文丨中金企业

新燃料车渗透率：超预期提高

未来五年全世界锂电设施要求超越5000亿元

锂电设施市场范围较大，寡头竞争。据咱们测算，锂电设施2021-2025年全世界市场范围超5,000亿元，市场范围较大，而优质设施产能稀缺，当前最重要的锂电设施厂家均面对严峻的产能阻碍。

新燃料车子渗透率仍在低位，中长久增添确定。全世界电动车产业渗透率仍在低位，长久成长体积依然宽广。依据Markline统算，2020年全世界车子电动化率仅为4.27%。中汽协预测2021年我们国家新燃料车子销售数量约为220万辆，同比增添64.6%。依据中金车子组的估计，到2025年全世界新燃料乘用车渗透率将来会达到21.28%，2030年全世界新燃料乘用车渗透率为39.76%；2025年华夏新燃料车子渗透率将有望达25%，年出售量突破700万台。2020-2025年，电动车产业年化增速将超越40%，成为未来几年快速成长的黄金赛道。

单车带电量提高，能源电池要求未来五年复合增添率有望超越50%。能源电池方面，随着单车带电量的提升，能源电池要求将来会持续超出新燃料车子要求增添。咱们估计2025年能源电池装机容量将超越1,430GWh，年复合增速达50%以上；此中华夏市场将达到428GWh，国外市场合计1,052GWh，国外要求占比达到七成，2021~2025年国外市场能源锂电池装机复合增添率64%，华夏国家内部能源锂电池装机复合增添率38%。这将来会拉动锂电池设施新加要求的持续高增添，而且咱们估计双位数增添将持续到至少2025年。

感性性剖析：不同新燃料车子渗透率和单车带电量下锂电设施要求测算

依据咱们之前预测，在2025年新燃料车子渗透率20.6%及单车带电量69Kwh的概况下，2025年锂电设施市场范围为1431亿元，对应2020年至2025年CAGR为30.9%。源于新燃料车子产业或将超预期进行及技艺进步，咱们对2025年锂电设施要求量发展感性性剖析。据咱们测算，在新燃料车子渗透率为18.6%及单车带电量65Kwh的概况下，锂电设施要求为927亿元，对应5年CAGR为20.0%；新燃料车子渗透率为22.6%及单车带电量73Kwh的概况下，锂电设施要求为1,973亿元，对应5年CAGR将达到39.6%。

依据上述剖析，2021~2025年全世界新燃料车子能源锂电池设施年复合要求增添率将有望达到25.8%~35.5%，更高置信区间在20.0%~39.6%。

图表：感性性剖析：2025年锂电设施要求量

材料来自：万得资讯，企业公告，中金企业探讨部

图表：感性性剖析：2020年-2025年锂电设施要求量年复合增速

材料来自：万得资讯，企业公告，中金企业探讨部

钠离子电池或将超预期进行

钠离子电池存留超预期可能

钠离子电池（Sodium-ion battery），是一个两次电池，最重要的依托钠离子在正极和负极之中搬动来事业，与锂离子电池事业原理类似。

图表：钠离子电池事业原理

材料来自：Advanced Energy Materials，中金企业探讨部

钠离子电池利用范畴多为储能。钠电池无过放电性质，应允放电至0伏，且本钱较轻，在寒冷要求下仍能寻常运转，又源于其能量密度较锂电池更低，相同带电量的概况下钠电池较锂电池更重，不易携带，可是储能电池的理想资料，可在全世界全气候要求下运用。

? 平安性：钠离子电池有更高的平安性。电池的过充电与过放电都会对锂电池正负极形成不可逆的损害。钠离子无过放电性质，可行将钠离子的电池放电到零伏而不受损害。而且，钠电池还经过了过充、针刺、挤压等平安测试。

? 本钱：钠电池和锂电池的原资料区别为钠素材和锂素材。钠素材产地遍布全球，且钠素材产量较高；锂素材产量不多，原料许多聚集于美洲，有必定的运输本钱。另外，钠离子电池正负极均为铝箔，本钱低于锂电池负极的铜箔。因而，咱们估计钠电池本钱将比锂电池少30%到40%。

? 能量密度：钠电池的能量密度较轻。锂电池最重要的由三元锂电池和磷酸铁锂电池组成。以国产特斯拉为例，Model 3的磷酸铁锂电池能量密度为125Wh/千克，三元锂145Wh/千克。据《Na-lon Batteries—Approaching oldand New Challenges》总结：18650型的钠离子电池能量密度约为90Wh/千克；而依据宁德时期所发表的钠离子电池，其能量密度可行达到160Wh/千克。

