1、 敬请参阅最后一页特别声明-1-证券研究报告 2022 年 10 月 27 日 行业行业研究研究 消费电池消费电池巨头的动力储能成长之路巨头的动力储能成长之路 锂电池行业深度报告 电子电子行业行业 买入(维持)买入(维持)锂离子电池锂离子电池凭借凭借体积小、重量轻、能量密度高、环境体积小、重量轻、能量密度高、环境污污染染小等优小等优点逐步点逐步替代铅替代铅酸电池,在消费电子、电动汽车、储能装置等领域的应用逐渐加深,市场规模酸电池,在消费电子、电动汽车、储能装置等领域的应用逐渐加深,市场规模迅速扩大。迅速扩大。根据 EVTank,2021 年全球锂离子电池总体出货量 562.4GWh,同比大幅增
2、长 90.64%。锂电池根据应用领域分为消费型、动力型和储能型三大类,其中消费电池已历经相对完整的产业发展周期,动力电池近十年来异军突起,储能电池未来放量可期。在消费电池渐趋饱和、动力与储能电池方兴未艾的背景下,众多传统消费电池厂商选择转换产品方向,进军动力和储能领域。消费电池:发展空间仍足,格局演变与消费电池:发展空间仍足,格局演变与国产化国产化利好国内二线厂商。利好国内二线厂商。消费类锂离子电池终端应用场景多元化扩展,传统领域需求稳定、新兴领域增量显著,带动消费电池行业持续向好发展。根据 GGII,2020 年中国 3C 数码电池出货量达36.6GWh,同比增长 8.8%。消费锂电市场集中
3、度较高,随三星 SDI、LG 化学、比亚迪等头部企业生产重心转向动力电池,行业竞争格局向一超多强演变,国内珠海冠宇、欣旺达等企业有望逐步替代日韩厂商的市场份额。细分赛道来看,电动工具领域无绳化、锂电化与国产化红利逐渐显现。动力电池:需求持续旺盛,龙头地位稳固、第二梯队竞争激烈。动力电池:需求持续旺盛,龙头地位稳固、第二梯队竞争激烈。“碳达峰”、“碳中和”背景下,政策利好与供需两旺持续驱动新能源汽车行业高增长,打开动力电池市场空间。根据 GGII,2021 年中国动力电池出货量 220GWh,相比 2020 年增长 175%;动力电池装机量 140GWh,相比 2020 年增长 165%。GGI
4、I 预计 2022 年国内新能源汽车产量有望达到 600 万辆,带动动力电池出货超 450GWh;2025 年全球新能源汽车渗透率将达到 20%以上,带动全球动力电池出货量迈入 TWh 时代。动力电池龙头格局趋于稳定,国内二线厂商总体装机量与市场份额上升,成本控制能力较强的电池厂商有望胜出。储能电池:市场加速扩张,政策储能电池:市场加速扩张,政策利利好好频出,逐步迈入规模化发展阶段。频出,逐步迈入规模化发展阶段。得益于国内外市场刚需、政策红利、技术进步与成本控制等多方面驱动因素,锂电池储能行业由起步期迈入高速扩张阶段,未来仍有广阔成长空间。储能锂电市场集中度较高,动力电池厂商积极入局,未来随锂
5、电池产业链国产化加速、成本优势凸显,国内厂商的全球份额将进一步扩张。锂离子电池行业锂离子电池行业投资建议:投资建议:消费升级与“双碳”政策推进下,随下游应用领域不断拓展,锂电行业需求将持续旺盛。我们持续看好锂电池广阔的成长空间,给予锂离子电池行业“买入”评级。展望消费型电池厂商的成长路径,格局优化和国产化驱动手机等消费电池业务快速成长,动力和储能打开了相关公司广阔成长空间。重点推荐欣旺达、蔚蓝锂芯、德赛电池、鹏辉能源、珠海冠宇等。风险分析:风险分析:上游原材料价格波动;产业政策不及预期;市场竞争加剧。重点公司盈利预测与估值表重点公司盈利预测与估值表 证券代码证券代码 公司名称公司名称 股价股价
6、(元)(元)EPSEPS(元)(元)PEPE(X X)投资评投资评级级 2 21A1A 2 22 2E E 2 23 3E E 2 21 1A A 2 22 2E E 2 23 3E E 300207.SZ 欣旺达 25.13 0.53 0.82 1.4 47 31 18 买入 002245.SZ 蔚蓝锂芯 15.64 0.65 0.61 0.95 24 26 16 买入 000049.SZ 德赛电池 52.51 2.64 2.78 3.24 20 19 16 买入 300438.SZ 鹏辉能源 73.15 0.42 1.32 1.96 174 55 37 增持 688772.SH 珠海冠宇
7、21.59 0.84 0.46 0.76 26 47 28 增持 资料来源:Wind,光大证券研究所预测,股价时间为 2022-10-26 锂离子电池行业锂离子电池行业 买入买入(首次首次)作者作者 分析师:刘凯分析师:刘凯 执业证书编号:S0930517100002 021-52523849 分析师:分析师:蔡微未蔡微未 执业证书编号:S0930522040001 021-52523856 行业与沪深行业与沪深 300300 指数对比图指数对比图 -33%-22%-10%1%13%09/2112/2104/2207/22电子行业沪深300 资料来源:Wind 要点要点 敬请参阅最后一页特别声
