特斯拉產(chǎn)業(yè)鏈系列報(bào)告（三）：新能源“芯”戰(zhàn)場(chǎng)

1、目錄 HYPERLINK l _TOC_250010 動(dòng)力電池是新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)。 5 HYPERLINK l _TOC_250009 特斯拉的“芯”戰(zhàn)場(chǎng) 8 HYPERLINK l _TOC_250008 與松下強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，圓柱形電池提能降本，打開電動(dòng)化市場(chǎng) 8 HYPERLINK l _TOC_250007 發(fā)展多種電池技術(shù)路線，布局未來電池多元化 11 HYPERLINK l _TOC_250006 LG 進(jìn)入供應(yīng)鏈體系，疊片軟包技術(shù)提升電芯綜合性能。 11 HYPERLINK l _TOC_250005 引入寧德時(shí)代，強(qiáng)研發(fā)+成本優(yōu)勢(shì)助力特斯拉國產(chǎn)化 13 HYPERLINK

2、l _TOC_250004 探索電池終極路線，創(chuàng)造市場(chǎng)需求 16 HYPERLINK l _TOC_250003 收購 Maxwell，自主“干電池+超級(jí)電容”技術(shù)與鋰電池相得益彰 16 HYPERLINK l _TOC_250002 高鎳預(yù)鋰化技術(shù)助力降本增效，改善性能 18 HYPERLINK l _TOC_250001 投資建議 18 HYPERLINK l _TOC_250000 風(fēng)險(xiǎn)提示 19相關(guān)報(bào)告匯總 20插圖目錄圖 1： 整車廠涉及動(dòng)力電池業(yè)務(wù)的主要環(huán)節(jié) 5圖 2： 特斯拉 OAT 升級(jí)方式 5圖 3： 大眾 MQB 平臺(tái)示意圖 7圖 4： 豐田 TNGA 平臺(tái)示意圖 7圖 5

3、： 整車廠涉及動(dòng)力電池業(yè)務(wù)的主要環(huán)節(jié) 7圖 6： 特斯拉軟件控制系統(tǒng) 7圖 7： 圓柱型電池構(gòu)造 9圖 8： 電池包裝配 9圖 9： LG 化學(xué)疊片電池技術(shù) 12圖 10： 寧德時(shí)代電池能量密度開發(fā)路線圖 13圖 11： CATL2-10 月 NCM811 電池裝機(jī)量及占比（單位： MWh；%） 13圖 12： 寧德時(shí)代長壽命技術(shù) 15圖 13： 寧德時(shí)代磷酸鐵鋰超級(jí)快充技術(shù) 15圖 14： 寧德時(shí)代四大制造基地分布 16圖 15： 寧德時(shí)代四大制造基地概覽 16圖 16： Maxwell 超級(jí)電容主力產(chǎn)品 16圖 17： Hibar 主要業(yè)務(wù)和產(chǎn)品 16圖 18： 典型濕法電極工藝流程圖 1

4、7圖 19： Maxwell 干電極工藝流程圖 17圖 20： Maxwell 干電極與傳統(tǒng)電極放電速率對(duì)比 17圖 21： Maxwell 干電極能量密度規(guī)劃 17圖 22： “單晶” NMC 陰極和新型先進(jìn)電解質(zhì)鋰電池?cái)?shù)據(jù) 18圖 23： Jeff Dahn 低鈷技術(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 18表格目錄表 1： 動(dòng)力電池企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃 5表 2： 車企與動(dòng)力電池企業(yè)合作布局產(chǎn)能 6表 3： 特斯拉使用的電池型和正極材料 9表 4： 2019 年新能源汽車銷量排名 10表 5： 電池性能對(duì)比 11表 6： LG 化學(xué)客戶情況 12表 7： 寧德時(shí)代 CTP 技術(shù)與比亞迪“刀片”電池技術(shù)對(duì)比 14表 8： C

5、ATL 上游產(chǎn)業(yè)鏈布局情況 15表 9： 干濕電極對(duì)比 18表 10： 特斯拉電池系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)標(biāo)的（包括有潛力進(jìn)入供應(yīng)鏈的企業(yè)） 錯(cuò)誤!未定義書簽。動(dòng)力電池是新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)。新能源汽車主要由“電池+電機(jī)+電控”構(gòu)成動(dòng)力總成，其中動(dòng)力電池占成本最高，同時(shí)性能最為關(guān)鍵。動(dòng)力電池行業(yè)具有“三高”屬性，高資本投入、高技術(shù)壁壘和高不確定性，因此我們看到動(dòng)力電池行業(yè)呈寡頭壟斷趨勢(shì)（2019 年 CR5 約 75，2020 年 Q1CR5 約 815），寧德時(shí)代、LG 化學(xué)、松下、BYD、三星 SDI 等巨頭依然在大幅擴(kuò)產(chǎn)中（見表 1），同時(shí)整車企業(yè)中特斯拉，大眾、沃爾沃、上汽等傳統(tǒng)車企也在布

6、局動(dòng)力電池產(chǎn)能（見表 2）。圖1：整車廠涉及動(dòng)力電池業(yè)務(wù)的主要環(huán)節(jié)圖2：特斯拉 OAT 升級(jí)方式資料來源： 汽車之家，東興證券研究所資料來源： 公司官網(wǎng)，東興證券研究所動(dòng)力電池環(huán)節(jié)將是未來產(chǎn)業(yè)鏈的核心環(huán)節(jié)，我們認(rèn)為車企布局動(dòng)力電池主要是為了掌握核心技術(shù)；保證供應(yīng)穩(wěn)定；增強(qiáng)議價(jià)能力，降低成本。但未來電動(dòng)車的競(jìng)爭(zhēng)核心力并不在硬件部分，而是軟件和系統(tǒng)（詳見系列報(bào)告一），動(dòng)力電池從某種程度上講具有同質(zhì)性，車企會(huì)掌握 BMS 和熱管理等系統(tǒng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，使同質(zhì)的電池發(fā)揮出不同的性能，這是電池與發(fā)動(dòng)機(jī)本質(zhì)的不同。我們認(rèn)為未來行業(yè)中，龍頭車企會(huì)通過自建或合資的方式確定一定自有產(chǎn)能，用于技術(shù)研發(fā)、保證供應(yīng)、增強(qiáng)議

