電芯價格占電池總價維持在70%左右的水平，而剩余30%由模組、PACK環(huán)節(jié)構成。刀片電池在體積能量密度上比傳統(tǒng)磷酸鐵鋰離子電池提升了50%，從251Wh/L提升至332Wh/L。由于單體電池可以承受機械加強用途，是一種無模組方法，降低了電池包制作工藝，節(jié)省了物料和人工費用，預計可降低綜合成本達30%。

1.1動力鋰電池發(fā)展歷史

全球汽車電動化逐漸加速，在逐漸脫離補貼扶持、市場化程度加深、競爭愈加激烈的督促下，不斷提高能量密度、降低單位成本成為鋰離子電池公司的必選之路。在當下三元與磷酸鐵鋰并行的主流技術路線下，格局基本穩(wěn)定，然而縱觀電池技術的發(fā)展與迭代歷程，動力鋰電池的發(fā)展之路并不順利。

早期電動汽車型僅存在于實驗階段，受到技術發(fā)展階段以及成本的限制，并未實現(xiàn)真正的量產(chǎn)。1997年，豐田將高功率鎳氫電池搭載于普銳斯混合動力汽車正式推出首款商業(yè)化電動汽車。2000年起在北美、歐洲及世界各地公開發(fā)售。動力鋰電池正式在乘用車領域開啟商業(yè)化之路。動力鋰電池的發(fā)展歷程可大致分為以下四個階段：

起步階段（2000~2007年）：以混合動力汽車為主，技術路線搖擺不定。

從20世紀初開始，國際動力鋰電池公司逐漸加大對動力鋰電池的研發(fā)力度，彼時新能源車行業(yè)尚處于初級發(fā)展階段，動力鋰電池供應商較少，研發(fā)和產(chǎn)量相對集中。

在動力鋰電池技術方面，早期多采用鉛酸電池、鎳氫電池等技術路線，受到材料性質的限制，電池能量密度的天花板較低，續(xù)航問題長期被詬病，同時存在安全隱患。但是技術相對成熟，且成本低，適用于低速小型電動汽車，目前在儲能領域也有所應用。

而關于鋰離子電池，雖然行業(yè)對材料特性的前景十分看好，但由于技術水平限制，3C消費類鋰離子電池仍處在發(fā)展階段，可借鑒相關經(jīng)驗有限，動力鋰離子電池僅存在于實驗室階段，尚未實現(xiàn)規(guī)?；瘧?。

我國最早的動力鋰電池是應用在電動客車上。2006年，中通客車承擔了串聯(lián)混合動力客車產(chǎn)品開發(fā)和奧運用純電動客車兩個863計劃項目，成功生產(chǎn)的第一輛串聯(lián)式混合動力公交客車并正式下線，該車型使用自主研發(fā)的LMO電池，是動力鋰電池產(chǎn)業(yè)里程碑式的一步。

探索階段（2008~2012年）：鋰離子動力鋰電池面市，市場初具雛形，日、韓廠商霸占市場，我國新能源車產(chǎn)業(yè)起步。

2008年，特斯拉推出其首款電動汽車型Roadster，搭載NCA電池，極大地提高了電池的能量密度，是全球第一款應用鋰離子動力鋰電池并實現(xiàn)量產(chǎn)的純電動跑車，已于2012年停產(chǎn)，在全球范圍內共售出約2450輛。Roadster作為特斯拉對電動汽車市場的敲門磚，相對市場需求過于超前，以及高居不下的生產(chǎn)成本，最終沒有取得理想的效果，但仍為全球電動化供應了借鑒。三元鋰離子電池從這時開始逐漸得到市場重用，相對鉛酸、鎳氫電池而言，鋰離子電池能量密度大幅提高，續(xù)航里程大大延長。

日本、韓國由于具有發(fā)達消費電子產(chǎn)業(yè)基礎，在動力鋰電池技術領域同樣處于領先地位。隨著索尼、松下、三星等電池龍頭的技術不斷成熟，日韓車企迅速搶占全球新能源汽車市場。索尼作為首先研發(fā)出鋰離子電池的廠商，在市場發(fā)展初期一直走在行業(yè)前端；松下收購三洋進軍動力鋰離子電池行業(yè)，與特斯拉合作為其供應高18650圓柱NCA電池，實現(xiàn)量產(chǎn)突破；三星SDI背靠三星集團雄厚研發(fā)、資源實力，同樣具備供應動力鋰電池全產(chǎn)業(yè)鏈條解決方法的能力。

