寧德時代研究報告四大創(chuàng)新三大拐點

寧德時代研究報告-四大創(chuàng)新三大拐點一、高研發(fā)造就行業(yè)壁壘，產品及技術路徑全面領先2016以來，寧德以超高強度研發(fā)投入不斷縮小與日韓競爭對手差距；當前寧德已實現(xiàn)全面趕超，2021年研發(fā)投入接近12億美元，全面超過三星SDI研發(fā)投入。由于日韓其他電池廠商未詳細披露其電池業(yè)務部門數(shù)據(jù)，我們以目前最領先的LG化學做對比。寧德時代從2016年開始即維持動力電池高強度研發(fā)投入，研發(fā)支出達11.3億元，占收入比重8.1%，高于LG化學的7.7%，且隨著收入增長，研發(fā)支出逐年攀升。2018年，公司研發(fā)支出達19.9億元，投入絕對額已超過LG化學整個電池業(yè)務部門（含動力、儲能和消費電池）。LG化學在2016年報中首次表示動力電池研發(fā)支出占電池業(yè)務研發(fā)支出的一半以上，據(jù)此預計LG化學2016年動力電池研發(fā)支出約8-9億，因此從動力電池業(yè)務的研發(fā)投入絕對額來看，2016年寧德時代即已超過LG化學，且自此以后投入差距逐年擴大。值得注意的是，寧德時代巨額的研發(fā)投入是建立在中國擁有龐大的低成本工程師紅利基礎上的，考慮與日韓競爭對手工程師成本的差距，寧德時代實際的研發(fā)投入強度更是遠遠領先。1.1創(chuàng)新系寧德核心競爭力，四大創(chuàng)新引領TWh時代技術多線布局，創(chuàng)新持續(xù)進化。從寧德時代

roadmap看，2011~2021材料創(chuàng)新方面，寧德在世界范圍內首先量產了811電池；結構創(chuàng)新方面，寧德首創(chuàng)并且量產無模組CTP技術，開辟了結構創(chuàng)新的新道路。寧德時代如今已擁有世界最全面的電池技術路線布局，以及從技術到產品再到商品的最快轉化鏈條。正是不斷創(chuàng)新的結果，10年內，動力電池能量密度的增長帶來了續(xù)航里程的6-7倍提升，成本下降80%。產業(yè)鏈以及企業(yè)真正的挑戰(zhàn)在于：（1）消費者對研發(fā)力提出更高要求。（2）大規(guī)模交付對制造力提出更高要求。（3）產業(yè)縱深發(fā)展對服務力提出更高要求。礦產資源并不是產業(yè)發(fā)展的瓶頸。首先，目前已探明的鋰資源儲量可以生產160TWh的鋰電池，完全足夠生產全球需要的動力電池和儲能電池。其次，通過陶瓷土提鋰等一系列技術，可提升我國優(yōu)勢礦產開發(fā)利用水平。最后，電池里絕大部分材料可重復進行利用，目前寧德鎳鈷錳的回收率已達99.3%，鋰達到了90%以上。到2035年后，寧德循環(huán)利用退役電池中的材料就可以滿足很大一部分市場需求。創(chuàng)新是寧德時代的核心競爭力，寧德憑借創(chuàng)新收獲客戶廣泛認可。據(jù)SNE數(shù)據(jù)，22H1寧德時代全球市場份額達34%。目前，寧德時代的產品已經(jīng)覆蓋了全球55個國家和地區(qū)，動力電池出貨量超過了400GWh，全球每三輛電動車中就有一輛配套寧德時代的電池。（1）材料體系創(chuàng)新是電池性能提升的關鍵。寧德憑借每秒一千萬億次的計算能力，基于第一性原理演繹先進算法，來找到每種材料元素之間的結合點以及正極、負極、電解液、隔膜之間的最佳平衡點。另一方面，寧德從實車搭載數(shù)據(jù)中進行分析，從而對產品研發(fā)進行正向反饋，沉淀出多樣性的解決方案。正是算力、算法、數(shù)據(jù)相輔相成，形成完整閉環(huán)，寧德才能源源不斷地推出鈉離子電池、M3P這樣的材料突破。（2）結構創(chuàng)新上，寧德CTP3.0麒麟電池刷新全球電池系統(tǒng)集成度最高記錄。無需“堆電池”，即可輕松實現(xiàn)1000公里的續(xù)航，明年將有多個使用麒麟電池的新車型上市。（3）綠色極限制造創(chuàng)新：寧德基地去年入選了世界經(jīng)濟論壇的燈塔工廠，成為電池行業(yè)當前唯一一家全球燈塔工廠。寧德在制造系統(tǒng)、產線布局、關鍵工藝優(yōu)化控制以及數(shù)字化能力建設等方面進行了革命性的創(chuàng)新，讓產品缺陷率達到了PPB級別。宜賓基地通過一系列的自主研發(fā)創(chuàng)新，獲得了SGS頒發(fā)的全球首個電池工廠的PAS2060證書，在2021年達成碳中和。寧德還啟動了對供應鏈碳足跡的核查，對供應鏈企業(yè)開展輔導。平均每20年有一個新的制造模式誕生。制造業(yè)的模式經(jīng)過了多次變革。過去100多年來，從開始的大規(guī)模生產，到后來的精益生產、柔性制造、可重構制造，到當今大家都在談的智能制造。不管什么樣的制造模式，根本上來講，行業(yè)追求的是制造成本的降低，質量的提升，對市場的快速反應，以及整個制造系統(tǒng)的高效運營。支撐這些制造模式的變革，有不同的賦能因素或者技術、或者平臺。（4）商業(yè)模式創(chuàng)新：商業(yè)模式創(chuàng)新可打通生產、使用、回收等各環(huán)節(jié)。寧德?lián)Q電品牌EVOGO今年已經(jīng)陸續(xù)在廈門、合肥落地，通過獨創(chuàng)的組合換電模式，解決了經(jīng)濟適用型轎車的市場普及問題。目前寧德還與多個車型正在合作推進中，也會在更多城市落地。1.2產品維度：寧德高中低端產品全面領先從產品維度看，寧德高中低端全系列產品具備降維打擊優(yōu)勢。公司競爭力及盈利能力有望持續(xù)提升，麒麟電池搶占行業(yè)話語權、高端市場盈利能力大幅提升；AB型解決方案及鈉離子進一步夯實中低端及儲能優(yōu)勢。麒麟電池各方面領先同期動力電池。在同化學體系同等電池包尺寸下，對比圓柱電池4680電池系統(tǒng)可提升13%的能量。通過三大核心技術革新，可將三元電池系統(tǒng)能量密度提升至255Wh/kg，磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)能量密度提升至160Wh/kg，實現(xiàn)長續(xù)航、快充電、高安全、長壽命、高效率、優(yōu)秀低溫性能的全面提升。從現(xiàn)今最高端的新能源汽車動力電池來看，麒麟電池從能量密度、散熱方案、電池兼容性、空間利用率及快充性能方面，全面領先于同級別的特斯拉

