动力电池与电动车产业趋势变化分析及投资前景预测

  2015年随国家政策的大力倾斜、市场需求剧增等原因使得新能源产业爆发，带动了动力锂电池、铅酸蓄电池等相关储能电池的快速的提升，那么动力电池与电动汽车发展现状究竟怎样呢？随小编来一起看看吧！

  动力电池即提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电瓶车等提供动力的蓄电池。

  目前国内外研究开发的电动汽车用动力电池最重要的包含铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、钠硫电池、锂电池、燃料电池等。

  能量(wh/kg)：单位质量的电极材料放出电能的大小，决定电动汽车的续航能力。

  功率密度(wh/l)：燃料电池所能输出的上限功率除以整个燃料电池的重量或体积，表示电池在瞬间能放出能量的能力。

  功率(w/kg)：单位质量的电池所能提供的功率，直接影响电动汽车的加速性能和最高车速。

  循环寿命：是电池充电一放电循环一周的次数，是衡量动力电池使用寿命的重要指标。

  成本：电池的成本与新技术、原材料、制作流程与工艺和生产规模等因素相关。通常随技术的持续不断的发展，电池成本将会逐步降低。

  铅酸电池质量重，充电放电功能较差，循环寿命短，铅酸电池含有的重金属铅，对环境的污染严重，且在强烈的碰撞下会产生爆炸对消费的人的生命安全构成威胁。

  镍镉电池的技术成熟，稳定性很高，可大电流放电，使用温度范围宽：40℃一65℃。但电流效率及能量效率尚欠佳，活性物质利用率低。其致命缺点是含有有毒金属元素镉。

  镍氢电池具有高比功率、电流充放电大、无污染、安全性能好等特点，缺点是具有轻度记忆效应，高温环境下性能差，但是由于其技术成熟，综合性能好，是当前混合动力汽车中应用成熟的绿色电池。

  燃料电池是将燃料的化学能转变为电能的装置。燃料电池在其反应稳定后，要一直地提供燃料而将化学能转变为电能，放电特性连续，但不可反复充电使用。

  锂离子动力电池有以下优点：工作电压高(是镍镉电池氢-镍电池的3倍)、比能量大(可达165WH/kg，是氢镍电池的3倍)、体积小、质量轻、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、无污染等。目前阻碍动力锂离子电池发展的瓶颈是安全性能和汽车动力电池的管理系统。

  从全球范围来看，日本是生产锂离子电池的先驱，拥有核心材料的关键技术，从正负极材料、隔膜材料到电解液都占据非常大的优势，拥有最完善、最先进的锂电池产业链。韩国企业在电池与材料领域迅猛发展，其电池出货量已超过日本，但基础材料领域研究与日本相比还有一定差距。

  而中国企业在材料领域的基础研究处于相对落后水平，尤其是动力电池用材料。在国产材料成本较低的前提下，随着国产产品质量的不断的提高，进口替代和国产化应用比例也随之攀升。

  锂离子电池由正极、隔膜、负极和电解液四个基本部分所组成。电极材料，均指能够可逆地嵌入/脱嵌锂离子的材料。在电池充放电过程中，锂是以离子的形式存在，且作为能量交换的载体，通过电解液在正负极之间进行可逆的插入与脱出，进而达到能量交换的目的。

  目前，新能源汽车用锂离子电池的正极材料主要是钴酸锂、三元材料、磷酸铁锂和锰酸锂等。钴酸锂的市场占有率已显而易见地下降，而三元材料市场占有率却呈现快速上升趋势，磷酸铁锂和锰酸锂的市场占有率也有所扩大。

  总的来看，尽管2016年动力电池对正极材料的需求量会大增，但正极材料价格上涨几乎是不可避免的事情。预计2016年正极材料价格涨幅可能会在10%以上。

  在锂电池的四大材料中，负极材料的技术相对成熟，大致上可以分为两大类：碳材料和非碳材料。在锂电池技术的升级过程中，木桶原理决定了锂电池正负极、电解液等材料的同向化，共焦点的发展模式。

  电解液的用量根据所使用正极材料的不同而有较大的差别，1kWh动力电池中，有1.2kg的(如Leaf用的锰酸锂电池)，也有1.6kg的(如Volt用的锰酸锂+NCM三元电池)，也有2.16kg的(如秦PHEV用的磷酸铁锂电池)。电解液主要由溶质(六氟磷酸锂)、溶剂和添加剂构成，其中，六氟磷酸锂的制备用材主要是碳酸锂和相应的氟产品。