7、價(jià)能力等，大部分產(chǎn)能會(huì)由 2-3 家動(dòng)力電池企業(yè)提供高一致性，大批量的穩(wěn)定供貨?，F(xiàn)階段各個(gè)新能源車企正在建立供應(yīng)鏈階段，中高端電池產(chǎn)能供給不足，因此車企會(huì)部分讓利，但是從中長期來看，車企最終會(huì)對(duì)供應(yīng)鏈有絕對(duì)的話語權(quán)，鎖定 5-10 年采購模式，通過 ABC 供應(yīng)商相互制衡，形成長期穩(wěn)定的 OEM 體系。表1：動(dòng)力電池企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃電池廠商合作商未來產(chǎn)能規(guī)劃（GWh）投資額（$)廠址LG65波蘭弗羅茨瓦夫工廠通用3023 億美國 Lordstown現(xiàn)代三星 SDI每月 1800 萬個(gè)電芯10 億匈牙利 科馬羅姆SKI2020 以前 10，以后 16匈牙利2021 年 10,2025 年 20美國佐

8、治亞州北京汽車12.2北電愛思特（江蘇）寧德時(shí)代2022 達(dá)到 14，2029 達(dá)到 7018 億德國埃爾福特工廠松下豐田東京 泰星能源解決方案有限公司特斯拉 54內(nèi)達(dá)華州比亞迪增加 10 倍3 億（成立子公司）弗迪模具、弗迪科技和弗迪動(dòng)力資料來源： 各公司公告， 東興證券研究所2020 年 5 月 28 日，國軒高科發(fā)布“非公開發(fā)行 A 股股票預(yù)案”，預(yù)案包括兩部分內(nèi)容：一是國軒高科向大眾中國非公開發(fā)行股票 ，二是國軒高科控股股東珠海國軒和實(shí)際控制人李縝向大眾中國轉(zhuǎn)讓股份。 大眾通過定向增發(fā)股份及協(xié)議轉(zhuǎn)讓部分股權(quán)的方式收購 26.47的國軒股份，成為其第一控股股東，持有國軒高科4408025

9、78 股。大眾汽車 CEO 迪斯早前公開表示：我們計(jì)劃到 2028 年在全球交付 2200 萬輛純電動(dòng)汽車，其中一半以上在中國制造。他同時(shí)還對(duì)中國市場(chǎng)提出了要求，到 2025 年，大眾集團(tuán)在中國電動(dòng)汽車的年銷量要達(dá)到 150 萬輛，對(duì)動(dòng)力電池的需求將會(huì)達(dá)到 75GWh。大眾之前，豐田就與松下及比亞迪分布成立合資公司，布局動(dòng)力電池產(chǎn)能；戴姆勒與北汽集團(tuán)簽署新框架協(xié)議，雙方將共同投資 50 億元人民幣，發(fā)展奔馳品牌純電動(dòng)車產(chǎn)品，其中也包括建動(dòng)力電池工廠?？梢钥吹?，國際車企在轉(zhuǎn)型電動(dòng)化的進(jìn)程中，掌握一定的動(dòng)力電池產(chǎn)能成為關(guān)鍵。表2：車企與動(dòng)力電池企業(yè)合作布局產(chǎn)能公司合作商投資額產(chǎn)能規(guī)劃廠址大眾國軒高

10、科7.4 億美元收購國軒高科 30%股份75GWh（ 2025 年中國市場(chǎng)）豐田松下豐田占股 51%豐田Primearth EV Energy10 萬套（2021 年）豐田比亞迪3.45 億美元深圳中通客車大洋電機(jī)、聊城開發(fā)區(qū)管委會(huì)5000 萬中通客車大洋電機(jī)5 億元合資公司聊城寶馬寧德時(shí)代73 億歐元戴姆勒北汽50 億人民幣上汽寧德時(shí)代成立兩家合資公司廣汽寧德時(shí)代3 億元通用LG 化學(xué)23 億美元30GWh美國吉利寧德時(shí)代北汽寧德時(shí)代東風(fēng)寧德時(shí)代1 億元武漢威馬汽車達(dá)志科技定向募資 10 億元本田寧德時(shí)代奇瑞露笑新能源1 億元人民幣哪吒汽車清陶能源資料來源： 公司公告，東興證券研究所從 OE

11、M 視角看動(dòng)力電池市場(chǎng)未來格局：傳統(tǒng)汽車工業(yè)體系中，車企處在行業(yè)軸心位置，具有絕對(duì)的話語權(quán)和定價(jià)權(quán)，主要原因是汽車平臺(tái)的建立，是車企生產(chǎn)高效化的一種策略，平臺(tái)貫穿于研發(fā)、生產(chǎn)及供應(yīng)鏈整個(gè)環(huán)節(jié)。通過搭建平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)多款車型的技術(shù)、零部件通用，從而減低成本，提高生產(chǎn)效率和一致性，如大眾 MQB 平臺(tái)、豐田 TNGA 平臺(tái)等。圖3：大眾 MQB 平臺(tái)示意圖圖4：豐田 TNGA 平臺(tái)示意圖資料來源： 愛卡汽車，東興證券研究所資料來源： 新浪汽車，東興證券研究所MQB 是大眾集團(tuán)最新的橫置發(fā)動(dòng)機(jī)模塊化平臺(tái)(ModularQuerbaukasten)，簡稱 MQB。模塊化平臺(tái)在大眾、奧迪、斯柯達(dá)和西雅特

