

電池車；日產(chǎn)至 2022 年底推出 8 款純電動(dòng)車。

韓系品牌：至 2025 年推出 29 款新能源汽車(其中 23 款純電動(dòng)，6 款插電混動(dòng))；

至 2025 年純電動(dòng)汽車年銷量達(dá)到 56 萬(wàn)輛。

國(guó)產(chǎn)自主品牌：上汽集團(tuán)計(jì)劃 2025 年前投放近百款新能源車；比亞迪將新能源汽車的應(yīng)用范圍從私家車、公交車、出租車延伸到環(huán)衛(wèi)車、城市商品物流、道路客運(yùn)和城市建筑物流等常規(guī)領(lǐng)域及倉(cāng)儲(chǔ)、礦山、港口和機(jī)場(chǎng)等四大特殊領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)新能源汽車對(duì)道路交通運(yùn)輸?shù)娜采w；吉利集團(tuán)在共享出行、車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、飛行汽車、衛(wèi)星通訊、鋰電池梯次利用、充換電基礎(chǔ)設(shè)施、碳循環(huán)制甲醇等行業(yè)新模式及前沿技術(shù)方面均有布局；理想汽車計(jì)劃在 2022 年推出一款全尺寸 SUV，其配備有下一代增程式動(dòng)力總成系統(tǒng)。歐系車企對(duì)新車型投入力度最大，其占全球市場(chǎng)份額有望持續(xù)擴(kuò)張。

3. 未來(lái)中國(guó)或誕生世界級(jí)龍頭車企

由于相較傳統(tǒng)燃油車技術(shù)門檻和準(zhǔn)入門檻降低，加之未來(lái)前景的誘惑，吸引各方 資本入局，目前國(guó)內(nèi)共有三方勢(shì)力角逐新能源車市場(chǎng)，分別是傳統(tǒng)車企、造車新勢(shì)力、互聯(lián)網(wǎng)科技。但新能源汽車制造并非沒有門檻，其中最大的阻礙之一莫過(guò)于資金。

2020 年我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈投融資總金額達(dá) 1292.1 億元，較上年同比增長(zhǎng)159%，平均單項(xiàng)投融資金額達(dá) 14.5 億元，總額和平均單項(xiàng)金額均創(chuàng)歷史新高。

造車新勢(shì)力中的第一梯隊(duì)的三家蔚來(lái)、小鵬和理想已在美股上市，第二梯隊(duì)也在形成：零跑汽車、威馬汽車、合眾汽車，這三家均發(fā)布將在 2021 年-2022 年之間實(shí)現(xiàn)科創(chuàng)板上市；零跑汽車剛發(fā)布的 B 輪 43 億融資，并且實(shí)現(xiàn)超預(yù)期 10 億+，不僅創(chuàng)始股東增持，而且新加入的國(guó)投創(chuàng)益、浙大九智、涌鏵資本等，尤其是這兩年風(fēng)頭正紅的合肥政府：在完成重倉(cāng)蔚來(lái)后，繼續(xù)投資零跑汽車，這預(yù)示著零跑汽車正在成為第二家“蔚來(lái)”汽車。而剩下的車企，目前來(lái)看競(jìng)爭(zhēng)壓力逐步加大，不論是從銷量還是從融資都急需補(bǔ)血。

傳統(tǒng)車企“轉(zhuǎn)身慢”只是一種“錯(cuò)覺”。厚積而薄發(fā)，是這些在汽車行業(yè)摸爬滾打數(shù)十年乃至上百年企業(yè)的一貫作風(fēng)。事實(shí)上，在電動(dòng)車的結(jié)構(gòu)相較燃油車更加簡(jiǎn)單的 技術(shù)大背景下，擁有平臺(tái)化研發(fā)積累和規(guī)模優(yōu)勢(shì)的傳統(tǒng)車企，從平臺(tái)開發(fā)到車型落地， 都能夠做到比“新勢(shì)力”更快、更高效。這幾年“發(fā)展慢”的原因有四個(gè)方面：1、傳統(tǒng)車企積累新能源車制造技術(shù)；2、避免過(guò)早切換成新能源車，造成原有產(chǎn)線被過(guò)早廢棄，以達(dá)到利益最大化；3、等待電池技術(shù)成熟；4、等待新能源車市場(chǎng)發(fā)育成熟，避 免成為市場(chǎng)的“試驗(yàn)品”。國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)車企中的二線品牌車企表現(xiàn)尤為突出，他們既有傳統(tǒng)車企的歷史底蘊(yùn)，但卻沒有一線車企那樣的產(chǎn)能包袱，希望在產(chǎn)業(yè)巨變過(guò)程中超越 競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手成為一線品牌，這些車企“華麗轉(zhuǎn)身”最為堅(jiān)決也異常迅速。如比亞迪、長(zhǎng) 城汽車、長(zhǎng)安汽車等。這部分企業(yè)最有希望誕生豐田、大眾那樣世界級(jí)龍頭。

歐系車方面，自去年開始，歐洲的傳統(tǒng)車企大眾、寶馬、奔馳等傳統(tǒng)車企迅速崛 起，多個(gè)品牌進(jìn)入全球銷量榜榜單。未來(lái)傳統(tǒng)車企將會(huì)把更多的新能源車型投放市場(chǎng)， 傳統(tǒng)汽車很可能從造成新勢(shì)力手中重新奪回“C 位”。

科技巨頭紛紛入局新能源車市場(chǎng)，主要有三種模式。第一種是利用本身的科技為 新能源提供智能化賦能，但企業(yè)本身不介入整車制造環(huán)節(jié)。第二種是和傳統(tǒng)車企合作， 利用車企的生產(chǎn)能力，代工制造新能源汽車，如江淮汽車為蔚來(lái)代工，海馬汽車為小 鵬汽車，重慶力帆為理想汽車代工；第三種是自建汽車工廠，如威馬汽車。其他宣布 入局的企業(yè)還有小米擬 10 年投資 100 億美元造車，OPPO 集團(tuán)已經(jīng)在籌備造車事項(xiàng)。

由于沒有傳統(tǒng)燃油車產(chǎn)能負(fù)擔(dān)，“造車新勢(shì)力”表現(xiàn)較傳統(tǒng)汽車廠表現(xiàn)出對(duì)研發(fā)更大的動(dòng)力。國(guó)內(nèi)前三大造車新勢(shì)力研發(fā)投入占收入的比重均超過(guò) 10%，而傳統(tǒng)燃油車企業(yè)研發(fā)投入鮮有超過(guò) 5%。由于研發(fā)、營(yíng)銷投入較大，而收入規(guī)模較小，造車新勢(shì)力大多仍處于投入期，尚未實(shí)現(xiàn)盈利，但其短板在于在盈虧平衡前，需要不斷的融資輸血。

五、新能源車的發(fā)展方向

1. 更長(zhǎng)續(xù)航里程，更便捷省時(shí)的充電

艾瑞咨詢對(duì)有意向購(gòu)買新能源汽車的燃油車主進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，未購(gòu)買新能源車的車主其主要顧慮可歸結(jié)于電池和充電兩方面。其中，電池主要問(wèn)題是續(xù)航里程短和電池壽命短；充電方面，充電樁覆蓋率低、充電時(shí)間長(zhǎng)和無(wú)法安裝私人充電樁。有六成以上的車主表示若可以提升新能源汽車的續(xù)航能力、電池容量和縮短充電時(shí)間，將會(huì)考慮購(gòu)買新能源汽車。

續(xù)航里程焦慮是困擾著電動(dòng)汽車發(fā)展的主要因素之一，對(duì)于里程焦慮來(lái)說(shuō)也是純電動(dòng)車發(fā)展歷程當(dāng)中需要面對(duì)的問(wèn)題，里程焦慮這個(gè)問(wèn)題主要還是由于在于車輛的充電和電池上面，在車用動(dòng)力電池發(fā)展路線上，針對(duì)“里程焦慮”問(wèn)題，最簡(jiǎn)便的方法是提高電池容量，但受限于能量密度限制，新增的電池將增加整車重量，帶來(lái)耗電量提升，因此如何提高電池能量密度是汽車廠和電池商最急切希望突破的技術(shù)難關(guān)。

我們對(duì)工信部頒布的往屆新能源車免車購(gòu)稅目錄進(jìn)行梳理，從 2019 年開始 400 公里以上續(xù)航里程的純電動(dòng)車逐漸成為主流，2020 年 500 公里續(xù)航里程占比開始增多， 預(yù)計(jì) 2021 年續(xù)航 500 公里的純電動(dòng)車將成為入門標(biāo)準(zhǔn)。其中小鵬 P7 的 NEDC 續(xù)航里程達(dá)到 706 公里，成為 2020 年年末的純電動(dòng)車冠軍。

近三年，純電動(dòng)車平均能量密度并未有太大的提升，純電動(dòng)車提高續(xù)航里程主要是依靠輕量化技術(shù)減少車重并提高電池?cái)?shù)量或是優(yōu)化電機(jī)和電控技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

隨著大功率直流充電技術(shù)的成熟，目前使用快充僅需 0.5-1 小時(shí)即可充滿，十幾分鐘即可充電 80%。另外，隨著充電樁分布越來(lái)越廣，充電也越來(lái)越方便。

2. 純電和插混將相當(dāng)一段時(shí)期共存

盡管純電動(dòng)汽車 NEDC 續(xù)航里程從 200 公里提升至 400 公里，再提升至近期的600 公里甚至是 700 公里，但在不同工況條件下實(shí)際行駛里程還是差強(qiáng)人意，平時(shí)在城市里面開闊基本能夠滿足需要，但走上高速長(zhǎng)途旅行里程不足的同時(shí)充電需要長(zhǎng) 時(shí)間排隊(duì)，且時(shí)間還是過(guò)長(zhǎng)。購(gòu)買純電動(dòng)汽車的用戶通常將純電動(dòng)車僅用于市內(nèi)通 勤，或家里另外擁有一輛燃油車，還有相當(dāng)部分的消費(fèi)者希望能夠買一輛既節(jié)能環(huán) 保，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠又能夠擁有足夠的續(xù)航里程，不需要為充電而焦慮的新能源車。目前， 純電動(dòng)車受限于能量密度和安全性制約，續(xù)航里程和充電時(shí)間進(jìn)展短期內(nèi)還難以滿足普通消費(fèi)者的需求。

針對(duì)該痛點(diǎn)，比亞迪結(jié)合增程車的優(yōu)點(diǎn)，開發(fā)出新一代的超級(jí)混合動(dòng)力車。該技術(shù)次采用曉云-插混專用 1.5L 發(fā)動(dòng)機(jī)，其熱效率提升至 43%，搭載大容量刀片電池，純電狀態(tài)下續(xù)航 120km。當(dāng) DM-i 車型電量充足時(shí)，就相當(dāng)于一臺(tái)純電動(dòng)車，電機(jī)的動(dòng)力供應(yīng)足夠在各種路況下行駛。而當(dāng)電量不足時(shí)，DM-i 車型就會(huì)根據(jù)系統(tǒng)工況，自主判斷用電還是用油，亦或是油電協(xié)同。超級(jí)混動(dòng)狀態(tài)下百公里油耗僅為 3L，NEDC 續(xù)航里程達(dá) 1200 公里。此外長(zhǎng)城汽車也開發(fā)出類似的 DHT 混動(dòng)技術(shù)。由于插混的技術(shù)進(jìn)步， 未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間，純電動(dòng)汽車將會(huì)和插混車將長(zhǎng)期共存。

3. 新能源車與智能駕駛是好搭檔

傳統(tǒng)燃油車基本都是機(jī)械+液壓組成的結(jié)構(gòu)，而電動(dòng)汽車則要簡(jiǎn)單一些，其核心部件為動(dòng)力電池組、電機(jī)和 EMS 組成的三電系統(tǒng)。自動(dòng)駕駛技術(shù)需要控制車輛，而電力控制的電機(jī)無(wú)需太多的改造就可以與電子控制單元(ECU)結(jié)合。相比之下，發(fā)動(dòng)機(jī)這種純機(jī)械結(jié)構(gòu)，人工智能是很難控制其工作狀態(tài)的，無(wú)論是可靠性、精準(zhǔn)度、 響應(yīng)度都很難直接控制，其需要研制新的操控裝置，而這遠(yuǎn)復(fù)雜于電動(dòng)汽車。此外， 燃油車很大一部分成本來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱等動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)，而新能源車的主要成 本來(lái)自三電系統(tǒng)電控電驅(qū)電池，相比之下對(duì)新能源車成本的控制更好把控。

當(dāng)前，全球廣泛采用的是由 SAE International（國(guó)際汽車工程師協(xié)會(huì)）制定的劃分方法，按照分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)駕駛從 L0－L5 總共被分為 6 個(gè)級(jí)別，L0 代表沒有自動(dòng)駕駛的傳統(tǒng)人類駕駛，L1～L5 則隨自動(dòng)駕駛的成熟程度進(jìn)行了分級(jí)。

L0 級(jí)別：這個(gè)就是完全由駕駛員進(jìn)行操作駕駛，包括轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、油門等都由駕駛員自行判斷，汽車只負(fù)責(zé)命令的執(zhí)行。

L1 級(jí)別：能夠輔助駕駛員完成某些駕駛?cè)蝿?wù)，例如許多車型裝配的自適應(yīng)巡航，（ACC）功能，雷達(dá)實(shí)時(shí)控制車距和車輛加減速，在國(guó)內(nèi)的很多車型上都有應(yīng)用。

