预计全球动力和储能锂电池 2025 年需求接近 1.9TWh,2020-25 年复合增长 63%。动力领域,2021 年全球新能源汽车动力电池需求约为 289GWh,根据我们的预测,2025 年全球新能源汽车动力电池需求有望达到 1,380GWh,行业将进入 TWh 时代,中长期增 长确定性高,空间大,增速快。储能领域,2021 年全球储能电池需求约 55GWh,预计到 2025 年全球储能电池需求约 500GWh,行业进入爆发期,增速显著。我们预测到 2025 年,全球动力和储能锂电池合计需求接近 1.9TWh,2020-2025 年 CAGR 达 63%,市场空 间广阔。
格局:集中度逐渐提升,龙头地位进一步巩固
行业集中度提升明显,宁德时代龙头地位持续巩固。近年来全球动力电池行业格局清 晰,市场集中度进一步提升,根据 SNE Research 数据,2021 年 1-11 月行业 CR3 为 65%, 相较于 2018 年的 57%提升 8pcts;CR5 为 80%,相较于 2018 年的 68%提升 12pcts。其 中,宁德时代龙头地位持续巩固,2021 年 1-11 月全球市占率约为 32%,相较于 2018 年的 23%提升 9pcts;韩国电池企业 LGES,2021 年 1-11 月全球市占率为 20.5%,仅次于 宁德时代。二者合计市占率(CR2)为 52%,占据了全球动力电池市场的半壁江山。(报告来源:未来智库)
全方位对比宁德时代和 LGES
发展历程:宁德龙头地位巩固,LGES 独立上市在即
宁德时代:脱胎于 ATL,十年深耕终成龙头。宁德时代是中国动力锂电池龙头企业。创始团队于 1999 年创办 ATL,并将其打造为消费锂离子电池领域的全球龙头企业,2011 年曾毓群博士带领团队二次创业,成立宁德时代,发展迅速。2012 年宁德时代与德国宝 马集团战略合作,成为其动力电池核心供应商,后又陆续与上汽、东风、广汽、一汽、吉 利成立合资工厂,成为国内龙头主机厂核心供应商;2018 年公司 IPO 上市,2020 年成为 特斯拉动力电池供应商。据 SNE 统计,2017 年-2020 年,宁德时代连续四年全球动力电 池装机量排名第一,龙头地位持续巩固。
LGES:源于历史悠久的 LG 化学,即将独立上市。LGES 是韩国动力锂电池龙头企 业。LG 化学成立于 1947 年,自 1996 年起 LG 化学开始对锂离子电池的开发,并于 1999 开始量产圆柱形锂离子电池。2000 年,LG 化学在美国密西根研发基地研发动力锂电池, 2009 年供应全球首款量产 EV 电池(GM Volt)。2020 年 12 月,LG 化学将其电池事业部 分拆,LGES 正式成立,2021 年 LGES IPO 申请获得初步批准,计划于 2022 年 1 月 27 日上市。
客户结构:宁德以国内为主,海外不断开拓,LGES 主要供应海外
国内:宁德时代占据半壁江山,LGES 主要配套特斯拉
乘用车是宁德主力客户,专用车份额增长明显。从车辆类别来看,乘用车是宁德时代 的装机主力客户,2021 年 1-11 月装机量为 49.4GWh,全球装机份额约 49%;客车装机 量受疫情影响有所下滑,但由于绑定核心客户宇通客车、中通客车等,宁德时代装机份额 约 70%,依旧维持高位;专用车领域,无论是装机量还是份额都有明显增长,2021 年 1-11 月公司装机量为 3.4GWh,市场份额约 63%,较 2020 年的 52%提升 11pcts。
特斯拉成为第一大客户,客户集中度逐渐下降。从宁德时代国内装机客户结构来看, 2021 年 1-11 月,特斯拉超越蔚来汽车,成为宁德时代第一大客户,装机占比 11.8%,新 势力车企蔚来、小鹏、理想装机占比依次为 6.7%、5.5%、3.4%,排名靠前。2021 年 1-11 月宁德时代的国内客户装机集中度进一步下降,前十大客户装机占比合计为 43.2%,相较 于 2020 年的 51.1%,下降约 7.9pcts。