8、明-2-证券研究报告 电子行业电子行业 投资聚焦投资聚焦 研究背景研究背景 锂离子电池行业按照下游应用可分为消费、动力、储能三大领域,而市场多聚焦于动力与储能赛道,但针对消费电池行业缺少全面系统的研究。我们认为抓住赛道扩张机遇、积极拓展产品布局的消费电池企业能够乘动力与储能之风,打开新的成长空间。我们区别于市场的观点我们区别于市场的观点 1、有别于市场认为有别于市场认为在在锂离子电池原锂离子电池原材料材料供需供需紧张紧张、价格高企背景下,价格高企背景下,中下游中下游厂商提价将厂商提价将致锂电致锂电市场市场销量下降、销量下降、增速放缓,我们认为锂离子电池行业增长的增速放缓,我们认为锂离子电池行业
9、增长的核心驱动因素核心驱动因素在于在于终端需求的不断扩张。终端需求的不断扩张。消费升级与国家能源转型大趋势下,新兴消费电子产品增量显著,新能源汽车产业仍具韧性,电化学储能迎规模化发展阶段,下游成长确定性强,为锂电行业维持高景气提供了有力支撑,电池环节有望实现量价齐升。同时,上游成本压力加速行业出清,市场份额向优势企业集中,竞争格局有望进一步优化。2、有别于市场认为锂电行业集中度上升主要利好头部企业,我们认为有别于市场认为锂电行业集中度上升主要利好头部企业,我们认为消费电消费电池与动力电池行业池与动力电池行业的市场格局演变为二线厂商突围提供了良好机遇。的市场格局演变为二线厂商突围提供了良好机遇。
10、国内欣旺达、珠海冠宇、鹏辉能源等电池厂商在消费电池领域深耕多年,已具备深厚的供应链、技术与渠道积累。随国外消费龙头重心转移,国内厂商有望在消费电池领域实现国产化,同时凭借动力与储能电池领域的前瞻性布局打造业绩新增长点。我们看好这类企业完善的产品体系与充足的发展潜力。3、市场对于消费电池厂商缺少全面系统的研究,我们在报告中详细比对消费电池企业的技术路线、动力储能布局、收入/利润/费用等财务指标,并新增覆盖欣旺达、蔚蓝锂芯、德赛电池、鹏辉能源、珠海冠宇五家消费电池企业。投资观点投资观点 消费升级与“双碳”政策推进下,消费类锂离子电池稳定增长、动力类锂离子电池加速扩张、储能类锂离子电池放量可期,预计
11、随下游应用领域不断拓展,锂电行业需求将持续旺盛。我们持续看好锂电池广阔的成长空间,给予锂离子电池行业“买入”评级。锂离子电池行业投资建议:锂离子电池行业投资建议:重点推荐欣旺达、蔚蓝锂芯、德赛电池、鹏辉能源、珠海冠宇。重点推荐:(1)欣旺达欣旺达:国内消费锂电池领军企业,动力、储能布局打造新增长点;(2)蔚蓝锂芯蔚蓝锂芯:全球三元圆柱锂电池龙头,深度受益于电动工具锂电池国产化机遇,积极布局清洁电器、电踏车、便携式储能等应用领域;(3)德赛德赛电池电池:多年专注 BMS 与 Pack 业务,中小型锂电池电源管理及封装领先市场,产品矩阵持续拓展中;(4)鹏辉能源鹏辉能源:锂电产品体系全面覆盖消费、
12、动力与储能领域,多点开花持续支撑业绩成长;(5)珠海冠宇珠海冠宇:国内消费锂电龙头积累雄厚,动力及储能电池业务逐步切入。dW8Y9XxXqQnO9P9R9PnPoOpNtRlOpOrQiNoOtPaQtRtRuOrQoPuOnQmR 敬请参阅最后一页特别声明-3-证券研究报告 电子行业电子行业 目目 录录 1、锂电池:消费、动力、储能三分天下锂电池:消费、动力、储能三分天下 .8 8 1.1、锂离子电池:锂离子电池:应用领域广泛,规模加速扩张应用领域广泛,规模加速扩张 .8 8 1.2、锂离子电池产业链:体系成熟完整,专业化程度高锂离子电池产业链:体系成熟完整,专业化程度高 .9 9 1.3、
13、动力电池和储能电池市场为消费电池厂商打开动力电池和储能电池市场为消费电池厂商打开广阔成长空间广阔成长空间 .1313 2、消费电池:格局优化和下游创新驱动行业稳定成长消费电池:格局优化和下游创新驱动行业稳定成长.1919 2.1、下游消费电子下游消费电子需求需求稳稳增增,消费类电池,消费类电池前景向好前景向好 .1919 2.2、行业集中度高,二线厂商有望突围行业集中度高,二线厂商有望突围 .2525 2.3、电动工具无绳化、锂电化趋势利好锂电池发展电动工具无绳化、锂电化趋势利好锂电池发展 .2727 3、动力电池:新能源汽车产业空间广阔动力电池:新能源汽车产业空间广阔 .3030 3.1、新