4680電池及比亞迪刀片電池。麒麟電池搭配三元鋰電能量密度最高，且散熱方案支持電池組的4C倍率快充，真正的電池技術超越，且滿足下游車廠選擇電芯材料及終端用戶各方面需求。鈉電池較鋰電池的優(yōu)勢：

1）原材料豐富：現(xiàn)如今鋰，鈷，鎳等稀有元素整體相對鈉地表含量較少，鈉的地表含量達到2.75%是鋰的400倍，且資源分布極廣，不存在部分元素礦產以大規(guī)模進口等因素存在限制。2）鈉離子電池性能方面：循環(huán)壽命，在量產產品已達到3000次；低溫性能，可在-40~80°C溫度區(qū)間正常工作，-20°C工況下容量保持90%；具有高倍率充放電特性，同等實驗工況下，鈉離子電池充電時間是磷酸鐵鋰電池1/3時長；安全性高，實驗工況下短路時發(fā)熱量小，熱失控溫度高于鋰電池、3）成本價格低：正極，材料價格對比鋰、鈷、鎳、錳都是價格低廉且來源廣泛。負極，可采用無煙煤前驅體，材料來源和成本對比現(xiàn)有石墨負極，都有一定優(yōu)勢。集流體，可采用鋁箔材料替換銅箔材料，鋁箔是銅箔價格1/3倍，成本和重量都有減少。2021年7月寧德時代發(fā)布首款鈉離子電池。寧德納離子電池電芯能量密度可高達160~200Wh/kg，遠遠超出行業(yè)80~140Wh/kg的平均水平。寧德電池循環(huán)次數(shù)可達3000次以上，遠遠領先于行業(yè)平均水平1500~2000次；其優(yōu)勢在于鈉離子電池可以完全放空電量。另外，寧德鈉離子電池低溫下充放電性能較好，可保持90%放點保持率，而行業(yè)平均水平僅在85%。1.3化學體系：寧德主要沿三條路徑迭代升級（1）磷酸鐵鋰化學體系，經(jīng)濟型：可劃分為兩個階段。2021-2023年，電芯質量能量密度介于180-200Wh/kg之間（體積能量密度350Wh/L-450Wh/L）。2023-2028年，隨著通過材料體系和工藝的優(yōu)化，正在開發(fā)質量能量密度在210-230Wh/kg（體積能量密度450Wh/L-500Wh/L）的磷酸鐵鋰電芯。值得注意的是，2023年左右將是重要節(jié)點，鐵鋰電池將能達到和現(xiàn)階段三元電池能量密度范圍接近數(shù)據(jù)，據(jù)汽車電子設計，可替代65kWh以下的需求。（2）中鎳高電壓，中檔產品：由NCM523向中鎳高電壓體系演進，演進主要針對現(xiàn)有的中高端車型。2020-2022年，該體系的電芯，質量能量密度在220-240Wh/kg之間（體積能量密度介于520Wh/L-550Wh/L），快充時間為30-40分鐘（1.5C-2C）。從2021下半年到2025年，電芯質量能量密度升級到240-260Wh/kg