12、這 4 個(gè)品牌中得到極為廣泛的應(yīng)用，并生產(chǎn)從 A00、A0、A 到 B 四個(gè)級(jí)別的車型。豐田 TNGA 平臺(tái)最大的特點(diǎn)在于大幅提高核心部件的優(yōu)勢(shì)，保持它們更長效的競(jìng)爭(zhēng)力，從而減少對(duì)生產(chǎn)鏈的調(diào)整。這樣做不僅能夠降低生產(chǎn)成本，而且也讓出自 TNGA 平臺(tái)的車型擁有更強(qiáng)的性能優(yōu)勢(shì)。因此車企處于軸心位置，背后是成熟完整的供應(yīng)鏈體系，下游直接面對(duì)消費(fèi)者，是產(chǎn)業(yè)的“總裝商”，完成工程開發(fā)、采購定點(diǎn)、質(zhì)量監(jiān)控、制造整合環(huán)節(jié)，也負(fù)車輛安全的整體責(zé)任。我們認(rèn)為新能源汽車工業(yè)體系為了降本增效，依然會(huì)延續(xù)車企平臺(tái)模式，大眾正在籌建 MEB 平臺(tái)，特斯拉 MY 將與 M3 車型共用平臺(tái)等，未來整車企業(yè)依然會(huì)處在核心位

13、置，作為 OEM 最希望得到滿足大批量穩(wěn)定運(yùn)營的供應(yīng)鏈體系。車企重心會(huì)放在電動(dòng)車整體電動(dòng)化和自動(dòng)駕駛等軟件系統(tǒng)方面。圖5：整車廠涉及動(dòng)力電池業(yè)務(wù)的主要環(huán)節(jié)圖6：特斯拉軟件控制系統(tǒng)資料來源： 汽車之家，東興證券研究所資料來源： 公司官網(wǎng)，東興證券研究所特斯拉的“芯”戰(zhàn)場(chǎng)特斯拉作為電動(dòng)車領(lǐng)導(dǎo)者，在動(dòng)力電池布局大致可分為三個(gè)階段：與松下獨(dú)家合作，應(yīng)用 NCA+硅碳負(fù)極，迅速搶占市場(chǎng)；敞開供應(yīng)鏈，多種技術(shù)路線并存，擴(kuò)大市場(chǎng)需求；自造電池，或應(yīng)用“干電池+超級(jí)電容”，探索終極技術(shù)方案。我們認(rèn)為特斯拉的目標(biāo)是打造高配置、低價(jià)格同時(shí)具有智能駕駛功能的車型，從而改變?nèi)祟惓鲂蟹桨浮Ｄ壳疤厮估诮当驹鲂U(kuò)產(chǎn)的關(guān)

14、鍵階段，培育長期穩(wěn)定的供貨商是高速發(fā)展的重要保障，自造電池意在探索電池終極解決方案，短期內(nèi)不會(huì)降低對(duì)供應(yīng)商的依賴程度，因此我們長期看好特斯拉動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)。我們認(rèn)為特斯拉自造電池對(duì)動(dòng)力電池企業(yè)長期競(jìng)爭(zhēng)格局影響有限。主要原因動(dòng)力電池匹配車型的多樣化，特斯拉很難自造全類型的電池產(chǎn)能。一方面，動(dòng)力電池和新能源整車的匹配性要求高，不同車型搭載的電池類型、規(guī)格、容量都不相同。整車廠通常通過自行研發(fā)或者與電池企業(yè)聯(lián)動(dòng)開發(fā)動(dòng)力電池，來提高電池和整車的匹配性。另一方面，動(dòng)力電池行業(yè)規(guī)模效應(yīng)較強(qiáng)，特斯拉正在產(chǎn)能擴(kuò)張期，預(yù)計(jì) 2020 年全球產(chǎn)能約 65萬輛，2-3 年或突破 175 萬輛，自建產(chǎn)能很難滿

15、足。特斯拉核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)在于軟件和成熟先進(jìn)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，過大的動(dòng)力電池資產(chǎn)或加大公司負(fù)擔(dān)。特斯拉旨在通過自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)對(duì)于未來出行方式顛覆性的改變，通過軟件定義汽車，自研 FSD 芯片數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)大，海量真實(shí)數(shù)據(jù)為深度學(xué)習(xí)算法提供保障。特斯拉借助 Autoplot 系統(tǒng)和 OTA 軟件更新完成智能駕駛功能，提升車輛駕駛性能。據(jù)東方財(cái)富網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，動(dòng)力電池產(chǎn)能產(chǎn)能建設(shè)成本大約為 4 億元/GWh，10GWh 產(chǎn)能的資本支出是 40 億元，大概能夠供應(yīng) 20 萬輛電池容量為 50 度電的 A 級(jí)車。從這個(gè)意義上看，動(dòng)力電池產(chǎn)能建設(shè)成本，甚至于要比整車產(chǎn)能建設(shè)投入還要大，因此動(dòng)力電池產(chǎn)能建設(shè)對(duì)于現(xiàn)金

16、流寶貴的特斯拉而言將構(gòu)成較大壓力，豐田、寶馬等傳統(tǒng)車企則是選擇了自建電池 PACK 廠+外采電芯的模式。隨著動(dòng)力電池能量密度的提升和充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，長期來看動(dòng)力電池“里程焦慮”或被消滅，電池性能定義為：“夠用+穩(wěn)定”。目前政策對(duì)新能源汽車行業(yè)是“推手”，鼓勵(lì)行業(yè)發(fā)展，鼓勵(lì)能量密度提升，但是可以預(yù)見的是，未來政策或由“手”變“墻”，電動(dòng)車安全問題越發(fā)受到重視，車企將是主要責(zé)任方，因此未來對(duì)電池性能的定義將是“夠用+穩(wěn)定”，夠用的能量密度支持一定的里程數(shù)，穩(wěn)定的性能保證車輛安全。因此與松下強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，圓柱形電池提能降本，打開電動(dòng)化市場(chǎng)在系列報(bào)告二中，我們從特斯拉的秘密藍(lán)圖中看到：馬斯克的初衷并非