14、能源汽车高景气,动力电池持续放量新能源汽车高景气,动力电池持续放量 .3030 3.2、龙头地位巩固,二线厂商竞争激烈龙头地位巩固,二线厂商竞争激烈 .3535 4、储能电池:锂电储能步入规模化阶段储能电池:锂电储能步入规模化阶段 .3838 4.1、政策利好频出,储能锂电池迎战略机遇政策利好频出,储能锂电池迎战略机遇 .3838 4.2、动力龙头入局,海外份额有望提升动力龙头入局,海外份额有望提升 .4242 5、投资建议投资建议 .4343 6、重点公司分析重点公司分析 .4444 6.1、欣旺达:国内锂离子电池领军企业,消费电芯与动力电池业务潜力巨大欣旺达:国内锂离子电池领军企业,消费电
15、芯与动力电池业务潜力巨大.4444 6.2、蔚蓝锂芯:全球三元圆柱锂蔚蓝锂芯:全球三元圆柱锂电池龙头,产能扩张、赛道拓展巩固领先地位电池龙头,产能扩张、赛道拓展巩固领先地位 .5050 6.3、德赛电池:中小型锂电池电源管理及封装领先企业,产业链延伸培育新增长点德赛电池:中小型锂电池电源管理及封装领先企业,产业链延伸培育新增长点 .5454 6.4、鹏辉能源:锂电产品体系完整,鹏辉能源:锂电产品体系完整,布局布局储储能能赛道开拓新增长曲线赛道开拓新增长曲线.5959 6.5、珠海冠宇:全球消费锂电龙头,产能扩张与动力布局打开成长空间珠海冠宇:全球消费锂电龙头,产能扩张与动力布局打开成长空间.6
16、464 7、风险分析风险分析 .7070 敬请参阅最后一页特别声明-4-证券研究报告 电子行业电子行业 图目录图目录 图 1:锂离子电池充放电过程示意图.8 图 2:2013-2021 年全球锂离子电池出货量及增速.9 图 3:2017-2021 年中国锂离子电池出货量及增速.9 图 4:2010-2021 年中国锂离子电池产量及增速.9 图 5:2018-2021 年中国锂离子电池各类型正极材料出货量占比.11 图 6:锂离子电池成本构成(以磷酸铁锂正极/石墨负极路线为例)(2018年).11 图 7:锂离子电池产业链.12 图 8:圆柱、方形、软包、扣式锂离子电池外形与结构示意图.12 图
17、 9:2018-2021 年我国锂离子电池出货量结构.14 图 10:六家电池行业上市公司 2021-2024年营业收入预测(亿元).16 图 11:六家电池行业上市公司 2021-2024年营业收入结构预测(%).16 图 12:六家电池行业上市公司 2018-2021年毛利率对比(%).17 图 13:六家电池行业上市公司 2018-2021年净利率对比(%).17 图 14:六家电池行业上市公司 2018-2021年研发费用对比(亿元).17 图 15:六家电池行业上市公司 2018-2021年研发费用率对比(%).17 图 16:2015-2021 年全球笔记本电脑出货量统计.19 图
18、 17:2019-2021 年全球笔记本电脑前五大厂商出货量市场份额.19 图 18:2015-2021 年全球笔记本电脑锂离子电池类别占比(按出货量统计).20 图 19:2017-2021 年全球与中国平板电脑出货量及增速.20 图 20:2018-2021 年全球平板电脑前五大厂商出货量市场份额.20 图 21:2011-2023年全球智能手机出货量统计及预测.21 图 22:2019-2023 年全球 5G智能手机渗透率与 ASP统计及预测.21 图 23:2015-2021 年中国智能手机出货量统计.21 图 24:国内 5G手机月度出货量渗透率.21 图 25:2015-2021
19、年全球智能手机主要厂商出货量市场份额.22 图 26:2015-2021 年中国智能手机主要厂商出货量市场份额.22 图 27:双电芯 L型电池与异形电池.22 图 28:2015-2021 年全球手机锂离子电池类别出货量占比.23 图 29:2015-2021 年全球与中国可穿戴设备出货量及增速.23 图 30:2016-2021 年全球智能手表出货量及增速.23 图 31:2016-2021 年全球 TWS耳机出货量.24 图 32:2018-2026 年全球无人机市场规模统计及预测.24 图 33:2017-2022 年中国民用无人机市场规模统计及预测.24 图 34:2018-2023
20、 年中国 3C数码类锂离子电池出货量统计与预测.25 图 35:2020年全球手机锂离子电池制造企业出货量市场份额.25 图 36:2020年全球笔记本、平板锂离子电池制造企业出货量市场份额.25 图 37:2019-2020 年日韩头部消费电池厂商出货量市场份额变化.26 图 38:2020年全球小软包锂离子电池制造企业出货量市场份额.26 图 39:2011-2021年全球电动工具市场出货量及无绳类电动工具产量占比(万台,%).28 敬请参阅最后一页特别声明-5-证券研究报告 电子行业电子行业 图 40:2011-2021年全球锂电电动工具产量及渗透率(亿台,%).28 图 41:2011