（

體積能量密度550Wh/L-600Wh/L），快充時間為20-30分鐘（2C-3C）。2024年左右將開始導入無鈷電池，能量密度大于250Wh/kg，體積能量密度大于550Wh/L。（3）高鎳電池，主打高性能：高鎳路線成本較高。2021年至2023年，電芯的質量能量密度介于240-300Wh/kg（體積能量密度560Wh/L-650Wh/L），快充時間為18-30分鐘（3.3C-2C）。2021年下半年到2024年，寧德時代將開始導入硅碳負極，電芯的質量能量密度升級到300-400Wh/kg（體積能量密度630Wh/L-750Wh/L），快充時間為9-15分鐘（6.6C-4C）。2025年，寧德將導入固態(tài)電池，電芯的質量能量密度大于400Wh/kg

（體積能量密度大于800Wh/L）。2030年，無稀有金屬電池、鋰空電池，電芯能量密度將分別突破500Wh/kg、600Wh/kg。自2019年，寧德時代大部分產品皆采用CTP集成技術。據(jù)寧德集成化路線圖，寧德第一代CTC集成產品預計在2025年左右量產，更智能化的CTC產品預計2028-2030年左右推出。據(jù)國軒高科

2021年度供應商大會暨2022年度戰(zhàn)略發(fā)布會，2021年國軒高科高能量密度300Wh/kg電芯實現(xiàn)裝車，230Wh/kg鐵鋰電芯和110Ah半固態(tài)電池的研發(fā)均取得突破；2022年，國軒高科繼續(xù)聚焦材料體系開發(fā)、電芯開發(fā)、前瞻技術開發(fā)、產品工程設計和儲能產品規(guī)劃，將研發(fā)目光瞄準了能量密度260Wh/kg鐵鋰電芯和400Wh/kg三元電芯。國軒高科單體密度360Wh/kg半固態(tài)電池將于今年裝車。據(jù)國軒高科第11屆科技大會信息，國軒高科研發(fā)的單體能量密度高達360Wh/kg，系統(tǒng)能量密度達到260Wh/kg的半固態(tài)電池今年將裝車。搭載半固態(tài)電池的車型，電池包電量達到160kWh，續(xù)航里程長達1000km；該半固態(tài)電池正極材料顆粒表面包覆固態(tài)電解質、負極使用硅負極、由新型高安全功能隔膜和高安全液態(tài)電解液開發(fā)研制而成。400Wh／Kg的三元半固態(tài)電池目前在國軒實驗室已有原型樣品。目前半固態(tài)電池更大規(guī)模的生產線建設中，預計明年上半年正式投產。2023年，國軒高科進入高性能固態(tài)電池發(fā)展階段；規(guī)劃2025年后將量產能量密度方面800+Wh/L、400+Wh/kg、循環(huán)800次的全固態(tài)電池。其正極將采用富鋰材料、硫系或其他材料，負極方面采用鋰負極及界面修飾技術。從蜂巢能源的電芯技術路線圖看，其化學體系包括鐵鋰、三元、無鈷電池并行適配不同定位車型；電池類型方面，其方形、刀片、大圓柱并行開發(fā)，同時保障PACK平臺化。蜂巢新技術研究涉及摻硅補鋰技術、4C快充技術、固態(tài)電池、無金屬電池等。據(jù)路線圖，蜂巢2020年已做到磷酸鐵鋰正極+石墨負極170Wh/Kg的能量密度，2022年將實現(xiàn)200Wh/Kg，2023年負極通過添加硅將實現(xiàn)230Wh/Kg。蜂巢能源亦在研發(fā)全固態(tài)電池，硫化物、氧化物體系皆有布局。據(jù)蜂巢無錫118創(chuàng)新中心展示的宣傳圖片，蜂巢能源計劃2030年底做出第四代、全固態(tài)電解質的電池，能量密度在450-500Wh/kg。據(jù)規(guī)劃，蜂巢半固態(tài)電池能量密度將由2021年首代的230~300Wh/kg提升到2023年第二代的300~350Wh/kg。截至2021年12月31日，公司擁有研發(fā)技術人員10079名，同比上升約80%。研發(fā)團隊中，博士170人、碩士2086人，研發(fā)團隊整體規(guī)模和實力在行業(yè)范圍內處于領先。公司人員規(guī)模大幅擴張，從2020年的33078人上升至2021年的83601人。其中，生產人員人數(shù)最多，達65364人。寧德時代專利數(shù)量逐年上升，研發(fā)成果持續(xù)積淀。截至2021年12月31日，公司及子公司共擁有3772項境內專利及673項境外專利；在申請專利數(shù)量高達5777項。根據(jù)IPRDaily，按照IPC國際專利分類號大組對寧德時代公司專利技術領域進行排序，2020年公司的專利主要分布在電池的結構部件及制造方法和二次電池及其制造兩個領域；同時，公司在電極、電性能測試裝置、電池組充放電裝置等技術領域也擁有大量專利。二、超級科技制造業(yè)快速發(fā)展中，龍頭優(yōu)勢持續(xù)擴大2.1動力電池：技術&資本密集的超級科技制造行業(yè)動力電池行業(yè)系重資產、資本密集的科技制造行業(yè)。前期資產及研發(fā)投入需求較大。企業(yè)經(jīng)營需要大量的資金，例如設備消耗較快，需持續(xù)更新設備。寧德資本開支于行業(yè)內處于絕對領先地位，2021年約68億美元；2020~2021寧德在手現(xiàn)金流超百億美金規(guī)模，遠超同業(yè)。