电力设备及新能源行业动力电池系列报告：产能阶段性过剩,五大因素塑造行业格局

动力电池系列报告：产能阶段性过剩，五大因素塑造行业格局目录产能高速扩张，形成阶段性、结构性过剩局面 (4)2014-2017年电池产能快速扩张，产能过剩已成定局 (4)阶段性过剩：扩产周期与需求增长错配，当前供给大于需求，但小于远景需求 (4)结构性过剩：磷酸铁锂过剩，高端三元不足 (5)动力电池发展方向：能量密度是撬动性价比的支点 (6)价格持续下降是电动车替代燃油车的基础 (6)提升电池容量是改善电动车性能的前提 (7)提升电池能量密度是技术攻关的主要方向 (8)五大因素制胜，安全性压倒一切 (9)安全性—高悬的达摩克利斯之剑 (10)电池热失控是电动车事故的主要来源10电池热失控的原因机理及控制11高镍化、大容量趋势增大安全隐患，车企决策更加审慎14能量密度—提升是必由之路，切忌欲速则不达 (15)成本—电动车价格仍然偏高，补贴强度决定电池价格 (17)充放电功率/倍率性能—优先级相对靠后 (18)循环次数—重要但不具决定性 (20)小结：差异化战略是取胜之匙，龙头强者恒强 (21)投资建议：行业显示先发优势，龙头及其产业链企业前景光明 (22)风险提示 (22)图表目录图表1：中国动力电池产能（分季度）情况统计 (4)图表2：中国动力电池产量（分季度）情况统计 (4)图表3：2017年中国动力电池企业产能统计 (5)图表4：2017年中国动力电池企业出货量统计 (5)图表5：电池企业的产能情况及规划 (5)图表6：2017年主要电池企业的产能及产能利用率分化十分明显 (6)图表7：2010-2030年动力电池价格及下游需求走势 (7)图表8：不同类型新能源汽车带电量及续航里程（纯电动续航） (7)图表9：日产聆风汽车动力电池系统演变趋势 (8)图表10：高镍材料具备更高的容量密度，但热稳定性和首次库伦效率较差 (9)图表11：动力电池产品具有一定程度的差异性 (9)图表12：动力锂离子电池的产品安全 (10)图表13：新能源汽车起火的主要场景统计 (11)图表14：电动车起火事故的原因统计 (11)图表15：锂离子电池热分解反应的出发原因及发展过程 (12)图表16：锂离子电池典型热失控过程 (12)图表17：锂离子电池各种放热反应的温度区间与反应焓 (13)图表18：不同正极材料pH值和表面残余锂（典型值） (14)图表19：正常电芯和胀气电芯气体成分分析 (14)图表20：2018年补贴标准鼓励高能量密度电池系统 (15)图表21：国内主流电池厂商产品能量密度水平统计 (15)图表22：2018年5-8批补贴目录车型续航里程与能量密度统计 (16)图表23：2010年以来全球动力电池系统成本及降幅 (17)图表24：2017年国内主要电池企业销售价格 (17)图表25：锂电池产品毛利率明显高于下游车企 (17)图表26：随着充电电流密度增大石墨负极表明析锂现象更加明显 (19)图表27：充电时间/倍率对于电池系统参数及价格的影响 (19)图表28：特斯拉Model S行驶20万公里后续航里程保持在90-95% (20)图表29：放电深度对于电池系统循环次数影响显著 (21)图表30：提升充放电倍率将降低电池循环寿命 (21)图表31：2015年以来宁德时代与比亚迪市场份额统计 (21)图表32：2015年以来宁德时代市场份额统计 (21)图表33：国内主要电池厂商下游客户统计 (22)我们在行业深度报告《动力电池系列报告（一）：穿越2020，动力电池需求到底有多大？》中的分析结果表明：动力电池的行业需求有望在2030年之前保持25%以上的复合增速，成长空间巨大。

但另一方面，由于过去几年国内电池产能高速扩张，目前全行业产能过剩情况突出，行业内企业境况已出现显著分化。

出现这种境况的原因一是过去几年行业内产能扩张过于激进，2017年底动力电池规划产能已接近200GWh ，而当年国内电池装机总量仅有38GWh ，产能开工率严重不足；二是动力电池的下游客户是大众消费品，下游对于电池各项因素的综合考量决定了行业集中度较高。

产能高速扩张，形成阶段性、结构性过剩局面2014-2017年电池产能快速扩张，产能过剩已成定局中国的锂电池行业起步较早，但在2014年以前锂电池主要用于消费电子行业，动力电池的产能相对有限。

2014年国内新能源汽车行业的快速爆发极大地刺激了电池厂商和新进入者扩产的动力。

从2014年下半年起，动力电池季度产能环比复合增速达到25%，单季产能从2014年1季度1.7GWh 增加到2018年1季度的40GWh 以上。

尽管新能源汽车的产销量仍然保持较快增长，但增速远远落后于动力电池产能的增速。

高工锂电调研显示，今年上半年中国动力电池出货量22.86GWh ，而同期动力电池产能约为91.87GWh ，产能利用率仅25%。

随着新产能的继续投放，到今年年底动力电池年产能将达200GWh ，可装备400万辆新能源汽车，是2018年产销量的4倍，因此产能过剩的局面短期内预计难以缓解。

图表1：中国动力电池产能（分季度）情况统计资料来源：GGII ，东方证券研究所 图表2：中国动力电池产量（分季度）情况统计资料来源：GGII ，东方证券研究所 阶段性过剩：扩产周期与需求增长错配，当前供给大于需求，但小于远景需求尽管目前动力电池产能严重供过于求，但从中长期看，动力电池的需求量在上千GWh 量级，现有产能仍需扩产近10倍才能满足供应。