21、-2021年全球电动工具用锂离子电池出货量(亿颗).28 图 42:2020年全球电动工具行业竞争格局(按收入).29 图 43:2019年全球工业级电动工具行业竞争格局(按出货量).29 图 44:2017-2020 全球电动工具锂电池装机份额.29 图 45:部分头部车企 2021 年纯电动车型逐月销量(辆).32 图 46:2021-2022年 1月中国电动汽车公共充电桩累计数量统计.33 图 47:2014-2021 年我国新能源汽车产销规模及增速.33 图 48:新能源乘用车分月度销量及渗透率.34 图 49:2012-2021 年全球新能源汽车销量规模及增速.34 图 50:分地区
22、 2020、2021 年新能源汽车销量(万辆)及增速(%).34 图 51:2015-2021 年中国动力电池出货量、装机量及增速.35 图 52:2017-2021 年全球动力电池出货量、装机量及增速.35 图 53:2018-2021 年全球动力电池前十大厂商装机量占比.35 图 54:2018-2021 全球头部动力电池厂商市占率变化.35 图 55:2018-2021 年国内动力电池前十大厂商市场份额.36 图 56:2018-2021 国内头部动力电池厂商市占率变化.36 图 57:2017-2021 年中国动力电池正极材料结构.36 图 58:2017-2021 年中国动力电池封装
23、方式结构.36 图 59:2016-2021Q3 全球与中国储能市场累计装机规模.38 图 60:2016-2021Q3 全球与中国电化学储能累计装机规模.38 图 61:全球储能市场累计装机规模构成(截至 2021年 9月).39 图 62:国内储能市场累计装机规模构成(截至 2021年 9月).39 图 63:2020年全球新增投运电化学储能项目的地区分布(按装机规模占比).39 图 64:电化学储能系统成本构成.41 图 65:2016-2025 年全球储能电池出货量统计与预测.42 图 66:2017-2025 年中国储能电池出货量统计与预测.42 图 67:2020年全球储能电池企业
24、出货量市场份额.42 图 68:2020年中国储能电池企业出货量市场份额.42 图 69:欣旺达 2018-2021年营业收入及同比情况.44 图 70:欣旺达 2018-2021年归母净利润及同比情况.44 图 71:欣旺达 2018-2021年扣非归母净利润及同比情况.45 图 72:欣旺达 2018-2021年毛利率及净利率情况.45 图 73:欣旺达 2021 年分业务营收占比情况.45 图 74:蔚蓝锂芯 2018-2021 年营业收入及同比情况.50 图 75:蔚蓝锂芯 2018-2021 年归母净利润及同比情况.50 图 76:蔚蓝锂芯 2018-2021 年扣非归母净利润及同比
25、情况.50 图 77:蔚蓝锂芯 2018-2021 年毛利率及净利率情况.50 图 78:蔚蓝锂芯 2021年分行业营收占比情况.51 图 79:德赛电池 2018-2021 年营业收入及同比情况.54 图 80:德赛电池 2018-2021 年归母净利润及同比情况.54 敬请参阅最后一页特别声明-6-证券研究报告 电子行业电子行业 图 81:德赛电池 2018-2021 年扣非归母净利润及同比情况.54 图 82:德赛电池 2018-2021 年毛利率及净利率情况.54 图 83:德赛电池 2021年分业务营收占比情况.55 图 84:鹏辉能源 2018-2021 年营业收入及同比情况.59
26、 图 85:鹏辉能源 2018-2021 年归母净利润及同比情况.59 图 86:鹏辉能源 2018-2021 年扣非归母净利润及同比情况.59 图 87:鹏辉能源 2018-2021 年毛利率及净利率情况.59 图 88:鹏辉能源 2021年分业务营收占比情况.60 图 89:珠海冠宇 2018-2021 年营业收入及同比情况.64 图 90:珠海冠宇 2018-2021 年归母净利润及同比情况.64 图 91:珠海冠宇 2018-2021 年扣非归母净利润及同比情况.64 图 92:珠海冠宇 2018-2021 年毛利率及净利率情况.64 图 93:珠海冠宇 2021年分业务营收占比情况.