? 极限工况：在寒冷要求下，钠电池放电性好。温度较轻时，锂离子电池放电特性变差；钠离子电池在低至-30℃、高至80℃的环境中，放电特性良好。

? 充电时间：钠离子充电时间较锂电池较短。

2021-2025年储能电池年复合增添率将达52.5%，钠离子电池可能带来很大增加数量。依据起点探讨院的统算数据，2020年全世界锂电池出货量为260GWh，同比+33.6%；此中，储能电池出货量为10GWh。起点探讨院估计，2025年储能锂电池出货量将达到168GWh，年复合增添率将达到54.5%。而咱们估计，钠离子电池的推广可能带来储能电池的超预期放量。

宁德时期将钠离子电池推向能源时期

2020年7月28日，宁德时期发表钠离子电池，使能源钠电池成为可能。宁德时期电芯单体能量密度多达160Wh/千克，常温下充电15分钟，电量可达到80%以上，日前处于全世界最高水准，解决了过去钠离子电池的能量密度短板，运用情景扩展至新燃料车范畴，没再有限于储能范畴。

钠离子电池在架构、封装工艺上与锂电池高度类似，锂电设施公司可在少量资本投入的概况下发展钠离子电池制造。是以，即便钠电池在未来替代部分锂电池，锂电设施公司的下游要求仍将保持高位，加之储能电池的快速增添，锂电设施或将超预期增添。

技艺进步：新工艺带来新的设施请求

电池制作工艺过程分为前道、中道和后道。前道为极片制作，过程包括正极/负极匀浆、涂布、辊压、分切。前道技艺焦点为资料化学，制造过程中所运用的设施包括搅拌机、涂布机、辊压机、分切机。中道为电芯组装，过程包括制片、模切、卷绕/叠片。中道技艺焦点为自动化，制造过程中所运用的设施包括模切机、卷绕机/叠片机。后道为电池装配，过程为封装、注液、化成、分容等步骤。后道技艺焦点为电化学，制造过程中所运用的设施包括注液机、封焊机、化成测试设施等。

图表：锂电池制造工艺过程设施

材料来自：万得资讯，企业公告，中金企业探讨部

正负极资料浮动拉动前道工序变革

三元电池相关于磷酸铁锂电池对前段设施的功能，比如真空、除湿的请求更高。三元聚合物锂电池的正极资料运用镍钴锰酸锂或许镍钴铝酸锂，最重要的来源于Ni2+/Ni4+氧化还原。关于镍基资料，颗粒外表会产生自发反映，Ni3+转变为Ni2+会解放O2-，当镍含量高的资料暴露在空气中时，更简单消化空气中的二氧化碳和水，该进程会在颗粒外表造成Li2CO3和LiOH层。为使资料容量提升，Ni含量提高，从而PH值也越高，而Li2CO3和LiOH消耗了资料中的Li，而且不具有电化学活性，因而会形成容量衰减。且颗粒外表致密的Li2CO3层障碍Li的分散，作用电池功能。为满足真空、除湿等请求，新的设施要求增添，从而拉动全体锂电设施市场体积的扩张。

三元资料将作用正极浆料制备。在高镍正极浆料制备进程中，PVDF溶解于NMP中，资料外表的碱性基团会进击相邻的C-F、C-H键，使PVDF产生双分子消去反映，在分子链上造成一部分的碳碳双键。当PVDF内双键増加时，其粘结力也将増加，从而导致浆料粘度増加，甚而造成凝胶状况，作用涂布进程发展；另一方面，极片脆性也将增添，在辊压、分切等工艺过程中，易形成极片分裂。

三元资料使涂布面对很大的挑战。涂布制造的效能阻碍本就在于烘干干燥，而三元电池对涂布进程中水分操控的请求更高。且假如水分与资料曾经产生了反映，常规的干燥进程没有办法去除水分的作用。是以，为确保涂布进程湿度请求，资料的变换对风场、温度场和布置方式由更高的请求。

电池封装拉动中道工序变革

锂电池封装类别分为方形、圆柱、软包三类。方形电池最重要的采纳卷绕工艺，抗冲撞力强、电池重复生命长、容量大，外壳平常采纳方形钢壳或铝壳；圆柱电池最重要的采纳叠片工艺，绝对性好、工艺老练，外壳采纳钢壳或铝壳；软包电池最重要的采纳叠片工艺，能量密度高、平安性与散热性好、设置较为灵活，外包装多采纳铝塑膜。此中，软包电池多用于花费锂电范畴。

图表：不同类别锂电池包装差异对照

材料来自：车子之家，中金企业探讨部

方形电池主导市场。2020年方形电池市占率为80.8%，圆柱电池为9.7%，软包电池为9.5%。咱们估计未来方形电池占比略有下调，而圆柱电池和软包电池占比一步步上升，平分方形电池外的剩余市场。