17、僅僅打造一個(gè)汽車制造王國，而是通過構(gòu)建光伏-儲(chǔ)能-新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈加速世界向可持續(xù)能源轉(zhuǎn)變，建造一個(gè)超級(jí)工廠的需求應(yīng)時(shí)而生，由于缺乏電芯制造關(guān)鍵技術(shù)，特斯拉沒有獨(dú)自打造 Gigafactory 的能力，而當(dāng)時(shí)的鋰電池龍頭松下無疑是特斯拉的最佳戰(zhàn)略伙伴。松下是日本大型電器制造企業(yè)，業(yè)務(wù)領(lǐng)域涉及家電、汽車工業(yè)、數(shù)碼產(chǎn)品、各種電動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)。二者早在 2008年就開始合作，松下為特斯拉 Roadster 提供 18650 鈷酸鋰電池。2013 年 10 月，雙方達(dá)成協(xié)議，松下將在接下來的 4 年里為特斯拉 Model S 獨(dú)家供應(yīng) 18 億顆電芯。2014 年 6 月，雙方的合作進(jìn)入新的階段，二者合資

18、 50 億元在美國內(nèi)達(dá)華州建造 Gigafactory，Tesla 出資 34 億，2018 年一期完工，電池年產(chǎn)值達(dá)到 20GWh。從 LCO 18650 到 NCA21700，電芯材料實(shí)現(xiàn)持續(xù)性突破。Model S 和 Model X 使用松下 18650 圓柱形電池，最新一代 18650 電池正極使用 NCA 材料，負(fù)極使用硅碳復(fù)合材料，硅碳材料再次提升了石墨負(fù)極材料比容量上限，單體能量密度可以達(dá)到 250Wh/kg。2016 年，特斯拉和松下共同成立了太陽能合資企業(yè)，在紐約州建立Gigafactory2，主要生產(chǎn)太陽能電池。2017 年 Gigafactory 為 Model 3 和

19、Model Y 生產(chǎn)規(guī)格更大的 21700 電池，正極材料由富鈷的鈷酸鋰換成了低鈷的 NCA 正極，材料成本和度電成本大幅降低，同時(shí)單體能量密度達(dá)到 340Wh/kg, 裝配成組效率不高，為 186Wh/kg。據(jù)特斯拉公告，Model 3 的電芯能量密度在同款競(jìng)品中居最。電池更新?lián)Q代的整個(gè)過程中，鎳含量更高，鈷含量更少，電池體積增大，單體能量密度顯著提升，電池總數(shù)更少，電池組具有更高的充電速率，更易實(shí)現(xiàn)一致性管理。圖7：圓柱型電池構(gòu)造圖8：電池包裝配資料來源： 公開資料，東興證券研究所資料來源： 公開資料，東興證券研究所集成化大模組提高供電效率，降低成本，推動(dòng)特斯拉銷量提升。Tesla 的首款

20、電動(dòng)跑車 Roadster 搭載的電池包由 11 個(gè)模組串聯(lián)構(gòu)成，在模組內(nèi)部先由 69 節(jié)單體電芯并聯(lián)構(gòu)成一個(gè) Brick（或稱為“電池磚”），再由 9個(gè) Brick 串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)模組，整個(gè)電池包中共有 6831 節(jié)單體電芯，單體電芯主要選用松下生產(chǎn)的 18650 型鋰離子電池。相比 18650 圓柱型模組設(shè)計(jì)方案，Model 3 采用的 21700 圓柱型電池模組采取了大模組化的設(shè)計(jì)方案，電池模塊由 Model S 的 16 個(gè)減少到 4 個(gè)，每個(gè)模塊中包含 23 或 25 個(gè) Brick，每個(gè) Brick 中包含 46 個(gè)單體電芯，整個(gè)電池包中共有 4416 個(gè)單體電芯。由于單體電芯能量密

21、度的飛躍，電池模塊排布更加簡捷，提升供電效率的同時(shí)降低使用成本，極大地推動(dòng)特斯拉銷量提升。表3：特斯拉使用的電池型和正極材料Roadster 1Model SModel XModel 3Roadster 2Model Y電池型號(hào)186501865018650217002170021700正極材料LCONCANCANCANCANCA資料來源： Electrek， 東興證券研究所隨著電池性能提升、成本降低及 Model 3 的上市，特斯拉的銷量逐年提升，2019 年全球銷量 36.7 萬輛，是 2015 年銷量的近 8 倍。2019 年松下動(dòng)力電池的出貨量為 29.7GWh，2015 年這一數(shù)量僅

22、為 4.6GWh。二者相輔相成，合作的十余年里均在各自行業(yè)達(dá)成顯著成就。表4：2019 年新能源汽車銷量排名排名品牌車型2019 年（輛）市場(chǎng)占比（）1特斯拉 Model 3300075142北汽 EU 系列11104753日產(chǎn)聆風(fēng)6987334比亞迪元/S2 EV6783935上汽寶駿 E 系列6005036華晨寶馬 530e/Le5108327三菱歐藍(lán)德 PHEV4964928雷諾 Zoe4683929現(xiàn)代 Kona EV44386210寶馬 i341837211特斯拉 Model X394972資料來源： 公開資料，東興證券研究所模組體系體現(xiàn)了特斯拉安全至上的設(shè)計(jì)理念。各自獨(dú)立的模組能將

23、單體電芯以模組為單元進(jìn)行分隔，如果單體出現(xiàn)問題可以將包含這節(jié)電池的模組進(jìn)行更換。這種小容量單體電芯組裝電動(dòng)汽車儲(chǔ)能系統(tǒng)有力地保障了 Tesla 安全為上的設(shè)計(jì)理念，其特點(diǎn)有二：一是最小容量電芯，其能量限制為單獨(dú)使用或存放時(shí)若發(fā)生燃燒或爆炸不足以產(chǎn)生嚴(yán)重后果；二是在電池模塊中，一個(gè)最小容量電芯若發(fā)生爆炸或燃燒，不會(huì)引起其他電芯連鎖燃燒或爆炸。電池包內(nèi)各個(gè)區(qū)域之間是相互隔絕的，一是通過隔離板增加了電池包整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使整個(gè)電池包結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)挺；二是當(dāng)某個(gè)區(qū)域的電池起火時(shí)能有效阻隔，避免引燃其他區(qū)域的電池。特斯拉和松下對(duì)電車銷售前景的預(yù)測(cè)、企業(yè)方向的定位、擴(kuò)產(chǎn)意愿、企業(yè)文化等方面均存在差異。雙方的矛