27、65 图 94:珠海冠宇首次授予的限制性股票各年度业绩考核目标.66 图 95:珠海冠宇激励计划首次授予限制性股票成本摊销情况和对各期会计成本的影响.66 表表目录目录 表 1:常见锂离子电池正极材料及其性能.10 表 2:圆柱、方形、软包电池对比.13 表 3:主要消费电池厂商向动力、储能领域转型.14 表 4:典型锂离子电池厂商技术路线布局.18 表 5:主要消费电池厂商技术路线与产品应用情况.26 表 6:电动工具按专业等级分类.27 表 7:部分国家碳中和政策目标.30 表 8:新能源汽车财政补贴退坡详情.31 表 9:近期中央会议或文件中新能源汽车行业相关表述.31 表 10:202
28、1年新能源乘用车销量 Top20 车型.32 表 11:国内主要动力电池厂商技术路线与配套客户.37 表 12:“十四五”期间中央部分新型储能支持性文件.40 表 13:“十四五”期间典型地区新型储能建设规划.40 表 14:重点推荐锂离子电池公司净利润与 PE 估值情况.43 表 15:重点推荐锂离子电池公司营收与 PS估值情况.43 表 16:欣旺达收入拆分.47 表 17:欣旺达动力电池产能规划.48 表 18:欣旺达可比公司估值-PE 估值.48 表 19:欣旺达盈利预测与估值简表.49 表 20:蔚蓝锂芯收入拆分.52 表 21:蔚蓝锂芯可比公司估值-PE估值.53 表 22:蔚蓝锂
29、芯盈利预测与估值简表.53 表 23:德赛电池收入拆分.57 表 24:德赛电池可比公司估值-PE估值.57 敬请参阅最后一页特别声明-7-证券研究报告 电子行业电子行业 表 25:德赛电池盈利预测与估值简表.58 表 26:鹏辉能源收入拆分.62 表 27:鹏辉能源可比公司估值-PE估值.63 表 28:鹏辉能源盈利预测与估值简表.63 表 29:珠海冠宇收入拆分.67 表 30:珠海冠宇可比公司估值-PE估值.68 表 31:珠海冠宇盈利预测与估值简表.69 敬请参阅最后一页特别声明-8-证券研究报告 电子电子行业行业 1 1、锂电池锂电池:消费、动力、储能三分天下:消费、动力、储能三分天
30、下 1.11.1、锂离子电池锂离子电池:应用领域广泛,应用领域广泛,规模加速扩张规模加速扩张 锂离子电池是一种二次电池(充电电池),主要依靠锂离子在正极和负极之间锂离子电池是一种二次电池(充电电池),主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。图图 1 1:锂离子电池充放电过程示意图锂离子电池充放电过程示意图 资料来源:锂电网,光大证券研究所整理 当前,市场上主要使用的可充电电池按照材料可分为铅酸电池、镍镉电池、镍当前,市场上主要使用的可充电电池按照材料可
31、分为铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池等。氢电池和锂离子电池等。铅酸电池、镍镉电池内含有大量铅、镉、汞等有害元素,废弃后会产生大量有毒物质,对环境造成严重污染,在全球范围内其生产、销售和使用已逐步受到限制。相比之下,锂离子电池具有体积小、重量轻、能量密度高、工作电压高、循环寿命长、充电速度快、无记忆效应、环境污染小等优点,正在逐渐替代铅酸电池。近年来,锂离子电池近年来,锂离子电池在消费类电子产品、电动汽车、储能装置等领域的应用逐在消费类电子产品、电动汽车、储能装置等领域的应用逐渐加深,市场规模迅速扩大。渐加深,市场规模迅速扩大。根据高工产研(GGII)数据显示,2020 年全球锂电池出货
32、量 294.5GWh,同比增长 35.32%,2013-2020CAGR 达 26.13%。EVTank 近期发布中国锂离子电池行业发展白皮书(2022 年)表明,2021年全球锂离子电池总体出货量 562.4GWh,同比大幅增长 90.64%,预计 2030年之前全球锂离子电池出货量的复合增长率将达到 25.6%,到 2030 年总体出货量或将接近 5TWh。从国内市场来看,受益于消费电子产品普及与新能源汽车的销量提升,国内锂电池迅速放量,产量由 2010 年的 26.87 亿只提升至2021 年的 232.6 亿只,其中 2021 年同比增长 22.4%,仍处于上升通道。GGII数据显示,