特斯拉供应份额占比大幅提升,新势力及合资品牌地位显著。分车企供应链来看,1) 特斯拉:自 2020 年 2 月宣布供货特斯拉后,受制于产能建设等因素,宁德时代 2020 全 年供应份额约 19.8%,低于 LGES 的 77%,随着产能建设爬坡逐步完成及铁锂车型的放 量,2021 年 1-11 月宁德时代在特斯拉的供应份额占到 65.6%,提升显著,LGES 份额跌 至 34.4%;2)自主品牌:宁德时代在上汽、吉利、东风等自主品牌份额均超过 80%,在 北汽新能源份额约 70%;3)新势力:宁德时代在新势力车企“蔚小理”中的份额占据绝 对优势地位,蔚来和理想目前仍由宁德时代独供,在小鹏中宁德时代供应份额超过 80%;4)合资品牌:2021 年 1-11 月,除在广汽丰田份额占比较低外(1.9%),合资品牌如一汽 大众、华晨宝马、上汽大众、北京现代目前都是由宁德独供,在上汽通用、北京奔驰公司 供应份额也维持约 80%的高位。
海外:宁德前期密集定点有望迎来放量,LGES 以欧美客户为主
陆续突破标杆客户,海外出货有望加速增长。自 2012 年打入宝马供应链以来,公司 发挥标杆效应,持续推进海外业务,2018-2019 年密集获得海外一流车企定点项目,陆续 与戴姆勒、现代起亚、捷豹路虎、标致雪铁龙、大众、雷诺日产、沃尔沃、本田、丰田、 福特等国际车企品牌深化合作,配套车型陆续在未来上市,公司海外出货量有望再上台阶。
LGES 以海外客户为主,欧美地区收入占比持续提升。根据 LGES 招股说明书披露的 数据,目前 LGES 最大收入来源于欧洲和美洲客户,2018-2021 年前三季度欧洲地区收入 分别为 399/506/688/738 亿元,收入占比 24%/37%/42%/49%;其次是美洲客户,2018- 2021 年前三季度美洲地区收入分别为 36/46/88/116 亿元,收入占比 9%/9%/13%/16%, 欧美地区收入占比逐年提升。据招股书披露,LGES 主要客户包含通用、大众、雷诺、现 代等。
产能规划:预计 2025 年宁德产能超 800GWh,LGES 产能约 450GWh
布局十大生产基地,预计宁德 2025 年产能超 800GWh。公司以福建宁德为中心,目 前已经拥有五大研发中心,十大生产基地。公司于 2014 年成立首个海外子公司德国时代, 随后在陆续在法国、日本、美国等地成立子公司,完善全球化布局。到 2021 年底,公司 产能(独资+合资)约为 235GWh,我们预计到 2025 年,公司总产能超 800GWh,生产 能力全球领先。
构建“五足鼎立”全球交付体系,预计 LGES 2025 年产能约 458GWh。根据 LGES 招股说明书披露,截至 2021 年三季度末,LGES 锂电池产能约为 155GWh(韩国 18+中 国 62+欧洲 70+美国 5)。未来,LGES 还计划在美国与通用汽车合资建设约 80GWh 产能, 其中 40GWh 预计 2022 年达产,新增 40GWh 预计 2023 年达产;与 Stellantis 合资建设 40GWh 产能预计 2024 年 Q1 达产;与现代汽车在印尼合资建设 10GWh 预计 2024 年达 产。我们预计到 2025 年,LGES 总产能约达 458GWh。LGES 将逐步完成以中国、韩国、 美国、欧洲、印尼生产基地的布局,构建起“五足鼎立”的全球交付体系。
技术路线:宁德三元和铁锂并进,结构创新不断进阶
