2023年二轮车专题报告 钠离子电池解决行业痛点

  • 来源:招商证券
  • 发布时间:2023/02/07
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二轮车专题报告:钠离子电池打开销量与单车净利天花板,23年行业景气与竞争格局好于预期.pdf

钠离子电池解决行业痛点,渗透率有望加速提升。钠离子电池性能稳定优异,渗透率有望快速提升。1)低温表现好;2)更优的安全性和稳定性;3)能量密度低,但循环次数高。政策+成本优势推动,渗透率有望快速提升。政策标准制定在即,钠离子电池成本优势明显,相对于锂电成本降低30%-40%,或加速行业渗透。电池升级趋势确立,单车价利空间打开。电池价值量占比最高23%,产业链延伸+电池升级,助力单车净利提升。未来,钠电池在成本、安全方面有着更大优势的话,钠电池在小动力车型上的市占率会在30%-40%,甚至更高。23年行业展望:新国标仍有不错增量,需求扩容助力长期行业增长,行业竞争趋于良性,产品升级助力利润提升。...

钠离子电池:解决行业痛点,渗透率有望加速提升

钠离子电池vs锂离子电池结构对比

锂离子电池结构及工作原理:锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解质等几部分组成。电池工作时,锂离子在正负极之间往 复地进行脱嵌并发生氧化还原反应。通常,锂离子电池的正极提供锂离子的来源,主要选用层状锂化合物,其电势较高且能够形 成稳定的嵌锂。负极材料则主要为石墨等电势较低的碳质材料。电解液为锂盐和相应的有机溶剂组成的溶液。

钠离子电池结构及工作原理:与锂离子电池类似,主要由嵌钠的正极和负极、隔膜、电解质等组成。电池工作时钠离子在正负极 之间往复地进行脱嵌并发生氧化还原反应。通常,钠离子电池的正极提供钠离子的来源,主要选用层状结构的氧化物、磷酸盐及 氟磷酸盐及一些杂的钠材料等。负极材料则主要为碳材料(主要为硬碳)、钛基化合物(氧化物及酸盐、磷酸盐等)、钠的合金及化 合物(锡合金、磷基材料等)。碳负极中,电解液为钠盐和相应的有机溶剂组成的溶液。

钠离子电池:资源丰富,性能优异

钠元素储备丰富,成本低 。随着对锂离子电池需求的快速增长,锂资源的供应愈发紧张。作为全球第四大锂储量国,我国却依然有80%的锂资源供应依赖 进口,主要系我国盐湖锂资源品质和外部开发条件较差,导致开发难度大、成本高,供应能力较弱。

钠离子电池与锂离子电池设备通用。 钠电池和锂电池在工艺制造上具备一定的通用性,差异主要是材料体系的不同。钠离子电池的生产工艺流程:配料制浆→涂布 →轧膜→ 极片模切→极片烘烤→叠片→焊极耳→冲壳→一封→烘烤→注液预封口→化成→抽气二封→切折烫→贴胶→极耳转 镍→搁置→分容→包装→出货,基本可以实现与锂离子电池生产设备、工艺的兼容,产线可进行快速切换,转换成本较低。

电解液导电性能好,低浓度电解液成本低。 钠离子的溶剂化能比锂离子更低,即具有更好的界面离子扩散能力;同时,钠离子的斯托克斯直径比锂离子的小,相同浓度的 电解液具有比锂盐电解液更高的离子电导率。这意味着钠离子电池的倍率性能更好,功率输出和接受能力更强,且低浓度电解 液的成本更低。此外,钠离子电池具有较优异的快充性能,常温下快充15分钟能够充至电量的80%。

低温表现好,同时热稳定性高,安全性好。 根据目前的高低温测试结果,钠离子电池高低温性能更优异,在-40 ℃低温下可以放出70%以上容量,而在高温下易钝化失活, 热失控温度大约在180℃,相比之下锂离子电池在寒冷的环境下容易活性降低,且热失控温度相对较低(165℃左右)。 此外,由于钠离子电池的内阻相比锂离子电池更高,在短路等安全性试验中瞬间发热量少、温升较低,体现出更好的安全性能。