33、2021 年中国锂电池出货量为 327GWh,同比增长 130%,预计2022 年中国锂电池出货量有望超 600GWh,同比增速有望超 80%;2025 年中国锂电池市场出货量将超 1450GWh,21-25 年复合增长率超过 43%。敬请参阅最后一页特别声明-9-证券研究报告 电子电子行业行业 图图 2 2:20132013-20212021 年全球锂离子电池出货量及增速年全球锂离子电池出货量及增速 图图 3 3:2 2017017-20212021 年中年中国国锂锂离离子子电池出货量及增速电池出货量及增速 资料来源:GGII,EVTank,光大证券研究所整理 资料来源:GGII,光大证券研
34、究所整理 图图 4 4:20102010-20212021 年年中国锂离子电池产量及增速中国锂离子电池产量及增速 资料来源:国家统计局,智研咨询,光大证券研究所整理 1.21.2、锂离子电池产业链锂离子电池产业链:体体系成熟完整系成熟完整,专业化程度高,专业化程度高 经过近二十年的发展,锂离子电池行业已经形成了一个专业化程度高、分工明晰的产业链体系,上游为基础原料,中游涵盖电池材料、锂离子电芯、锂电池模组及 PACK,下游包括三大应用领域与锂电池回收利用。1 1、上游:上游:钴、锂、镍、锰、石墨等是构成锂离子电池的基础原料。2 2、中游:、中游:1)正极材料、负极材料、电解液正极材料、负极材料
35、、电解液、隔膜隔膜四大材料与其他辅材四大材料与其他辅材 正极材料:正极材料:锂离子电池通过正极出现的锂离子在负极碳材中的嵌入与迁出来实现电池的充放电过程,正极材料在锂离子电池四大材料中占据最为核心的地位,对电池的能量密度、循环寿命和倍率性能等综合性能至关重要,其成本占锂离子电池成本的 40%-45%,决定了电池整体成本的高低。正极材料主要分为钴酸锂(LCO)、锰酸锂(LMO)、磷酸铁锂(LFP)、三元(NCM/NCA)等,在性能特征与应用领域方面各有差异:a a)钴酸锂钴酸锂:钴酸锂为第一代商品化的锂电池正极材料,具有较好的电化学性能和加工性能,比容量相对较高,主要应用于 3C 消费电子领域的
36、小型充电电 敬请参阅最后一页特别声明-10-证券研究报告 电子电子行业行业 池。但金属钴价格昂贵导致钴酸锂材料成本较高,且循环寿命低、安全性能差,近年来部分市场份额被三元正极材料替代。但在超薄电子产品领域,钴酸锂凭借体积能量密度、倍率性能等方面的优势仍然维持市场地位。b b)锰酸锂)锰酸锂:锰酸锂相比钴酸锂具有资源丰富、成本低、无污染、安全性能好、倍率性能好等优点,但其较低的比容量、较差的循环性能使其应用受到限制,主要用于轻型动力(电动两轮车等)、物流车以及注重成本、对续航里程要求相对低的微型乘用车领域。c c)磷酸铁锂:)磷酸铁锂:磷酸铁锂的优点在于橄榄石结构稳定,安全性能与循环性能好,且不
37、含钴等贵重金属,成本低廉、性价比高、环境友好。其缺点在于能量密度较低、低温性能较差,且压实密度低导致电池体积较大。目前,磷酸铁锂正极在新能源商用车(客车等)、低续航乘用车及对电池成本与循环寿命敏感度较高的储能领域得到了广泛应用。d d)三元:)三元:三元正极材料具有高能量密度、长续航里程的优点,但在循环寿命、安全性与性价比方面逊色于磷酸铁锂,主要应用于动力领域(高续航乘用车)与轻型动力领域,并在小型消费类锂电中部分替代钴酸锂正极材料。三元材料按照元素组成可分为镍钴锰酸锂(NCM)与镍钴铝酸锂(NCA)两种,按照镍含量差异可进一步分为中镍(NCM523 等)、中高镍(NCM613、NCM622
38、等)和高镍(NCM811、NCA 等)。镍、钴、锰(铝)三种元素的不同配比显著影响三元正极材料的性能,镍主要用于提高能量密度,钴主要用于稳定三元材料层状结构、改善循环性能,锰主要用于降低成本、改善材料的结构稳定性和安全性。如今三元正极材料市场逐步往高镍方向发展,随镍含量升高、钴含量降低,三元材料的能量密度逐渐提高,单位成本下降,但热稳定性的技术要求有所提高。因此,相比于采用常规三元材料的锂电池,高镍三元材料电池续航里程更长、综合成本更低,同时对电池厂商的产品设计、制造工艺及设备环境提出了更高的要求。表表 1 1:常见锂离子电池正极材料及其性能常见锂离子电池正极材料及其性能 钴酸锂钴酸锂(LCO