四大创新支撑三大战略方向,助力加速实现碳中和。公司目前四大创新体系方向主要 为材料体系创新、系统结构创新、极限制造创新和商业模式创新。四大创新体系帮助公司 实现三大战略方向:1)以可再生能源发电和储能替代固定式化石能源,公司在发电端、 电网端和用户端都做了很多努力,重点布局电化学储能;2)以动力电池助力电动车的发 展,不断地提高电池性能,加速交通领域的全面电动化;3)以电动化+智能化的集成创新 加快各领域的新能源替代过程。公司四大创新、三大战略,推进能源变革,助力国家加速 实现碳中和。
三元+铁锂双轮驱动,电池能量密度再上台阶。在电池材料体系路线上,公司主要以 三元和磷酸铁锂产品为主,其中三元电池主要应用于高端乘用车,磷酸铁锂电池主要应用 于中低端乘用车、商用车以及储能领域。在能量密度方面,根据 GGII 数据,目前公司实 现乘用车配套的三元电池电芯能量密度最高可以达到约 260Wh/kg,系统能量密度达到 206Wh/kg,几乎和 LGES 三元电池水平一致的。根据公司官网公布的最新研究成果,目 前公司三元电芯能量密度已经达到 330Wh/kg,其次通过高镍 811、掺硅补锂、CTP 等技 术,已实现电池系统能量密度达到 265Wh/kg。
材料体系创新一:高镍电池出货量大幅提升,客户持续突破。据公司公告披露,2020 年公司 811 电池占动力电池总出货量超 20%,已经在海外实现大批量交付。公司 2020 年 动力电池总销量 44.45GWh,按照 20%出货占比计算,公司 2020 年 NCM811 电池出货量 超 8.89GWh。客户方面,公司已经为戴姆勒(EQS)、宝马(X1、iX3)、大众(ID.4 系列) 等海外客户的多款电动车型供应 NCM811 电池,同时还配套了红旗、蔚来、广汽、小鹏、 零跑、爱驰、吉利等一批国内主机厂的主力车型。更多车企已经计划推出搭载高镍电池车 型,宁德时代高镍电池有望加速配套,预计出货量将进一步增长。
材料体系创新二:钠离子电池产业化进程加速。2021 年 7 月宁德率先发布第一代钠 离子电池,基于材料体系的一系列突破,宁德时代研发的第一代钠离子电池具备高能量密 度、高倍率充电、优异的热稳定性、良好的低温性能与高集成效率等优势,其电芯单体能 力密度达到 160Wh/kg(下一代研发目标 200Wh/kg 以上);常温下充电 15min,电量可达 80%;-20℃低温环境下,有 90%以上的放电保持率;低温性能较好;系统集成效率超过80%。在制造工艺方面,钠离子电池可以实现与锂离子电池生产设备、工艺的完美兼容, 产线可进行快速切换,完成产能快速布局。目前,宁德时代已启动相应的产业化布局,预 计于 2023 年将形成基本产业链。
材料体系创新三:布局磷酸锰铁锂,有望替代磷酸铁锂。磷酸锰铁锂(LMFP)被视 为是磷酸铁锂(LFP)电池的升级方向之一,LMFP 除了保留 LFP 一贯的循环寿命长、热 稳定性高、安全性强等优点外,其电压平台达 4.1V,高于 LFP 的 3.4V,在其他电池设计 相同的情况下能使电池能量密度提升 15%-20%,在一定程度上补齐了 LFP 能量密度方面 的短板。力泰锂能主要从事锂离子电池正极材料、负极材料、电解质以及高纯度锂化合物 的研发、生产和销售,拥有 2000 吨磷酸锰铁锂生产线及 2000 吨高纯碳酸锂生产线,2021 年 11 月 19 日,宁德时代出资 5,076 万元受让力泰锂能 15.57%的股权,同时又拟以 3.62 亿元认购其新增注册资本。通过入股力泰锂能布局 LMFP,宁德时代有望实现对磷酸铁锂 的替代,扩宽更加丰富的应用场景。
系统结构创新一:业界首创 CTP 技术,有效提升电池性能。公司 2019 年推出业界首 创的 CTP 高效成组技术,可将电芯直接集成到电池包,省去电池模组组装环节,降低动 力电池的制造成本,有效提高电动车的续航里程和经济性。目前公司的 CTP 技术已经升 级迭代到 3.0 版本,“LFP+CTP”电池系统能量密度≥160Wh/kg,“三元+CTP”电池系统 能量密度≥250Wh/kg。根据公司官网披露,CTP 技术的应用可以使电池包体积利用率提升 20%-30%,零部件数量减少 40%,生产效率提升 50%。此外,CTP 电池包由于没有标 准模组限制,可以广泛应用在不同车型上,目前公司“CTP+三元”和“CTP+磷酸铁锂” 电池包均实现大规模乘用车企配套。