L2 級(jí)別：可自動(dòng)完成某些駕駛?cè)蝿?wù)，并經(jīng)過(guò)處理分析，自動(dòng)調(diào)整車輛狀態(tài)，像特斯拉的車道保持功能就屬于此級(jí)別，除了能控制加減速，同時(shí)還能對(duì)方向盤進(jìn)行控制， 駕駛員需觀察周圍情況提供車輛安全操作。

L3 級(jí)別：該級(jí)別通過(guò)更有邏輯性的行車電腦控制車輛，駕駛員不需要手腳待命， 車輛能夠在特定環(huán)境下獨(dú)立完成操作駕駛，但駕駛員無(wú)法進(jìn)行睡眠或休息，在人工智能不能準(zhǔn)確判斷時(shí)，仍需人工操作。寶馬 X7 自稱已實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)層面的自動(dòng)駕駛了。

L4 級(jí)別：車輛自動(dòng)做出自主決策，并且駕駛者無(wú)需任何操作，一般需依靠可實(shí)時(shí)更新的道路信息數(shù)據(jù)支持，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)取還車、自動(dòng)編隊(duì)巡航、自動(dòng)避障等出行的真實(shí)場(chǎng)景。

L5 級(jí)別：與 L4 級(jí)別最大的區(qū)別是完全不需要駕駛員配合任何操作，實(shí)現(xiàn)全天候、全地域的自動(dòng)駕駛，并能應(yīng)對(duì)環(huán)境氣候及地理位置的變化，駕駛員可將注意力放在休 息或其它工作上。

在 SAE 的分級(jí)體系中，L0 至 L2 為低等級(jí)的駕駛系統(tǒng)，而 L3 至 L5 為高級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。在 L2 到L3 的跨越中，最為重要的就是環(huán)境的監(jiān)控主體從駕駛員變?yōu)榱讼到y(tǒng)。只有當(dāng)系統(tǒng)能夠自動(dòng)地探查與分析附近區(qū)域的狀況時(shí)，高階的自動(dòng)駕駛才能成為可能。這里的環(huán)境監(jiān)控主體不僅需要持續(xù)不斷地獲取汽車周邊的環(huán)境信息，更重要的是根據(jù)信息進(jìn)行駕駛環(huán)境安全狀況的判定。因此僅僅擁有夜視（Night Vision）、交通標(biāo)志識(shí)別（Traffic Sign Recognition）等功能并不代表環(huán)境監(jiān)控主體為系統(tǒng)。因此，僅僅升級(jí) L2 自動(dòng)駕駛的攝像頭與雷達(dá)，已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)接管汽車時(shí)對(duì)環(huán)境監(jiān)控的需求， 直到高精地圖的出現(xiàn)才解決了這個(gè)問(wèn)題?！案呔貓D+高精雷達(dá)+智能攝像頭”創(chuàng)新的三重感知方案，三者融合互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)超視覺、超傳感器邊界的全場(chǎng)景超強(qiáng)感知，很好地 解決了極端環(huán)境下的環(huán)境監(jiān)控問(wèn)題。因此，它不僅是目前最優(yōu)的解決方案之一，也是 未來(lái)的趨勢(shì)。

目前市場(chǎng)上沒有真正意義的上的 L3 級(jí)別的自動(dòng)駕駛汽車，除了技術(shù)上的不足，各地交通法對(duì) L3 及以上級(jí)別自動(dòng)駕駛汽車也存在諸多限制。我國(guó)計(jì)劃在 2025 年實(shí)現(xiàn) L3 級(jí)別自動(dòng)駕駛水平的普及，實(shí)現(xiàn) L4 級(jí)別自動(dòng)駕駛汽車的規(guī)模化應(yīng)用，也就意味著我國(guó)最快在 2021 年年內(nèi)就能開放 L3 級(jí)別自動(dòng)駕駛的路權(quán)，并且在 2025 年之前開放 L4 級(jí)別自動(dòng)駕駛的路權(quán)。到 2030 年，我們甚至能夠看到擁有 L5 級(jí)別自動(dòng)駕駛能力的新物種行駛在大馬路上。

電池篇

六、鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈介紹

1. 氫和鋰是最適合做電池的化學(xué)元素

電池放電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，而充電則相反將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。通過(guò)電子的在正負(fù)極的轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)充放電。要想成為好的能量載體，電池材料就要以盡可能小的體積和重量，存儲(chǔ)和搬運(yùn)更多的能量。因此，需要滿足下面幾個(gè)基本條件：（1）原子相對(duì)質(zhì)量要?。唬?）電子轉(zhuǎn)移比例要高；（3）得失電子能力要強(qiáng)；

電池材料的初步篩選，只能在元素周期表的第一周期和第二周期里面去找材料：氫、氦、鋰、鈹、硼、碳、氮、氧、氟、氖。排除惰性氣體和氧化劑，只剩下氫、鋰、鈹、硼、碳，這 5 個(gè)元素。氫元素是自然界最好的能量載體，接下來(lái)就是鋰了，選擇鋰元素來(lái)做電池，是基于地球當(dāng)前的所有元素中，我們能夠找到的相對(duì)優(yōu)解（鈹?shù)膬?chǔ) 量太少了，是稀有金屬中的稀有金屬）。氫燃料電池與鋰離子電池的技術(shù)路線之爭(zhēng)，在電動(dòng)汽車領(lǐng)域打的如火如荼，大概就是因?yàn)檫@兩種元素，是目前能夠找到的最好的能 量載體。

2. 鋰電池的分類

鋰電池按照形態(tài)可以分為圓柱形鋰離子電池、方形鋰離子電池、軟包電池和紐扣式鋰離子電池。其中原型根據(jù)尺寸，主要又分為 1865（直徑 18mm,長(zhǎng)度 65mm）、26650(直徑 26mm,長(zhǎng)度 65mm)、21700(直徑 21mm,長(zhǎng)度 70mm)等。

按電解液不同可以分為液態(tài)鋰離子電池、聚合物鋰離子電池、和全固態(tài)鋰離子電池。其中液態(tài)鋰離子電池由有機(jī)溶劑和鋰鹽構(gòu)成，是目前鋰離子電池的主流；聚合物鋰離子電池基體主要為 HFP-PVDF、PEO、PAN 和 PMMA 等；全固態(tài)鋰離子電池目前尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。按使用領(lǐng)域分為手機(jī)鋰離子電池、數(shù)碼相機(jī)鋰離子電池、筆記本鋰離子電池、和電動(dòng)汽車鋰離子電池。

按正極材料可分為三元鋰離子電池、磷酸鐵鋰離子電池、鈷酸鋰離子電池、錳酸 鋰離子電池和鈦酸鋰離子電池等。鈷酸鋰，作為鋰電池的鼻祖，最先用在特斯拉Roadster 上，但由于其循環(huán)壽命和安全性都較低，事實(shí)證明其并不適用作為動(dòng)力電池。為了彌補(bǔ)這個(gè)缺點(diǎn)，特斯拉運(yùn)用了號(hào)稱世界上最頂尖的電池管理系統(tǒng)來(lái)保證電池的穩(wěn) 定性。鈷酸鋰目前在 3C 領(lǐng)域的市場(chǎng)份額很大。第二是錳酸鋰電池，主要最先由電池企業(yè) AESC 提出，錳酸鋰代表車型是為日產(chǎn)聆風(fēng)，由于其價(jià)格低，能量密度中等，安全性也一般，具有所謂的較好綜合性能。也是正因?yàn)檫@種不溫不火的特性，其逐步被新的 技術(shù)所替代。接著是磷酸鐵鋰，作為比亞迪的主打，其穩(wěn)定好，壽命長(zhǎng)，且具有成本 優(yōu)勢(shì)，特別適用于需要經(jīng)常充放電的插電式混合動(dòng)力汽車，但其缺點(diǎn)是能量密度一般。最后是三元鋰電池，能量密度可達(dá)最高，但安全性相對(duì)較差。對(duì)于續(xù)航里程有要求的 純電動(dòng)汽車，其前景更廣，是目前動(dòng)力電池主流方向。

3. 鋰離子電池的構(gòu)成、原理及產(chǎn)業(yè)鏈

鋰離子電池主要由正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液構(gòu)成。鋰離子電池的充放電過(guò)程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程中，同時(shí)伴隨著與鋰離子等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌（習(xí)慣上正極用嵌入或脫嵌表示，而負(fù)極用插入或脫插表示）。在充放電過(guò)程中，鋰離子在正、負(fù)極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插，被形象地稱為“搖椅電池”。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程，就需要正負(fù)極的材料很“容易”參與化學(xué)反應(yīng)，要活潑，要容易氧化和還原，從而實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，所以我們需要“活性物質(zhì)” 來(lái)做電池的正負(fù)極。鋰離子電池通常正極材料采用鋰合金金屬氧化物，而負(fù)極材料通常采用石墨。

電解質(zhì)讓鋰離子能夠自由的游來(lái)游去，所以呢，離子電導(dǎo)率要高(游泳的阻力小)， 電子電導(dǎo)率要小(絕緣)，化學(xué)穩(wěn)定性要好，熱穩(wěn)定性要好，電位窗口要寬?；谶@些 原則，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的工程探索，人們找到了由高純度的有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽、和必要 的添加劑等原料，在一定條件下、按一定比例配制而成的電解質(zhì)。有機(jī)溶劑有 PC(碳酸丙烯酯)，EC(碳酸乙烯酯)，DMC(碳酸二甲酯)，DEC(碳酸二乙酯)，EMC(碳酸甲乙酯) 等材料。電解質(zhì)鋰鹽有 LiPF6，LiBF4 等材料。

隔膜則是為了阻止正負(fù)極材料直接接觸而加進(jìn)來(lái)的，我們希望把電池做的盡可能的小，存儲(chǔ)的能量盡可能的多，于是正負(fù)極之間的距離越來(lái)越小，短路成為一個(gè)巨大的風(fēng)險(xiǎn)。為了防止正負(fù)極材料短路，造成能量的劇烈釋放，就需要用一種材料將正負(fù)極“隔離”開來(lái)，這就是隔離膜的由來(lái)。

當(dāng)電池充電時(shí)，正極上鋰原子電離成鋰離子和電子（脫嵌），鋰離子經(jīng)過(guò)電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極，得到電子，被還原成鋰原子嵌入到碳層的微孔中（插入）；當(dāng)電池放電時(shí)，嵌在負(fù)極碳層中的鋰原子，失去電子（脫插）成為鋰離子，通過(guò)電解液，又運(yùn)動(dòng)回正極（嵌入）；鋰電池的充放電過(guò)程，也就是鋰離子在正負(fù)極間不斷嵌入和脫嵌的過(guò)程，同時(shí)伴隨著等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌。鋰離子數(shù)量越多，充放電容量就越高。

4. 動(dòng)力電池的成本構(gòu)成

根據(jù)高工鋰電測(cè)算每度電電池，每度三元 NCM523 電池和磷酸鐵鋰電池的電芯成本合計(jì)分別為 425.95 元和 310.97 元；電池 Pack 每度三元 NCM523 電池和磷酸鐵鋰電池價(jià)格分別為 586.90 元和 474.93 元；加上電池管理系統(tǒng)和熱管理組件、人工、折舊和制造費(fèi)用，每度三元NCM523 電池和磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)的價(jià)格分別為737.05 元和625.10 元。

從構(gòu)成比例來(lái)看，NCM523 電池正負(fù)極材料占電池系統(tǒng)近一半成本。而磷酸鐵鋰正極、負(fù)極、隔膜、電解液和其他電芯材料合計(jì)占盡電池系統(tǒng)近一半成本。

5. 動(dòng)力電池的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)

動(dòng)力電池有眾多性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，其中功率密度和循環(huán)壽命是普通購(gòu)車用戶關(guān)注的性能指標(biāo)。其中，能量密度絕對(duì)電動(dòng)車的行駛里程，循環(huán)壽命決定電動(dòng)車電池使用壽命。

七、動(dòng)力電池需求快速增長(zhǎng)，明后年或?qū)⒐┙o不足

1. 鋰電池需求快速增長(zhǎng)

2020 年，全球動(dòng)力電池安裝量合計(jì)為 137GW，同比增長(zhǎng) 17%，動(dòng)力電池出貨量為213GW，同比增長(zhǎng) 34%。截止到 2020 年，全球乘用車中純電動(dòng)車和插電式混合動(dòng)力車的滲透率為 4%，大客車的滲透率為 7%，卡車的滲透率為 1%，SNE Research 預(yù)測(cè)到 2025 年和 2030 年乘用車電動(dòng)車的滲透率將分別提升至 21%和 48%，大客車滲透率分別提升至 26%和 56%，卡車的滲透率分別提升至 12%和 32%基于以上假設(shè)，SNE Research 預(yù)計(jì)到 2025 年，動(dòng)力電池出貨量和安裝量分別為1396GW 和 1163GW，到 2030 年，動(dòng)力電池出貨量和安裝量為 3555GW 和 2963GW。2021-2025年動(dòng)力電池需求年均復(fù)合增速 40.42%，2026-2030 年動(dòng)力電池需求年均復(fù)合增速18.29%。

2. 預(yù)計(jì) 2022-2023 年動(dòng)力電池供給不足

主要的電池廠商對(duì) 2021 年市場(chǎng)景氣度保持樂觀。預(yù)計(jì) CATL, Panasonic, SDI 四家龍頭公司將達(dá)到近滿產(chǎn)狀態(tài)，LG 化學(xué)和三星 SDI 由于新產(chǎn)線不夠穩(wěn)定，產(chǎn)能利用率不高。

基于各個(gè)電池生產(chǎn)商生產(chǎn)能力，SNE Research 預(yù)計(jì)從 2023 年開始全球電池（電動(dòng)車+儲(chǔ)能板塊）安裝需求將高于電池供給量。到 2025 年供不應(yīng)求將達(dá)到峰值。