据彭博新能源财经估计，全球动力电池的总需求将从2016年的21GWh 增长到2030年的1300GWh ，15年内复合增速达35%，因此行业内的龙头企业还有很大的扩产空间。

与此同时，动力电池扩产周期约2-3年，且呈现脉冲式增长的特点，新能源汽车的需求却是以比较稳定的速度持续增长，电池企业提前储备产能抢占市场地位也是合理决策。

尽管目前处于过剩局面，但龙头企业可以通过规模优势降低成本绑定客户，从而提高产能利用率进一步降低成本，实现正反馈循环，以获取更多份额等待行业拐点到来。

阶段性过剩将带来两个结果，首先市场集中度远高于产能集中度，中小厂商面临出局。

2017年国内动力电池总出货量为33.5GWh ，其中前五位和前十位的市场集中度分别达到61.6%和73.0%，而这些厂商的产能占比则仅有34.7%和52.0%。

图表3：2017年中国动力电池企业产能统计资料来源：GGII ，东方证券研究所 图表4：2017年中国动力电池企业出货量统计资料来源：真锂研究，东方证券研究所 第二个后果是行业的扩张进程放缓，尤其是中小企业的扩张速度放慢。

2017年是动力电池产能集中投放的重要年份，2018年之后动力电池企业的扩产进度逐渐分化，中小企业的扩产预期减弱，由于市场份额在快速向龙头集中，中小企业的产能逐渐成为无效产能，与此同时，头部企业的产能利用率仍然维持在高位，甚至保持供不应求的状态，因此其产能扩张的速度并不会减缓。

总体而言，龙头企业的产能可能成为格局稳定之后的实际有效供给。

图表5：电池企业的产能情况及规划资料来源：公司公告，东方证券研究所此外，储能业务稳步成长，将成为消化锂离子电池过剩产能的重要去向。

尽管储能电池技术种类多样，但锂离子电池被认为是最具前景的技术，目前的主要障碍在于锂电池较高的成本。

根据储能技术的市场需求，锂电池成本降至0.9元/Wh 时即具备应用价值。

未来几年动力电池的价格仍将持续走低，尤其是过剩比较严重的磷酸铁锂电池价格下行空间和压力都较大，一旦储能市场被打开，目前产能过剩的局面将迅速得到缓解乃至扭转。

结构性过剩：磷酸铁锂过剩，高端三元不足结构性过剩体现在两方面，一是产品类别上，截止到2016年年底，我国动力电池总产能约63GWh，其中三元电池产能25.5GWh，占比约40%，这一比例到2017年有望提升至47%。

在三元优势逐渐确立的大背景下，磷酸铁锂的产能将长期处于过剩状态，预计未来几年内将有落后产能退出市场；二是在市场结构上，市场竞争力较弱的低端产能严重过剩，位于头部的少数龙头则处于供不应求的状态。

从产能利用率角度观察，2017年CATL的产能利用率接近90%，比亚迪的产能利用率超过40%，行业平均水平则只有30%左右。

图表6：2017年主要电池企业的产能及产能利用率分化十分明显资料来源：公司公告，东方证券研究所动力电池发展方向：能量密度是撬动性价比的支点在新能源汽车推广过程中的两个主要问题：一是与化石燃料相比，电池相对低的能量密度，汽油的能量密度高达12000Wh/kg，现在较先进的动力电池单体能量密度约250Wh/kg，仅有汽油的1/40，这导致的主要后果是普通电动车续航里程远低于燃油车，催生消费者的“里程焦虑”；二是与内燃机驱动相比，相对高的整车成本，燃油车经过上百年的发展，其发动机的制造工艺成熟，成本控制也较好，动力电池的产业化时间仍然较短，当前成本很高，据BNEF统计，截至2017年，美国中档燃油车的动力系统成本约5500美元/套，动力电池成本则高达12000美元/套，尽管电动车的使用成本有优势，但电池造价的巨大差距导致目前电动车的经济性仍然较差。

价格持续下降是电动车替代燃油车的基础电池价格下降、实现电动车经济性平价是推动电动车替代燃油车的基础。

根据我们在深度报告《动力电池系列报告（一）：穿越2020，动力电池需求到底有多大？》中的测算：对于某些年行驶里程较高的应用场景，当前的电池价格已可以满足使用全成本平价；对于中档车而言，动力电池系统价格降至1元/Wh时，大众消费者可以实现使用全成本平价；随着电池成本的进一步下降，一旦低于0.7元/Wh，电动车的购臵成本可以和同档燃油车竞争，使用全成本则明显低于燃油车，届时电动车将在脱离政策支持的环境中加速替代燃油车。