系统结构创新二:从 CTP 到 CTC,系统结构创新持续进阶。2020 年 8 月,公司董事 长曾毓群在中国汽车蓝皮书论坛上公布,公司正在研究 CTP 的下一代技术 CTC,直接将 动力电池电芯、有关组件和底盘进行集成。和 CTP 类似,CTC 技术可最大程度降低电池 包重量和提升内部利用空间,提升电池集成效率,从而提升系统能量密度和整车续航里程。据公司官网披露,通过采用 CTC 技术,可以使新能源汽车续航里程突破 1000 公里,并通 过智能化动力域控制器优化动力分配和降低能耗,百公里电耗降至 12 度以下。公司计划 在 2025 年前后正式推出 CTC 电池技术,考虑到公司 CTP 技术已经得到国内众多主机厂 的认可,CTC 技术未来有望得到大规模应用。
系统结构创新三:推出 AB 电池解决方案,满足多元化场景需求。公司团队基于 BMS 的全新算法,提出并实现了在单个电池包中布置 AB 两种不同电芯的设计方案,通过将两 种不同材料体系的电池同时集成到同一个电池系统里,按一定的比例和排列进行混搭、串 联、并联、集成通过 BMS 的精准算法进行不同电池体系的均衡控制,突破了单一材料体 系性能边界,实现优势互补。AB 既可以是“铁锂+三元”,也可以是“锂电池+钠电池”, 还可以是其他更多种不同组合的混搭,有望适配更多元化的应用场景,为客户提供更全面 的解决方案。
LGES 技术布局主要围绕三元电池展开,铁锂产品还处于开发阶段。据 LGES 招股书 披露,LGES 的技术布局分为材料和工艺两个环节,皆是围绕三元电池展开。材料环节:1)正极:主要发展 NCMA 高镍四元材料,是全球第一家开发 NCMA 四元电池的企业, 2021 年已经实现量产;2)负极:开发氧化硅(SiO)负极材料,由于 Si 能存储更多锂离 子,因此相较于石墨,SiO 具有更高的能量密度和充电速度,但目前制造成本较高,仅向 少部分高端电动乘用车提供;3)隔膜:发展安全增强隔膜(SRS),通过在隔膜上涂敷陶 瓷材料,提升电池的安全性、耐用性。工艺环节:重点发展叠片工艺和长电芯设计,预计 主要是围绕软包电池进行开发,用于提升电池能量密度和续航里程。目前 LGES 也正在开 发一些具有性价比的低成本电池,如磷酸铁锂和无钴电池产品,但我们预计距离其大规模 量产还有较长时间。
固态电池:宁德时代和 LGES 均有布局,但目前并非业务重点。与如今普遍使用的液 态锂离子电池不同,固态电池是一种用固体电解质替代传统电解液的电池,可以大幅提升 锂电池的能量密度,固态电解质按照材料体系可以分为三类:硫化物、氧化物和聚合物。宁德时代早在 2013 年就进行了固态电池领域的专利储备,主要是基于硫化物进行开发, 已经拥有多项专利。根据 LGES 招股说明书披露,为了保证平稳过渡,LGES 目前正在开 发的是基于聚合物电解质的固态电池,其制造过程与传统液态锂离子电池类似。我们认为, 无论是宁德时代还是 LGES,在固态电池领域的布局更多是技术储备,目前并非业务发展 重点,距离固态电池真正量产及大规模配套还有较长时间。(报告来源:未来智库)
宁德时代研发投入规模及占比均领先 LGES。在研发投入规模上,公司近年来一直领 先 LGES 且差距在不断拉大。2021 年前三季度,公司的研发投入高达 45.9 亿元,比 LGES (24.9 亿元)高出 84.3%。从研发投入占营业收入比例来看,2018-2021 年前三季度,公 司分别为 6.7%/6.5%/7.1%/6.3%,LGES 分别为 4.9%/4.6%/3.4%/3.4%,剔除与 SK 相关 的一次性收入后,2021 年前三季度,LGES 研发投入占营收比例为 3.6%,低于宁德同期 2.6pcts。我们认为,电池公司的核心技术来源于长期的技术投入和自主创新,公司长期、 大规模的研发投入,能够保证未来拥有更强的技术研发优势。