在電池出貨方面（電動(dòng)車+儲(chǔ)能板塊），短缺情況則會(huì)提前一年，2022 年便會(huì)開始出現(xiàn)，動(dòng)力電池供應(yīng)商需要更多擴(kuò)充有效產(chǎn)能。

3. 動(dòng)力電池市場(chǎng)集中度不斷升高

全球動(dòng)力電池行業(yè)集中度自 2017 年以來(lái)持續(xù)提升。行業(yè)前三占全球份額，從 2017 年的 45%，提升至 2020 年的 67%，2021 年一季度繼續(xù)提升至 69%；行業(yè)前 6 從 2017 年的 61%，提升至 2020 年的 85%，2021 年一季度繼續(xù)提升至 86%；行業(yè)前 10 從 2017年的 73%，提升至 2020 年的 93%，2021 年一季度繼續(xù)提升至 94%。

競(jìng)爭(zhēng)格局基本穩(wěn)定。近 3 年以來(lái)，除 AESC 排名跌出前五，行業(yè)前五名基本沒有變動(dòng)，龍頭地位穩(wěn)固。其中，寧德時(shí)代自 2018 年開始連續(xù)三年蟬聯(lián)全球動(dòng)力電池市場(chǎng)占有率第一名。2020 年，LG 化學(xué)銷量同比大幅增長(zhǎng) 150%，其市占率和 CATL 差距拉近至 3 個(gè)百分點(diǎn)，而松下因?yàn)樾庐a(chǎn)線延遲投產(chǎn)導(dǎo)致排名由第二下滑至第三。到 2021 年一季度，CATL 市占率提升至 32%，LG 化學(xué)和CATL 的差距拉大到 12%。

比亞迪電池主要供給比亞迪汽車，其份額受比亞迪汽車銷量影響較大，其市占率在 2019 年被LG 化學(xué)超越。除CATL 外，國(guó)產(chǎn)動(dòng)力電池品牌表現(xiàn)最為亮眼的是中航鋰電，作為廣汽埃安、長(zhǎng)安的核心供應(yīng)商，中航鋰電又成功打入電動(dòng)神車——宏光 Mini EV 的電池供應(yīng)商陣營(yíng)，并在部分熱銷車型中實(shí)現(xiàn)了獨(dú)供。其市占率在 2020 年進(jìn)入全球第八名，2021 年一季度名列全球第七名，有望成為中國(guó)動(dòng)力電池領(lǐng)域的一匹黑馬。

目前，全球動(dòng)力電池市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局為中日韓三分天下，國(guó)產(chǎn)電池主要為國(guó)產(chǎn)新能 源車配套，韓系電池為特斯拉、寶馬和韓系車配套，日系電池為特斯拉和日系車配套。其中，中國(guó)國(guó)內(nèi)一眾造車新勢(shì)力配套首選寧德時(shí)代；LG 化學(xué)和松下除配套本國(guó)車型外， 還給特斯拉配套。因此未來(lái)中日韓三國(guó)中哪個(gè)國(guó)家新能源車銷量好將影響其動(dòng)力電池 的市場(chǎng)份額。中國(guó)是世界十最大的汽車生產(chǎn)國(guó)和銷售市場(chǎng)，預(yù)計(jì)未來(lái)中國(guó)動(dòng)力電池總 份額仍將保持全球第一。

八、正極材料需求旺盛，價(jià)格漸漲

1. 鋰電池正極材料種類

純電動(dòng)車的動(dòng)力系統(tǒng)占總車輛總成本的 50%。其中，電池、電控和電機(jī)分別占車輛成本的 38%、6.5%和 5.5%。而電池中正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液分別占電池成本的 45%、10%、10%和 10%。正極材料成本占整車成本近 20%。

首先，我們來(lái)看看正極材料，正極材料的選擇，主要基于以下幾個(gè)因素考慮：

1） 具有較高的氧化還原反應(yīng)電位，使鋰離子電池達(dá)到較高的輸出電壓；

2） 鋰元素含量高，材料堆積密度高，使得鋰離子電池具有較高的能量密度；

3） 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要好，使得鋰離子電池具有長(zhǎng)循環(huán)壽命；

4） 電導(dǎo)率要高，使得鋰離子電池具有良好的充放電倍率性能；

5） 化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性要好，不易分解和發(fā)熱，使得鋰離子電池具有良好的安全性；

6） 價(jià)格便宜，使得鋰離子電池的成本足夠低；

7） 制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，便于大規(guī)模生產(chǎn)；

8） 對(duì)環(huán)境的污染低，易于回收利用。

目前，常見的鋰離子電池正極材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料（鎳鈷錳和鎳鈷鋁）等。其中，動(dòng)力電池以三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池最為常見。

（1） 鈷酸鋰電池(LiCoO2)

其理論容量為 274mAh/g，實(shí)際容量為 140mAh/g 左右，也有報(bào)道實(shí)際容量已達(dá)155mAh/g。工作電壓較高(平均工作電壓為 3.7V)，充放電電壓平穩(wěn)。

主要優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，容易制造，體積小巧，比能量高，電導(dǎo)率高，應(yīng)用范圍廣泛。

主要缺點(diǎn)：循環(huán)使用壽命在 300 次左右，成本高(鈷是比較稀缺的戰(zhàn)略性金屬，很多公司用錳鋰來(lái)代替鈷鋰)，安全性能低，抗過(guò)充電性較差，不適合高倍率充放電，廢棄后對(duì)環(huán)境有污染。

主要應(yīng)用領(lǐng)域：主要用于制造手機(jī)、筆記本電腦、移動(dòng)電源及其它便攜式電子設(shè)備的鋰離子電池作正極材料。用于中小型號(hào)電芯。

（2） 錳酸鋰電池（LiMnO4）

錳酸鋰電池是指正極使用錳酸鋰材料的電池，其標(biāo)稱電壓達(dá)到 3.7V，以成本低， 安全性好被廣泛使用。

主要優(yōu)點(diǎn)：資源豐富，成本低，無(wú)污染，安全性好，倍率性能好、低溫性能好、電壓頻率高。

主要缺點(diǎn)：高溫性能、循環(huán)性能、儲(chǔ)存性能較差，錳在高溫情況下易分解，電池組的使用壽命短不易存儲(chǔ)。

主要應(yīng)用：混合動(dòng)力客車、插電式混合動(dòng)力客車、純電動(dòng)客車等等。主要用于大中型號(hào)電芯。

（3） 磷酸鐵鋰電池（LiFePO4）

磷酸鐵鋰學(xué)名鐵電，最大的區(qū)別是電池的正極加入了鐵元素。磷酸鐵鋰最近幾年才剛剛起步，是一種很有潛力的材料，其安全性能與循環(huán)壽命是其它材料所無(wú)法相比的，這些也正是動(dòng)力電池最重要的技術(shù)指標(biāo)。理論容量是 170mAh/g，做成材料的實(shí)際可達(dá)容量為 160mAh/g。充放循環(huán)壽命達(dá) 2000 次，單節(jié)電池過(guò)充電壓 30V 不燃燒，穿刺不爆炸。

主要優(yōu)點(diǎn)：2000 次循環(huán)使用壽命，大電流充放電，內(nèi)阻小發(fā)熱少，安全，原材料來(lái)源廣泛，價(jià)格便宜，環(huán)保無(wú)毒、無(wú)污染，是新一代鋰離子電池的理想正極材料。

主要缺點(diǎn)：電導(dǎo)率低，體積過(guò)大,售價(jià)昂貴，數(shù)碼產(chǎn)品領(lǐng)域尚未大規(guī)模使用，消費(fèi)者心目中的認(rèn)知度較低。

主要應(yīng)用：磷酸鐵鋰正極材料做出的大容量電池組更易串聯(lián)使用，以滿足電動(dòng)車頻繁充放電的需要。目前鐵電以大容量的電動(dòng)大巴、信號(hào)基站儲(chǔ)能和大型UPS 應(yīng)用為主，其中移動(dòng)電源、AA 電池剛開始試水大規(guī)模生產(chǎn)，這使得磷酸鐵鋰電池逐步在中大容量UPS、小型儲(chǔ)能電池、草坪燈、電動(dòng)工具中得到廣泛應(yīng)用。比亞迪是全球最大的磷酸鐵鋰電池制造商及電動(dòng)車制造商。

（3） 鎳鈷錳電池（LiNiCoMnO2）

鎳鈷錳又稱三元材料(LiNiCoMnO2)，是聚合物鋰離子電池的一種，常見的形態(tài)為方塊軟包形狀。理論容量達(dá)到 280mAh/g，產(chǎn)品實(shí)際容量超過(guò) 150mAh/g。

主要優(yōu)點(diǎn)：500 次使用循環(huán)壽命，相對(duì)于鈷酸鋰電池安全性高，體積多樣性，使用范圍非常廣泛，不易爆炸，安全系數(shù)高。

主要缺點(diǎn)：價(jià)格較高，廢棄后污染環(huán)境，大電流充放電性能較弱。

主要應(yīng)用：三元材料隨著智能手機(jī)的普及近兩年來(lái)發(fā)展迅猛，使用的領(lǐng)域也越來(lái)越多。它以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料，鎳鈷錳的比例可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整。

（4） 鎳鈷鋁電池（LiNiCoAlO2）

鋰電池的一種新型正極材料。特斯拉 ModelS 上使用的就是鎳鈷鋁酸鋰電池。主要優(yōu)點(diǎn)：高能量密度，低溫性能好。

主要缺點(diǎn)：高溫性能差，安全性能差，生產(chǎn)技術(shù)門檻高。

主要應(yīng)用：動(dòng)力電池。

2. 正極材料技術(shù)路線之爭(zhēng)

（1） 三元鋰電和磷酸鐵鋰

由于三元鋰電池能量密度高，雖然價(jià)格高，但補(bǔ)貼力度也大，一定程度上壓制了磷酸鐵鋰電池的需求。磷酸鐵鋰電池相較于三元鋰電池雖然能量密度較低，但其擁有更高的安全性以及低廉的價(jià)格，在后補(bǔ)貼時(shí)代，在考慮成本因素的條件下，磷酸鐵鋰的需求會(huì)恢復(fù)到合理水平。

比亞迪推出了磷酸鐵鋰刀片電池，省去了模組和大部分支撐結(jié)構(gòu)，由電芯直接成 包，空間利用率大大提升了。同樣的電池體積里，現(xiàn)在可以塞下比以前多得多的電芯。據(jù)比亞迪給出的數(shù)據(jù)，對(duì)電池包的重塑使刀片電池單位體積能量密度提升 50%，相當(dāng)于原來(lái)滿充能跑 400 公里的電動(dòng)車，如今能跑 600 公里，基本滿足多數(shù)用戶的日常需求。而其他廠商為了贏得市場(chǎng)份額，將磷酸鐵鋰電池作為可選配件，相較三元鋰電池 的車型，價(jià)格大幅降低。如特斯拉能夠在中國(guó)市場(chǎng)一路高歌猛進(jìn)，除了國(guó)產(chǎn)化降成本， 還有一個(gè)很重要的原因就是磷酸鐵鋰電池的使用，直接將 Model 3 的價(jià)格拉到了 25 萬(wàn)以下。

（2） 高鎳低鈷成為鋰電池發(fā)展方向

相比于其他鋰離子電池正極材料，NCM 材料具有高比容量、低成本和良好的熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，因此在儲(chǔ)能領(lǐng)域、電動(dòng)汽車領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。鎳鈷錳電池（NCM） 是由鎳、鈷和錳三種元素通過(guò)不同配比而制造而成。

鎳主要作用是用來(lái)嵌埋鋰離子，提高鎳的比例能夠提升電池的能量密度，但過(guò)量的鎳會(huì)降低材料的循環(huán)性能，降低電池的使用壽命。

鈷能夠提高導(dǎo)電率和改善循環(huán)性能，延長(zhǎng)電池的使用壽命，但過(guò)量的鈷，則會(huì)降低嵌埋容量，降低能量密度，此外，由于鈷資源貧乏，價(jià)格高，過(guò)高的鈷含量將增加電池的材料成本。

錳的作用是提高安全性和材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，由于成本低廉，可以降低電池的材料成本，但過(guò)高的錳會(huì)出現(xiàn)尖晶石相，破壞層狀結(jié)構(gòu)。

因此，三元鋰電池需要在以上三種要素進(jìn)行均衡配比，制造出能量密度足夠高， 壽命和安全性足夠好，成本足夠低的電池。我們常見的 NCM 111 / 523 / 622 / 811 指的都是這三種元素之間的比例。也就是說(shuō)，NCM 811 是目前鎳比例最高的電芯。

鈷金屬在動(dòng)力電芯里占比大概是 11%，在動(dòng)力電池 pack 里面占比 6%。與鈷相比， 鎳的成本相對(duì)較低，對(duì)提高電池容量、延長(zhǎng)電池使用壽命亦有優(yōu)勢(shì)。

寧德時(shí)代正計(jì)劃在印尼投資 50 億美元興建一家鋰電池廠，協(xié)議要求寧德時(shí)代要確保 60%的鎳在印尼被加工成電池；此前特斯拉亦宣布將向“鎳”車型轉(zhuǎn)變，認(rèn)為最大限度利用鎳將使價(jià)格降低 50%，而在能源密集車型里，特斯拉將使用 100%的鎳；LG 化學(xué)在今年 8 月宣布其聯(lián)合通用研發(fā)的超級(jí)鎳鈷錳鋁NCMA 電池，有望明年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)；SKI 也于同期宣布成功商業(yè)化全球首個(gè)鎳含量為 90%的 NCM9/0.5/0.5 電池。