39、LCO)锰酸锂(锰酸锂(LMOLMO)磷酸铁锂(磷酸铁锂(LFPLFP)三元材料三元材料 镍钴锰酸锂(镍钴锰酸锂(N NCMCM)镍钴铝酸锂(镍钴铝酸锂(N NCACA)化学式 LiCoO2 LiMn2O4 LiFePO4 Li(NixCoyMnz)O2 Li(NixCoyAlz)O2 晶体结构 层状 尖晶石 橄榄石 层状 层状 理 论 放 电 比 容 量(mAh/g)274 148 170 273-285 275 实 际 放 电 比 容 量(mAh/g)135-150 100-130 130-150 150-220 180-220 压实密度(g/cm)3.6-4.2 3.0 2.2-2.3
40、3.4-3.7 3.4-3.7 平均能量密度(Wh/kg)180-240 100-150 100-150 180-300 平均电压(V)3.7 3.8 3.4 3.6 3.7 循环寿命(次)500-1000 500-1000 2000 800-2000 500-2000 环保性 钴有放射性 无毒 无毒 镍、钴有毒 镍、钴有毒 安全性能 适中 良好 好 随镍含量增大,热稳定性等安全性能下降 较差 成本 高 低 低 随镍含量增大,成本下降 较低 主要应用领域 传统 3C 数码电子产品 电动工具、电动自行车、电动汽车及大规模储能 电动汽车及大规模储能 部分 3C 数码电子产品、电动工具、电动自行车、
41、电动汽车 资料来源:容百科技招股说明书,孚能科技招股说明书,马璨、吕迎春、李泓锂离子电池基础科学问题(VII)正极材料,光大证券研究所整理 正极材料出货结构方面,受消费电池增速放缓影响,主要应用于 3C 数码领域的钴酸锂市场占比逐步下滑;在电动车市场高速增长驱动下,磷酸铁锂与三元正极材料合计市场份额由 2020 年的 70%提升至 2021 年的 81%,其中磷酸铁 敬请参阅最后一页特别声明-11-证券研究报告 电子电子行业行业 锂市场占比由 24%上升到 43%,三元市场占比则略微下滑。根据 GGII 预测,2022 年铁锂材料新产能投放将超 80 万吨,在动力和储能需求带动下成为市场主流;
42、三元正极材料新产能投放将超 40 万吨,高镍、无钴以及高电压化为技术演进方向。图图 5 5:2 2018018-20212021 年中国年中国锂离子电池锂离子电池各类型正极材料出货量占比各类型正极材料出货量占比 资料来源:GGII,光大证券研究所整理 负极材料:负极材料:负极在电池中起储锂作用,对电池循环性能有直接影响,成本占比10%左右。目前的主流材料包括人造石墨、天然石墨等,其中人造石墨的综合性能最优,占据负极材料的市场主流地位。硅碳负极在提升能量密度方面具备优势,有望成为未来负极材料演变方向。电解液:电解液:电解液在锂电池正、负极之间起到传导离子的作用,是锂离子电池获得高电压、高比能等优
43、点的保证。电解液影响电池的能量密度、循环寿命、安全性等综合性能,一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成。隔膜:隔膜:隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来,防止两极接触而短路,此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能。锂电池电解液为有机溶剂体系,因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料,一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。图图 6 6:锂离子电池成本构成(:锂离子电池成本构成(以磷酸铁锂正极以磷酸铁锂正极/石墨负极路线为例石墨负极路线为例)(2 2018018 年)年)资料来源:中
44、科海钠官网,光大证券研究所整理 敬请参阅最后一页特别声明-12-证券研究报告 电子电子行业行业 2)锂离子电芯锂离子电芯:锂离子电芯厂商使用上游材料厂商提供的正负极材料、电解液和隔膜,生产出不同规格、不同容量的锂离子电芯产品。电芯在锂电池模组成本构成中占比超过 60%,被视为锂电池的“心脏”。3 3)锂电池模组锂电池模组:由锂离子电芯、电源管理系统、精密结构件及辅料等构成,是手机、便携式电脑、智能硬件等消费类电子产品和新能源汽车的必需基础元器件之一。锂电池模组及 PACK 是将电芯加工成电池的过程,电池模组厂商根据下游客户产品的不同性能、使用要求选择不同的锂离子电芯、电源管理系统方案、精密结构