2.2晶圓代工：資金&技術壁壘高聳，強者恒強先進制程的持續(xù)升級帶來巨額的成本。根據(jù)IBS，3nm芯片的設計費用約5~15億美元，工藝開發(fā)費用約40~50億美元，興建一條3nm產線的成本約150~200億美元。3nm芯片僅比5nm芯片提升15%性能、降低25%功耗。根據(jù)IMEC論文，7nm以后，每一代升級單個晶圓的工藝成本（ProcessCost）提升幅度達到30%。同樣面積的硅晶圓，即使通過微縮增加了晶體管的數(shù)量，生產成本也會相應增加。先進制程呈現(xiàn)資金、技術壁壘不斷提高的趨勢，行業(yè)格局逐漸出清。從制造環(huán)節(jié)而言，行業(yè)資金、技術壁壘極高，不僅十多年來沒出現(xiàn)新的競爭者，而且隨著制程分水嶺的出現(xiàn)，越來越多的參與者從先進制程中“出局”。格羅方德在2018年宣布放棄7nm研發(fā)，聯(lián)電在2018年宣布放棄12nm以下（即7nm及以下）的先進制程投資，因此保持先進制程研發(fā)的企業(yè)僅剩行業(yè)龍頭臺積電、三星、英特爾等，以及處于技術追趕的中芯國際。高資金壁壘和技術壁壘，行業(yè)十多年沒有新的競爭者出現(xiàn)且越來越多現(xiàn)有企業(yè)放棄先進制程追趕。龐大的資金投入使得中小行業(yè)企業(yè)望而卻步，復雜越來越高的工藝和技術成為行業(yè)固有護城河，并且隨著“摩爾定律”推進，每一個制程節(jié)點都舉步維艱，擁有高端制程能力的公司屈指可數(shù)。行業(yè)呈現(xiàn)寡頭壟斷，臺積電強者愈強。據(jù)Trendforce研究，22Q1全球十大晶圓代工廠分別為：臺積電、三星代工、聯(lián)華電子、格芯、中芯國際、華虹集團、力積電、世界先進、晶合集成、高塔半導體。22Q1臺積電市占率約53.6%。先進制程形成關鍵分水嶺，制程上領先一步的企業(yè)將進入充沛現(xiàn)金流與高研發(fā)投入的正循環(huán)，強者愈強。從前10家晶圓代工企業(yè)營收對比看，2002~2012年，臺積電營收與同業(yè)的差距持續(xù)拉大。過去十年，臺積電在純晶圓代工市場中份額穩(wěn)中有升，從2012年49%逐步提升至2021年的66%；臺積電利潤率穩(wěn)中有升，近三年來毛利率在50%以上的高水平。三、安全性至關重要，電池即品牌從手機電池產業(yè)看動力電池產業(yè)格局：消費電子領域鋰電池發(fā)展已較成熟，從各企業(yè)近年市占看，競爭格局較優(yōu)；2020ATL份額達35%以上，遠遠領先珠海冠宇、LG化學、三星SDI、比亞迪等其他廠商。手機電池領域，ATL2020~2021市占穩(wěn)居42%。參考手機電池行業(yè)較集中的格局多年來較穩(wěn)定，可推測技術壁壘、資金壁壘更高的動力電池行業(yè)里龍頭廠商地位亦將較穩(wěn)固。3.1安全性系動力電池產品首要要求起火爆炸事件頻發(fā)，安全是新能源汽車首要要求。隨著新能源汽車加速滲透，電池能量密度日益攀升，電壓平臺逐漸升高，緩解消費者里程焦慮下，伴隨著新能源汽車爆炸事件頻發(fā)，使得安全問題成為消費者最為關切的問題，安全成為影響新能源汽車發(fā)展最大因素。根據(jù)國家應急管理部數(shù)據(jù)顯示，2022年Q1，國內新能源汽車火災共計640起，同比上升32%，整體上升幅度較高，遠高于交通工具火災8.8%的平均增幅。電動汽車起火事件，多為電池故障原因。據(jù)電動車輛國家工程實驗室電動車火災事故的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，電動汽車火災第一原因是電池故障，占比達33%；交通事故或底盤碰撞占比15%；用戶改裝占比12%；電子電器故障占比11%；廠家采用外部貨源占比9%。復盤歷史，電池安全重視程度加深。2014-2017年我國電動汽車事故率整體呈現(xiàn)下滑趨勢，主要系隨電池技術發(fā)展，電池安全水平提高。2017-2019年，我國電動汽車事故率逐年上升，主要系市場開始大規(guī)模使用高能量密度高鎳電池。2020年我國電動汽車事故率降低主要系①購車補貼退坡，車企和電池廠不再追求高能量密度電池，加大對電池安全的重視與投入，②疫情影響使得2022年上半年，全國用車減少。2021年由于電動汽車步入退役報廢期，故事故率有所提升。目前新能源電池安全在安全設計和監(jiān)管進入良性發(fā)展，隨著早期車型退出市場，我國電動車事故率會維持較低水平。據(jù)電車產業(yè)平臺顯示，2021年達0.0039%，低于燃油車年火災事故率0.01%-0.02%。3.2三星“電池門”反面揭示，電池安全是企業(yè)的核心發(fā)展目標三星電池門事件回顧，0.0001%問題損失10億美元。三星2016年8月發(fā)布旗艦產品GalaxyNote7，售出后不久不斷被爆出電池起火或爆炸事故，事故共計35例，占比僅約0.0001%，此后三星在全球陸續(xù)召回306萬臺已售產品，占比96%，給三星電子造成超過60億美元的損失。三星電池門事件影響：