（3） NCM 811 和NCA

在新能源汽車?yán)m(xù)航里程提高和鈷價(jià)不斷高漲的雙重刺激之下，高鎳體系的NCM811 和NCA 材料已經(jīng)成為市場(chǎng)競(jìng)逐的熱點(diǎn)。

目前，從國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰電池制造廠家的選擇來(lái)看，選擇 NCM811 路線者較多，而選擇 NCA 路線的少。重要原因首先在于，高鎳材料荷電狀態(tài)下的熱穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致電池的安全性下降，使得電池生產(chǎn)公司和終端產(chǎn)品用戶對(duì)NCA 電池的安全性心存顧慮， 要從電芯設(shè)計(jì)、電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電源使用等環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)可靠的安全設(shè)計(jì)。

其次是充放電過(guò)程存在嚴(yán)重的產(chǎn)氣，這會(huì)導(dǎo)致電池鼓脹變形，循環(huán)及擱置壽命下降，電池存在安全隱患，所以通常采用耐壓的圓柱電池殼制作 NCA 電池，降低了產(chǎn)氣量以控制電池鼓脹變形問(wèn)題。

此外，NCA 要求在電池生產(chǎn)全過(guò)程均要控制濕度在 10%以下，而其他材料目前只需注液工序?qū)穸冗M(jìn)行嚴(yán)格控制，這對(duì)國(guó)內(nèi)公司形成了很大的挑戰(zhàn)。

鎳鈷錳電池的續(xù)航表現(xiàn)不如鎳鈷鋁電池，但好處是含錳三元體系熱穩(wěn)定性更佳更為安全，所以目前國(guó)內(nèi)重要研發(fā)鎳鈷錳電池。

3. 正極材料年均需求增速超過(guò) 30%，價(jià)格漸漲

由于能量密度提升需求以及鈷價(jià)格高漲，三元電池正極發(fā)展方向是高鎳低鈷。其中，NCM811 電池鈷占正極材料的 10%左右，NCA 電池鈷占正極材料的 5%左右。國(guó)內(nèi)NCM811 占三元電池比例 2019 年 9%，迅速提升至 2020 年超 20%；而國(guó)外市場(chǎng)主要生產(chǎn)NCA 三元電池。此外，磷酸鐵鋰因其價(jià)格低廉且安全的特征，近期熱度逐漸升溫。

我們測(cè)算 2020 年，全球動(dòng)力電池所需正極材料合計(jì)為 27 萬(wàn)噸，其中三元電池正極材料需求 18.3 萬(wàn)噸，磷酸鐵鋰正極材料需求 8.7 萬(wàn)噸。如果沒有顛覆性技術(shù)出現(xiàn)的話，預(yù)計(jì)到 2030 年全球動(dòng)力電池正極材料需求將上升至 461 萬(wàn)噸，其中三元正極材料271 萬(wàn)噸，磷酸鐵鋰 190 萬(wàn)噸。正極材料需求年均復(fù)合增長(zhǎng) 32.81%。其中三元和磷酸鐵鋰增速分別為 30.96%和 36.06%。

2020 年，國(guó)內(nèi)三元材料產(chǎn)量市場(chǎng)集中度繼續(xù)小幅提升，2020 年達(dá)到 77.4％。2020年行業(yè) CR5 約為 52％，頭部大型廠商之間的份額差距較小。其中，容百鋰電為國(guó)內(nèi)唯一一家三元材料產(chǎn)量超過(guò) 2.5 萬(wàn)噸的企業(yè)，繼續(xù)蟬聯(lián)行業(yè)第一寶座，2020 年市占率為14％；天津巴莫排名第二，2020 年市占率為 11％；長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科排名第三，2020 年市占率為 10％。

2020 年中國(guó)磷酸鐵鋰正極材料出貨量大幅增長(zhǎng)，出貨 12.4 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng) 40.9%，市場(chǎng)規(guī)模約 45 億元。從市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，德方納米憑借其獨(dú)特的液相法優(yōu)勢(shì)和與大客戶寧德時(shí)代的綁定，從 2018 年開始成為行業(yè)第一，2019 年市占率 29%，2020 年受限于產(chǎn)能，市占率略有下滑，但仍為市場(chǎng)第一。貝特瑞出貨量為行業(yè)第二，公司將相關(guān)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)讓給龍?bào)纯萍迹?03906）。

由于正極材料需求持續(xù)旺盛，而產(chǎn)能釋放過(guò)程相對(duì)緩慢，主要產(chǎn)品價(jià)格在近期出現(xiàn)上漲態(tài)勢(shì)。其中磷酸鐵鋰均價(jià)從去年的 3.50 萬(wàn)元/噸，升至今年上半年的 4.67 萬(wàn)元/ 噸，漲幅為 33.45%；NCM622 從去年的 13.10 萬(wàn)元/噸，升至今年上半年的 16.40 萬(wàn)元/噸，漲幅為 25.19%；NCM811 從去年的 17.91 萬(wàn)元/噸，升至今年上半年的 19.74 萬(wàn)元/噸，漲幅為 10.22%。

九、負(fù)極材料前景光明，但行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇

1. 人造石墨占據(jù)負(fù)極材料市場(chǎng)份額的八成

鋰電池的理論容量密度，其上限主要取決于正極材料和負(fù)極材料的短板。當(dāng)前最為常見的石墨負(fù)極材料理論比容量為 372mAh/g，高于鎳鈷錳（NCM）160 mAh/g 和鎳鈷鋁（NCA）170mAh/g 的水平，因此正極材料決定鋰離子電池能量密度上限。

鋰離子電池負(fù)極材料的選擇主要考慮以下幾個(gè)條件：

（1） 應(yīng)為層狀或隧道結(jié)構(gòu)，以利于鋰離子的脫嵌；

（2） 在鋰離子脫嵌時(shí)無(wú)結(jié)構(gòu)上的變化，具有良好的充放電可逆性和循環(huán)壽命；

（3） 鋰離子在其中應(yīng)盡可能多的嵌入和脫出，以使電極具有較高的可逆容量；

（4） 氧化還原反應(yīng)的電位要低，與正極材料配合，使電池具有較高的輸出電壓；

（5） 首次不可逆放電比容量較??；

（6） 與電解質(zhì)溶劑相容性好；

（7） 資源豐富、價(jià)格低廉；

（8）安全性環(huán)保。

負(fù)極材料可分為碳材料和非碳材料，碳材料包含石墨類材料和無(wú)定形碳材料。石墨類碳材料又可分為天然石墨、人造石墨和改性石墨；無(wú)定形碳材料可以分為軟碳和硬碳。非碳材料可分為硅基材料、錫基材料、氧化物和泰基材料。

由于價(jià)格便宜，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)較為均衡，石墨材料是我國(guó)鋰離子電池負(fù)極材料的首選。近兩年石墨材料幾乎壟斷我國(guó)鋰離子電池的負(fù)極材料。其中人造石墨占比更是達(dá)到了八成。

硅作為負(fù)極材料，雖然不具有石墨類材料的層狀結(jié)構(gòu)，其儲(chǔ)鋰機(jī)制和其他金屬一樣，是通過(guò)與鋰離子的合金化和去合金化進(jìn)行的，作為鋰離子電池理想的負(fù)極材料， 硅的優(yōu)點(diǎn)如下：

（1） 硅可與鋰形成 Li4.4Si 合金，理論儲(chǔ)鋰比容量高達(dá) 4200mAh/g

（2） 硅的嵌鋰電位(0.5V)略高于石墨，在充電時(shí)不易發(fā)生析晶現(xiàn)象;

（3） 硅的惰性更強(qiáng)，不易與電解液發(fā)生反應(yīng)，可以避免有機(jī)溶劑的共嵌現(xiàn)象。但同時(shí)硅基材料也存在自身缺陷導(dǎo)致目前并未大面積推廣：

硅的缺點(diǎn)如下：

（1） 硅與鋰生成 Li4.4Si 合金時(shí)會(huì)充分吸收鋰離子，隨后其體積會(huì)膨脹至 300%，而石墨在吸收鋰離子之后膨脹率僅為 7%。當(dāng)這種反復(fù)的體積變化，會(huì)造成固態(tài)電極變得“松軟”，容易導(dǎo)致顆粒粉化，使得活性物質(zhì)從集流體中脫落，最終崩離影響電極的循環(huán)性能。

（2） 電解液中的 LiPF6 分解后產(chǎn)生的微量HF 會(huì)腐蝕硅，易引起負(fù)極容量的顯著衰減， 從而使電池的壽命大大降低。

（3） 硅陽(yáng)極由于充放電時(shí)容易膨脹和伸縮，所以會(huì)破壞鋰電池電解質(zhì)SEI 膜的形成。這個(gè)膜是在鋰電池初次循環(huán)時(shí)所形成的，對(duì)于陽(yáng)極材料有保護(hù)作用，可以防止材料結(jié)構(gòu)崩塌。而 SEI 膜重復(fù)生長(zhǎng)，會(huì)消耗電解液和鋰源，最終導(dǎo)致電池的循環(huán)性能變差。所以盡管采用硅材料做負(fù)極，對(duì)電池能量密度會(huì)有顯著提升，但是其也帶來(lái)電池 循環(huán)性能等一系列副作用，最終會(huì)導(dǎo)致電池壽命縮短。而特斯拉采取的方案是，逐步 在石墨陽(yáng)極中添加少量的硅，在能量密度和循環(huán)壽命中尋找平衡點(diǎn)。特斯拉為電池負(fù) 極材料進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，在普通石墨負(fù)極中加入 10%硅材料，從而提升電池整體能量密度，這種在電池能量上的突破帶動(dòng)國(guó)內(nèi)鋰電行業(yè)在硅碳材料方面的進(jìn)一步探索和突破。

2. 負(fù)極材料需求旺盛，但行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇

根據(jù) ICC 鑫欏資訊統(tǒng)計(jì)，2020 年中國(guó)石墨負(fù)極材料出貨量為 46 萬(wàn)噸，海外出貨量為 8 萬(wàn)噸，全球合計(jì)為 54 萬(wàn)噸。我們測(cè)算到 2030 年全球石墨負(fù)極材料需求量為 522 萬(wàn)噸，年均復(fù)合增速為 25.48%。

第一梯隊(duì)是天然石墨龍頭貝特瑞和人造石墨龍頭上海杉杉科技和高端人造負(fù)極龍頭江西紫宸組成。其中，人造石墨市場(chǎng)已呈現(xiàn)出杉杉和紫宸雙寡頭的格局，而貝特瑞憑借優(yōu)質(zhì)的客戶，人造石墨也在奮起直追，這 3 家企業(yè) 2019 年負(fù)極總出貨量均在 4 萬(wàn)噸以上。

現(xiàn)有企業(yè)中璞泰來(lái)（江西紫宸）、杉杉股份、國(guó)民技術(shù)（斯諾實(shí)業(yè)）、中科電氣、翔豐華、凱金能源都在加緊部署負(fù)極材料產(chǎn)能與石墨化加工能力。此外，包括福鞍碳材料、湖北寶乾、金泰能、閩光新材料、龍?bào)纯萍?、山河智能、華舜新能源相繼宣布投資或開工負(fù)極材料項(xiàng)目。負(fù)極材料行業(yè)“馬太效應(yīng)”凸顯。國(guó)內(nèi)負(fù)極材料市場(chǎng)集中度持續(xù)提升，產(chǎn)品毛利率持續(xù)走低，新進(jìn)入者增多的情形下，企業(yè)整體面臨較大的競(jìng)爭(zhēng)壓力。

十、隔膜需求旺盛，產(chǎn)能快速擴(kuò)張

1. 濕法隔膜是主流

隔膜的主要作用是使電池的正、負(fù)極分隔開來(lái)，防止兩極接觸而短路，此外還具有能使電解質(zhì)離子通過(guò)的功能。隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電電池的種類不同，采用的隔膜也不同。對(duì)于鋰電池系列，由于電解液為有機(jī)溶劑體系，因而需要有耐有機(jī)溶劑的隔膜材料，一般采用高強(qiáng)度薄膜化的聚烯烴多孔膜。隔膜的新能要求：

（1） 化學(xué)穩(wěn)定：不與電解質(zhì)、電極材料發(fā)生反應(yīng)；

（2） 浸潤(rùn)性：與電解質(zhì)易于浸潤(rùn)且不伸長(zhǎng)，不收縮；

（3） 熱穩(wěn)定性：耐受高溫，具有較高的熔斷隔離性；

（4） 機(jī)械強(qiáng)度：拉伸強(qiáng)度好，以保證自動(dòng)卷繞的強(qiáng)度和寬度不變；

（5） 孔隙率：較高的孔隙率以滿足離子導(dǎo)電要求。

濕法技術(shù)（Wet）主要用于聚乙烯（PE）隔膜的制造。由于工藝中需要使用石蠟油與 PE 混合占位造孔，在拉伸工藝后需要用溶劑萃取移除，所以該工藝稱為濕法。干法技術(shù)（Dry）主要用于聚丙烯（PP）隔膜的制造。干法技術(shù)主要包括 3 種工藝技術(shù)：吹膜+單向拉伸、鑄片+單向拉伸以及雙向拉伸。

鋰電池濕法隔膜輕薄、不易撕裂，但 PE 熔點(diǎn)為 135℃，安全性低于干法隔膜，加之原材料及生產(chǎn)流程不同，綜合成本高于干法隔膜；干法隔膜產(chǎn)品熔點(diǎn)高，耐熱性、耐高壓性及抗氧化性更好，但相對(duì)于濕法隔膜較厚，且容易縱向撕裂，對(duì)電池企業(yè)工藝要求較高。

