电力设备新能源行业动力电池成本系列报告之一：如何优雅地拆解动力电池成本？

敬请参阅最后一页特别声明 -1- 证券研究报告 2019 年 11 月 6 日 电力设备新能源 如何优雅地拆解动力电池成本？ ——动力电池成本系列报告之一 行业深度 ◆模型框架： 动力电池的成本是市场关注的重点。新能源汽车行业仍在拐点之前，传统燃油车与电动汽车的成本差是新能源汽车渗透率增长的重要因素。为了定量研究动力电池成本，我们将电池成本和性能结合起来，建立了一个自下而上的模型。利用该模型可以静态地计算材料成本、硬件成本以及各工序的生产制造成本，并且可以动态地区分材料价格变化、技术进步、工艺改进等因素导致的成本下降。 ◆车辆及电池设计： （1）车辆设计：从用户需求出发，设计单车带电量/续驶里程及 Pack内电芯/模组的数量和组合方式。（2）材料层面：材料属性决定电池的电化学性能及物理参数。（3）电芯设计：核心是确定正负极材料涂层的厚度，进而设计电芯的外形尺寸。（4）模组及 Pack 设计：由电芯参数外推得出。 ◆物料成本： （1）物料用量：由电芯容量、活性材料克容量等参数计算出正/负极材料、电解液、隔膜、铜箔、铝箔及其他组件的理论用量，并根据良品率、材料利用率等进行调整。（2）物料价格：根据市场价格做出假设，包括主/辅材及硬件。（3）物料成本汇总：由物料用量和价格计算得出。 ◆生产成本： （1）工厂设计：对动力电池年产能、良品率、人员工资、设备折旧率、间接费用假设等做出假设。（2）生产工序：主要是各工序的设备投资额及人员配置。（3）直接人工/制造费用计算：根据设备折旧、人员工资费用及间接费用计算出结果。 ◆成本汇总及验证： 将物料成本和生产成本汇总到一起，得到动力电池 Pack 的成本。根据计算结果，LFP/NCM622/NCM523Pack 的成本分别为 0.66/0.76/0.80元/Wh，宁德时代 2018 年动力电池综合成本约 0.76 元/Wh；动力电池Pack 成本中，直接材料占比约 84%-89%，直接人工占比约 2.8%-3.8%，制造费用占比约 8.6%-11.8%，基本符合现实。 ◆投资建议 根据模型，降低动力电池成本的路径包括：更具性价比的材料体系、更精简的电池设计、更低的物料价格、工艺改进、设备改进。根据以上结论，建议关注：（1）宁德时代、比亚迪、国轩高科等优质电池企业；（2）当升科技、璞泰来、恩捷股份、容百科技、贝特瑞等材料龙头企业；（3）先导智能、赢合科技等设备企业。 ◆风险分析： 政策风险、技术路线变更风险、竞争加剧风险、原材料价格波动风险。 买入（维持） 分析师 王威 (执业证书编号：S0930517030001) 021-52523818 Wangwei2016@ebscn.com 马瑞山 (执业证书编号：S0930518080001) 021-52523850 mars@ebscn.com 行业与上证指数对比图 -20%-5%10%25%40%08-1810-1811-1801-1903-1904-1906-1907-19电力设备新能源沪深300 资料来源：Wind 23176150/43348/20191106 13:582019-11-06 电力设备新能源 敬请参阅最后一页特别声明 -2- 证券研究报告 投资聚焦 研究背景 动力电池是新能源汽车的核心构成之一，直接决定车辆性能和成本，电池成本下降的幅度直接影响新能源汽车的推广应用。在本篇研报中，我们参考一些学术资料及产业人士的观点建立了成本模型，对动力电池成本的诸多问题展开系列研究。 创新之处 目前市场对动力电池成本的研究相对简单而且偏静态。我们系统性地建立了自下而上的成本模型，可以对直接材料、直接人工、制造费用三大项进行拆分，并且可以动态区分材料价格变化、技术进步、工艺改进导致的成本下降。在后续的系列报告中，我们将对不同材料体系的动力电池进行对比研究，并且对成本下降的可能路径进行分析。 投资观点 目前新能源汽车的销量渗透率不足 5%，用户体验（充电、续航、智能网联）还有待改善，更重要的是，电动汽车与燃油汽车之间还存在较大的成本差。我们相信，随着动力电池成本的下降，新能源汽车有望迎来高速增长的拐点。 根据成本模型，我们对动力电池的降本路径进行了初步分析，结论如下：  不同的材料体系对应不同的电池成本，例如 LFP/LMO 电池 Pack 的成本比 NCM523 低 18%/22%，电芯成本低了 25%/29%；  物料价格下降可以降低成本，如果将 NCA、NCM811 正极活性材料的价格由 195 元/kg 调整至 150 元/kg（下降 23%），那么 NCM811电芯的成本将由 620 元/kWh 下降至 548 元/kWh（下降 12%）；  更精简的电池设计有助于降低成本，参考 CATL 提出的 CTP 技术，假设模组硬件物料成本降低 80%，减掉相应的模组组装设备和人员，那么 Pack 成本下降约 10%-15%；  工艺改进也是动力电池降本的方式之一，在模型中，我们假设电芯良品率为 95%，如果良品率提升至 98%，那么成本下降约 1.5%-2%。  设备改进也能使得电池成本下降，在模型中，我们假设单 Gwh 设备投资额为 3 亿元，如果降低 10%至 2.7 亿元，则动力电池 Pack 成本降低不到 1%。 综上所述，动力电池成本的下降主要依赖：（1）更具性价比的材料体系；（2）更精简的电池设计；（3）更低的物料价格；（4）工艺改进；（5）设备改进。动力电池及材料、设备龙头企业在多个方面具备成本优势，高镍三元、磷酸铁锂体系更具性价比。建议关注：（1）宁德时代、比亚迪、国轩高科等优质电池企业；（2）当升科技、璞泰来、恩捷股份、容百科技、贝特瑞等材料龙头企业；（3）先导智能、赢合科技等设备企业。 23176150/43348/20191106 13:582019-11-06 电力设备新能源 敬请参阅最后一页特别声明 -3- 证券研究报告 目 录 1、 模型框架：自下而上建立动态成本模型 .................................................................................... 6 2、 车辆及电池设计 ........................................................................................................................ 9 2.1、 材料层面：电池的电化学属性 ................................................................................................................ 9 2.2、 车辆设计：电动车性能决定 Pack 设计 ..............................................................................