动力电池行业未来如何演绎?
作者 | 王杨
编辑丨高岩
来源 | 野马财经
回顾历史,类社会现代文明的每次进步都伴随着能源命。在如今“双碳”目标下,以清洁能源代替化石能源的必要性已不言而喻。
作为全球领先的动力电池系统提供商,宁德时代(300750.SZ)在电池材料、电池系统、电池回收等产业链拥有核心技术优势及前瞻性研发布局,专注于动力电池及储能电池的研发、生产及销售。
作为动力电池乃至我国整个新能源汽车产业链中的领军企业,宁德时代在各个细分领域也不断有所行动。
如今,市值超1.2万亿的“宁王”再显身手。6月23日,宁德时代正式发布第三代CTP(Cell To Pack)技术,同时宣布这款名为“麒麟电池”的新产品将于明年量产上市。
“麒麟电池”的面市带给市场足够的想象空间,也激活了二级市场的热度。6月23日,宁德时代股价大涨5.91%;24日,再涨4.94%,报收563.5元/股,总市值13134亿元。以5月5日低点353元/股计算,累计涨幅达59.6%。
小荷才露尖尖角。如今的“宁王”重回万亿市值,不断用技术创新捍卫护城河,眼下或许只是一个新的开始。
科学技术是第一生产力,拥有领先世界的原创性专利技术是上市公司资本、业绩快速增长的源动力。
宁德时代在电芯、模组、电池包、BMS等各细分领域均拥有多项核心技术,处于行业领先水平。正是核心技术的加持,为宁德时代成长为全球领军企业打下了基础。
2021年,宁德时代实现营业收入1303.56亿元,同比增长159.06%;实现扣非净利润134.42亿元,同比增幅215.2%。2022年一季度,实现486.78亿元的营收,同比继续上涨153.97%,全球市占率亦从去年底的32.6%,进一步提升到35%。
据中国汽车动力电池产业创新联盟发布的数据,2022年1-5月我国动力电池累计装机量为83.1GWh,同比增长100.8%。排名前三的企业分别为宁德时代、比亚迪(002594.SZ)和中创新航。其中,宁德时代以39.1GWh装机量占据全部市场的47.05%,较第二名比亚迪高出近25个百分点。
而在国际市场中,2021年,宁德时代稳居第一,全球装机量达到96.7GWh,市场占有率为32.6%,这也已经是宁德时代连续第五年登上全球最大动力电池企业的宝座。
宁德时代的第三代CTP——麒麟电池,系统集成度创全球新高,体积利用率突破72%,能量密度可达255Wh/kg,轻松实现整车1000公里续航。宁德时代从电化学本质出发,持续拓展系统结构的创新边界。
宁德时代将系统工程思维贯彻从材料、电芯到系统结构的研发全链条。通过三大技术革新,麒麟电池可将三元电池系统能量密度提升至255Wh/kg,磷酸铁锂电池系统能量密度提升至160Wh/kg。
麒麟电池将于2023年量产上市。从微观世界的模拟计算,到电池结构内部的化繁为简,宁德时代始终聚焦技术本源,自主创新,助推电动汽车实现对燃油车的全面超越。
2019年,宁德时代全球首创了无模组电池包CTP,率先使电池体积利用率突破50%大关,开启了电池结构的“无模组时代”。如今,宁德时代以“麒麟”之名为电池包重新定义空间,刷新记录的72%体积利用率, 成为当今全球最高集成度的电池。
随着麒麟电池的面世,谁将成为第一个吃螃蟹的车企成为焦点。
理想汽车创始人李想在麒麟电池发布会不久,在微博上给出了“明年见”的评论。宁德时代在社交媒体上还确认了与哪吒汽车、阿维塔、路特斯等整车企业的合作。
宁德时代表示,理想汽车旗下的新能源车已确定将搭载麒麟电池。宁德时代目前是理想汽车旗下车型ONE和L9的动力电池供应商。
目前动力电池以磷酸铁锂、三元锂(多元锂)两大路线为主,其中,三元锂电池原材料主要为镍、钴、锰,及锂盐本身。
国际厂商方面,松下的4680电池是主流技术代表,采用高镍正极+硅碳负极材料。4680电池有很多突出的优点,包括能量密度是传统电池的5倍,输出容量是传统电池的6倍,在相同电池体积下,能够提供额外16%-20%的续航。
也因此,4680电池被称为圆柱形电池的终极形态。特斯拉CEO马斯克曾将松下4680电池定义为“革命性的突破”,称将使他的公司生产售价2.5万美元的电动汽车成为可能。特斯拉预计4680电池在2022年底产能将达到100GWh左右。松下、LG新能源也相继投建产线,产能预计也将在2023年前后陆续释放。
