【产业研究报告】新能源汽车专题一（电池）
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新能源汽车的上中下游：
新能源汽车的上游是锂电池及电机的原材料；中游由电机，电控，电池三部分组成；下游为整车，充电桩和运营三个环节。上游原材料钴矿，锂矿、镍矿等均属于国家战略性矿产资源，尤其是钴国内较为稀缺，每年80-90%钴原料需由刚果进口补给。中游环节电池产业链相对较为复杂，也最为核心。下游作为直接面向消费群体的终端，对中上游有非常强的带动作用。
核心部件：电池
电池主要由正极、负极、隔膜以及电解液组成。
电池占新能源汽车的成本比重最高。从成本构成来看，电池成本相对整车占据42%，电机和电控分别占据10%以及11%。传统能源汽车中发动机与变速器构成核心动力总成部件，成本占比约占整车的30%，而新能源汽车的“三电”模块电池、电机、电控是核心动力总成部件，累计成本占比约60%，大幅超越传统整车。
新能源电动车相较传统整车的核心优势在于能源结构与成本，短板在于续航里程，未来新能源汽车竞争力提升主要源于降成本与提里程。续航里程主要由正极材料的容量决定，而正极材料决定了电池的容量（续航里程）、寿命等多方面核心性能，因此正极材料是电池最重要的子环节，成本占比区间高达30-40%。隔膜环节技术壁垒与成本均较高，难点在于微孔结构成型技术与基底材料，目前成本占比约占20%。负极材料主要以石墨为主，电解液主要以六氟磷酸锂为主，成本占比相对较低，分别为15%与10%左右。
电池的能量密度主要由正极材料决定。正极材料种类较多，主要包括磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂以及三元锂。三元材料使用了钴等贵金属，因此成本相对较高。
从所有电池类型的出货量总量来看，磷酸铁锂占主流，2016年磷酸铁锂出货量达到20.33GWh，占比高达72.49%，三元锂出货量达6.29GWh，占比达到22.44%，而其余的锰酸锂、钛酸锂等目前占比仍然较小。
当下技术路线商乘分化，客车以磷酸铁锂为主，乘用车以三元锂（NCM）为主。新能源客车之所以选择磷酸铁锂，主要由于新能源客车对使用寿命、安全性以及功率要求更高，续航里程以及运营线路较为固定从而可以在电池容量上做出一定让步。而乘用车作为个人使用，在下游充电桩尚未大面积普及时对续航里程要求较高，三元材料较弱的稳定性可以通过搭载性能优异的热管理系统加以弥补。从细分车型来看，新能源乘用车三元电池使用占比已经超过磷酸铁锂达到57%，而在新能源客车领域磷酸铁锂占比高达93%，仍然是最为主流的电池技术路线。
性能优异的负极材料应该具备较高的比能量，相对锂电极的电极电势低，充放电反应的可逆性能好，同时与电解液兼容性好。综合各类负极材料的成本与性能，在动力电池领域当前天然石墨仍然占据主流地位。
隔膜的作用是将电池的正、负极分隔开防止短路，也为电解质离子提供流动通道。隔膜制备工艺主要分为干法与湿法制备。由于隔膜毛利较高，干法技术与资金壁垒相对较低，大批企业进入产业链，后期产能较为可能过剩。而湿法隔膜主要受到三元锂电池增长带动需求，国内主要依赖进口。当前具备技术与资金优势的企业正积极布局扩大湿法隔膜产能，预计后期湿法隔膜进口替代有望提速。
电解液主要原材料为六氟磷酸锂。性能较好的电解液应该具备较高的离子导电率、电化学稳定性、热稳定性，同时安全性较高能够做到生物降解。通常磷酸铁锂正极材料每千瓦时所需电解液约1.5kg，三元锂正极材料每千瓦时所需电解液约1.2kg。
锂电设备主要用于对电芯的制作与组装。锂电池的制作过程分为极片制作、电芯组装、电芯激活检测以及电池分装四个工序段。其中极片制作是锂电池制造的核心工艺，也是对设备自动化水平和生产效能要求最高的环节。锂电池的性能与设备高度关联。设备的优劣会影响电池能量密度、安全性等等。锂电设备还在不断地往高度自动化与高精度前进。
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