隔膜是鋰電池材料中技術(shù)壁壘最高的環(huán)節(jié)，其性能的優(yōu)劣對(duì)鋰電池的輕量化和安 全性至關(guān)重要。濕法隔膜比干法隔膜在力學(xué)性能、透氣性能和理化性能方面均具有一 定優(yōu)勢(shì)，涂覆后可以大幅提升濕法隔膜的熱穩(wěn)定性，總體來(lái)說(shuō)濕法涂覆隔膜具有明顯 的性能優(yōu)勢(shì)。高端消費(fèi)電池大多使用濕法隔膜，隨著動(dòng)力電池對(duì)能量密度要求的提升， 尤其是三元電池的廣泛應(yīng)用，濕法隔膜在動(dòng)力電池的滲透率也將逐步提升。

2. 隔膜市場(chǎng)供需兩旺

電解液占電芯成本的 7%-11%。據(jù) ICC 鑫欏資訊統(tǒng)計(jì)，2020 年中國(guó)鋰電池隔膜出貨量為 35 億平方米，同比增長(zhǎng) 36.7%，預(yù)計(jì) 2021 年，國(guó)內(nèi)鋰電池需求量就將超過(guò) 200GWh， 對(duì)應(yīng)鋰電隔膜需求量約 55 億平米，同比增速達(dá) 55%。到 2025 年隔膜供應(yīng)量將增長(zhǎng)至138 億平方米，未來(lái)五年年均復(fù)合增速為 31.57%。

目前頭部隔膜企業(yè)持續(xù)保持滿產(chǎn)生產(chǎn)，訂單情況飽和，承接新訂單的產(chǎn)能空間有限。但另一方面，國(guó)內(nèi)鋰電隔膜產(chǎn)能自 2015 年開始快速擴(kuò)張，截至 2020 年底，國(guó)內(nèi)濕法隔膜產(chǎn)能達(dá)到 70 億平，干法隔膜產(chǎn)能接近 30 億平。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2021 年僅恩捷、中材、星源材質(zhì)、河北金力等國(guó)內(nèi)隔膜企業(yè)的新增基膜產(chǎn)能就將達(dá)到 22 億平?？焖僭鲩L(zhǎng)的產(chǎn)能一定程度的壓制了隔膜的銷售價(jià)格。此外，未來(lái)固態(tài)電池技術(shù)成熟后， 鋰電池中隔膜將不再需要，鋰電池隔膜市場(chǎng)需求將快速萎縮甚至消失。

十一、電解液市場(chǎng)需求旺盛，產(chǎn)品價(jià)格上升

1. 電解液涉及諸多化學(xué)制品

電解液在鋰電池正、負(fù)極之間起到傳導(dǎo)離子，是鋰離子電池獲得高電壓、高比能的保證。電解液一般由高純度的有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽、必要的添加劑等原料構(gòu)成， 其在一定條件下、按一定比例配制而成。

電解液需要滿足以下性能要求：

（1） 電導(dǎo)率高；

（2） 電化學(xué)穩(wěn)定，電位范圍寬熱穩(wěn)定性好，工作溫度范圍寬；

（3） 化學(xué)穩(wěn)定性好，與集體流及活性物質(zhì)不反應(yīng)；

（4） 無(wú)毒、無(wú)污染；價(jià)格便宜。

（1） 溶質(zhì)材料

在溶質(zhì)材料中，LiAsF6 有非常高的電導(dǎo)率、穩(wěn)定性和電池充電放電率，但由于砷的毒性限制了它的應(yīng)用。目前常用的鋰電池的所有材料，包括電解液都是能符合歐盟的 RoHS,REACH 要求的，LiPF6 各項(xiàng)性能較均衡，且無(wú)毒無(wú)污染，是使用最廣的溶質(zhì)材料。

（2） 溶劑材料

有機(jī)溶劑是鋰離子電池電解液的主體部分，與電解液的性能密切相關(guān)，一般用高介電常數(shù)溶劑與低粘度溶劑混合使用。鋰離子電池對(duì)溶劑的要求有安全性、氧化穩(wěn)定性、與負(fù)極的相容性、導(dǎo)電性等，總體要求溶劑具有較高的介電常數(shù)、較低的粘度等特點(diǎn)。

鋰離子電池電解液中常用的溶劑有碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等，一般不使用碳酸丙烯酯(PC)、乙二醇二甲醚(DME) 等重要用于鋰一次電池的溶劑。PC 用于二次電池，與鋰離子電池的石墨負(fù)極相容性很差，充放電過(guò)程中，PC 在石墨負(fù)極表面發(fā)生分解，同時(shí)引起石墨層的剝落，造成鋰離子電池的循環(huán)性能下降。

鋰離子電池電解液有機(jī)溶劑在使用前必須嚴(yán)格控制質(zhì)量，如要求純度在 99.9%以上，水分含量必須達(dá)到 10-6 以下。溶劑的純度與穩(wěn)定電壓之間有密切聯(lián)系純度達(dá)標(biāo)的有機(jī)溶劑的氧化電位在 5V 左右，有機(jī)溶劑的氧化電位關(guān)于研究防止電池過(guò)充、安全性有很大意義。嚴(yán)格控制有機(jī)溶劑的水分，關(guān)于配制合格鋰離子電池電解液有著決定性影響。

鋰電池電解液溶劑材料主要分為三類：碳酸酯、羧酸酯類和醚類。

碳酸酯：碳酸乙烯酯(EC)是一種功能優(yōu)秀的有機(jī)溶劑，可溶解多種聚合物。會(huì)刺激眼睛，會(huì)影響呼吸系統(tǒng)和損壞皮膚。本品應(yīng)貯存于陰涼、通風(fēng)、干燥處，按一般化學(xué)品規(guī)定儲(chǔ)運(yùn)。

羧酸酯類：其種類繁多,也較便宜,簡(jiǎn)單做到比較高的純度?；瘜W(xué)性質(zhì)還算穩(wěn)定,即不是很簡(jiǎn)單被氧化(甲酸酯除外),也不太簡(jiǎn)單被還原,常溫下又多數(shù)是液態(tài)。

碳酸酯和羧酸酯類：兩者的混合溶劑可以使得鋰電池包在首次充電過(guò)程中，負(fù)極形成SEI 膜的電位高，避免溶劑還原，保證電池安全性，進(jìn)步低溫電池的容量保持率和高倍率充放電容量。

（3） 添加劑

添加劑是向電解質(zhì)中摻入少量物質(zhì)，快速改變電解液的物理和化學(xué)性能，其基本要求包括：少量即可改善電池一種或幾種性能；不與電池中其他材料發(fā)生反應(yīng)；與有機(jī)溶劑有較好的相溶性；無(wú)毒或低毒；價(jià)格便宜。

1） 成膜添加劑

優(yōu)良的 SEI 膜（固體電解質(zhì)薄膜）具有有機(jī)溶劑不容性，允許鋰離子自由的進(jìn)出電極而溶劑分子無(wú)法穿越，從而阻止溶劑分子共插對(duì)電極的破壞，提高電池的循環(huán)效率和可逆容量等性能。

其主要分為無(wú)機(jī)成膜添加劑（SO2、CO2、CO 等小分子以及鹵化鋰等）和有機(jī)成膜添加劑（氟代、氯代和溴代碳酸酯等，借助鹵素原子的吸電子效應(yīng)提高中心原子的得電力能力，使添加劑在較高的電位條件下還原并有效鈍化電極表面，形成穩(wěn)定的 SEI 膜。）另有 Sony 公司專利報(bào)道，在鋰離子電池非水電解液中加入微量苯甲醚或其鹵代衍生物，能改善電池的循環(huán)性能，減少電池不可逆容量的損失。

2） 導(dǎo)電添加劑

對(duì)提高電解液導(dǎo)電能力的添加劑的研究主要著眼于提高導(dǎo)電鋰鹽的溶解和電離以及防止溶劑共插對(duì)電極的破壞。

其按作用類型可分為與陽(yáng)離子作用型（主要包括一些胺類和分子中含有兩個(gè)氮原 子以上的芳香雜環(huán)化合物以及冠醚和穴狀化合物）、與陰離子作用型（陰離子配體主要是一些陰離子受體化合物，如硼基化合物）及與電解質(zhì)離子作用型（中性配體化合物 主要是一些富電子基團(tuán)鍵合缺電子原子N 或B 形成的化合物，如氮雜醚類和烷基硼類）。

3） 阻燃添加劑

作為商業(yè)化應(yīng)用，鋰離子蓄電池的安全問(wèn)題依然是制約其應(yīng)用發(fā)展的重要因素。鋰離子蓄電池自身存在著許多安全隱患，如充電電壓高，而且電解質(zhì)多為有機(jī)易燃物， 若使用不當(dāng)，電池會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)甚至爆炸。因此，改善電解液的穩(wěn)定性是改善鋰離子電池安全性的一個(gè)重要方法。在電池中添加一些高沸點(diǎn)、高閃點(diǎn)和不易燃的溶劑可改善電池的安全性。

主要分為：(1)有機(jī)磷化物 (2)有機(jī)氟代化合物 (3)鹵代烷基磷酸酯4）過(guò)充保護(hù)添加劑

對(duì)于采用氧化還原對(duì)進(jìn)行內(nèi)部保護(hù)的方法人們進(jìn)行了廣泛的研究，這種方法的原理是通過(guò)在電解液中添加合適的氧化還原對(duì)，在正常充電時(shí)這個(gè)氧化還原對(duì)不參加任何化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)，而當(dāng)電池充滿電或略高于該值時(shí)，添加劑開始在正極上氧化， 然后擴(kuò)散到負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，如下式所示。

正極：RO+ne-

負(fù)極：O+ne-R

最佳的過(guò)充電保護(hù)添加劑應(yīng)該具有 4.2~4.3V 的截止電壓，從而滿足鋰離子蓄電池大于 4V 電壓的要求，總的來(lái)說(shuō)，這一部分的研究工作還有待進(jìn)一步研究。

5） 控制電解液中水和HF 含量的添加劑

有機(jī)電解液中存在的痕量水和 HF 對(duì)性能優(yōu)良的 SEI 膜的形成是有一定作用的， 這些都可以從 EC、PC 等溶劑在電極界面的反應(yīng)中看出。但水和酸(HF)的含量過(guò)高， 不僅會(huì)導(dǎo)致 LiPF6 的分解，而且會(huì)破壞SEI 膜。當(dāng)Al2O3、MgO、BaO 和鋰或鈣的碳酸鹽等作為添加劑加入到電解液中，它們將與電解液中微量的 HF 發(fā)生反應(yīng)，降低 HF 的含量，阻止其對(duì)電極的破壞和對(duì) LiPF6 分解的催化作用，提高電解液的穩(wěn)定性，從而改善電池性能。但這些物質(zhì)去除 HF 的速度較慢，因此很難做到阻止 HF 對(duì)電池性能的破壞。

而一些酸酐類化合物雖然能較快地去除HF，但會(huì)同時(shí)產(chǎn)生破壞電池性能的其它酸性物質(zhì)。烷烴二亞胺類化合物能通過(guò)分子中的氫原子與水分子形成較弱的氫鍵，從而阻止水與 LiPF6，反應(yīng)產(chǎn)生 HF。

6） 改善低溫性能的添加劑

低溫性能為拓寬鋰離子電池使用范圍的重要因素之一，也是目前航天技術(shù)中必須具備的。N，N 一二甲基三氟乙酰胺的黏度低(1.09mPa·S，25°C)、沸點(diǎn)(135°C)和閃點(diǎn)(72°C)高，在石墨表面有較好的成膜能力，對(duì)正極也有較好的氧化穩(wěn)定性，組裝的電池在低溫下具有優(yōu)良的循環(huán)性能。有機(jī)硼化物、含氟碳酸酯也有利于電池低溫性能的提高。

7） 多功能型添加劑

多功能添加劑是鋰離子電池的理想添加劑，它們可以從多方面改善電解液的性能， 對(duì)提高鋰離子電池的整體電化學(xué)性能具有突出作用。正在成為未來(lái)添加劑研究和開發(fā) 的主攻方向。

實(shí)際上，現(xiàn)有的某些添加劑本身就是多功能添加劑。例如，12-冠-4 加入 PC 溶劑后。在提高 Li+的自身導(dǎo)電性的同時(shí)，利用冠狀配體在電極表面的親電作用使得 Li+在電極界面與溶劑分子反應(yīng)的可能性大大降低，冠醚對(duì) Li+的優(yōu)失溶劑化作用抑制了 PC 分子共插，電極界面 SEI 膜得到優(yōu)化，減少了電極首次不可逆容量損失。此外，氟化有機(jī)溶劑、鹵代磷酸酯如 BTE 和 TTFP 加入電解液后，不僅有助于形成優(yōu)良的 SEI 膜， 同時(shí)對(duì)電解液具有一定的甚至明顯的阻燃作用，改善了電池多方面性能。

2. 到 2025 年全球電解液需求 1200 億元

電解液占電芯成本的 5%-8%。其中，溶質(zhì)占電解液成本的一半。溶質(zhì)價(jià)格顯著影響電解液的價(jià)格。其作用是保證電池在充放電過(guò)程中有充足的鋰離子實(shí)現(xiàn)充放電循環(huán)， 目前使用最為廣泛的溶質(zhì)是六氟磷酸鋰；溶劑成本占比約 30%，質(zhì)量占比達(dá) 80%以上，目前主要使用的是碳酸酯類溶劑；添加劑成本占比 10%，是電解液競(jìng)爭(zhēng)力差異化的主要來(lái)源之一。