全球銷量及市場份額大幅下滑。GalaxyNote7收到較多國家抵制，例如中美日韓等國均對Note7下達飛行禁令，較大程度影響三星手機的銷售。據(jù)ICD數(shù)據(jù)顯示，2016Q3三星遭遇銷量及市場份額大幅下滑，銷量達為7250萬部，同比下滑13.5%，占市場份額20.0%，同比下滑3.3pcts，環(huán)比下滑2.4pcts。在華市場受到嚴重打擊，2021年底國內市占率不足1%。因為國產手機的崛起，以及國內消費者不滿三星在華的“高價低配”及電池門中對華的區(qū)別對待等，均加速縮小了三星在華市場。據(jù)IDC數(shù)據(jù)顯示，2013年，三星手機在華市場份額達19.7%，位列中國智能手機第一；2015年，三星手機市場份額已跌至9.7%；2016年，繼續(xù)下跌，至4.9%；至2021年底三星在華年市占率已不足1%左右。三星電池門事件后續(xù)：SDI負主要責任，GalaxyNote7燃損原因在電池。三星對20萬部召回手機進行檢驗，主要因為是負極板受到擠壓、銅箔融化、部分電池未使用絕緣膠帶。SDI電池設計及制造存在嚴重問題，后續(xù)檢測也無嚴格標準，最終致使電池門發(fā)生。三星棄SDI轉ATL，2017年銷量及市占率小幅提升。據(jù)三星電子中國區(qū)聲明稱，中國市場銷售的GalaxyNote7電池供應商為ATL，屬于此次事件中的非問題電池，而出現(xiàn)問題的手機電池是由三星SDI制造。此后三星在新批次GalaxyNote7不再使用SDI電池，而是短暫轉投ATL，2017年三星實現(xiàn)出貨量達3.17億部，同比增長1.9%，市場份額達21.6%，同比增長0.5pcts。3.3從手機電池行業(yè)看格局，高安全電池即好品牌寧德時代前身ATL，是消費電池龍頭。在1999年，ATL憑借聚合物軟包鋰電池的創(chuàng)新研發(fā)，改進電解液配方幫助當時剛剛崛起的蘋果公司解決了電池鼓包及電池壽命問題，順利進入蘋果供應鏈，隨后在手機產業(yè)鏈騰飛的10年中，抓住國產終端HMOV廠等崛起，順利將手機電池市占份額提升到寡頭地位。隨手機行業(yè)的不斷進步，帶動消費電子產品的不斷更新?lián)Q代，同時聚合物軟包電池憑借輕薄、高性能的優(yōu)勢，在筆電和諸多電子設備中逐漸脫穎而出，ATL也不斷提高市場份額，并連續(xù)穩(wěn)固全球聚合物軟包電池龍頭地位。ATL供貨蘋果手機，產品質量獲得高度認可，市場占有率高。據(jù)StrategyAnalytics數(shù)據(jù)顯示，2021年ATL以42%的市場份額穩(wěn)居第一，遠超第二名LGEnergy20pcts的市場份額。四、技術探索與創(chuàng)新，帶來成本進一步優(yōu)化4.1動力電池產業(yè)規(guī)?；?，進一步提升成本優(yōu)勢動力電池組價格下降大勢所趨，成本管控重要性日益凸顯。2021全球鋰離子電池組平均價格132美元/kWh，yoy-6%；較2010年1,200美元/kWh下降了89%，電池組降價強勢助推了新能源汽車的發(fā)展。電池組降價產業(yè)趨勢明確，一批車企在2021年發(fā)布了電池技術路線圖，闡明將價格降至100美元/kWh以下的各類路徑。雷諾和福特等公司已公開宣布到2030年達到80美元/kWh的目標。供應鏈全環(huán)節(jié)的持續(xù)研發(fā)投入和產能擴張將有助于在未來十年改進電池技術并降低成本。2021~2022原材料價格上漲不改長期趨勢，盡管可能延遲電池均價向100美元/kWh推進的進程。另外，今年中國新能源