能量密度略低,循环次数相对较高。 钠离子电池的能量密度主要集中在130-160Wh/kg区间,相较锂离子电池中的磷酸铁锂的更为普遍的160Wh/kg以上的能量密度、 三元锂电池200Wh/kg以上的能量密度仍有一定差距,但2022年部分研究成果表明新技术的无负极钠电池能量密度超过200Wh/kg, 已有超越磷酸铁锂电池的能力。铅酸电池的能量密度普遍较低,主要集中在30-50Wh/kg区间。 循环次数方面,钠离子电池的理论循环可以达到10000次,目前主流产品循环在2000次以上,与锂离子电池差距较小,远好于 铅酸电池的300-500次。

钠离子电池相关政策梳理:政策标准制定在即

政策标准持续推进,23年有望成为电动自行车钠离子运用元年。2022年以来,国家工信部等各部分发布的政策规划中,多 次提到加强锂电子电池等高能量密度储能技术的研发,7月正式推荐指定标准化钠离子电池符号、命名等。可再生能源的前 瞻性研究及储能的配套渗透率提升已是明确的趋势,其中钠离子电池更是研发提升重点。

钠离子电池成本优势明显,或加速行业渗透

【正极材料】

全球锂资源处于供需紧平衡的状态,电池级碳酸锂价格已高达50.15万元/吨(截止23年1月6日),自2021年下半年到2022 年上半年增速达到433%。

钠离子电池层状氧化物有着先天的成本优势,不仅因为其材料可以借鉴锂离子电池常用的技术成熟度很高的固相法或共沉 淀法实现低成本规模化生产,还因为其可供选择的活性元素丰富。碳酸钠提钠简单,供给充足,价格稳定低廉,价格仅为 2650元/吨(轻质纯碱,截止23年1月6日),是碳酸锂价格的0.47%。且制备工艺简单,仅需把金属氧化物和碳酸钠混合研 磨加热,并不需要太多辅料。

【负极材料】

石墨是目前在锂离子电池中应用最广泛的负极材料,具有低成本、高比容量(可达360mA·h/g,理论372mA·h/g)等优点。 石墨材料的预处理比较复杂,且天然石墨和人工石墨存在制造工艺差别,天然石墨需要改性处理,人工石墨则是需要将沥 青等高温碳化得到,材料成本有所提升。截至2023年1月6日,华东地区高端人造石墨/天然石墨的市场主流价分别为74500 元/吨、58500元/吨。

钠离子电池中,石墨材料在碳酸酯电解液中的可逆比容量不足50mA·h/g,应用受到了很大的限制,而无定形碳类负极(包 括硬碳和软碳)表现出较高的可逆比容量和较好的循环性能。其采用的无烟煤成本非常低廉,通过简单粉碎和一步碳化便 可制得(产碳率高达90%),可逆比容量达220mA·h/g。截至2022年12月31日,全国无烟煤市场价为2072.1元/吨,较石墨 价格差距极大。

据中科海纳测算,以NaCuFeMnO/软碳体系的钠离子电池较磷酸铁锂/石墨体系的锂离子电池材料成本更低, 可降低30-40%。从成本材料结构来看,锂离子电池正极材料成本占比最高(约43%),而钠离子电池的正极 材料成本仅为26%。

电动两轮车在钠离子电池领域的需求有望快速放量

近年来受新国标影响,锂电渗透率快速上升,2021年在百分之二三十,但是23年受锂电池价格上涨影响,预计会跌到20%以 下。在小动力领域,钠电池因成本、安全等优势,会有非常大的替代空间,预计23年会有几十万辆搭载钠电池的电动两轮 车推向市场,2024年会有更多。未来,钠电池在成本、安全方面有着更大优势的话,钠电池在小动力车型上的市占率会在 30%-40%,甚至更高。

我们预计未来全球电动二轮车销量稳步增长,增速稳定在10%,预计钠离子电池对电动二轮车的渗透率在未来几年呈现快速 增长趋势,由2022年接近0%到2030年的35%至40%。电动二轮车对钠离子电池需求规模从2021年的0GWh增长到2030年的30GWh。