24、盾也日漸明顯，松下對(duì)特斯拉銷量及營收持懷疑態(tài)度，加之 Gigafactory1 連年虧損的影響，不愿大幅擴(kuò)產(chǎn)。新采用的 21700 電池在生產(chǎn)方面出現(xiàn)問題導(dǎo)致產(chǎn)線投入時(shí)間延后，部分 Model 3 的電池組裝不得不依靠手工，這又帶來了效率低和良品率低的問題。松下布局卡位方形動(dòng)力電池，生產(chǎn)電動(dòng)摩托和低速電動(dòng)車電池，同時(shí)配合特斯拉鞏固高端圓柱電池，并積極尋求與大眾、豐田、通用等車企在電動(dòng)化的合作。特斯拉創(chuàng)始人 Musk 則更為激進(jìn)和樂觀，他對(duì)特斯拉未來的銷量信心滿滿，認(rèn)為松下電池產(chǎn)能不足嚴(yán)重限制了 Model 3 的產(chǎn)量，并希望松下可以降低電池的價(jià)格。松下堅(jiān)決拒絕降低電池售價(jià)，多種因素都造成雙方的

25、合作基礎(chǔ)日漸薄弱。Musk 在推特上公開表示 Model 3 產(chǎn)能受限的主要原因在松下，松下 CEO 也在媒體面前表示后悔與特斯拉合資建廠。2019 年 1 月松下宣布與豐田汽車簽署合約；2 月 26 日，松下宣布結(jié)束與特斯拉共同生產(chǎn)太陽能電池的合作；4 月停止對(duì)特斯拉動(dòng)力電池的擴(kuò)張；同年 9 月 LG 南京工廠已經(jīng)開始大規(guī)模生產(chǎn) Model 3 用的 21700 號(hào)電池。特斯拉于 2020 年 1 月宣布寧德時(shí)代和 LG 化學(xué)為新的合作伙伴。發(fā)展多種電池技術(shù)路線，布局未來電池多元化LG 進(jìn)入供應(yīng)鏈體系，疊片軟包技術(shù)提升電芯綜合性能。LG CHEM 是 LG 電子集團(tuán)旗下子公司，主要業(yè)務(wù)領(lǐng)域包

26、括基礎(chǔ)材料、電池、信息電子材料、儲(chǔ)能系統(tǒng)等。LG現(xiàn)已進(jìn)入特斯拉中國供應(yīng)鏈體系，預(yù)計(jì)在各家車企的市占率會(huì)穩(wěn)步提升，出貨量在 2020 年將到達(dá)新高。技術(shù)路線對(duì)比：1998 年，LG 開始進(jìn)入電池領(lǐng)域，業(yè)務(wù)包括動(dòng)力電池、小型電池、ESS 電池。目前 LG 已成為全球動(dòng)力電池主流廠商，是全球軟包動(dòng)力電池龍頭。LG CHEM 使用疊片式軟包電池，疊片式軟包電池在發(fā)生安全隱患時(shí)一般先脹氣，或者從沖破封印處釋放能量，不易發(fā)生爆炸，相對(duì)于鋼殼、鋁殼電池安全性更好，避免電極開裂，同時(shí)由于增加了極片厚度，電池內(nèi)阻更小、壽命更長，化學(xué)穩(wěn)定性更好，潛在能量密度更高，但也增加了生產(chǎn)成本。此外，軟包電池可以根據(jù)客戶的需

27、求定制，設(shè)計(jì)更加靈活，在電池開發(fā)上更占優(yōu)勢(shì)。表5：電池性能對(duì)比類別NCA/圓柱形NCM/軟包供應(yīng)商松下LG CHEM外殼材料鋁合金，不銹鋼鋁塑膜優(yōu)點(diǎn)能量密度高，電池成本低，技術(shù)成熟化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，能量密度提升空間大，電池尺寸大，循環(huán)性能好，設(shè)計(jì)靈活缺點(diǎn)化學(xué)穩(wěn)定性差，電芯尺寸小，能量密度提升空間有限能量密度低，電池成本高，自動(dòng)化生產(chǎn)程度低型號(hào)圓柱 18650圓柱 21700軟包容量（Ah）3.355.7560電壓（V）3.63.73.6單體電量(KWh）0.010.020.22單體能量密度(Wh/kg)250340254電池組能量密度(Wh/kg)155168150資料來源： 公開資料整理，東興證

28、券研究所鑒于軟包電芯的導(dǎo)熱性較差，硬度較軟的缺點(diǎn)，LG 化學(xué)的電芯傳統(tǒng)的成組工藝需要一片薄鋁板來進(jìn)行導(dǎo)熱以及固定結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致軟包電池的模組能量密度轉(zhuǎn)換率比方形電芯低。為了提高電芯的能量密度轉(zhuǎn)化率，在模組成組工藝方面 LG 采用灌封膠通過電芯邊緣來散熱的方式，能夠提高模組的空間利用率，刪除薄鋁板后減少了零部件數(shù)量，提高模組的能量密度，整體的模組散熱效率也得到相當(dāng)提升，從而保障了電池的安全性和使用壽命。除了 NCM811,LG 還在開發(fā) NCMA 正極材料，目標(biāo)是在 2020 年之前使得正極材料中鈷的占比降低至 10以下，鎳的含量提升至 80以上，成為全球排名第一的電池公司。圖9：LG 化學(xué)疊片電池

