力电池三大巨头:帮助中国完成产业升级,历史优势正逐渐被国内企业超越

目前全球锂电池的主要生产国为中国、日本及韩国。凭借产业优势和技术积累,松下、LG化学、三星SDI目前仍是锂电池领域三大巨头。根据BloombergNewEnergyFinace统计,2017年一季度全球动力电池出货量5273MWh,其中三巨头总计占比达62%。松下采用高镍三元路线,封装以圆柱形为主,其圆柱形电池能量密度世界领先,与特斯拉保持良好的合作关系,是动力电池行业的领导者;LG化学起步稍晚,电池正极主要是三元NCM,是海内外公认的软包龙头,拥有众多优质客户,包括现代、通用、雷诺、日产等,是动力电池行业的后起之秀;三星长期立足消费类锂电的研发生产,技术积累深厚,发展大容量方形硬壳电池为主。近年来国内CATL、比亚迪、国轩等企业也相继完成了各自技术路线的初步探索,在产能规模上成为日韩动力电池巨头有力的挑战者。

日韩优质锂电设备企业:产值规模普遍较小,无法快速响应国内日益增长的设备需求

日韩装备制造企业起步较早,积累了较好的技术优势,因此,日韩涌现出一批自动化程度高、稳定性好以及高精密度的优质锂电设备企业。日本平野长期从事涂布机械的生产,受益国内锂电行业发展,公司在手订单充裕;CKD是日本卷绕机行业的领先企业,产品具有高精度、高卷绕速度、彻底防尘的特点;日本浅田是生产锂电制造前端搅拌设备的老牌企业,竞争优势明显;PNT是韩国最负盛名的生产涂布机、辊压机、分条机、卷绕机的公司备,主要客户包括三星SDI、LG化学、LGE、SKInnovation、以及CheilInd等知名企业;韩国CIS经过多年发展,可以生产从极片制作、电池单元(电芯)制作和电池组装各个工段所需要的各种设备,是锂电设备的综合服务供应商,为扩展中国市场,2015年与浩能科技合资创办了智慧易德,强化技术和市场的合作。

投资建议:通过盘点国际动力电池三巨头近年来发展历程,以及随之崛起日韩锂电设备供应商后我们发现全球锂电产业发展呈现两大特征。一方面,中国通过吸纳国际锂电企业进入国内市场投资生产,带动了国内锂电产业整体升级并强化了市场中心地位,而日韩多年建立的历史优势也逐渐被中国电池企业超越。另一方面,日韩锂电设备企业在华收入占比仍在提升说明国产设备替代进口尚未完成,而日韩企业产值规模普遍较小,无法快速响应国内日益增长的设备需求,国产设备企业仍具长期发展空间。

市场与政策的双重驱动,赋予了中国锂电产业更长的景气周期,因而锂电池设备行业高增长的持续性被加强。继续看好客户结构向好、兼并协同兑现、具备产业竞争优势的国内锂电设备企业。建议重点关注:先导智能、赢合科技、科恒股份、星云股份、金银河。

新能源汽车蓬勃发展,锂电景气度持续高涨

1.1新能源汽车产销持续向上

全球新能源汽车行业正处于蓬勃发展的时期。全球性的石油资源紧缺与气候环境不断恶化使现代人类社会的发展面临着严峻挑战,发展节约能源与无废物排放的新能源汽车已受到各国政府的高度重视。发展新能源汽车不仅可以减少环境污染,还是各国提振汽车工业、占领新技术制高点、开拓新的经济增长点的大好契机。为此,世界主要工业国均出台了相关产业政策大力推进本国新能源汽车的发展。

新能源汽车保有量突破200万辆,中国是发展最快的黑马。据IEA发布的《GlobalEVOutlook2017》,全球新能源汽车于2016年首次突破200万辆。2015年之前,美国的新能源汽车占据最大的比例。在市场及政策的双重作用下,中国新能源汽车快速发展,并在2016年超越美国,成为全球新能源汽车保有量最大的国家。

