冬日里的锂电池 等待下一次正极材料革命
2020年新能源汽车的火热行情前所未有:特斯拉(TSLA.US)一骑绝乘,继续着2019年10月开启的行情,市值已超七大传统造车企业市值总和,到达了约6300亿美元(约合人民币41300亿元)。
国内新能源汽车三家公司:小鹏汽车(XPEV.US)、蔚来汽车(NIO.US)、理想汽车(LI.US)带来的新行情也如火如荼。小鹏、理想上市不到半年涨幅均超100%,蔚来汽车截止2020年12月29日更是实现了年内996%惊人涨幅。
乍眼一看远超预期的绝对高估,其核心价值支撑在哪?
2020年12月21日,国新办发布了《新时代的中国能源发展》白皮书,提出了2030年力争二氧化碳排放达到峰值,2060年前实现碳中和的战略目标。中国对能源改革的快速推进,将给市场带来巨大的挑战与机遇。
中汽数据联合世界汽车用钢联盟、英国诺丁汉大学、沙特阿美石油公司、生态环境部对外合作与交流中心等16家国内外机构开展的《中国汽车低碳行动计划2020》研究表明,2019年中国量产乘用车生命周期碳排放总量为6.2亿吨二氧化碳(15万公里)。
作为对比数据,2019年全国碳排放为106亿吨,传统燃油汽车的巨量碳排放必然成为我国碳中和战略目标的重要改革对象。
另一方面,近日在北京顺利召开了新能源汽车产业发展“工信沙龙”,会上提到了2020年全年新能源汽车销量预计将达到130万辆,年内市场虽然受到了新冠疫情、补贴退坡、和油价下跌的影响,但仍实现了接近8%的同比增长。
与此同时,工信部预测2021年市场表现会有极大提升,增速可能超过30%,全年销量达到180万辆。我们预测,随着电动车里程续航的不断提升,清洁、环保且更经济的电动车,渗透率无疑将继续提升。
作为新能源汽车厂商最为关注的核心组件——新能源电池——一直是市场关注的焦点,然而,新能源电池的成本一直居高不下。
以蔚来汽车的ES6为例,ES6汽车在2019年采用的是84kWh电池,根据2019年蔚来汽车动力电池主要供应商宁德时代(300750.SZ)财报中披露的运营成本276亿元以及总销售电池系统40.96亿瓦时,粗算得到其动力电池成本约为631元/千瓦时,蔚来汽车的ES6单车电池成本就超过了53,000元。
新能源电池作为电动汽车动力/续航的决定性部件,在近几年电动汽车市场行情持续走高的背景下,其各大电动车品牌核心竞争力的地位也被不断巩固。
01 新能源电池:正极材料
电动汽车所使用的动力电池主要由正极材料、隔膜、负极材料以及有机电解液组成。正极材料作为电池系统中的核心部件,是影响到电池的综合性能的关键。其成本也占据了电池总成本的40%以上。
根据使用材料的不同,目前市场上的两种主流正极材料分别是磷酸铁锂和镍钴锰,而使用后者构成的电池也就是三元聚合物电池,简称三元电池。
一、磷酸铁锂电池与三元电池
磷酸铁锂电池作为早期纯电电动车的搭载电池,如比亚迪(002594.SZ)在2010年上市的首款纯电电动车使用的就是其自主研发的磷酸铁锂电池,具有高安全性和成本较低的特点。
同时,磷酸铁锂电池的技术在纯电汽车发展的早期已经较为成熟,由此迅速成为了各电动车品牌电池系统的首选方案。
而随着纯电汽车市场的迅速发展,各大厂商技术的不断提升,市场对于纯电汽车的续航能力也愈发重视。续航能力开始成为了衡量一个纯电汽车品牌的首要指标之一。
与此同时,国家四部委于2017年出台的《促进汽车动力电池产业发展行动方案》提出了2020年前实现300Wh/kg的指导要求也推高了新能源车补贴标准。
在这样的环境下,由于物理限制,能量密度已经接近研发极限的磷酸铁锂电池出现颓势,三元电池开始占据市场主流。
市场开始追求三元电池的开发主要有两个原因:第一,政策补贴对能量密度的要求磷酸铁锂电池难以达到;第二,电车厂商开始将电动车的高续航作为卖点开发新车型。