2009年，多部委聯(lián)合啟動了十城千輛節(jié)能與新能源汽車示范推廣應用工程，標志著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)正式上升為國家戰(zhàn)略，經(jīng)過多年的摸索與磨合，2014年我國新能源車市場初具規(guī)模。

井噴階段（2012~2015年）：鋰離子電池技術路線主流地位明確，出現(xiàn)三元與磷酸鐵鋰二分天下的局面。政策支持下動力鋰電池公司數(shù)量激增，日韓公司龍頭地位不改，以寧德時代為代表的我國公司加入全球市場競爭。

2012年，特斯拉ModelS交付并實現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)，松下動力鋰電池出貨量居于全球首位。LGChem關于動力鋰電池的整體研發(fā)資金及人力投入自2013年開始呈現(xiàn)出持續(xù)上升的態(tài)勢，且專注于三元鋰離子電池的研發(fā)。

寧德時代加入戰(zhàn)局，憑借繼承ATL在消費電池領域的技術和市場地位優(yōu)勢，產(chǎn)品質量優(yōu)異，迅速打開國際市場，采取三元電池為主、磷酸鐵鋰并重的技術路線策略，出貨量逐年攀升，2015年國內市占率達到15.3%。

比亞迪純電動汽車交付，在三元電池路線大盛的背景下另辟蹊徑選擇磷酸鐵鋰，運用成本優(yōu)勢，從電動客車、電動出租車等ToB端商用電動汽車切入，銷量迅速累積。憑借比亞迪新能源車的高銷量，比亞迪電池2015年市占率達到行業(yè)第一23.2%。

我國是從十五時期開始對電動汽車技術進行大規(guī)模有組織的研究開發(fā)，并于十二五期間正式拉開新能源車商業(yè)化發(fā)展的序幕。通過執(zhí)行863計劃，通過政府關于鎳氫電池和錳酸鋰離子電池的研發(fā)支持，正式將汽車電動化寫入議程。

電動汽車重大科技專項確立了以混合動力汽車、純電動汽車、燃料動力電池汽車為三縱，以多能源動力總成控制系統(tǒng)、驅動電機和動力鋰電池為三橫的電動汽車三縱三橫研公布局，全面組織啟動大規(guī)模電動汽車技術研發(fā)，我國的鋰離子動力鋰電池技術正式步入啟航軌道上。

洗牌中成長（2016年~至今）：三元電池的能量密度優(yōu)勢逐漸凸顯，市場份額逐漸上升。我國新能源車相關政策變化頻繁，大浪淘沙，競爭中優(yōu)質公司做大做強。

補貼扶持下的新能源車行業(yè)逐漸發(fā)展成熟，市場競爭程度愈加激烈，對電動汽車的續(xù)航能力、安全性能提出了更高的要求。三元電池相對磷酸鐵鋰具有先天能量密度優(yōu)勢，可以為電動汽車供應更高的續(xù)航里程保障，并逐漸向高鎳路線發(fā)展，不斷突破能量密度的天花板。

隨著工信部對低速電動汽車的進一步規(guī)范，在2016年十一月與十二月的兩次工作會議中確定：低速電動汽車必須搭載鋰離子電池，拒絕鉛酸電池作為動力源。雖然在當時引起了很大的爭議，但從長期發(fā)展角度來看，這個決定無疑是明智的。于是我國動力鋰電池公司迎來第一波洗牌，以鉛酸電池為主、缺乏鋰離子電池關鍵技術的公司迅速被淘汰，我國動力鋰電池正式步入以三元和磷酸鐵鋰為主流的市場格局時期。

第二波洗牌目前正在進行中，重要來自于新能源車補貼退坡對動力鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈的壓力。一方面補貼政策向高能量密度、高續(xù)航能力傾斜，另一方面降本壓力要求動力鋰電池選擇成本相對較低的技術路線。三元和磷酸鐵鋰在兩方面各有優(yōu)勢，我們預計未來一段時間內，三元與磷酸鐵鋰并行的市場格局將會持續(xù)。與此同時，各廠商正在積極尋求新的降本路徑，以適應激烈的市場競爭。

1.2三元與磷酸鐵鋰共存的電池格局

1.2.1另辟蹊徑磷酸鐵鋰當?shù)?/p>

磷酸鐵鋰離子電池最早在美國興起，2004年傳入我國，彼時以日韓公司為代表的海外領先動力鋰電池廠商多采用三元的技術路線，市場已經(jīng)初見規(guī)模，我國電動汽車商業(yè)化起步晚，趕超難度大，比亞迪作為我國電動汽車的領軍者，決定另辟蹊徑，選擇磷酸鐵鋰作為重要技術研發(fā)路線。