  隔膜国产化率低，国产隔膜占据低端市场，中高端市场依赖进口。在锂离子电池材料中，正负极材料和电解液已经大多数都实现了国产化，隔膜起步最晚，国内企业技术尚不成熟，国内企业主要占据低端3C市场，高端3C产品的电池以及国产动力电池其实是依赖进口隔膜。

  世界上首个锂离子电池诞生至今已有40余年历史，在科技日益发展的时代，锂离子电池技术发展进程相对缓慢。在新能源汽车领域，锂电池还存在续航短、体积大、造价高与充电耗时长的痛点，这严重阻碍了新能源汽车的发展。

  目前，主流的锂电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂以及三元材料(最重要的包含镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂两种)等。就能量密度、成本、安全性、耐热性和循环寿命来看，它们各有千秋，这也导致动力锂电池正极材料技术路线出现分化。

  从能量密度上讲，锰酸锂好于磷酸铁锂，镍钴锰多元材料NCM又好于锰酸锂，镍钴铝材料NCA又好于镍钴锰多元材料NCM。未来3~5年，三元材料NCM/NCA将成为电动车用锂电的主流正极材料。

  三元材料锂电池的安全问题已得到一定的改善和解决。三元锂电池通过电解液以及特殊的陶瓷隔膜技术制作，陶瓷隔膜可以在电池里面短路时隔开短路源，从而显著提升了三元锂电池的安全性能。目前的三元材料采取使用的是1:1:1的结构，结构更为稳定，制备更为成熟。国内新能源汽车整车厂越来越青睐以三元材料作为正极材料的动力锂电池，传统的磷酸铁锂动力电池的技术路线正在面临史无前例的挑战。

  2015年年末，中科院上海硅酸盐研究所公布消息称，已研制出一种高性能超级电容器电极材料--氮掺杂有序介孔石墨烯，该材料具备极佳的电化学储能特性，可用作电动车的“超强电池”，充电只需7秒钟，即可续航35公里，相关研究成果已于2015年12月18日发表在世界顶级期刊《科学》上。

  该新型石墨烯超级电容器体积轻巧，可采用低成本制备，实现规模生产。因性能较铅酸、镍氢等电池有明显的竞争优势，且在快速充放方面又远远优于锂电池，因此该“超级电池”可大范围的应用于现有混合电动汽车、大功率输出设备的更新换代。

  但投入实际应用需要充电功率要达到1800kW，当前还不适合大量推广，或许从实验室到工厂再到市场还有很远的路要走。

  多年来，锂-空气电池一直被业界誉为“终极电池”。锂-空气电池的理论单位体积内的包含的能量能达到锂离子电池的十倍，并且相比于传统电池体积更小也更便宜。但是很难使得锂-空气电池的电池容量接近理论值，其氧化薄膜的核心问题也没有正真获得解决。

  2015年10月29日，英国剑桥大学研究人员报告说，他们克服了困扰锂-空气电池的多个技术难题。剑桥大学开发出的锂-空气电池模型蓄电能力约为3000Wh/kg，是现有锂离子电池的约8倍，可循环充放电上千次，接下来将研究该电池的充放电速率以及锂金属负极的保护和安全风险隐患等问题。

  锂硫电池是以硫元素作为正极、金属锂作为负极的一种电池，其理论比单位体积内的包含的能量可达2600Wh/kg，实际单位体积内的包含的能量可达450Wh/kg。同时单质硫价格低、产量丰富、环境友好，是目前最接近产业化的高比能量电池技术。虽然一直被看成下一代汽车动力的主力，但锂硫电池存在着反复使用不能超过300次的瓶颈。

  锂硫电池是世界各国竞相研发的尖端技术，其产业化前景被普遍看好。如何大幅进一步提升该电池的充放电循环寿命、使用安全性，将成为锂硫电池产业化发展的关键。

  半固态电池是由美国麻省理工学院与名为24M的衍生公司合作研制出的一种新型半固态液流电池，这种电池每单位体积传递的电力是传统电池的10倍。新电池每制造出1kWh电力的成本为250美元，为现有电池成本的三分之一。单次充电电动汽车可行驶300公里，是现有电池的2倍。

  半固态锂液流电池的单位体积内的包含的能量更高，价格更低，更安全，具有广阔的前景。但是，这种电池的工作原理和结构与普通的锂电池完全不同，生产线设计、质量控制、量产工艺这么多东西都得从头摸索。如果量产成功了，那在电池历史上，这个成就能与当年索尼发明锂离子电池相提并论。

