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【重磅】特斯拉产业链专题:进击王者 引领未来(上)

2016-08-12 18:29
潇纵
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  (2)、电池成本占比60%,是未来特斯拉成本下降的主要源头

  特斯拉的电池成本主要分为三个阶段,目前电池成本占比接近60%,未来投资50亿美金的超级电池工厂投产,成本有望下降30%以上。

  第一个阶段为2013年以前,18650电芯价格较低仅为$2,但是BMS和PACK成本较高,电池成本占比为57%。此前松下一直为特斯拉的电池独家供应商,提供的电池为18650的NCA电池,单个电芯为3.1Ah,能量为11.47Wh,单价为$2左右,预计该价格为松下抢占市场而有意放低的价格。以85kwh的ModelS为例,采用7263颗电芯,电池成本为$15246,特斯拉公告的BMS和PACK成本为$20000,总电池成本为$35246,2013年特斯拉年报显示其毛利为22.5%,车子售价为$79900,其成本为$79900×(1-22.5%)=$61923,电池成本占比为$35246/$61923=57%。

  第二阶段为2013年至特斯拉的超级电池工厂Gigafactor投产前,受商业因素的而影响,电芯单体价格大幅上升为$3.5,得益于BMS和PACK成本下降,电池成本占比为59%。2013年10月30号特斯拉与松下签订了高达70亿美元合同,此时18650NCA电芯的价格上涨到了$3.5,涨幅高达75%,同样85kwh的7263颗电芯成本为7263×3.5=$26680,但是特斯拉单独出售的电池包价格和年报显示的毛利却没有太大的变化,估测BMS+PACK成本已经大幅降低为$10000,因为BMS和PACK主要成本为设计费,本身的电子元器件和制造成本很低,整个电池包的成本为$26680+$10000=$36680,成本占比为$36680/$61923=59%。

  第三阶段为超级电池工厂建成之后(2017~),电池成本下降30%以上。预计20700单体价格为$3.3,折合0.14美元/w。由于Model 3电芯数量较少且容量较少,预计Model3BMS+PACK成本为$2880左右,综合电池包成本为$6960,电池包成本占比29%。

  (3)、高镍NCM和NCA电池大势所趋

  Ni的含量越高,对应比容量越高,NCM811和NCA比容量最高。NCM分子中,Mn只起到稳定结构的作用,并不参与电化学反应,主要通过Ni和Co的价态变化来实现锂离子(Li+)脱嵌过程中的电荷平衡。Ni存在Ni2+到Ni3+,以及Ni3+到Ni4+两个氧化过程,Co只存在Co3+到Co4+的氧化过程。且Ni的氧化还原电压平台较低。所以Ni元素含量的高低是决定多元材料容量的主要因素。NCM811中Ni含量为35.6%,比容量要比NCM111高出29.3%,NCA中Ni含量为47.5%,比容量比NCM111提高30.5%。

 

  正极材料是电池能量的短板,提高正极材料比容量是提高电池能量密度的最佳方式,未来高比容量的NCA和高镍NCM是大势所趋。正极材料的比容量一般为100-200mAh/g,而石墨负极材料的比容量高达400mAh/g,所以电池中负极和电解液等一般采用冗余配置,电池的最终能量密度由正极材料决定。采用高容量的正极材料,能够带来负极、隔膜、电解液用量的大幅减少,电池最终能量密度的提升幅度远大于正极材料比容量提高的幅度。所以采用高容量的正极材料对于减轻电池重量,提高电动车的续航性能具有重要意义。

  NCA中Ni含量最高,技术壁垒高,产能主要集中在日韩,我国量产较少。2014年全球NCA产量为1.45万吨,占所有正极材料8.9%左右,2015年NCA产量为2.3万吨,占比为10.3%。目前NCA主要供应商有日本化学产业株式会社、户田化学(Toda)和住友金属(Sumitomo),韩国的Ecopro和GSEM也有少量产品销售,2015年我国NCA供应量不到2000吨,而同期三元材料为3万吨,NCA产量比例明显低于国际水平。NCA正极材料技术壁垒高,工艺难度大,量产NCA电池难度也非常大,所以目前我国NCA正极材料及电池规模都非常小,目前仅有宁波金和能量产NCA正极材料。

  特斯拉2015年销量为5万辆,折算NCA正极材料6400吨,占全球NCA产量27.4%。2015年全球销量为5万辆左右,主要以85度电的ModelS为主,共需要电池425万kwh,每kwh需要NCA正极材料约1.5kg,仅特斯拉就消耗NCA正极材料6400吨,占全球NCA产量比例高达27.4%,特斯拉有力的推动了NCA电池市场。

  我国企业正在逐步攻克NCA和高镍NCM技术,未来有望进入特斯拉产业链。如:宁波金和锂电正极材料已获得三星SDI、LGC、ATL等大客户认可,并已建立长期战略合作关系。当升科技新建4000吨NCM811产线,中和股份新建NCA产线等,未来随产线的逐步投产,我国正极材料企业有望进入特斯拉供应链。

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