29、技術(shù)資料來源： 公司官網(wǎng)，東興證券研究所成本優(yōu)勢(shì)：動(dòng)力電池的構(gòu)成部分包括：鋰電池材料（正極、負(fù)極、隔膜和電解液），銅箔、鋁殼、BMS、pack等，其中鋰電池材料成本占生產(chǎn)成本比例最大。LG CHEM 上游深度綁定稀缺有色金屬資源，供應(yīng)鏈體系開放，且中國供應(yīng)商更多，符合特斯拉向中國市場(chǎng)發(fā)展，全球化布局的策略，進(jìn)一步掌握成本優(yōu)勢(shì)。LG 是大眾動(dòng)力電池的主要供應(yīng)商，具有優(yōu)質(zhì)的客戶資源，客戶結(jié)構(gòu)囊括大部分的國際主流車企，包括大眾、福特、通用、雷諾、戴姆勒、現(xiàn)代等。 憑借多年的客戶資源積累和產(chǎn)業(yè)鏈本土化優(yōu)勢(shì)，加之韓國推動(dòng)新能源汽車及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的政策支持，LG 有望實(shí)現(xiàn)特斯拉大幅擴(kuò)產(chǎn)降本的計(jì)劃，加快全球可

30、持續(xù)能源的轉(zhuǎn)化。表6：LG 化學(xué)客戶情況國家供貨工廠合作客戶美國密歇根工廠、南京工廠通用、福特、克萊斯勒、特斯拉韓國吳倉工廠現(xiàn)代起亞歐洲波蘭工廠、南京工廠雷諾、奧迪、沃爾沃、大眾、戴姆勒、捷豹、路虎中國南京工廠上汽、吉利、長安、長城、奇瑞資料來源： GGII， 東興證券研究所產(chǎn)能規(guī)模優(yōu)勢(shì)：早在 2015 年，LG 化學(xué)就在南京棲霞新港開發(fā)區(qū)建立了電池工廠，產(chǎn)能 3GWh，每年可供裝配 5 萬輛電動(dòng)車。2019 年 1 月，LG 追加投資 10.25 億美元用于擴(kuò)建該廠，為供貨特斯拉上海工廠提高產(chǎn)能。根據(jù)韓媒 thelec 分析，每 8500 萬美元投資對(duì)應(yīng) 1.2GWh 的產(chǎn)能規(guī)模，而價(jià)值 1

31、0 億的總投資擴(kuò)產(chǎn)規(guī)?？蛇_(dá)到 14.4GWh，可供裝配電動(dòng)車達(dá)到 25 萬以上。目前，LG 在美國密歇根、韓國吳倉、波蘭弗羅茨瓦夫、中國南京建有四家電池工廠，現(xiàn)有產(chǎn)能共 70GWh。隨著中國工廠和波蘭工廠產(chǎn)能逐步放量，LG 全球電池生產(chǎn)能力有望擴(kuò)大到 100GWh，能夠滿足 160 萬輛電動(dòng)汽車的電池裝配需求。根據(jù)高工鋰電數(shù)據(jù)，2020 年第一季度全球電動(dòng)車電池的使用量，LG 以 27.1的市場(chǎng)份額位列全球第一。憑借配套國產(chǎn)特斯拉 Model3，同期 LG 在中國實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池裝機(jī)量 605697KWh，同比飛漲，躍居國內(nèi)裝機(jī)量第 3位，僅次于寧德時(shí)代和比亞迪。引入寧德時(shí)代，強(qiáng)研發(fā)+成本優(yōu)勢(shì)助力

32、特斯拉國產(chǎn)化CTP 和 NCM811 技術(shù)滿足電池包需求，率先量產(chǎn)高鎳 NCM811 電池，能量密度持續(xù)突破。據(jù) 2019 年 10 月 19日高工鋰電網(wǎng)文章報(bào)道稱，寧德時(shí)代第一代高鎳+石墨體系的 NCM811 電池（鎳、鈷、錳比例為 8:1:1）單體比能量已超 240wh/kg，系統(tǒng)能量密度可達(dá) 180wh/kg，實(shí)現(xiàn)續(xù)航超 500km，相比 NCM523 大幅提升。第二代高鎳+硅碳體系的 NCM811 電池正在開發(fā)過程中，單體比能量突破 300wh/kg，系統(tǒng)比能量密度或超 200wh/kg，待技術(shù)成熟后將推向市場(chǎng)。據(jù) 2019 年 11 月 20 日第一電動(dòng)報(bào)道稱公司 NCM811 電池

33、占總裝機(jī)量占比不斷提升，目前主要為寶馬 X1、幾何 A、帝豪 GSe、威馬 EX5、啟辰 D60EV、蔚來 ES6、小鵬 G3、合眾 U、廣汽 AionS/AionLX等車型配套裝機(jī)。NCM811 電池路線除有效提升能量密度之外,還可提升鎳/降低鈷的含量,有效降低電池成本。據(jù)高工鋰電網(wǎng)文章報(bào)道稱，NCM811 相對(duì)于 NCM523 的鈷含量由 12.21降至 6.06，電芯綜合單位成本下降幅度在 7，但是 811電池的短板在于熱穩(wěn)定性差，電池循環(huán)壽命較差，規(guī)?；慨a(chǎn) 811 電池要求極高。寧德時(shí)代一方面采用包覆技術(shù)；另一方面采取了新電解液配方，以避免出現(xiàn)電解液和正極材料發(fā)生反應(yīng)，提高倍率性能和

34、循環(huán)性能。圖10：寧德時(shí)代電池能量密度開發(fā)路線圖圖11：CATL2-10 月 NCM811 電池裝機(jī)量及占比（單位：MWh；%）3, 5003, 0002, 5002, 0001, 5001, 0005000CATL811裝機(jī)量總計(jì)CTL裝機(jī)量合計(jì)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%資料來源： 高工鋰電、東興證券研究所資料來源： 電動(dòng)汽車觀察家、東興證券研究所高性價(jià)比磷酸鐵鋰電池?zé)òl(fā)第二春。GGII 數(shù)據(jù)顯示 2019 年我國磷酸鐵鋰動(dòng)