汽車補貼加速退坡，據(jù)計劃2022年底將完全退出。綜上，電池降本從而凸顯新能源汽車成本競爭力系全產業(yè)鏈的共同愿景。寧德時代市占率領先，且積極布局產能，通過產業(yè)規(guī)?；_到成本優(yōu)化。2021年，寧德時代動力電池裝機量達到96.7GWh，達到全球32.6%的全球市占率，而第二名LG新能源裝機量60.2GWh的，市占份額差距達到12.3%。寧德時代通過市占率的不斷提高及技術創(chuàng)新，將有機會進一步優(yōu)化動力電池成本。4.1.1復盤手機電池規(guī)?；б嫱ㄟ^復盤IPhone可以預測零部件形成規(guī)?；N售，將影響成本進一步優(yōu)化。2012年，發(fā)布iPhone5系列，童年iPhone出貨量突破1億部。2015年，iPhone出貨量突破2億部。iPhone憑借出色的功耗控制，手機的標準版電池容量始終控制在2000mAh以下，根據(jù)IHSMarkit和TechInsights等機構的手機拆機成本分析，可以看到在iPhone4及iPhone5等系列，手機電池的成本相較于第一代iPhone下降25%~35%。通過優(yōu)化生產良率，擴大生產規(guī)模及銷量，進一步優(yōu)化零部件成本。類比相同手機電池類公司珠海冠宇公告書，2018-2020年三年，公司通過產線擴產、產能利用率提升、產線自動化水平提升，在技術研發(fā)、工藝改進等方面持續(xù)改善生產效率，其共同導致單位人工成本、單位制造費用明顯下降。寧德時代通過技術創(chuàng)新、工藝改進、改善產能利用率等生產效益提升，會進一步提升動力電池市占份額，進一步拉大與其他電池廠商的差距，從而通過規(guī)?；瘍?yōu)勢進一步優(yōu)化成本，提升產品競爭力。4.2產業(yè)鏈上游布局，從源頭優(yōu)化成本2021年鋰電材料供需缺口大，價格大幅攀升。2021年，新能源汽車和鋰電儲能市場增長帶動鋰電池出貨量大幅增長，進而對上游各類鋰電材料產生強勁需求，鋰電材料環(huán)節(jié)整體處于供應緊張、價格攀升狀態(tài)。其中，包括碳酸鋰、六氟磷酸鋰、磷酸鐵鋰、磷酸鐵、磷酸一銨、PVDF、VC等鋰電原材料在2021年都出現(xiàn)價格暴漲、產品毛利率大幅提升。具體來看，碳酸鋰、六氟磷酸鋰、PVDF、磷酸鐵鋰等價格在2021年較2020年底同比增長分別超750%、420%、400%和350%；石墨化、磷酸鐵、磷酸一銨等原料價格也有1-2倍的漲幅。當前部分上游原材料價格仍處高位，看好2022H2鋰電材料漲價緩解。隨著上游企業(yè)加速擴產和下游市場需求調整，2022開年以來電池上游部分材料價格有所回落。其中，六氟磷酸鋰、磷酸鐵鋰（電解液）價格已回落至2021年5月中下旬時水平。碳酸鋰、PVDF、磷酸鐵鋰（正極材料）價格仍處近年較高水位。展望2022全年，隨新建產能集中釋放，絕大多數(shù)鋰電原料供需關系將趨于平穩(wěn)。目前六氟磷酸鋰、VC、磷酸鐵鋰等原料產能較充裕，但石墨化、磷酸鐵和PVDF等原料仍處于緊缺狀態(tài)。據(jù)GGII預測，其在第三、第四季度會陸續(xù)達到平衡；到2023年前，除鋰礦外，其它鋰電原材料的規(guī)劃產能如能如實投產，產能瓶頸將得以解除。寧德時代著重打造成本競爭力，盈利能力全球領先。寧德成本競爭力的根源來自產品超強實力塑造的產業(yè)話語權、對上游關鍵資源的深度布局、與下游深度綁定共建產能等。對比寧德、LG化學、三星SDI營業(yè)利潤率，寧德盈利水平持續(xù)領先。國際企業(yè)之間的角力，背后依賴的是國家產業(yè)集群間的競爭。從日本率先實現(xiàn)鋰離子電池產業(yè)化后，鋰電池的性能提升主要基于持續(xù)的材料與工藝創(chuàng)新，競爭焦點從產品差異逐步過渡到差異化與低成本并重。鋰電產業(yè)已進入差異化與低成本并重階段，工藝創(chuàng)新更多依賴于生產過程中的經(jīng)驗積累，缺乏產業(yè)基礎導致技術和成本上的落后，形成難以逾越的鴻溝。產業(yè)鏈垂直深度布局，主導四大材料。電池屬于電化學配方型產品，技術進步靠龍頭電池廠商，公司有著絕對的技術領先優(yōu)勢。寧德通過合資、購買、自建等方式布局完善上游產業(yè)鏈，增強材料自供，有助于降本及保障供應。寧德時代從最上游的資源到正極材料布局均通過股權方式實現(xiàn)，2018年主要集中在鋰、鎳資源的布局，2019年加大正極環(huán)節(jié)投入，投資金額巨大。四大主材憑借領先的技術實力和巨大的規(guī)模優(yōu)勢，均處于主導地位，各環(huán)節(jié)公司以代加工模式供應，產業(yè)鏈議價能力最強，執(zhí)產業(yè)鏈牛耳。聯(lián)手恩捷共建隔膜產能，寧德材料版圖再添長板。20222年6月20日，恩捷股份公告其與寧德時代合資平臺公司（寧德持股49%，恩捷持股51%）擬在共管區(qū)域內設立項目公司，投建16條鋰電池隔膜基膜與涂布分切生產線。項目公司擬注冊資本16億元，項目總投資52億元，計劃于2023年建成并部分投產。產品主要應用但不限于新能源汽車動力電池系統(tǒng)、儲能電池系統(tǒng)等市場。上述平臺公司，由恩捷股份與寧德時代2021年11月協(xié)議計劃設立，主要從事投資干法隔膜及濕法隔膜項目?？偼顿Y額80億元，注冊資本15億元。平臺公司成立后，由其投資設立濕法隔膜項目公司，恩捷股份與其控股孫公司江西恩博新材料合資設立干法隔膜項目。攜手中科電氣加碼負極材料產能，未來將享有優(yōu)先采購權。2022年2月20日，中科電氣公告已同寧德時代等簽訂增資協(xié)議。寧德時代或其全資子公司將向中科星城增資2.8億元，增資后持股35%。寧德和中科電氣將共同推進中科星城“年產10萬噸鋰電池負極材料一體化項目”。項目投產后，寧德享有該產能優(yōu)先采購權。設備端深度布局保障供應，助力極致制造。為應對日益復雜的制造工藝，滿足高質量產品需求，寧德時代利用人工智能、先進分析、邊緣計算和云計算等技術，可以每1.7秒生產一個電池，缺陷率僅有十億分之一，同時將勞動生產率提高了75%，能源消耗降低了10%。寧德時代工廠已被世界經(jīng)濟論壇評為全球“燈塔工廠”，成為全球首個獲此認可的電池工廠。寧德投資了上游主要設備供應商，加強合作，有助于保障鋰電設備供應；