按照每 GW 電池需要電解液 1098 噸計(jì)算，到 2025 年全球動(dòng)力電池需求量將達(dá)1490GW，需要電解液 163.60 萬(wàn)噸。按照目前價(jià)格，市場(chǎng)空間約為 1200 億元。但另一方面，如果固態(tài)電池技術(shù)成熟，與鋰電池隔膜類似，現(xiàn)有液態(tài)電解液將被快速替代， 市場(chǎng)需求將萎縮。

十二、主要稀缺資源供需趨勢(shì)

1. 鋰——70%的供應(yīng)依賴進(jìn)口

鋰是鋰離子電池不可或缺和不可替代的元素。在鋰離子電池電解液中加入鋰鹽， 是鋰離子能量的載體，當(dāng)電池放電時(shí)，鋰離子從陰極穿過(guò)隔膜進(jìn)入正極，而充電時(shí)， 鋰離子穿過(guò)隔膜進(jìn)入負(fù)極。此外，在磷酸鐵鋰電池中，磷酸鐵鋰也作為電池的正極材料。

自然界的鋰存在于鋰輝石、鋰云母和磷鋰鋁石中以LiO2 的形式存在，相當(dāng)大的部分還存在含鹽湖鹵水中。通過(guò)對(duì)含鋰礦石加工得到工業(yè)級(jí)碳酸鋰，再提純精煉制成電池級(jí)碳酸鋰，再將碳酸鋰制成各種鋰電池需要的材料。

全球鋰資源總量豐富，分布集中，主要分布在南美洲、澳大利亞和中國(guó)。據(jù)美國(guó) 地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)，2020 年全球鋰資源儲(chǔ)量約為 2100 萬(wàn)噸(金屬鋰)，靜態(tài)儲(chǔ)采比超過(guò)256 年，主要集中在智利(750 萬(wàn)噸，占比 48%)、中國(guó)(350 萬(wàn)噸，21%)澳大利亞(270 萬(wàn)噸，占比 17%}、阿根廷(200 萬(wàn)噸，占比 13%}，其他鋰資源較豐富的國(guó)家包括美國(guó)、巴西、葡萄牙、津巴布韋。全球鋰資源不僅表現(xiàn)出區(qū)域分布集中的特點(diǎn)，還表現(xiàn)出控 制權(quán)高度集中的特點(diǎn)。澳大利亞的 Talison Lithium 公司和銀河資源(Galaxy Resources Ltd.)兩家公司控制了全球約 70%的礦石鋰供給，而SQM、Rockwood 以及 FMC 三家公司則控制了全球約 92%的鹽湖鋰供應(yīng)。我國(guó)占全球鋰礦消費(fèi)量的近一半，進(jìn)口依賴度約 70%，其中約一半來(lái)自于澳大利亞。

中國(guó)鋰資源主要分布在青藏高原、四川、新疆、江西、內(nèi)蒙等省份，鋰礦資源類型多種多樣，但是約 80%以上鋰資源賦存于鹽湖中;絕大多數(shù)鹽湖分布在青藏高原等生態(tài)脆弱區(qū);礦石鋰資源集中于四川、江西、湖南、新疆等省份。

我們對(duì)歷年碳酸鋰價(jià)格和新能源汽車銷量增速做對(duì)比，二者有較顯著的相關(guān)性， 當(dāng)新能源汽車銷量增速上升，碳酸鋰價(jià)格也隨之升高，當(dāng)新能源汽車銷量增速下降時(shí)， 碳酸鋰價(jià)格業(yè)會(huì)隨之降低。

未來(lái) 5-10 年，全球新能源汽車滲透率將快速升高。根據(jù) Canalys 最新預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)到 2021 年，電動(dòng)汽車將占全球新車銷售的 7％以上，進(jìn)一步增長(zhǎng) 66％，疊加美聯(lián)儲(chǔ)放水的影響，2021 年碳酸鋰價(jià)格有望保持上升趨勢(shì)。

中國(guó)鋰礦資源主要分布再四川、青海和西藏，雖然礦藏量豐富，但因交通和地理位置限制，短時(shí)間大規(guī)模開采可能性很大，加上部分礦產(chǎn)品位較低，提煉成本較高， 自由產(chǎn)能難以滿足本土動(dòng)力電池激增的需求。目前國(guó)內(nèi)鋰資源 70%依賴進(jìn)口，隨著中國(guó)鋰離子電池需求和產(chǎn)能進(jìn)一步擴(kuò)張，對(duì)外依賴度將進(jìn)一步提升。

2. 鈷——高價(jià)促使需求減少

鈷元素在三元正極材料中，起到提高導(dǎo)電率和改善循環(huán)性能，延長(zhǎng)電池的使用壽命的作用。全球鈷資源儲(chǔ)量較貧乏，但分布較集中。據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)，2020 年全球鈷資源儲(chǔ)量約為 710 萬(wàn)噸，靜態(tài)儲(chǔ)采比為 50 年，主要集中在剛果（金）(360 萬(wàn)噸，占比 51%)、澳大利亞(140 萬(wàn)噸，占比 20%}、古巴(50 萬(wàn)噸，占比 7%}，其他鈷資源較豐富的國(guó)家包括俄羅斯和加拿大。

在 2020 年之前，鈷價(jià)格和新能源車銷量增速變動(dòng)方向基本一致。由于三元電池能量密度相對(duì)高，鈷占三元電池成本相當(dāng)大的部分，鈷需求大幅增長(zhǎng)，鈷價(jià)在 2018 年突破 9 萬(wàn)美元/噸，三元電池成本也急劇升高。為降低成本同時(shí)提高能量密度，電池廠家推出NCM811 電池，鈷需求量下滑，因此在 2020 年后鈷價(jià)并未隨新能源車銷量增長(zhǎng)而提高。

目前全球 60%的鈷產(chǎn)量出自于 4 家企業(yè)，分別是嘉能可、洛陽(yáng)鉬業(yè)、歐亞資源和金川集團(tuán)。其中，嘉能可，洛陽(yáng)鉬業(yè)和歐亞資源三家公司的產(chǎn)量已達(dá)全球鈷產(chǎn)量的 40%。嘉能可目前是全球最大鈷礦生產(chǎn)商，2016 年全年共產(chǎn)鈷原料 28300 噸， 占全球鈷礦總產(chǎn)量 23%；洛陽(yáng)鉬業(yè)并購(gòu)的 Tenke 礦，2016 年生產(chǎn)鈷金屬 1.45 萬(wàn)噸，居世界第二；歐亞資源集團(tuán)(ERG)，除了擁有 MukondoMountain 銅鈷礦，控股的Camrose 還擁有包括 KolweziTailings、Africo 項(xiàng)目和 Coe 項(xiàng)目等幾個(gè)中小銅鈷礦，目前產(chǎn)量約 6 千多噸左右，居世界第三。國(guó)內(nèi)鈷供給 96%依靠進(jìn)口。

3. 鎳——價(jià)格仍有提升潛力

鎳在三元電池的作用在于提高增加材料的體積能量密度。三元電池的發(fā)展從最早期的NCM111 到 NCM523，再?gòu)?NCM523 到NCM622,再到最新的 NCM111，鎳的比例從 30%左右，提高到正極材料的 80%左右，使用比例不斷提高。

全球鎳資源儲(chǔ)量較豐富。據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)，2020 年全球鎳資源儲(chǔ)量約為9400 萬(wàn)噸，靜態(tài)儲(chǔ)采比為 37.6 年，雖然靜態(tài)儲(chǔ)采比不高，但年新增探明儲(chǔ)量大多高于開采量，因此總儲(chǔ)量大體保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。從礦產(chǎn)分布來(lái)看，主要集中在印尼(2100 萬(wàn)噸， 占比 18%)、澳大利亞(2000 萬(wàn)噸，占比 17%)、巴西(1600 萬(wàn)噸，占比 14%)，其他鎳資源較豐富的國(guó)家包括俄羅斯和古巴。

從鎳的價(jià)格走勢(shì)和新能源車產(chǎn)量增速對(duì)比來(lái)看，二者在 2019 年走勢(shì)相近，但在2019 年之后，隨著鎳在正極比例越來(lái)越高，鎳的需求相對(duì)更旺盛，總體保持向上的走勢(shì)。高鎳占三元材料出貨量的占比在 2019-2020 年從 9%上升到 24.1%，從各國(guó)動(dòng)力電池技術(shù)路徑規(guī)劃來(lái)看，高鎳將成為正極行業(yè)主流發(fā)展方向。2020 年NCM811 電池占寧德時(shí)代動(dòng)力電池出貨量的 20%，隨著對(duì)電池能量密度提升的需求，NCM811 電池占比將逐漸升高，未來(lái)鎳的價(jià)格還有提升空間。

印尼鎳資源儲(chǔ)量約 2100 萬(wàn)噸，作為全球鎳資源儲(chǔ)量最大和開采量最大的國(guó)家，印度尼西亞已成為“兵家必爭(zhēng)之地”。

目前在印尼布局鎳資源的主要有三類玩家，第一類是手握資源的本土企業(yè)，代表企業(yè)：安塔姆、Harita；第二類是長(zhǎng)期扎根的西方巨頭，淡水河谷、Eramet；第三類是迅速崛起的中資企業(yè)，青山集團(tuán)、寧德時(shí)代、格林美、華友鈷業(yè)。上述三類企業(yè)也成為電池、材料、車企合資的重要對(duì)象。

4. 錳——主要用途還是鋼材冶煉

在三元鋰電池中錳的作用是提高安全性和提升結(jié)果穩(wěn)定性。隨著電池不斷追求更高的能量密度，錳的使用量逐步降低。

全球錳資源儲(chǔ)量較豐富。據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)，2020 年全球鈷資源儲(chǔ)量約為130 萬(wàn)噸，靜態(tài)儲(chǔ)采比為 70 年，總探明儲(chǔ)量大保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。從礦產(chǎn)分布來(lái)看，主要集中在南非(52 萬(wàn)噸，占比 40%)、巴西 27 萬(wàn)噸，占比 20%}、烏克蘭(14 萬(wàn)噸，占比11%}，其他錳資源較豐富的國(guó)家包括印度和中國(guó)。

由于錳 90%用于鋼鐵冶煉，因此錳的價(jià)格和新能源汽車的產(chǎn)銷走勢(shì)不大相關(guān)，從近期表現(xiàn)來(lái)看，錳價(jià)基本保持穩(wěn)定。

十三、2030 年全球動(dòng)力電池梯次利用將超千億

當(dāng)動(dòng)力鋰電池容量衰減至 80％時(shí)，不適宜繼續(xù)在車輛上服役，即將退役的動(dòng)力電池用在儲(chǔ)能等其他領(lǐng)域作為電能的載體使用，從而充分發(fā)揮剩余價(jià)值。

我國(guó)新能源汽車的推廣是在 2015 年之后，并且在近幾年實(shí)現(xiàn)了爆發(fā)性增長(zhǎng)，鋰離子動(dòng)力電池通常使用壽命為 5-8 年，因此從 2020 年開始，我國(guó)鋰電池退役數(shù)量進(jìn)入爆發(fā)期。

2019 年全國(guó)鋰動(dòng)力電池累計(jì)退役量約為 8.4 至 12.4 萬(wàn)噸。中國(guó)汽車技術(shù)研究中心預(yù)測(cè)，2020 年，我國(guó)動(dòng)力電池累計(jì)退役量將達(dá) 20 萬(wàn)噸（約 25GWh）；2025 年，累計(jì)退役量約為 78 萬(wàn)噸（約 116GWh），其中，約有 55 萬(wàn)噸（占總退役量 70%）退役

動(dòng)力電池可進(jìn)入梯次利用環(huán)節(jié)，龐大的退役量也讓動(dòng)力電池回收成為當(dāng)前行業(yè)前行過(guò)程中亟待解決的問(wèn)題。

2018 年我國(guó)廢舊動(dòng)力電池回收市場(chǎng)規(guī)模約為 50－65 億元，預(yù)計(jì)該市場(chǎng)規(guī)模在2020 年可達(dá)到 70－75 億元，2025 年市場(chǎng)規(guī)?；?qū)⑼黄?250 億元。動(dòng)力電池退役量的持續(xù)攀升，也為動(dòng)力電池回收市場(chǎng)帶來(lái)了巨大的利潤(rùn)空間。

國(guó)際環(huán)保組織綠色和平與中華環(huán)保聯(lián)合會(huì)共同發(fā)布了《為資源續(xù)航：2030 年新能源汽車電池循環(huán)經(jīng)濟(jì)潛力研究報(bào)告》。根據(jù)報(bào)告團(tuán)隊(duì)的估算，2021 至 2030 年，全球乘用電動(dòng)汽車動(dòng)力電池退役總量將會(huì)達(dá)到 1285 萬(wàn)噸，其中中國(guó)動(dòng)力電池退役總量將會(huì)達(dá)到 705 萬(wàn)噸，到 2030 年全球乘用電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池將面臨總電量 463GWh 的大規(guī)模退役，如果對(duì)退役電池進(jìn)行梯次利用，幾乎可以覆蓋全球儲(chǔ)能的用電需求，總價(jià)值將達(dá)到 1000 億人民幣，大約是 2019 年的 25 倍。

零配件及設(shè)備篇

十四、電機(jī)裝機(jī)量加速增長(zhǎng)

1. 新能源汽車通常采用永磁同步電機(jī)或交流異步電機(jī)

電動(dòng)汽車是指以車載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛。按工作電源種類劃分：可分為直流電機(jī)和交流電機(jī)。按結(jié)構(gòu)及工作原理可劃分：無(wú)刷直流電機(jī)和有刷直流電機(jī)。又可分為永磁直流電機(jī)和電磁直流電機(jī)。永磁直流電機(jī)按材料又分為稀土、鐵氧體、鋁鎳鈷永磁直流電機(jī)。電磁直流電機(jī)按勵(lì)磁方式又分為串勵(lì)、并勵(lì)、他勵(lì)和復(fù)勵(lì)直流電機(jī)。交流電機(jī)可分：?jiǎn)蜗嚯姍C(jī)和三相電機(jī)。