35、力電池裝機(jī)量 19.98GWh，寧德時(shí)代占近六成。路透社于 2 月報(bào)道稱，特斯拉正在與寧德時(shí)代進(jìn)行深入談判，商討在上海超級(jí)工廠的電動(dòng)汽車中使用無鈷電池方面事宜。2020 年 5 月 22 日 LFP 版 Model 3 進(jìn)入新車申報(bào)目錄，電池系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)為特斯拉（上海）有限公司。根據(jù)工信部披露信息，車身長寬高分別為 4694/1850/1443 毫米，軸距為 2875 毫米，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 3D1，最大功率為 275 馬力，最高車速 225km/h，均與現(xiàn)有車型保持一致。新車整備質(zhì)量 1745kg 相比標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版質(zhì)量增加 131kg，與現(xiàn)有長續(xù)航版相同。LFP 電池預(yù)期將進(jìn)一步推動(dòng)國產(chǎn)特斯拉性價(jià)

36、比提升:CTP 技術(shù)大幅度提高成組效率和能量密度。2019 年法蘭克福展寧德時(shí)代推出了全新的 CTP 高集成動(dòng)力電池開發(fā)平臺(tái)（Cell to Pack），簡稱無模組技術(shù)，是一種由電芯到電池包的新型電池結(jié)構(gòu)。CTP 技術(shù)具有以下顯著優(yōu)勢(shì)：1）輕量化：最大程度減少各個(gè)模組之間側(cè)板、底板、連接線束、固定件、非必要的橫縱梁等零部件 2）提效降本：因省去模組環(huán)節(jié)、零部件數(shù)量減少，生產(chǎn)效率提升，可顯著降低動(dòng)力電池制造成本。據(jù)寧德時(shí)代發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，CTP 電池包體積利用率提高15%-20%，零部件數(shù)量減少40%，生產(chǎn)效率提升50%，成組效率的大幅提升，降低了電池成本，預(yù)計(jì)降幅在 10-15%。3）提升電池

37、能量密度：電池包能量密度提升 10%-15%，重量比能量密度可以達(dá)到 200Wh/kg，體積比能量密度可提升 50%。4）電池適配性不斷增強(qiáng)： CTP 技術(shù)將使得電池包的集成服務(wù)于整車，回歸于自上而下的整體設(shè)計(jì)邏輯，服務(wù)新能源汽車更多的可能性。寧德時(shí)代該技術(shù)目前已經(jīng)獲得車廠的生產(chǎn)訂單，已確定的包括給大眾（拉美）卡客車公司（VWCO）供應(yīng)全新磷酸鐵鋰 CTP 電池，以及北汽新能源 EU5 乘用車。寧德時(shí)代 CTP 技術(shù)比亞迪“刀片”電池表7：寧德時(shí)代 CTP 技術(shù)與比亞迪“刀片”電池技術(shù)對(duì)比電池包結(jié)構(gòu)示意圖基于架構(gòu)從磷酸鐵鋰拓展到高鎳三元鋰磷酸鐵鋰減少模組數(shù)量，直接由多個(gè)大容量電芯組成電芯寬度無

38、線拉長，形狀更加扁平、長條，多個(gè)刀技術(shù)核心標(biāo)準(zhǔn)化電池包，再靈活堆疊組成更大的電池片捆扎形成電池包模塊，通過少數(shù)幾個(gè)大模組的組模塊，適應(yīng)不同車款的儲(chǔ)能需要。合成電池模塊。電池包體積利用率提高 15-20%，零部件數(shù)量優(yōu)勢(shì)減少 40%，生產(chǎn)效率提升 50%，投入應(yīng)用后將大幅降低動(dòng)力電池制造成本。系統(tǒng)能量體積能量密度提升 30%以上；節(jié)省物料、人工費(fèi)用，密度提升 10%-15%，可達(dá)到 200Wh/kg 以成本有望降低 30%；散熱效果更好。上。吊裝、固定、維修方面技術(shù)難度大；目前技劣勢(shì)術(shù)難點(diǎn)是材料膨脹問題。技術(shù)創(chuàng)新性更強(qiáng)，對(duì)電信工藝改進(jìn)要求更高。安全性針對(duì)三元鋰電池特性，設(shè)有導(dǎo)熱器、傳感器。電芯表

39、面積大，散熱性能好，設(shè)置防爆閥、排氣通道。資料來源： 高工鋰電、寧德時(shí)代 CTP 專利說明書、比亞迪刀片電池專利說明書、東興證券研究所超級(jí)快充、超長壽命、電池自加熱技術(shù)創(chuàng)新更迭。據(jù)寧德時(shí)代官方數(shù)據(jù)顯示，超級(jí)快充技術(shù) 15 分鐘充電 80%，續(xù)航 400 公里；采用超長壽命技術(shù)后，循環(huán)壽命提升兩倍以上，滿足出租車 6 年 60 萬公里運(yùn)營需求；自加熱技術(shù)通過 BMS 系統(tǒng)使得 15 分鐘內(nèi)電池溫度從-20提升到 10。圖12：寧德時(shí)代長壽命技術(shù)圖13：寧德時(shí)代磷酸鐵鋰超級(jí)快充技術(shù)資料來源： CATL、東興證券研究所資料來源： CATL、東興證券研究所布局上游產(chǎn)業(yè)鏈，自身降本，成本優(yōu)勢(shì)彰顯：寧德時(shí)

40、代綁定深度綁定上游稀缺資源，積極開展縱向一體化布局。根據(jù)智研咨詢報(bào)告顯示，正極材料成本在目前動(dòng)力鋰電池成本中占去 25%至 30%。正極材料主要由碳酸鋰及鎳鈷錳前驅(qū)體材料構(gòu)成。寧德時(shí)代采用入股和合資的模式，布局三元正極、磷酸鐵鋰、鋰、鎳、鈷等稀缺資源，以應(yīng)對(duì)降成本壓力。表8：CATL 上游產(chǎn)業(yè)鏈布局情況上游資源時(shí)間合作企業(yè)事件2019 年寧德邦普投資 91.3 億元投建 10 萬噸/年的鎳鈷錳酸鋰正極材料產(chǎn)能2019 年寧波邦普擬與廣東邦普設(shè)合資公司，出資 17.64 億元，持 49%股份，從事正極材料正極材料相關(guān)業(yè)務(wù)2019 年德方納米擬增資德方納米全資子公司曲靖麟鐵，首期規(guī)劃年產(chǎn)磷酸鐵鋰