而作为新一代方形电池技术的代表,“麒麟电池”优势独特。
在日前举办的2022 世界动力电池大会上,宁德时代首席科学家吴凯就曾透露过麒麟电池拥有四大优势:一是安全性高:麒麟电池在两块电芯的中间加水冷板,使相邻两块电芯的热传导降低,不会出现热失控;二是可满足高压快充:4C充电不是难事,明年即可在市场上看到;三是可极大提高电池寿命:因为水冷板具有缓冲作用;四是比能量高:麒麟电池可提高利用空间,磷酸铁锂系统能量密度160wh/kg,三元高镍可达250wh/kg,较4680电池多装13%的电量。
具体来看,麒麟电池又有以下特性:
首先,在电池的整合方面,麒麟电池整合了各种使用需求,将横纵梁、水冷板与隔热垫合三为一,集成为多功能弹性夹层。在夹层内搭建微米桥连接装置,灵活配合电芯呼吸进行自由伸缩,提升电芯全生命周期可靠性。而电芯与多功能弹性夹层组成的一体化能量单元,在垂直于行车方向上构建更稳固的受力结构,提高了电池包抗振动、冲击能力。
在空间结构上,宁德时代独创底部可空间共享方案,将电池结构防护、高压连接、热失控排气等功能模块进行智能分布,释放了6%的能量空间。同时,该电池系统还能满足底部球击等国标电池安全测试要求。
在冷却技术上,麒麟电池采用了宁德时代全球首创的电芯大面冷却技术,基于电芯的变化,将水冷功能置于电芯之间,可使换热面积扩大四倍。电芯控温时间缩短至原来的一半,支持5分钟快速热启动及10分钟快充。同时,在极端情况时,电芯还可急速降温,有效阻隔电芯间的异常热量传导。
总体来看,通过上述三大技术革新,麒麟电池可将三元电池系统能量密度提升至255Wh/kg,磷酸铁锂电池系统能量密度提升至160Wh/kg。在相同的化学体系、同等电池包尺寸下,麒麟电池包的电量,相比4680系统可以提升13%。
与同类竞品进行横向对比可以发现:麒麟电池综合性能优异,能量密度优于特斯拉4680,系统能量密度达到255Wh/kg;CTP3.0助力世界集成王者,体积利用率72%;液冷工艺优异,导热效率提高50%,助推4C快充突破瓶颈,构建续航、快充、安全、长寿命的材料/结构创新王者。
CIC灼识咨询合伙人赵晓马表示,麒麟电池是宁德时代在现有的方形电池技术路线下,通过结构创新,进一步提升电池性能的重要方式。宁德时代采用了全球首创的电芯大面冷却技术,取消了横纵梁、水冷板与隔热垫原本独立的涉及,集成为多功能弹性夹层,实现了水冷、隔热、缓冲功能三合一,进而实现了系统集成度的较大提升。
赵晓马介绍,铁锂+麒麟电池可与刀片电池竞争,高镍三元+麒麟电池可与4680竞争。与4680电池相比,在相同的化学体系、同等电池包尺寸下,麒麟电池包的电量,相比4680系统提升13%。原因一是圆柱形状因素导致本身的体积利用率仅有方形的87.5%;二是大圆柱的单体容量仍要显著低于方形,因而在热管理、BMS等方案设计上也将更加复杂。麒麟电池的冷却效果、能量密度、成组效率和空间利用率均优于刀片电池。
因此,宁德时代的麒麟电池在性能上优于4680电池。其最大的亮点在于,在两块电芯的中间加有液冷板,使相邻两块电芯的热传导降低,不会出现热失控,而且极大的提高了电池寿命。
据了解,由于成组极简化,麒麟电池对电芯结构件要求提升,同时4C超级快充对于负极和电解液等材料配方也有升级要求。目前产业链中也有相关供应商已有布局。基于宁德时代的供应链能力,实现目前预测的2023年量产可能性较大。
得益于中国环保事业的深入推进,以及一系列政策补贴,新能源汽车企业的发展如火如荼。
中国汽车工业协会发布数据显示,5月我国汽车企业出口24.5万辆,环比增长73%,同比增长62.3%。其中,新能源汽车更是增势明显,出口4.3万辆,同比增长1.3倍。
南京证券研究认为,在全球政策端和供给端共振下,新能源车有望保持长期较快增长。预计2025年全球新能源汽车销量有望达到2185万辆,2021年-2025年复合增速达到34.1%。同时,在新能源车高速发展推动下,预计2022年动力电池需求将达到577GWh,同比增长57.1%,到2025年将达到1157GWh,2021年-2025年复合增速达到38.99%。
宁德时代CTP3.0麒麟电池来了,对动力电池行业意味着什么?