除市場原因外，政策方面自十一五開始，政府組織執(zhí)行節(jié)能與新能源汽車重大項目，繼續(xù)堅持三縱三橫的總體布局，并全面展開電動汽車關鍵技術研究和大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化技術攻關。而磷酸鐵鋰離子電池成為了國家863計劃、973計劃和十一五高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃重點支持的領域。

由于比亞迪等國內公司在磷酸鐵鋰離子電池方面的儲備和應用，磷酸鐵鋰便成為新能源汽車發(fā)展最重要的技術路線。2006年，第一款搭載磷酸鐵電池的F3e電動汽車研發(fā)成功，續(xù)航能力達到300公里。

2008年國內的動力鋰電池公司僅僅有10家，而到了2012年瘋狂上升到了105家。當時政府對動力鋰電池公司的補貼力度不斷加大，許多動力鋰電池公司趁機迅速建立起來。但由于鋰離子電池投資具備技術門檻高、投資研發(fā)周期長的特點，最終存活下來并持續(xù)健康發(fā)展的公司并不多。

國內沃特瑪首次成功研發(fā)了磷酸鐵鋰離子電池，比亞迪把其應用到乘用車以后，諸多公司迅速跟上，磷酸鐵鋰離子電池在我國的新能源車領域的風頭一時無二。

1.2.2能量密度優(yōu)勢促使三元電池崛起

隨著動力鋰電池產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，技術水平不斷提高，國家對行業(yè)發(fā)展路徑的規(guī)劃提出了新的方向，開始向高能量密度的三元電池傾斜。十二五期間，國家在政策方面把動力鋰電池的支持重心從磷酸鐵鋰轉移到三元鋰離子電池的研發(fā)上。2012年六月，國家發(fā)展新能源汽車的綱領性文件《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（20122020年）》公布。該規(guī)劃提出，到2015年，動力鋰電池模塊比能量達到150Wh/kg以上；到2020年，動力鋰電池模塊比能量達到300Wh/kg以上。在當時的技術水平下磷酸鐵鋰是達不到上述要求的。

2015年之后，國家開始認可三元鋰材料用于車用電池的安全性，政策松綁后，能量密度更高、代表著更遠續(xù)航的三元鋰離子電池開始逐漸占領乘用車市場大量份額。

2016-2017年起，隨著電動化的深入，乘用車逐漸成為新能源汽車推廣的主力，而新能源乘用車的補貼政策，將電池包的能量密度以及續(xù)航里程作為重要指標。新能源汽車公司為追求高額補貼，逐步放棄磷酸鐵鋰動力鋰電池，轉向三元電池。

2011年寧德時代成立，初期選擇以三元路線為主，在母公司ATL的技術支持下迅速成長，并通過搭線寶馬打開市場名氣，后續(xù)與大眾、一汽、宇通等優(yōu)質車企陸續(xù)展開合作。

之前堅定磷酸鐵鋰離子電池路線的比亞迪在2015年開始裝車三元電池，2017年開始大規(guī)模轉投三元電池。2017年比亞迪推出主力車型唐100插混與秦100插混、宋EV300和秦EV300，應用的都是三元電池。2018年之后比亞迪全新上市的車型應用的基本都是三元電池技術。

1.3新技術方向優(yōu)化PACK

1.3.1PACK是重要降本方向

鋰離子電池經(jīng)過多年技術和市場化發(fā)展，成本實現(xiàn)快速下降，自2010~2019年鋰離子電池價格共下降87%，年復合降幅達到20%。成本的不斷下降提升了新能源汽車市場競爭力，但當然補貼退坡仍未完成，價格仍需進一步下降才能提升整體滲透率，這對鋰離子電池的降本提出了新的要求。

鋰離子電池包含電芯（Cell）、模組、PACK三個重要環(huán)節(jié)，電芯的重要成本構成包括正極、負極、電解液、隔膜四大材料以及電芯加工成本，電芯價格占電池總價維持在70%左右的水平，而剩余30%由模組、PACK環(huán)節(jié)構成。

我們預測，四大材料在沒有新型高性價比替代品出現(xiàn)的情況下，用量和成本占比不會有太大的變化，成本壓縮空間有限。正極材料和濕法隔膜存在成本下降空間，但正極材料制造商毛利率已經(jīng)壓到所能承受的極限。濕法隔膜的價格已經(jīng)觸底，未來下降空間不大，且由于隔膜僅占到電池總成本5%的份額，對電池降本貢獻微小。人造石墨負極材料因為石墨化環(huán)節(jié)由外協(xié)轉向自供，會對成本降低顯示一定效果。電解液價格受原材料六氟磷酸鋰、EC溶劑影響較大，在原材料價格難以下降的情況下，價格下降難度較大。