2016年全球新能源汽车销量创历史高点,总计超过75万辆。其中,中国市场的增长尤为明显,新增数量高达33.6万辆,约为同期美国新能源汽车新增保有量的2倍。欧洲市场新能源汽车2016年新增保有量约为21.5万辆,新能源汽车的发展还是集中在以下部分国家,主要包括挪威、英国、法国、德国、荷兰及瑞典。挪威对新能源汽车的发展在政策上给予了大力支持,新能源汽车的税收、道路通行费等都有较大程度的减免,使得挪威成为2016年新增汽车数量中新能源汽车占比最大的国家,占比高达29%。此外,中国和法国的新能源汽车市场中,纯电动汽车的占比极大,约为75%。而荷兰、瑞典及英国以发展插电式混合动力汽车为主。

全球各大汽车厂商都在规划新能源汽车产业。面对新能源汽车的高速发展,全球各个汽车厂家各自发布了雄心勃勃的新能源汽车计划。根据IEA披露的各大汽车厂商对新能源汽车产业的规划,到2020年,全球新能源汽车的保有量会达到900-2000万辆。

1.2锂电池需求旺盛

新能源汽车的发展极大的促进了锂电池产业的繁荣。随着锂电池行业研发生产的大量投入,锂电池的能量密度不断提高,同时成本也得到了有效的控制。预计未来锂电池的能量密度会达到400Wh/L,同时成本控制在100-150USD/kWh。

全球锂电池产业规模持续扩大,重心向中国转移。据赛迪智库电子信息产业研究所发布的《锂离子电池产业发展白皮书(2017版)》,2010-2016年间,全球锂电池产业规模从122增长至378亿美元,年复合增长率高达20.7%。2010年以前全球锂电池产业主要集中在中、日、韩三国,三者占据了全球近97%左右的市场份额。从2015年开始,在中国大力发展新能源汽车的带动下,中国锂电池产业规模开始迅猛增长。2015年中国锂电池产业规模已经超过韩国、日本跃居至全球首位。2016年领先优势继续扩大,占比高达40%。

日韩锂电池巨头面临中国企业挑战

2.1锂电行业竞争格局

在全球十大锂电池企业中,日本有两家:松下和索尼,韩国有两家:三星和LG化学,剩下全部是中国企业,其中比亚迪是中国的龙头。日本的松下和索尼占了全球16.7%的销售额,韩国的LG化学和三星SDI占了22.5%,其余的绝大多数由中国生产。

根据BloombergNewEnergyFinace的统计,2017年第一季度,全球锂电池出货量(仅为混合动力汽车和纯电动汽车用电池)为5273MWh,其中松下占比最多,为42%。2016年全球主流新能源汽车采用的正极材料主要有三元NCM、改性NCM、三元NCA、改性LMO等,主流的电池供应商有松下、三星SDI、LG化学等。汽车企业与锂电厂商的合作日益密切,绑定关系逐渐成型。锂电池行业龙头企业扩产规划明确。在市场及各国政策的双重驱动下,一线动力电池厂商持续扩产。

2.2松下:长期积淀,圆柱形电池领导者

松下电器产业株式会社创建于1918年,于1994年开始研发可充电锂离子电池。1998年松下开始量产笔记本电脑专用的圆柱形锂离子电池,并建成了业内领先的锂离子电池生产线。2008年11月,松下宣布与三洋电机合并,一跃成为全球最大的锂电池供应商。随着新能源汽车的兴起,松下动力电池业务营业收入快速增长,2016年达18亿美元,同比增速约为50%,2016年动力电池出货量约为9.8GWh,同比增速56%。

2008年,松下与特斯拉首次展开合作,18650钴酸锂电池被特斯拉首款车型Roadster采纳。自此,松下与特斯拉一直保持良好的合作关系,成为特斯拉最主要的动力电池供应商。2014年,松下宣布与特斯拉合资共建超级电池工厂Gigafactory,两者关系更进一步。除了特斯拉,松下与大众、福特等诸多厂商也存在合作关系,其客户分布在欧美,集中在美国。