  需求端：2015年纯电动客车爆发式涌入市场，对动力锂电池开启“扫货模式”，导致行业中动力锂电池供不应求。据对2016年新能源汽车产量的预测，“小容量”的纯电动乘用车和专用车产量将继续保持快速地增长，预计2016年动力锂电池需求量26GWh。

  供给端：据测算，到2015年底，国内动力锂电池的产能将达到17.3GWh，2016年新增20.74GWh，到2016年年底产能将达到38.04GWh，市场空间780亿元。从锂电池生产线年新增产能在第二、三季度会有少量释放，第四季度才能完全投产。

  动力锂电池需求量取决于下游新能源汽车产销量。2016年新能源汽车产量将继续保持前几年的发展的新趋势，第一季度是低谷，第四季度是顶峰。根据测算，从2016年各个季度来看，前三个季度锂电池供给充足，供略过于求，而第四季度，新能源汽车产销量集中爆发，动力锂电池行业将又出现供应紧张。从全年来看，动力锂电池供需基本平衡，但是考虑到部分新增产能可能投产不达预期，全年动力锂电池将处于供需紧平衡状态。

  由于新能源汽车带来的锂电池行业的新动力，2015年锂离子动力电池绝对增量将大大高于消费锂离子电池，在锂电池总体需求占比也将持续不断的增加，成为锂离子电池市场的首要驱动力，锂电池产业相关上市公司将显著收益。

  公司是电池级碳酸锂的行业标准制定者，顶级规模的锂产品生产企业，全球最大的矿石提锂企业，公司电池级碳酸锂品质优势显著，占据国内主要的市场份额。

  目前公司已形成年产负极材料1.5万吨的产能规模，在巩固单位现在有锂电业务竞争优势的基础上，进一步向锂离子动力电池的下游应用领域拓展，充分的发挥锂离子电池和新能源汽车业务之间的协调效应，符合公司打造锂电新能源业务整合平台的重要战略部署。

  国内最大锂电池电解液企业，其控股子公司华荣化工(占55%)建成重点国家级火炬计划项目“1000吨/年锂离子电池电解液项目”，是国内第一大、世界第三大锂离子电池电解液生产企业。

  国内最大的六氟磷酸锂生产厂商，并以此为突破口，以锂电为导向、以锂电很多材料为重点，形成完整的锂电产业链，做大做强锂电事业。

  表2-3对标A股及港股中主要动力电池上市公司，总市值取值截止2016年1月12日。

  规模方面，总市值超过200亿元的有天齐锂业（002466）、中国国安和中国宝安（000009）;港股中新能源电池上市公司平均规模较小，其中主营业务电池模块占比97%的五龙电动车总市值仅仅77.48亿港元;纳斯达克上市的比克电池规模仅0.28亿美元。

  估值方面，从市盈率看，超过100倍的有天齐锂业(173倍)和多氟多（002407）(422倍)，而杉杉股份（600884）、中国宝安和江苏国泰（002091）维持相比来说较低水平，分别为29倍、13倍和31倍，港股上市飞毛腿市盈率15.8倍，明显低于A股新能源电池上市公司;从市净率看，A股新能源电池上市公司明显高于港股和美股上市，其中天齐锂业高达10.01倍，显著高估，杉杉股份为2.65处于相比来说较低水平，港股飞毛腿仅0.77倍，显著低估，美股比克电池市盈率为2.10倍。

  如表2-4所示，对标A股中主要锂电池上市公司，财务数据截止2015年三季度。

  业绩方面，2015年前三季度上述公司应收均超过10亿元，其中中国宝安、杉杉股份和江苏国泰营收超过30亿元，分别为31.45亿元、30.72亿元和48.11亿元;其中中国宝安和杉杉股份的净利润分别为6.80亿元和6.66亿元%。

  盈利能力方面，中国宝安、杉杉股份和江苏国泰的净资产收益率维持较高水准，分别为17.55%、15.58%和11.50%;毛利率方面天齐锂业和中国宝安保持比较高水平，分别为48.29%和34.12。

  公司主营业务是高新技术业(34.02%)、房地产业(21.36%)和生物医药业(38.12%)。在高新技术业方面，中国宝安间接控股的深圳贝特瑞是一家致力于锂离子二次电池用正，负极材料的专业化生产厂商;公司投资控股的宁波拜特主要致力于动力电池检测设备和燃料电池检测设备的生产;大地和企业主要从事适用于新能源汽车的电机，控制器及其它控制设备生产和销售。