現(xiàn)在新能源汽車最常用的電動(dòng)機(jī)有兩種，一種是永磁同步電機(jī)、一種是交流異步 電機(jī)，永磁同步電機(jī)一般都被應(yīng)用到搭載單電機(jī)的車身上，而交流異步電機(jī)一般都被 應(yīng)用到搭載雙電機(jī)的車身上，特斯拉中國(guó) Model 3 和特斯拉 Model S 就是最好的例子。當(dāng)然，兩者的優(yōu)缺點(diǎn)也很明顯，永磁同步電機(jī)更節(jié)能、更輕量化，但是它需要用到稀 土材料，這使得它的造價(jià)成本更高，而且在高溫和震動(dòng)的情況下，它還有退磁的缺點(diǎn)。而交流異步電機(jī)則不需要珍貴的材料，而且它還能適應(yīng)惡劣的環(huán)境，不過(guò)它的功率和 扭矩相較于永磁同步電機(jī)更低，而且它的體積也要比永磁同步電機(jī)大。國(guó)內(nèi)新能源車 永磁同步電機(jī)裝機(jī)比例占 98%-99%。

永磁同步電機(jī)的定子由定子鐵芯、定子齒輪與定子線圈組成。如果使用三相直流 電流電機(jī)，那么需要在定子中有三套繞組，每套繞組布置在 120 度的電機(jī)殼體內(nèi)壁上， 三套繞組構(gòu)成了完整的圓型定子。所以只要讓這三套繞組交替通電，并且交替頻率與 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率保持一致，就能獲得旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子由鐵芯和永磁體兩部 分構(gòu)成，永磁體通常采用稀土永磁材料。當(dāng)電機(jī)工作時(shí)，由電子控制電路對(duì)三相電感 線圈依次通電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子根據(jù)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)同步旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生動(dòng)力并驅(qū)動(dòng)汽車

永磁同步電機(jī)永磁電機(jī)是國(guó)內(nèi)目前新能源汽車主要的應(yīng)用方向，從產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)來(lái)看，永磁體（釹鐵硼）是其主要材料。永磁體占電機(jī)原材料成本比例高達(dá) 45%，是電機(jī)中最核心的部件。稀土材料、硅鋼、銅等金屬材料對(duì)電機(jī)成本產(chǎn)生較大影響。

2. 新能源汽車帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)需求

根據(jù)第一電動(dòng)的統(tǒng)計(jì)，2020 年我國(guó)新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝機(jī)數(shù)量為 140.92 萬(wàn)臺(tái)， 同比增長(zhǎng) 20.60%。2021 年 1-2 月，我國(guó)新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝機(jī)數(shù)量為 29.03 萬(wàn)臺(tái)， 同比增長(zhǎng) 339.19%，考慮新冠的影響，2021 年 1-2 月較 2019 年 1-2 月年均復(fù)合增長(zhǎng)30.00%，而 2018-2020 年，我國(guó)新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝機(jī)數(shù)量年均復(fù)合增速為 2.75%，因此我們判斷能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝機(jī)量正在加速增長(zhǎng)。未來(lái)，隨著新能源汽車滲透率 不斷提高，新能源汽車電機(jī)需求量也將隨之增長(zhǎng)。

新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)市場(chǎng)的主要參與者大致可以分為兩類：一類是具備自產(chǎn)能力或關(guān)聯(lián)供應(yīng)鏈的傳統(tǒng)整車企業(yè)，如比亞迪、北汽、廈門金龍、鄭州宇通等；另一類是專門從事汽車零部件或電機(jī)電控產(chǎn)品的供應(yīng)商，如博世、大陸、上海電驅(qū)動(dòng)、上海大郡、匯川技術(shù)、英威騰等。從市場(chǎng)份額上來(lái)看，整車龍頭企業(yè)由于自身需求量十分巨大，其配套的電機(jī)產(chǎn)品占據(jù)較高的市場(chǎng)份額。

十五、電控系統(tǒng)中核心部件亟待進(jìn)口替代

1. 電控系統(tǒng)取代機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)

驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)是控制主牽引電源和電機(jī)之間能量傳輸?shù)难b置。其主要功能包括車輛的怠速控制、車輛前進(jìn)（控制電機(jī)正轉(zhuǎn)）、車輛倒車（控制電機(jī)反轉(zhuǎn)）、DC/AC 等。

比亞迪 e6 雙向逆變充放電式電機(jī)控制器（VTOG）是一款高度集成化的新型多功能控制器，其主要功能是電機(jī)控制與車輛控制、電網(wǎng)對(duì)車輛充電、車輛對(duì)電網(wǎng)放電、車輛對(duì)用電設(shè)備供電以及車輛充放電。驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器通過(guò)采集加速、制動(dòng)、擋位、模式等信號(hào)控制動(dòng)力輸出。

2. 電控系統(tǒng)核心部件亟待進(jìn)口替代

根據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)信息網(wǎng)的統(tǒng)計(jì)，2020 年，我國(guó)新能源汽車電控市場(chǎng)規(guī)模合計(jì)達(dá)124.8 億元，其中乘用車，客車和專用車分別占 63.6%、14.7%和 21.7%。2016-2020 年，我國(guó)新能源汽車電控市場(chǎng)規(guī)模年均復(fù)合增長(zhǎng) 25.95%，較同期新能源產(chǎn)量增速略低1.5 個(gè)百分點(diǎn)，主要是因?yàn)榧夹g(shù)進(jìn)步，控制器的價(jià)格逐年降低，我們預(yù)計(jì)未來(lái) 5 年，我國(guó)新能源汽車電控市場(chǎng)規(guī)模年均復(fù)合增速將達(dá) 30%左右。

在新能源汽車領(lǐng)域，電機(jī)控制系統(tǒng)主要由逆變器、逆變驅(qū)動(dòng)器、電源模塊、中央控制模塊、軟起動(dòng)模塊、保護(hù)模塊、散熱系統(tǒng)信號(hào)檢測(cè)模塊等組成，其中逆變器負(fù)責(zé)蓄電池的直-交轉(zhuǎn)換，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。IGBT 應(yīng)用于逆變器中，占整個(gè)控制器成本的40-50%。

目前，高端 IGBT 器件國(guó)外企業(yè)占主導(dǎo)地位。英飛凌、ABB 、三菱、西門康、東芝、富士占據(jù)主要市場(chǎng)，形成這種局面的原因主要是：國(guó)際廠商起步早，研發(fā)投入大， 形成了較高的專利壁壘，且國(guó)外高端制造業(yè)水平較高一定程度上支撐了國(guó)際廠商的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。中國(guó)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)占世界市場(chǎng)的 50% 以上，但在 IGBT 芯片市場(chǎng)上，90% 主要依賴進(jìn)口，進(jìn)口替代空間巨大。

十六、我國(guó)充電樁數(shù)量嚴(yán)重不足

1. 直流充電樁需求提升

充電樁按使用地點(diǎn)可以分為公共充電樁、專用充電樁和自用充電樁。其中公共充電樁是建設(shè)在公共停車場(chǎng)（庫(kù)）結(jié)合停車泊位，為社會(huì)車輛提供公共充電服務(wù)的充電樁。 專用充電樁是建設(shè)單位（企業(yè)）自有停車場(chǎng)（庫(kù)），為單位（企業(yè)）內(nèi)部人員使用的充電樁。 自用充電樁是建設(shè)在個(gè)人自有車位（庫(kù)），為私人用戶提供充電的充電樁。按輸出電流，可分為直流充電樁、交流充電樁和交直流一體充電樁。其中直流通常用于快充，功率大，充電速度快，但成本高。；而交流則用于慢充，功率小，充電速度較慢，但成本低，多用于小區(qū)充電樁。

截止到 2021 年 4 月，我國(guó)公共充電樁交流占總數(shù)的 58%、直流占總數(shù)的 42%。從年新增數(shù)量來(lái)看，交流充電樁每年均較快速增長(zhǎng)，而直流充電樁新增量則波動(dòng)較大， 2021 年 1-4 月，公共直流充電樁新增量 26.9 萬(wàn)臺(tái)，和交流電 30.8 萬(wàn)臺(tái)的數(shù)量快速拉近。隨著技術(shù)的發(fā)展，新能源汽車數(shù)量的增多，車主對(duì)充電速度需求的提高，未來(lái)我 國(guó)直流充電樁將漸漸成為主流。

2. 充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展滯后，未來(lái)十年增量可期

截止到 2020 年年末，我國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施保有量為 168.1 萬(wàn)臺(tái)，按照公安部發(fā)布的全國(guó)新能源車保有量計(jì)算，我國(guó)車樁比為 2.93。2021 年 1 季度，我國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施保有量為 178.8 萬(wàn)臺(tái)，但由于新能源車保有量快速增長(zhǎng)，車樁比升為 3.08。2015 年國(guó)務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于加快電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》規(guī)劃到 2020 年全國(guó)新能源汽車銷量達(dá) 500 萬(wàn)輛，充電樁數(shù)量達(dá) 480 萬(wàn)個(gè)，車樁比近 1:1,由此看出我國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)于新能源車發(fā)展顯著滯后。

從公共充電樁區(qū)域分布來(lái)看，我國(guó)廣東、上海、北京、江蘇和浙江三省兩市占據(jù)全國(guó)公共充電樁數(shù)量的 50%，為其他 25 個(gè)省市自治區(qū)合計(jì)僅占 50%的比例。充電設(shè)施分布不均，導(dǎo)致在廣大的中西部地區(qū)充電難問(wèn)題更加突出，這將限制新能源車在中西部地區(qū)的銷售。

近日，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步提升充換電基礎(chǔ)設(shè)施服 務(wù)保障能力的實(shí)施意見（征求意見稿）》，征求意見稿提出要提升城鄉(xiāng)地區(qū)充換電保障 能力，優(yōu)先利用存量停車場(chǎng)等土地資源，以新增土地供應(yīng)方式建設(shè)的公共充換電場(chǎng)站；新建居住社區(qū)要落實(shí) 100%固定車位預(yù)留充電樁建設(shè)安裝條件，滿足直接裝表接電需要；加快高速公路快充網(wǎng)絡(luò)有效覆蓋，力爭(zhēng)到 2025 年，國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)、大氣污染防治重點(diǎn)區(qū)域的高速公路服務(wù)區(qū)快充站覆蓋率不低于 80%，其他地區(qū)不低于 60%工信部發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035）》征求意見稿提出，預(yù)計(jì)到 2030 年，我國(guó)新能源汽車保有量將達(dá) 6420 萬(wàn)輛。根據(jù)車樁比 1：1 的建設(shè)目標(biāo)，未來(lái)十年，我國(guó)充電樁建設(shè)存在 6300 萬(wàn)的缺口，預(yù)計(jì)將形成 1.02 萬(wàn)億元的充電樁基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)市場(chǎng)。

3. 充電樁產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)是 IGBT

充電樁產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游零部件，中游整機(jī)制造和下游終端用戶和運(yùn)營(yíng)商。

從充電樁設(shè)備的成本構(gòu)成來(lái)看，充電機(jī)占據(jù)成本的大部分，而充電機(jī)最核心的部件是 IGBT。IGBT 是能源轉(zhuǎn)換與傳輸?shù)暮诵钠骷请娏﹄娮友b置的“CPU” 。采用IGBT 進(jìn)行功率變換，能夠提高用電效率和質(zhì)量，具有高效節(jié)能和綠色環(huán)保的特點(diǎn)，其占充電模塊成本的 40%左右，占充電樁設(shè)備成本約 20%目前國(guó)內(nèi) IGBT 主要依賴進(jìn)口，這使得充電樁成本居高不下，IGBT 的國(guó)產(chǎn)化替代正在緩慢進(jìn)行中。國(guó)內(nèi) IGBT 配套生產(chǎn)商包括比亞迪、華虹半導(dǎo)體等。IGBT 競(jìng)爭(zhēng)格局詳見第十五章第 2 節(jié)。

中游是設(shè)備提供商，其進(jìn)入門檻較低，行業(yè)較為分散，其核心競(jìng)爭(zhēng)力國(guó)家電網(wǎng)是國(guó)內(nèi)最大的充電樁公開招標(biāo)企業(yè)，也是最早入行的建設(shè)運(yùn)營(yíng)方。2015-2019 年國(guó)網(wǎng)采購(gòu)充電樁設(shè)備中標(biāo)數(shù)量前三分別是國(guó)電南瑞、許繼電氣和山東魯能，均為國(guó)電旗下的上市公司，三家合計(jì)占國(guó)網(wǎng)充電樁總采購(gòu)量的 39%。

下游包括私人客戶和充電樁運(yùn)營(yíng)商。截止到 2021 年 4 月，各大運(yùn)營(yíng)商共建成438,678 臺(tái)充電樁，排名行業(yè)前三的運(yùn)營(yíng)商包括特來(lái)電、國(guó)網(wǎng)公司和星星充電市占率合計(jì)達(dá) 82%，逐步呈現(xiàn)出寡頭競(jìng)爭(zhēng)格局。