PACK作為動力鋰電池制造的最后一道工序，因技術進步仍在進行中、電池包布置仍存在優(yōu)化空間、容易出現(xiàn)規(guī)模效應，仍然具備成本壓縮空間。當前趨勢是鋰離子電池制造商在擴張電池產(chǎn)量的同時，配套建設PACK產(chǎn)線。與此同時，由于電池的PACK形狀要針對車型進行定制設計，優(yōu)質電池廠商車企與車企合作，將生產(chǎn)鏈不斷向下游延伸，實現(xiàn)電池一體化生產(chǎn)。

1.3.2CTP引領降本新風向

通過改變電芯集成形式、減少模組數(shù)量，從而減少電芯外零部件的使用、降低裝配成本以及簡化生產(chǎn)流程，是目前諸多動力鋰電池廠采取的降本思路之一，特斯拉、寧德時代、比亞迪、蜂巢能源等公司先后推出了相似的產(chǎn)品設計方法和發(fā)展規(guī)劃。

在2019年德國法蘭克福國際車展上，寧德時代推出與北汽新能源合作開發(fā)的全新的CTP高集成動力鋰電池開發(fā)平臺（CellToPack），即電芯直接集成到電池包。根據(jù)寧德時代公布的數(shù)據(jù)，CTP可將電池包體積利用率提高15~20%，電池包零部件數(shù)量減少40%，生產(chǎn)效率提升50%，電池包能量密度提升10~15%。目前寧德時代量產(chǎn)最高電池組能力密度為182Wh/kg，CTP可使之達到200Wh/kg以上，大幅降低動力鋰電池的度電成本。

該技術將目前已經(jīng)獲得車廠的生產(chǎn)訂單，已確定的包括給大眾（拉美）卡客車公司供應磷酸鐵鋰CTP電池，以及北汽新能源EU5乘用車。我們認為隨著市場關于新技術的逐漸認可，未來將會有更多的車廠采用CTP技術電池，而隨著規(guī)模優(yōu)勢的不斷擴大，電池成本將進一步降低，夯實寧德時代在電池領域的絕對優(yōu)勢。

1.3.3刀片電池帶磷酸鐵鋰重回焦點

自從三元電池被廣泛應用后，磷酸鐵鋰裝機比例逐年下降，2018年三元電池實現(xiàn)反超，2019年差距進一步拉大，三元電池成為絕對的市場主流。然而從2019年月銷量數(shù)據(jù)可以看出，由于補貼退坡的影響，磷酸鐵鋰的成本優(yōu)勢重新回到公司視野，磷酸鐵鋰單月裝機占比呈現(xiàn)出上升趨勢，退坡后首月七月份裝機量占比甚至達到52.2%。

比亞迪在2020年一月推出了針對中低端車型的刀片電池，該電池將使用磷酸鐵鋰作為正極材料。刀片電池是一種長電芯方法，通過增大電芯的長度（最大長度與電池包寬度相當），將電芯扁長化設計，來進一步改進電池包集成效率的技術。通過成型工藝、結構設計等方面的改進提高外殼的支承強度，同時將外殼的長寬比控制在預定范圍內。此外，通過集流路徑的優(yōu)化等方式降低單體電池的內阻，還可輔以注液工藝的改進，解決單體電池尺寸較長帶來的注液時間較長的問題。

刀片電池在體積能量密度上比傳統(tǒng)磷酸鐵鋰離子電池提升了50%，從251Wh/L提升至332Wh/L。由于單體電池可以承受機械加強用途，是一種無模組方法，降低了電池包制作工藝，節(jié)省了物料和人工費用，預計可降低綜合成本達30%。比亞迪計劃在2020年三月在重慶廠首次量產(chǎn)刀片電池，并且首款搭載車型為今年的重量級新車漢，預計續(xù)航里程可達600公里。

按照當前平均0.85元/Wh的電池包成本，下降30%成本意味著電池成本將降至0.6元/Wh，單車平均帶電量60度電，則節(jié)省電池成本為1.5萬元，關于中低端車型降本效果顯著。我們認為刀片電池順應目前高能量密度與低成本雙壓力驅動下對新型電池的需求，可以將磷酸鐵鋰的應用空間大幅提升，尤其將拓展磷酸鐵鋰在乘用車領域的應用。

行業(yè)數(shù)據(jù)