电气设备行业：从电车需求看电池科技进步征程，勇者之路

勇者之路发布日期：2020年12月16日本报告由中信建投证券股份有限公司在中华人民共和国（仅为本报告目的，不包括香港、澳门、台湾）提供，由中信建投（国际）证券有限公司在香港提供。同时请参阅最后一页的重要声明。——从电车需求看电池科技进步征程分析师：杨藻yangzao@csc.com.cn86-18621883566SAC执证编号：S1440520010003分析师：张亦弛zhangyichi@csc.com.cn010-85159272SAC执证编号:S1440520040001证券研究报告行业深度报告提纲• 自本源出发——电池科技评价体系和高能量密度征途• 看过去成果——中国补贴政策与电池、电车产品演进• 瞻未来进展——从1到10的技术和从0到1的科学• 析标的争雄——强者恒强VS供应商平衡• 投资建议• 风险提示2qRoNsMxOrQpPoRtQrOtPqRbRcM7NtRrRmOpPfQpOnPlOqRtN6MpNmPwMsQwPNZmRpN提纲-自本源出发• 自本源出发——电池科技评价体系和高能量密度征途•储能技术源和应用指标•自储能脱胎，动力电池的特殊性•锂电颠覆铅酸，能量密度碾压是本质•征途无尽，容量、电压、辅助组元和成组效率3储能技术源和应用指标图：储能技术的理化分类4 储能技术从原理上可以分为物理储能、化学储能、电磁场储能、储热四类。 储能技术的主要指标包括规模、能量/功率的质量/体积密度、效率、自放率、日历寿命、循环寿命、单位成本、环境影响等，范围复杂。资料来源：A Numerical and Graphical Review of Energy Storage Technologies，中信建投图：储能技术的应用指标自储能脱胎，动力电池的特殊性图：动力电池、3C电池的实际需求5 作为储能技术的具体体现之一，动力电池对能量密度、功率密度的需求较高，同时也要兼顾安全性、寿命与成本。资料来源：The Current Move of Lithium Ion Batteries Towards the Next Phase，中信建投图：电池的不同封装方式锂电颠覆铅酸，能量密度碾压是本质图：20世纪初叶的铅酸动力电池车6 铅酸电池系统能量密度低（约30Wh/kg），远低于锂离子电池（约150Wh/kg），对应车型的工况续航也有巨大差距。 铅酸电池车面对燃油车型全无竞争力，而锂电车型逐步具备了竞争力。资料来源：搜狐汽车，特斯拉，中信建投图：特斯拉Model S爆炸图征途无尽，容量、电压、辅助组元和成组效率图：典型正负极的质量容量密度和对锂电压7 事实上，电车的电机、电控、系统架构潜力、软件可升级性潜力等均优于油车，但电池相比于油箱仍然在主要性能上偏弱，消费者对电池科技进步的需求将长期存在。 从电池能量密度基本公式E=U/[1/Qc+1/Qa+minact]可知，提升锂电能量密度的方式包括提升正负极容量（储锂能力）、拓展正负极电势差（单位电量锂离子做功能力）、减少各类非活性物质用量。此外，整车系统层面增加成组效率也有一定效果。但是，各种提升能量密度的努力需要权衡电池的综合性能。资料来源： Li-ion Battery Materials: present and future,中信建投提纲-看过去成果• 看过去成果——中国补贴政策与电池、电车产品演进•中国新能源汽车补贴政策演进：扶优扶强，利胜于弊•动力电池系统能量密度分布演进：三元高起点，铁锂补短板•动力电池系统能量密度最高值演进：三元百尺竿头，铁锂鱼跃龙门•电车工况续航演进：从焦虑满满，到焦虑过去时•典型产品：已有很强技术竞争力8中国补贴政策演进：扶优扶强，利胜于弊表：纯电动乘用车补贴基础值（单位：万元）表：纯电动乘用车补贴电池系统能量密度调整系数系统能量密度（单位：Wh/kg）90-120105-120120-125125-140140-160160-2017111.11.11.11.1201800.6111.11.220190000.80.9120200000.80.91资料来源：财政部,中信建投 注：R为纯电续航里程R（工况法，km）•每年调整补贴基础值，此外：2017年以前只有很低的续航要求。2017年引入电池系统能量密度要求。2018年调整续航要求，调整电池系统能量密度要求，引入电耗要求。2019年、2020年调整电耗要求。资料来源：财政部,中信建投注：m为整车整备质量，单位kg表：纯电动乘用车能耗水平设置门槛Y资料来源：财政部,中信建投资料来源：财政部,中信建投表：纯电动乘用车能耗水平调整系数m≤10001000≤m＜1600m＞16002018Y=0.0126m+0.45Y=0.0108m+2.25Y=0.0045m+12.332019Y=0.0126m+0.46Y=0.0108m+2.26Y=0.0045m+12.342020Y=0.0112m+0.4Y=0.0078m+3.8Y=0.0044m+9.24超过门槛Y百分比0-5%5-10%10-20%20-25%25-35%35%-20180.51111.11.12019000.8111.120200.80.8111.11.180≤R＜100100≤R＜150150≤R＜200200≤R＜250250≤R＜300300≤R＜350350≤R＜400R≥40020153.153.154.54.55.45.45.45.4201602.54.54.55.55.55.55.52017023.63.64.44.44.44.42018001.52.43.44.54.55201900001.81.81.82.52020000001.621.622.25推荐目录纯电乘用车电池系统能量密度演进图：推荐目录电池系统能量密度数量分布图：推荐目录电池系统能量密度占比分布资料来源：工信部,中信建投注：截至2020年8月资料来源：工信部,中信建投注：截至2020年8月01002003004005006007008002017201820192020-120120-140140-150150-160160-0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2017201820192020-120120-140140-150150-160160-•工信部新能源汽车推荐目录体现了新能源汽车动力电池系统、整车产品的性能变迁。•2017-2020年，总体电池系统能量密度大幅提升。•从140Wh/kg以内是主流，演进至140Wh/kg以上是主流。推荐目录纯电乘用车电池系统能量密度演进图：推荐目录三元、铁锂纯电乘用车数量分布图：推荐目录三元、铁锂纯电乘用车占比分布资料来源：工信部,中信建投注：截至2020年8月资料来源：工信部,中信建投注：截至2020年8月•工信部新能源汽车推荐目录体现了新能源汽车动力电池系统、整车产品的性能变迁。•三元能量密度占优，在实质补贴倾斜之下车型数量远多于铁锂。01002003004005006007008002017201820192020三元铁锂0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2017201820192020三