同時關于鋰電自動化、智能裝備制造領域的投資有助于提高產線智能化，推進極限制造創(chuàng)新。4.3電池方案進步，帶來技術成本優(yōu)化4.3.1

寧德時代

A+B電池方案，性能與成本兼具新能源汽車在用戶續(xù)航焦慮需求背景下，各家動力電池廠及車廠都在提升電池的利用率及能量密度，使電池組最大可能得提供更多能量，以便提高整車里程續(xù)航。增加續(xù)航的方式意味著同體積、同重量下提供更高的能量密度，或者在同等能量密度下提供更多電池，而如此方法不但增加整車重量，且提高了單車的電池組成本。寧德時代的團隊基于BMS的全新算法，提出并實現(xiàn)了在單個電池包中布置AB兩種不同電芯的設計方案，AB代表不同材料電芯，可同時使用“三元電芯+磷酸鐵鋰電芯”，同時也可以使用“鋰電池+鈉電池”組合，并且可以是其他更多種不同組合的混搭。AB電池組的解決方案充分解決了三元鋰電和磷酸鐵鋰兩種材料的優(yōu)缺點互補，三元鋰電優(yōu)點能量密度高、低溫性能好，而缺點是成本高、循環(huán)壽命較低，磷酸鐵鋰優(yōu)點是安全性能高、循環(huán)次數(shù)高、成本低，缺點是能量密度低、低溫性能差。通過BMS系統(tǒng)智能控制混合后的AB電池組，使其內部電芯取長補短，優(yōu)化電池組性能、減輕車輛重量，且提升電量續(xù)航等，對于下游車廠的電池組成本也有進一步的優(yōu)化。AB電池包由2021年9月蔚來