随着新能源汽车的推广应用,其对电池液冷系统的需求也越来越广泛。液冷动力电池,2022年在电动车占比约55%。宁德时代“麒麟电池”的发布,或将导致液冷动力电池成为动力电池的主流技术。
浙商证券表示,麒麟电池的发布意味着锂电池进入新一轮深度竞争,相关技术工艺加速迭代进化,锂电设备迎来发展新机遇。CTP3.0电池将带动模组/PACK结构件较大的变化,水冷板、端板、托盘等要求提升。
在新能源时代的大背景下,全球锂电市场在2018年后进入需求高速发展时期,动力电池行业的前景广阔。国内动力电池龙头竞争格局清晰,其中宁德时代以一己之力扛起了国内动力电池的半边天,一直保持龙头地位。
来源:南京证券
CIC灼识咨询合伙人赵晓马表示,在动力电池市场,麒麟电池在散热、快速充电、提升电池寿命、能量密度等方面都有不错的进展,使得宁德时代在电池技术保持领先地位。针对汽车市场,麒麟电池热管理方案的优化在4C超级快充场景下,更加安全,且循环寿命更长,有望推动4C超级快充的迭代,同时叠加能量密度、体积效率的提升,更有助于消除消费者的里程焦虑与补能焦虑,进一步提升新能源汽车的竞争力。
零壹研究院分析师朱梅胤也持有相同看法,他认为,麒麟电池对于宁德来说是比较重要的一个产品,能让其巩固龙头地位。CTP相比传统的电池能提升不少效率,中国在这一方面也是挺有优势。宁德时代CTP已经搭载在很多量产车上面,这次麒麟电池先发优势和规模优势能进一步得到强化。
宁德时代的主营业务围绕锂离子电池展开,主要产品包括动力电池系统、储能系统和锂电池材料。
其中,动力电池系统销售系主要收入来源,2021年动力电池系统销售收入为 914.91亿元,同比增长 132.06%;锂电池材料销售收入 154.57亿元,同比增长 350.74%;储能系统销售收入为 136.23亿元,同比增长 601.01%。
2021年宁德时代延续动力电池销量大增,盈利能力强劲。同时,海外市场及储能业务爆发。
收入结构的变化也意味着,宁德时代看好储能系统的发展前景,正在加速储能业务布局。值得一提的是,2021年储能板块毛利率28.52%,高于动力电池的22%。
储能电池产品包括电芯、模组/电箱和电池柜等,可用于发电、输配电和用电领域。
截至目前,宁德时代已与国家能源集团、中国能建、中国华电、三峡集团、阳光电源、阿特斯、伊顿(EATON)等企业签署战略合作协议。根据ICC鑫椤资讯数据,2021年宁德时代全球储能电池产量市占率第一。
2021年宁德时代首次取得动力电池和储能领域的双料第一,双业务驱动,筑牢龙头地位。
另一方面,受益于海外新能源车市场逐渐放量和海外客户拓展,宁德时代海外收入占比持续提升,从 2015年的 0.6%增长到 2021 年上半年的 23.14%。
“宁德时代的每次技术革命,对中国制造和整个行业注入了强劲的能量。新一代‘麒麟电池’研发成果展现,让整个电池行业迈向了一个新台阶。”行业分析人士指出,未来随着公司海外供货的提升和储能业务的增长,有望提升整体的盈利能力。
梳理宁德时代近年财报,可以看到,近五年来,其研发费用合计近180亿元,研发费用率保持在6%至8%附近,且远高于销售费用、管理费用。
正是对研发能力的高度重视,宁德时代在锂电池工艺、钠离子电池、动力电池回收、储能系统等技术上多路并进,相继取得进展的同时,还拥有无稀有金属电池、固态电池等众多前沿技术储备。宁德时代斥巨资布局未来而显示出的强大资金壁垒,同样少有企业能够触及。
宁德时代成立至今只有11年,七年就成为世界第一。业内人士指出,不仅仅是时代造就了一个电池帝国,宁德时代也抓住了新能源脉搏,促进产业创新升级紧跟市场步伐,奠定了龙头地位。2021年,宁德时代已经迈上了一个全新的台阶,面临着巨大的市场竞争压力,宁德时代也需要不断寻求新的机会,拓展新业务,才能立于不败之地。
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