45、件、制造工艺等,进行锂电池模组的设计与生产。3 3、下游:、下游:电池产品最终可应用于消费电子领域(智能手机、平板电脑、智能手环等)、动力领域(电动自行车、电动汽车等)、储能领域(电网、数据中心、5G 基站等)。锂离子电池回收利用:锂离子电池回收利用:在电池使用寿命届满或报废后,可对废旧电池中的三元材料、磷酸铁锂、石墨等材料进行加工再生,使上述材料在电池产业中实现循环。主要途径包括火法、湿法冶金工艺以及固相电解还原技术等。图图 7 7:锂离子电池产业链:锂离子电池产业链 资料来源:光大证券研究所整理 按照按照不同的不同的封装形式封装形式与外形与外形,锂离子电池可,锂离子电池可划划分为圆柱锂离子
46、电池、方形锂离分为圆柱锂离子电池、方形锂离子电池和聚合物软包锂离子电池子电池和聚合物软包锂离子电池三大类三大类。此外,扣式电池与异形电池此外,扣式电池与异形电池凭借特殊凭借特殊设计满足下游细分领域的需求。设计满足下游细分领域的需求。图图 8 8:圆柱、方形、软包、扣式锂离子电池外形与结构示意图:圆柱、方形、软包、扣式锂离子电池外形与结构示意图 资料来源:电子发烧友,电车资源,光大证券研究所整理 敬请参阅最后一页特别声明-13-证券研究报告 电子电子行业行业 1 1)圆柱电池:圆柱电池:圆柱电池主要采用卷绕的生产工艺,研制与应用时间较早,工艺成熟、良品率高、标准化程度高,PACK 成本能够得到有
47、效控制。由于封包时圆柱体之间的空隙形成了散热空间,圆柱电池的散热性较优;但圆柱电池的空间利用率不足,直径较大,同时电池管理系统较为复杂,成组效率低。18650圆柱型锂离子电池是最早发展起来的锂电池封装形式,最初大多应用于数码产品,其中 18(mm)代表电池的直径,65(mm)代表电池的高度,0 则代表圆柱电池。然而,在动力领域,传统 18650 圆柱电池单体电芯容量较小,为满足电动车的能量密度需求需要大量电芯组合,极大增加了电池管理系统的复杂程度。因此,动力电池龙头特斯拉先后牵头推出 21700 与 4680 大圆柱电池,通过电芯结构与电池材料的创新提升单体电芯能量密度,从而减少单个电池包所需
48、的电芯数量。2 2)方形电池:)方形电池:方形电池采用卷绕工艺,可塑性较强,可以根据搭载产品的具体需求而进行定制化的设计,同时空间利用率相对圆柱电池更高。由于技术难度相对较低,方形电池供应商数量丰富,在比亚迪、蔚来、吉利等国内领先新能源车企的产品中得到广泛应用。但方形电池型号众多,制造工艺不统一,一致性较差。3 3)软包电池软包电池:软包电池主要采取叠片工艺,采用铝塑膜作为包装材料,质量较轻,能量密度较高,在保持一定电池容量的条件下体积更小,且设计灵活性强,能够较好满足消费类电子产品对轻薄、安全、能量密度、尺寸多变等方面的需求,在消费电池领域已替代方形、圆柱电池占据主流地位,在新能源车中的应用
49、逐步推广。其缺陷在于强度较低,标准化程度低,且高端铝塑膜进口依赖性强。表表 2 2:圆柱、方形、软包电池对比圆柱、方形、软包电池对比 类别类别 能量密度能量密度 安全性安全性 重量重量 标准化程度标准化程度 工艺要求工艺要求 充放电倍率充放电倍率 圆柱电池 中 低 较重 高 低(圆柱卷绕)低 方形电池 中 中 轻 低 中(方形卷绕)中 软包电池 高 高 轻 低 高(方形叠片)高 资料来源:珠海冠宇招股说明书,光大证券研究所整理 4 4)扣式电池扣式电池:扣式电池适应消费电子产品轻薄化、小型化的发展趋势,呈纽扣状,厚度薄、体积小,主要应用于电脑主板、MP3 手表、计算器、IC 卡、蓝牙耳机等产品
50、,在 TWS 耳机领域替代圆柱电池成为主流技术路线。扣式电池分为硬壳扣式电池和软包扣式电池,前者采用叠片工艺,后者采用卷绕工艺。目前布局扣式锂离子电池的制造商主要包括德国瓦尔塔(Varta)、紫建电子(VDL)、亿纬锂能、鹏辉能源等。5 5)异形电池:)异形电池:部分企业将锂离子电池设计成特定形状以适应特殊形态的产品需要,如智能手环等可穿戴设备中应用的柔性电池。1.31.3、动力电池和储能电池市场为消费电池厂商打开广阔动力电池和储能电池市场为消费电池厂商打开广阔成长空间成长空间 按应用领域不同,锂离子电池主要分为消费型、动力型和储能型三大类。按应用领域不同,锂离子电池主要分为消费型、动力型和储