十七、 鋰電池設(shè)備訂單向龍頭企業(yè)集中

1. 動(dòng)力電池生產(chǎn)線分為電芯和模組/PACK 裝配線

動(dòng)力鋰電池生產(chǎn)線包括動(dòng)力鋰電池模組/PACK 裝配線和動(dòng)力鋰電池芯生產(chǎn)線兩大部分。動(dòng)力鋰電池芯生產(chǎn)線是指電池芯生產(chǎn)各工藝環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)的智能機(jī)械設(shè)備流水線。分為前段制片（正、負(fù)極漿料攪拌、涂布到輥壓分切成料帶），中段組裝（料帶極耳成形到注液），后段電芯激活與測(cè)試、篩選，直至電芯成形并檢測(cè)合格。動(dòng)力鋰電池模組/PACK 智能裝配線是將客戶鋰電池包產(chǎn)品中的電芯、電池連接片、BMS、線束、電池輔料、電池包外殼等按一定的PACK 工藝流程組裝成相關(guān)的PACK 模組和電池包的裝配設(shè)備。動(dòng)力鋰電池模組/PACK 裝配線通常是由模組線和PACK 線組成。其中，動(dòng)力電池電芯生產(chǎn)線設(shè)備占全線設(shè)備總價(jià)值的 81%。

2. 到 2030 年，全球鋰電設(shè)備需求 2400 億元

伍德麥肯茲預(yù)測(cè)到 2030 年，全球鋰電池產(chǎn)能將較現(xiàn)有產(chǎn)能翻兩番，實(shí)現(xiàn) 1.3TWh。分區(qū)域市場(chǎng)來(lái)看，現(xiàn)階段，亞太地區(qū)的鋰電池產(chǎn)能占全球產(chǎn)能的 80%。預(yù)計(jì)未來(lái)十年內(nèi)，亞太仍將繼續(xù)主導(dǎo)全球市場(chǎng)發(fā)展。包括寧德時(shí)代、LG 化學(xué)、比亞迪、SK Innovation 在內(nèi)的行業(yè)領(lǐng)先者紛紛加足馬力擴(kuò)產(chǎn)能。中國(guó)鋰電池儲(chǔ)備項(xiàng)目容量將從 2020 年的345GWh 增加至 2030 年的 800GWh。

動(dòng)力電池領(lǐng)域，受終端市場(chǎng)電動(dòng)化加快影響，全球鋰電池進(jìn)入新一輪擴(kuò)產(chǎn)競(jìng)備賽。2020-2025 年，全球動(dòng)力電池企業(yè)產(chǎn)能擴(kuò)張規(guī)劃已超過(guò) 1000GWh，按照每 GW 設(shè)備投資 3 億元計(jì)算，全球未來(lái)十年總需求空間為 3000 億元。目前，國(guó)產(chǎn)用鋰電設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率已達(dá)到 90%-92%。受新增產(chǎn)能帶動(dòng)，到 2022 年，屬于國(guó)產(chǎn)鋰電設(shè)備的市場(chǎng)份額將達(dá)到 180-190 億元，年均增長(zhǎng) 6.3%-8.2%。

先導(dǎo)智能、嘉拓智能、利元亨等領(lǐng)先裝備企業(yè)已經(jīng)進(jìn)入國(guó)際車企/動(dòng)力電池巨頭供應(yīng)鏈，全球化路徑逐漸延伸至遠(yuǎn)。目前頭部設(shè)備企業(yè)正在通過(guò)提升良品率，革新工藝， 降低運(yùn)營(yíng)成本，研發(fā)一體化設(shè)備，提供半整線/整線等模式，進(jìn)一步拉開與二線設(shè)備企業(yè)的差距，訂單也向龍頭企業(yè)集中。

策略篇

十八、投資策略

1. 整車制造有望誕生全球領(lǐng)軍企業(yè)

受資源和環(huán)境約束，采用新能源汽車替代傳統(tǒng)燃油車已成為全球共識(shí)。預(yù)計(jì)到 2030年，電動(dòng)汽車的銷量將會(huì)達(dá)到全球乘用車銷量的 48%。基于此預(yù)測(cè)，我們判斷到 2025年，全球電動(dòng)車銷量將達(dá)到 1500 萬(wàn)輛，到 2030 年全球電動(dòng)車銷量將達(dá) 3000 萬(wàn)輛。預(yù)計(jì) 2021-2025 年，全球新能源汽車年均復(fù)合增速為 36.37%，2026-2030 年，全球新能源汽車年均復(fù)合增速為 14.87%。

另一方面，我國(guó)人工智能、大數(shù)據(jù)、量子計(jì)算、自動(dòng)駕駛等新一輪的革命技術(shù)不斷取得進(jìn)步并應(yīng)用于汽車制造領(lǐng)域，歐美日等老牌車企的燃油車的技術(shù)壟斷優(yōu)勢(shì)將蕩然無(wú)存，中國(guó)車企將有機(jī)會(huì)和國(guó)際龍頭站在同一起跑線上。國(guó)內(nèi)車企憑借國(guó)內(nèi)龐大的消費(fèi)市場(chǎng)，完善的產(chǎn)業(yè)鏈體系，工程師紅利帶來(lái)的創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)以及企業(yè)家精神，有望在新一輪競(jìng)爭(zhēng)中站上全球汽車行業(yè)的巔峰，并誕生出諸如豐田、大眾那樣的全球領(lǐng)軍企業(yè)。

我們認(rèn)為未來(lái)國(guó)內(nèi)整車企業(yè)將會(huì)產(chǎn)生三種結(jié)局。一是在壓力下，有能力有意愿加 快新能源汽車的研發(fā)，不斷將新技術(shù)應(yīng)用于汽車產(chǎn)品。這類車企以國(guó)內(nèi)二線品牌的主 機(jī)廠為主要代表，他們既有傳統(tǒng)車企的歷史底蘊(yùn)，但卻沒有一線車企那樣的產(chǎn)能包袱， 希望在產(chǎn)業(yè)巨變過(guò)程中超越競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手成為一線品牌，這些車企“華麗轉(zhuǎn)身”最為堅(jiān)決 也異常迅速。如比亞迪、長(zhǎng)城汽車、長(zhǎng)安汽車等；二是，有強(qiáng)大的汽車產(chǎn)能，但無(wú)力投入新能源車的車企。他們將成為造車新勢(shì)力的“代工廠”；三是生產(chǎn)能力、資金和技術(shù)實(shí)力都不足以支撐企業(yè)轉(zhuǎn)型的企業(yè)將被兼并或淘汰出局。因此，我們判斷未來(lái)車企 的經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)和估值將進(jìn)一步分化，能夠迎合大眾需求并持續(xù)創(chuàng)新的新能源車企經(jīng)營(yíng)業(yè) 績(jī)將持續(xù)快速增長(zhǎng)，這部分企業(yè)將能夠獲得市場(chǎng)青睞并得到更高的估值溢價(jià)。建議關(guān)注：比亞迪（002459.SZ）、廣汽集團(tuán)（601238.SH）、長(zhǎng)城汽車（601633.SH）、長(zhǎng)安汽 車（000625.SZ）。

2. 電池領(lǐng)域需求快速增長(zhǎng)，寧德時(shí)代全球龍頭地位牢固

2020 年，全球動(dòng)力電池安裝量合計(jì)為 137GW，同比增長(zhǎng) 17%，動(dòng)力電池出貨量為213GW，同比增長(zhǎng) 34%。基于以上假設(shè)，預(yù)計(jì)到 2025 年，動(dòng)力電池出貨量和安裝量為1396GW 和 1163GW，到 2030 年，動(dòng)力電池出貨量和安裝量為 3555GW 和 2963GW。2021-2025年動(dòng)力電池需求年均增速 40.42%，2026-2030 年動(dòng)力電池需求年均增速 18.29%?；诟鱾€(gè)電池生產(chǎn)商生產(chǎn)能力，SNE Research 預(yù)計(jì)從 2023 年開始全球電池（電動(dòng)車+儲(chǔ)能板塊）安裝需求將高于電池供給量。到 2025 年供不應(yīng)求將達(dá)到峰值。在電池出貨方面（電動(dòng)車+儲(chǔ)能板塊），短缺情況則會(huì)提前一年，2022 年便會(huì)開始出現(xiàn)，動(dòng)力電池供應(yīng)商需要更多擴(kuò)充有效產(chǎn)能。

全球動(dòng)力電池市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局為中日韓三分天下，國(guó)產(chǎn)電池主要為國(guó)產(chǎn)新能源車配套，韓系電池為特斯拉、歐系和韓系車配套，日系電池為特斯拉和日系車配套。2020年，寧德時(shí)代和韓國(guó) LG 化學(xué)占據(jù)絕對(duì)領(lǐng)先地位，但 2021 年上半年，隨著國(guó)產(chǎn)品牌新能源車銷量大幅增長(zhǎng)，第一名的寧德時(shí)代和第二名 LG 化學(xué)之間的差距進(jìn)一步拉大。

未來(lái)全球動(dòng)力電池廠商的市場(chǎng)份額一方面看現(xiàn)有配套車型的銷量，另一方面看能否獲進(jìn)入新的主機(jī)廠的供應(yīng)鏈。2020 年工信部公布的新能源車型有效目錄共 6,800 余款車型，其中由寧德時(shí)代配套動(dòng)力電池的有 3,400 余款車型，占比約 50%，是配套車型最多的動(dòng)力電池廠商，隨著國(guó)內(nèi)和全球新能源汽車市場(chǎng)崛起，寧德時(shí)代作為全球動(dòng)力電池龍頭的市場(chǎng)地位有望持續(xù)增強(qiáng)；中航鋰電（成飛集成參股子公司）憑借打入廣汽集團(tuán)和長(zhǎng)安集團(tuán)的配套體系，配套的五菱宏光 Mini EV 成為“爆款”，迅速進(jìn)入全球前十行列；國(guó)軒高科憑借三元電池和磷酸鐵鋰電池單體能量密度分別突破 302Wh/kg 和 210 Wh/kg，全球排名逐步攀升。動(dòng)力電池建議關(guān)注寧德時(shí)代（300750.SZ）、億緯鋰能（300014.SZ）、國(guó)軒高科（002074.SZ），設(shè)備端建議關(guān)注先導(dǎo)智能（300450.SZ）和利元亨（688499.SH）。

3. 材料端關(guān)注三元和磷酸鐵鋰正極材料

鋰離子電池主要是由正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液。其中，負(fù)極材料雖然需求旺盛，但產(chǎn)能增長(zhǎng)較快，因此競(jìng)爭(zhēng)加劇，價(jià)格漲跌不一；隔膜和電解液需求也較旺盛，但一旦固態(tài)電池技術(shù)成熟，隔膜將被取消，電解液的物質(zhì)將被替換。因此我們最為看好正極材料。

我們測(cè)算 2020 年，全球動(dòng)力電池所需正極材料合計(jì)為 27 萬(wàn)噸，其中三元電池正極材料需求18.3 萬(wàn)噸，磷酸鐵鋰正極材料需求 8.7 萬(wàn)噸。如果沒有顛覆性技術(shù)出現(xiàn)的話，預(yù)計(jì)到 2030 年全球動(dòng)力電池正極材料需求將上升至 461 萬(wàn)噸，其中三元正極材料271 萬(wàn)噸，磷酸鐵鋰 190 萬(wàn)噸。正極材料需求年均復(fù)合增長(zhǎng) 32.81%。其中三元和磷酸鐵鋰增速分別為 30.96%和 36.06%。正極材料建議關(guān)注：當(dāng)升科技（300073.SZ）、容百科技（688005.SH）、格林美（002340.SZ）以及德方納米（300769.SZ）。

4. 上游資源關(guān)注鋰和鎳

鋰離子電池是通過(guò)電池內(nèi)部的鋰離子移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)電勢(shì)差，進(jìn)而引發(fā)電流，鋰是鋰電池不可或缺的元素。據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)，2020 年全球鋰資源儲(chǔ)量約為 2100 萬(wàn)噸(金屬鋰)。我國(guó)占全球鋰礦消費(fèi)量的近一半，進(jìn)口依賴度約 70%，其中約一半來(lái)自于澳大利亞。未來(lái) 5-10 年，全球新能源汽車滲透率將快速升高。隨著電動(dòng)汽車銷量的快速增長(zhǎng)，疊加美聯(lián)儲(chǔ)放水的影響，2021 年碳酸鋰價(jià)格有望保持上升趨勢(shì)。建議關(guān)注：天齊鋰業(yè)（002466.SZ）、贛鋒鋰業(yè)（002460）和永興材料（002756）。

鎳在三元電池的作用在于提高增加材料的體積能量密度。三元電池的發(fā)展從最早 期的 NCM111 到 NCM523，再?gòu)?NCM523 到 NCM622,再到最新的 NCM111，鎳的比例從 30% 左右，提高到正極材料的 80%左右，使用比例不斷提高。全球鎳資源儲(chǔ)量較豐富。據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)，2020 年全球鎳資源儲(chǔ)量約為 9400 萬(wàn)噸，靜態(tài)儲(chǔ)采比為 37.6 年， 雖然靜態(tài)儲(chǔ)采比不高，但年新增探明儲(chǔ)量大多高于開采量，因此總儲(chǔ)量大體保持增長(zhǎng) 態(tài)勢(shì)。目前在印尼布局鎳資源的主要有三類玩家，第一類是手握資源的本土企業(yè)，代 表企業(yè)：安塔姆、Harita；第二類是長(zhǎng)期扎根的西方巨頭，淡水河谷、Eramet；第三類是迅速崛起的中資企業(yè)，青山集團(tuán)、寧德時(shí)代、格林美、華友鈷業(yè)。上述三類企業(yè)也成為電池、材料、車企合資的重要對(duì)象。建議關(guān)注格林美（002340.SZ）、盛屯礦業(yè)（600771.SH）、杉杉股份（600884.SH）。

十九、投資地圖

3. 新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈及相關(guān)上市公司

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來(lái)源：行研君