东南亚市场增量空间巨大,钠离子电池运用空间打开

目前东南亚主要国家中印度尼西亚、越南的摩托车保有量位列前茅,分别为6000万辆、4500万辆,泰国、 马来西亚、柬埔寨摩托车保有量分别为3000万辆、1000万辆、400万辆,参照各国人口数量,估计东南亚 人均摩托车保有量为0.2-0.5辆/人。东南亚总人口约6.7亿,按照悲观(0.2辆/人)、中性(0.3辆/人)、 乐观(0.4辆/人),东南亚两轮车市场空间为1.34亿辆、2.01亿辆和2.68亿辆。钠离子电池相对于铅酸电 池环保属性更高,相对于锂电池价格更低、性能更稳定,因此在海外市场将有较大的运用空间。

23年展望:总量10%+增长,产品升级占据主线,利润空间进一步打开

新国标展望:23年新国标贡献不低于21、22年

新国标:从新国标执行区域情况看,21年新国标主要执行省市有上海、兰州、咸宁、北京等,合计可替换量525万辆,22年 新国标主要执行省市有重庆、锦州、宜昌、杭州等,对应可替换量合计为583万辆,23年新国标主要执行省市有赣州、郑州、 长沙等,对应可替换量为590万辆。因此从新国标执行区域看,23年执行省市的新国标可替换量不低于21、22年,所以从新 国标替换角度讲,不用担心23年的新国标替换需求,其仍将维持稳定。

量价展望:总量将维持10%+增长,产品升级成为主线,难有全面价格竞争

展望:1)总量:从总量上看,2023年仍将维持10%+的行业增长。随着商业方面及个人消费者方面的客户 群不断扩大,预期中国电动两轮车市场的总销量将于2026年达到69.7百万辆,较2022年的复合年增长率为 7.1%;2)结构:高端占比持续提升,行业结构逐步优化。从结构上看,行业的主要增量将由中等车型、 高级车型增长贡献,市场价格竞争正在逐步好转,行业升级趋势仍确定,短期部分地区存在价格战可能, 但从全局看,在产品升级的大背景下,市场已无全面价格战空间。

成本展望:电池占比最高,成本优化空间明显

整车成本拆分来看,电池、电机、控制器为核心组件,成本占比分别为23%、12%、4%;车架、前叉、轮胎、 充电器分别占比10%、4%、3%、2%,其他成本占比41%。从成本构成看,电池是成本占比最高的部分,以一 辆车出厂均价2000元估算,电池价值量约为460元,电池的价格变化对于单车净利影响显著,未来随着电池 自供比例提升,成本优化空间较大。电池等各种核心零部件自供,规模优势带来的采购优势和质量稳定优 势,是市场忽略的单车净利润核心变量。

龙头布局电池、高端智能化,研发创新助推产品力提升

车企布局电池、高端智能化,加大研发创新力度。新国标出台前,电动两轮车市场同质化严重。随着新 国标逐渐落地和产业消费升级,电动两轮车品牌将进一步加大研发与创新投入,打造高端化产品矩阵。 电动两轮车产业处于高速发展期,两轮车企将全方位布局智能化、高端化领域,驱动车辆性能持续优化, 提供行业优质供给。同时,行业龙头向上延伸产业链,进一步巩固行业领先地位,通过不断的研发投入, 逐步掌握核心蓄电池和电机技术。

利润展望:单车均价、净利进一步上升可期

随着钠离子电池占比提升后,单车净利、均价有望进一步提升。从数据上来看,爱玛、雅迪近期单车净利 提升明显,爱玛科技单车净利从21年一季度的82元提升至22年三季度的172元,提升幅度明显;雅迪控股 近几年单车净利同样提升明显,从2019年的85元,提升至2022年上半年的147元,连续三年实现单车净利 提升。从产品端来看,未来随着钠离子电池逐步运用,一方面产品价格带可以有效提升,另一方面,钠离 子电池规模逐步扩大,成本有望持续下降,单车售价及净利空间进一步打开。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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