41、1萬噸鋰礦2019 年P(guān)ibara耗資5500 萬歐元收購澳大利亞頭部鋰礦企業(yè) Pibara8.5%的股權(quán)2018 年北美鋰業(yè)持股北美鋰業(yè) 43.59%的股權(quán)2018 年北美鎳業(yè)投資 1500 萬加元持股 25.38%2018 年印尼紅土鎳礦通過控股子公司廣東邦普與格林美、青山鋼鐵、印度尼西亞 IMIP鎳園區(qū)、日本阪和興業(yè)株式會(huì)社簽署了印尼紅土鎳礦生產(chǎn)電池級(jí)鎳化學(xué)品 (5 萬噸鎳/年)項(xiàng)目的合資協(xié)議。鈷2016 年嘉能可達(dá)成 4 年 2 萬噸的供貨協(xié)議資料來源： 公開資料、東興證券研究所定向發(fā)債融資，大規(guī)模守擂擴(kuò)張，儲(chǔ)備未來產(chǎn)能。據(jù)公司年報(bào)顯示，2019 年公司電池系統(tǒng)產(chǎn)能 53GWh，在建產(chǎn)

42、能 22.2GWh，產(chǎn)量 47.26GWh，產(chǎn)能利用率 89.17%，產(chǎn)銷率 85%。2019 年 10 月，德國圖林根州工廠開工，生產(chǎn)線包括電芯及模組產(chǎn)品，預(yù)計(jì) 2022 年可實(shí)現(xiàn) 14GWh 的電池產(chǎn)能。2020 年 2 月，公司擬定增募資200 億元投建“寧德時(shí)代湖西鋰離子電池?cái)U(kuò)建項(xiàng)目”“江蘇時(shí)代動(dòng)力及儲(chǔ)能鋰離子電池研發(fā)與生產(chǎn)項(xiàng)目(三期)”、“四川時(shí)代動(dòng)力電池項(xiàng)目一期”、“電化學(xué)儲(chǔ)能前沿技術(shù)儲(chǔ)備研發(fā)項(xiàng)目”以及補(bǔ)充流動(dòng)資金。此外，公司計(jì)劃總投資 100 億元建設(shè)寧德車?yán)餅充囯x子電池生產(chǎn)基地項(xiàng)目，預(yù)計(jì)該工廠將擁有 450 億瓦時(shí)的產(chǎn)能。2020年 4 月，公司境外發(fā)債規(guī)模提升至 30 億美元

43、，為海外業(yè)務(wù)項(xiàng)目建設(shè)籌集運(yùn)營資金。圖14：寧德時(shí)代四大制造基地分布圖15：寧德時(shí)代四大制造基地概覽資料來源： 公司官網(wǎng)、東興證券研究所資料來源： 公司官網(wǎng)、東興證券研究所探索電池終極路線，創(chuàng)造市場(chǎng)需求收購 Maxwell，自主“干電池+超級(jí)電容”技術(shù)與鋰電池相得益彰自主“干電極+超級(jí)電容”電池技術(shù)，有望引領(lǐng)行業(yè)。特斯拉和松下自 2009 年開始合作生產(chǎn)世界上能量密度最高的電動(dòng)車電池， 2018 年開始隨著特斯拉全球范圍的銷售增長，原有電池產(chǎn)能不能跟隨需求的步伐，為了突破產(chǎn)能和成本的制約，特斯拉開始在電池技術(shù)上發(fā)力，2019 年 5 月，特斯拉用 2.18 億美元溢價(jià) 55%收購了 Maxwel

44、l，而 Maxwell 在“超級(jí)電容”、“干電極”等領(lǐng)域成效顯著。2019 年 10 月，特斯拉收購了加拿大電池制造設(shè)備和工程技術(shù)公司 Hibar，擬將為 Maxwell 生產(chǎn)電池制造設(shè)備。2020 年 2 月寧德時(shí)代公告稱，公司與特斯拉開展業(yè)務(wù)合作，擬向特斯拉 Model 3 供應(yīng)鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)品。圖16：Maxwell 超級(jí)電容主力產(chǎn)品圖17：Hibar 主要業(yè)務(wù)和產(chǎn)品資料來源： Maxwell、東興證券研究所資料來源： 公司官網(wǎng)、東興證券研究所超級(jí)容器是介于電容器和電池之間的儲(chǔ)能器件，既具有電容器可以快速放電的特點(diǎn)，又具有電池的儲(chǔ)能特性。其儲(chǔ)能的過程為物理反應(yīng)且可逆，因此超級(jí)電容器可以

45、反復(fù)充放電數(shù)十萬次。超級(jí)電容具有電容量大、充放電壽命長、快速充電、大電流放電、工作溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。超級(jí)電容器的核心元件是電極，干電極技術(shù)工藝簡潔，助力降本。電極的制造工藝目前分為干電極與濕電極兩種技術(shù)。鋰離子電池極片制造工藝一般流程為：活性物質(zhì)、粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑等混合制備成漿料，然后涂敷在銅或鋁集流體兩面。粘連劑一般由 PVDF 和 NMP 溶劑組成，其中 NMP 為高毒性有機(jī)溶劑，必須小心回收，進(jìn)行純化和再利用。而且需要巨大、昂貴且復(fù)雜的電極涂覆機(jī)。Maxwell 干電極工藝將少量(約 5-8)細(xì)粉狀 PTFE 粘合劑與正極粉末混合，然后將混合的正極+粘合劑粉末通過擠壓機(jī)形成薄的電極材料帶，再將擠出的電極材料帶層壓到金屬箔集流體上形成成品電極。