  承载着转变发展方式与经济转型和重点发展的高新技术产业加快速度进行发展表明中国宝安转型势头良好，对中国宝安的业绩也是有力支撑。公司2015年前三季度营业收入31.31亿元，同比增长17.64%，归母净利润6.80亿元，同比大幅度的增加160.90%，每股盈利0.43元。

  目前公司三块平台之一的贝特瑞成长空间巨大,同时拥有包括硅碳负极材料、锂系正极材料和石墨烯等多项重要的技术储备,技术实力丰沛雄厚,2015-2016年净利润预计1.62亿和1.86亿,公司未来将重点突破新能源动力电池领域,同时涉足正极材料NCA。另外企业具有大量天然石墨矿资源,年产石墨精矿可达60万吨。

  贝特瑞于2015年12月表示建立了与特斯拉定期直接沟通的渠道，同时也加紧与松下共同开发，以逐步扩大与特斯拉的业务范围。

  中国宝安后期将围绕建设一个新材料为主的高科技产业集团这一目标，加大加强新材料领域的投入，稳定生物医药产业，逐步调整房地产业，同时做好加法和减法。相信，伴随国内新能源行业发加快速度进行发展，中国宝安后期成长空间将进一步打开。

  创立于1997年、地处天津滨海高新区的力神电池是一家拥有自主知识产权核心技术，专门从事锂离子蓄电池研发技术、生产和经营的高新技术企业，产品囊括了圆型、方型、聚合物电池、动力电池、光伏以及超级电容器六大系列上百个型号，应用场景范围涉及个人电子消费领域、交通领域和储能领域等多个方向。

  近年来，以风能、光伏发电、电动汽车等为代表的新能源产业，已成为各国产业高质量发展重要方向，而蓄电池作为核心环节，已成为国际竞争的高地，市场占有率已跻身全球前五。在国际市场，目前中国在锂电池领域已拥有20%的全球市场占有率，和日韩形成三足鼎立之势。

  随着新型能源应用逐步扩大，力神电池相继与戴姆勒奔驰、大众、一汽、长安、东风、吉利、北汽、宇通等国内外各类大型车企展开合作，为乘用车、专用车以及商用大巴车等全系列电源提供解决方案。

  在技术上，力神公司在与国外电池材料供应商与科研院所的交流中不断掌握当前锂离子电池材料的发展的新趋势。在设备方面，力神研究院已具备从电池材料制备到电池制作以及最终电化学性能和安全性能测试的完备能力。

  力神坚持高端市场定位，致力为客户提供整体电源解决方案。经过近20年的专注研发，目前力神电池产品性能和质量得到市场的认可，后市伴随新能源电池行业的发展，天津力神电池也将迎来自己的长足发展。

  2013年之前，全球新能源汽车发展较缓慢，一方面由于新能源汽车开发成本居高不下，相关车企大多亏损，另一方面也没有代表性车型吸引消费的人;2013年初开始，特斯拉成为新能源汽车领域最大亮点，也迎来了新能源汽车发展的转折点。

  从国家战略高度审视，发展新能源汽车是减少环境污染、降低原油对外依存度、提升汽车工业国际竞争力的有效途径。新能源汽车代表了世界汽车产业的发展趋势，全力发展新能源汽车是国家的战略选择。

  新能源汽车产业在传统汽车产业基础上进行了延伸，上游增加了锂电池、电机与电控系统;中游整车及零部件企业没有变化;下游新增了充电设施建设与电池回收等环节。其中，上游锂电池产业链最长，对新能源汽车发展也至关重要，可以说锂电池产业链的任何一项技术突破都将有利于带动新能源汽车发展。

  美国仍然是最大的新能源轿车销售国，其在售的新能源汽车以中高端车型为主。日本仍然以混合动力为主要技术路线，是世界上最大的混合动力轿车销售市场。欧洲插电式混合动力轿车热潮迅速兴起，大众、宝马、奔驰、沃尔沃纷纷推出各自的量产插电式混合动力车型，2015年欧洲的插电式混合动力汽车进入迅速增加期。

  锂电池发展迅速，电动车产业腾飞带动需求。2014年美国纯电动车销量同比增长超30%。

  我国新能源（600617）轿车技术产业化水平居世界第二位，并且进入快速发展阶段。与国际新能源汽车技术相比，我国研发技术虽然起步不晚、速度不慢，但基础较弱，与国际领先水平相比仍有很大的差距。我国作为一个开放的汽车市场，技术竞争压力越来越大。

  2011至2014年国内新能源汽车销量呈现加速增长态势，其中2014年增长显著，纯电动车和插电式混合动力车合计7.5万辆。