研发团队规模远超 LGES,专利数量暂时落后。通过长期技术积累和发展,公司逐渐 培养出一支高水平的技术研发团队。截至 2021 年 9 月 30 日,公司研发人员数量达 9,491 人,是同期 LGES(3,323 人)的近 3 倍,庞大的研发团队规模,加上完善的研发体系, 能够保证公司形成较强的自主创新能力,巩固技术优势。从专利数量上来看,截至 2021 年 9 月 30 日,公司已拥有 4,155 项专利,正在申请的专利数量为 4,310 项,而同期 LGES 拥有的专利数量为 22,854 项,正在申请的专利数量为 12,402 项,公司专利数量方面落后 LGES,预计原因主要系:1)LGES 本身历史悠久,从 1996 年即开始对锂离子电池进行 研发,专利积累数量较多;2)LGES 有相当一部分专利与消费类电池相关。
成本控制:宁德在原材料采购及人工成本方面较 LGES 有优势
原材料及人力成本优势明显,动力电池毛利率高于 LGES 约 9pcts。我们以 2020 年 原材料价格为基础,以 NCM523 为例,对宁德时代和 LGES 动力电池成本进行拆分。通 过对比可以发现,在材料购置成本方面,宁德时代在隔膜、电解液等环节采购成本明显低 于 LGES,换算成单 kWh 成本,测算出隔膜成本约 39 元/kWh,较 LGES 低 41.8%,电 解液成本约 24 元/kWh,较 LGES 低 63.6%,我们认为主要系宁德时代前期一体化布局更 加深入以及签订长协所致。其次,受益于人口红利,宁德时代在人工成本方面相较于 LGES 也有一定优势。最终我们测算出,宁德时代动力电池毛利率在 25%左右,相较于 LGES 高 出约 9pcts(LGES 约为 16%)。
资源布局:宁德一体化布局更加深入,参与方式多样
宁德时代主要通过投资参股、锁定长单、合资共建等方式进行产业链一体化布局。从 生产动力电池所需的上游镍、钴、锂等金属资源,到四大关键原材料正极、负极、隔膜、 电解液以及锂电设备,再到中下游动力储能电池制造、充电桩、整车、汽车芯片领域,公 司深度推进产业链一体化布局,主要方式有投资参股、锁定长单、合资共建等。我们认为, 未来公司不仅是一个锂电池生产制造企业,更有望成长为能源变革时代下的谋局者及提供 综合能源解决方案和服务的全球一流供应商。
LGES 主要采取战略合作和签订长协方式进行资源布局。在原材料供应商合作领域, LGES 一方面采取战略合作的方式,如与 Capchem 合作布局电解液环节,与 Solus Advanced Materials 合作布局铜箔;另一方面,采取和主要原材料供应商签订长期协议的 方式,保障未来一段时间的锂电池原材料供应,如和 SQM、QPM、Greatpower 签署长协 保障金属资源供应,和星源材质、天赐材料签署长协保障隔膜和电解液供应等。
投资分析
维持公司 2021 年净利润预测为 101 亿元,考虑到行业增速与公司产能快速释 放,上调 2022/2023 年净利润预测至 236/333 亿元(原预测为 196/270 亿元),对应 EPS 分别为 4.35/10.11/14.28 元(原预测为 4.35/8.41/11.60 元),现价对应 2021/22/23 年 PE 分别为 131/56/40 倍。考虑到全球汽车电动化趋势较为确定,高端动力电池持续紧缺,同 时全球储能市场临近爆发,能源变革带来的市场空间巨大,公司作为能源变革的引领者, 有望充分享受行业发展机遇。公司动力电池业务处于高速成长期,储能业务将逐步从导入 期进入成长期,成长确定性高,具备中长期投资价值。