图表：2017年-2025年华夏能源电池市场电池封装形式渗透率

材料来自：GGII，中金企业探讨部

电芯封装形式渗透率浮动将作用中道工序，叠片要求上升。卷绕工艺多用于方形电池和圆柱电池，而叠片工艺用于软包电池。随着未来软包电池在华夏能源电池市场的渗透率上升，叠片设施的市场要求将有所上升。而且，方形叠片工艺正好映入市场。叠片关于电芯大小和功能有显著优势。一方面，叠片工艺可行使能源电池准则排布、有用应用体积；另一方面，依据咱们调研消息，相同要求下，叠片工艺可行使电池能量密度提升5%，重复生命提升10%，本钱下降5%。之前方形叠片技艺受制于制造效能、技艺及投资门槛较高，未大范围利用于方形电池。但随着LG化学、三星SDI等世界电池头部公司最初布置叠片技艺，叠片技艺未来将利用于方形电池，从而拉动叠片设施要求进一步上升。

新装配工艺拉动后道工序变革

CTP或将改变后道工序，但仍需自动化锂电设施。CTP是指Cell To Pack，经过简单化模组构造，让得电池包空间应用率提高15%-20%，零部件数量降低40%，制造效能提高50%。尽管生产进程由电芯-模组-PACK简单化为电芯-PACK，但制作工艺仍须要采纳机器人、机械手、输送线等多个自动化设施，实现单块电池到电池包的堆叠、焊装、测试，造成终归的电池包。以比亚迪刀片电池为例，尽管撤消模组，但仍须要自动将组盘后电池经过滚筒线、提高机或堆垛机送入不同库位或设施，自动达成化成、充放电、分容、自放电等后端的工艺操作。是以，CTP技艺可能使后道各工序的价格量产生改变，但对自动化锂电设施要求仍将保持高位。

图表：CTP方案图

材料来自：太平洋车子网，中金企业探讨部

PACK自动化率提高，后道工序设施进级。依据咱们调研消息，产业PACK自动化率为5%-20%，自动化率较轻。源于下游锂电要求剧增、劳能源供应不足、手动制造经济性下调、自动化经济型提高，PACK线自动化要求明显增添；往前看，PACK线将迎接新一轮的迭代要求，锂电设施公司需加大锂电设施投资。依据咱们调研消息，日前产业优先公司自动化率可达80~90%。

设施进级：效能和智能化请求提高

设施效能提高和工艺改良拉动革新替代

涂布速度提高，宽幅拓展。随着下游锂电要求量大幅提高，在确保涂布技艺、张力技艺、纠偏技艺和干燥技艺的前提下，对涂布效能的请求提高。提升涂布效能的最重要的伎俩包括提高涂布机运转速度和涂布宽度，依据咱们调研消息，优先公司的涂布速度可达到120米/分钟，涂布宽幅第一大为1600mm。

卷绕机速率明显提高。能源电池大范围制造要求对卷绕机制造效能的提高提议高请求，PPM提高的干脆作用要素是卷绕速度的提高和协助时间的缩小，此中协助时间的缩小可经过协助动作时间并联达成，比如卷绕、卷芯下料和贴胶三个动作同一时间发展。依据咱们调研消息，日前国家内部优先锂电卷绕设施公司卷绕速度可达500mm/秒。

叠片设施顺应降本增效、高能量密度、高平安性趋向。叠片机最重要的分为Z字型叠片机、切叠一体机、热复融合体机、卷叠一体机，此中Z字型叠片机和切叠一体机均采纳Z字型叠片工艺。日前叠片设施聚集度低，未来主流叠片设施将是性价比高、高能量密度、高平安性设施。随着不停认证，叠片机将革新迭代，发生新的设施要求。

图表：叠片机最重要的有4种类别

材料来自：GGII，中金企业探讨部

图表：热复合快速叠片机

材料来自：吉阳智能官网，中金企业探讨部

图表：Z字型叠片和卷绕式叠片工序

材料来自：先导智能官网，中金企业探讨部

智能化水准提高刺激设施要求

机器视线利用比重增添，智能化水准提高。机器视线在锂电制造过程利用渗透率上升。机器视线经过毛病提取法、分类算法、焊点测算法等实现精确化检验。比如模切工艺中，上下两个相机以120-260片/分钟的速度，对极片的两面区别发展扫描照相，并将结果反馈给打料机构发展调度，从而满足极片各样毛病、长宽等检验要求。使电池良率提高的同一时间，能够相应下降检验时运用的人工本钱。 机器视线的利用使单机设施价格量提高，拉动设施要求增添。

国外能源锂电池装机量高双位数增添，高档自动化配备要求大。依据咱们测算，2021-2025年国外市场能源锂电池装机复合增添率为64%，华夏国家内部能源锂电池装机复合增添率为38%。源于国外装机要求量大、人力本钱高、平安性请求高，对自动化要求超出国家内部，单GW投资更高，咱们估计从而有望进一步刺激锂电设施要求增添。

投资提议：优选焦点龙头，关心细分赛道

概括前文对于产业市场体积及竞争格局的剖析，咱们提议投资者要点关心之下三个方向：

1) 关于电池电芯良率作用要害的中后道制程设施厂家；

2) 关心日前自动化率仍低，当前要求增添提速的模派段自动化设施厂家；

3) 关心与电池装机量同步增添的构造件厂家等。

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