ET7首發(fā)，隨后蔚來在2022年發(fā)布ES7型號同樣才有AB電池包選裝方案。ET7擁有75kWh、100kWh兩種電池包，ES7擁有75kWh、100kWh、150kWh三種電池包，其中75kWh的電池包可使整車達到480~550Km續(xù)航，電池包采用最新的三元+磷酸鐵鋰材料混裝技術，通過串聯(lián)連接集成兩種電芯在一個電池包中，構成雙體系電池，通過新的SOC算法解決新電池系統(tǒng)的續(xù)航焦慮與成本需求。蔚來搭載的三元鐵鋰混裝續(xù)航電池包，其能量密度達到142Wh/kg，比純磷酸鐵鋰電池能力密度提升14%，對比純磷酸鐵鋰電池提高30~50km續(xù)航，冬季零下100°C工況下，同樣會提高20km續(xù)航。根據(jù)蔚來官方披露，混合電池包可在低溫工況下將電量的損失率降低25%，成本對比純三元電池有所降低，電池包可在未來換電站中免費更換，現(xiàn)階段ET775kWh電池包搭配電池租用標準價格達到38.8萬，搭配100kWh官方差價為5.8萬元。4.3.2鈉離子電池量產，盡顯價格優(yōu)勢鈉離子電池將開啟電池產業(yè)進程加速。2010年以來，鈉離子電池受到國內學術界和產業(yè)關注，相關研究逐步增長，國內外多家企業(yè)正在積極布局鈉離子電池技術研究，包括英國FARADION公司、美國NatronEnergy公司、法國Tiamat、日本岸田化學、豐田、松下、三菱化學，以及我國的寧德時代、中科海鈉、鈉創(chuàng)新能源等公司。2018年，中科海鈉推出首款鈉離子動力電池低速電動車，2021年6月推出1MWh鈉離子電池儲能系統(tǒng)。在2021年8月，工信部回答政協(xié)提案時表示，將支持鈉離子電池加速創(chuàng)新成果轉化，并推動鈉離子電池全面商業(yè)化。寧德時代更是推動鈉離子產業(yè)再進步，通過鈉離子電池與鋰離子電池兩種電池按比例混搭，通過BMS算法進行不同電池體系控制，從而推動鈉離子電池在動力電池領域進一步商業(yè)化。在工藝制造方面，寧德時代表示，鈉離子電池可復用改造鋰離子電池，設備、工藝、產線可以迅速切換，2023年將實現(xiàn)產業(yè)化。2021年7月寧德時代發(fā)布首款鈉離子電池，電芯能量密度160Wh/kg，電池循環(huán)次數(shù)可達3000次，其優(yōu)勢在于鈉離子電池可以完全放空電量，且低溫下充放電性能較好。1）原材料豐富：現(xiàn)如今鋰，鈷，鎳等稀有元素整體相對鈉地表含量較少，鈉的地表含量達到2.75%是鋰的400倍，且資源分布極廣，不存在部分元素礦產以大規(guī)模進口等因素存在限制。2）鈉離子電池性能方面：循環(huán)壽命，在量產產品已達到3000次；低溫性能，可在-40~80°C溫度區(qū)間正常工作，-20°C工況下容量保持90%；具有高倍率充放電特性，同等實驗工況下，鈉離子電池充電時間是磷酸鐵鋰電池1/3時長；安全性高，實驗工況下短路時發(fā)熱量小，熱失控溫度高于鋰電池、3）成本價格低：正極，材料價格對比鋰、鈷、鎳、錳都是價格低廉且來源廣泛。負極，可采用無煙煤前驅體，材料來源和成本對比現(xiàn)有石墨負極，都有一定優(yōu)勢。集流體，可采用鋁箔材料替換銅箔材料，鋁箔是銅箔價格1/3倍，成本和重量都有減少。4.3.3寧德時代M3P電池量產，商業(yè)化進程加速M3P電池有效控制動力電池成本。22年7月世界動力電池大會上，寧德時代發(fā)言表示，公司研發(fā)的M3P電池已經(jīng)量產，其能量密度高于磷酸鐵鋰電池，成本優(yōu)于三元鋰電池，預計在2023年推向市場。根據(jù)已披露信息，公司計劃推出的新產品M3P，準確說來不是磷酸錳鐵鋰，還包含其他金屬元素，公司稱之為磷酸鹽體系的三元，成本較三元下降，但仍然占據(jù)新能源車一定成本。我們推測M3P體系以磷酸鐵鋰橄欖石結構作為基礎晶格結構，通過摻雜鎂、鋅、鋁等金屬元素中的兩種，在部分鐵元素點位上形成替代，從而生成磷酸鹽體系的三元材料，以改善充放電容量及循環(huán)穩(wěn)定性。M3P的合成工藝建立在磷酸錳鐵鋰工藝基礎上，通過高溫固相反應法、水熱合成法、共沉淀法合成，工藝成熟，適合批量生產。M3P材料成本顯著低于高鎳三元體系，在中低端車型擁有廣闊的應用前景。寧德時代在會議上介紹，圍繞續(xù)航里程，在傳統(tǒng)的實現(xiàn)方式上，寧德時代增加了三個不同的結局方案。對于1000公里以上續(xù)航里程的車型，寧德時代降低成本，采用麒麟+高鎳三元和低硅，同時滿足低溫和高性能要求。對于700公里左右實用型車型，寧德時代用M3P替代三元材料，結合麒麟電池。對里程需求低的經(jīng)濟型車型，寧德時代結合麒麟結構與鈉離子電池，“在體積重量許可的情況下我們優(yōu)先向客戶推介鈉離子解決方案。4.3滲透整車動力電池模塊設計，帶動產業(yè)鏈技術優(yōu)化4.3.1第三代CTP麒麟電池，新架構設計滿足不同需求第三代CTP麒麟電池，兼容三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、M3P電池、鈉離子電池且成本可控。寧德時代于2022年6月23日發(fā)布第三代CTP-麒麟電池，該電池集成度創(chuàng)全球行業(yè)新高，體積利用率突破72%，能量密度255Gh/kg，提升整車續(xù)航達1000+公里，產品將于2023年量產上市，同時電池包可兼容磷酸鐵鋰電芯，能量密度可以達到160Wh/kg，從材料上配合下游不同車型使用不同電池組來達到成本可控。第三代CTP麒麟電池，擁有三大核心突破：

1）性能突破邊界：麒麟電池根據(jù)使用需求，將橫縱梁、水冷板、隔熱墊三部分架構合一，集成為多功能彈性夾層。夾層內部采用微米橋連接裝置，配合電芯可在內部自由伸縮，提升電芯匹配度，提升全生命周期可靠性。多功能彈性夾層與電芯組裝的一體化能量單元，在整車垂直方向擁有更穩(wěn)定的受力結構，從而提高電池包的抗振、抗沖擊性能。2）結構重塑空間：通過模擬仿真產品全生命周期應用場景的設計邊界，，重塑底部空間，將電芯倒裝，頭部電極位置的結構防護、高壓連接、熱失控排氣等結構功能模塊進行