松下动力电池正极使用的是高镍三元材料,电芯封装以圆柱形为主。圆柱的优点包括生产工艺成熟,产品良率高,有如18650、21700等统一规格型号,整体成本有优势。同时,其缺点也比较明显,圆柱形电池一般采用钢壳或铝壳封装,会比较重,比能量相对较低。目前,松下绝大部分动力电池供给特斯拉。ModelS和ModelX使用的是18650圆柱形电池,最新一代18650电池正极采用NCA材料,负极使用硅碳复合材料,单体能量密度可达250Wh/kg。Model3使用的21700圆柱形电池,单体能量密度提高到340Wh/kg,是目前市面上单体能量密度最高的电池。

松下动力电池工厂主要分布在日本、美国、中国。目前,Model3和ModelX的电池均在日本工厂生产。2014年6月松下与特斯拉合资建造的超级工厂Gigafactory破土动工。Gigafactory工厂生产的是圆柱形21700电芯,该电芯将会用在特斯拉能源存储产品和Model3轿车中。今年1月5日,特斯拉表示,Gigafactory工厂已经开始批量生产锂离子电池。此外,松下在中国大连和苏州各建立了一个工厂,大连工厂生产方形电池,计划完全建成后电池产能可供20万辆电动车使用,目前一期工程已投产。苏州工厂为松下与苏州捷新的合资工厂,生产18650圆柱形电池,预计今年下半年投产,2017年产能可达1亿支。

2.3LG化学:扬长避短,打造软包龙头企业

LG化学隶属于韩国三大集团之—LG集团,自1947年成立以来在半个世纪的时间里,LG化学通过不断的革新和研究开发活动,成长为领导韩国化学工业的韩国最大的综合化学公司。1998年,LG化学正式开始研发锂离子电池,凭借自身数十年材料生产研发经验,LG化学在开发锂电池的时候有产业链协同的优势,可以将正负极材料,隔离膜等方面都有独到的技术,第一时间导入到它的产品设计中,直接反映到电芯研发环节拥有独特的技术。目前,LG化学可以从Cell、模块、BMS、Pack开发到技术支持,提供与动力电池相关的全部产品组合。过去几年,LG化学动力电池业务营业收入逐年增长,2016年动力电池出货量达到7.3GWh。

2009年,LG化学正式进入动力电池市场,与韩国现代起亚合作,首次将锂电池产品应用于商用混合动力车。此后,LG化学先后和通用、雷诺、福特、沃尔沃等国际定将厂商展开合作,成为动力电池主流三大供应厂商之一。

在技术上,LG化学正极采用的主要是三元NCM材料,在电池包装方面,LG化学大部分采用叠片式软包设计,是海内外公认的软包龙头企业。软包锂电池所用的关键材料—正极材料、负极材料及隔膜—与传统的钢壳、铝壳锂电池之间的区别不大,最大的不同之处在于软包装材料(铝塑复合膜),这是软包锂电池中最关键、技术难度最高的材料。软包电池的包装材料和结构使其拥有一系列优势。1)安全性能好,软包电池在结构上采用铝塑膜包装,发生安全问题时,软包电池一般会鼓气裂开,不会爆炸。2)重量轻,软包电池重量较同等容量的钢壳锂电池轻40%,较铝壳锂电池轻20%。3)内阻小,软包电池的内阻较锂电池小,可以极大的降低电池的自耗电。4)循环性能好,软包电池的循环寿命更长,100次循环衰减比铝壳少4%～7%。5)设计灵活,外形可变任意形状,可以更薄,可根据客户的需求定制,开发新的电芯型号。软包电池的不足之处是一致性较差,成本较高,容易发生漏液,技术门槛高。

LG化学在韩国、美国、欧洲和中国均设有动力电池工厂。四个动力电池生产基地分别位于中国南京,韩国吴仓,美国霍兰德,波兰弗罗茨瓦夫。LG化学南京工厂是其继韩国梧仓工厂、美国霍兰德工厂之后的全球第三个汽车动力电池生产基地,也将是LG化学全球最重要的动力电池生产基地。LG化学计划将汽车动力电池的产能,从2016年满足全球5万辆电动汽车,增加到2020年满足20万辆电动汽车,即增长到原来4倍。而这个计划的核心,就是南京新能源汽车电池基地。

2.4三星SDI:后发制人,跻身方形电池龙头

三星SDI(中国)是指中国三星的显像管生产部门,由于显示技术液晶化,目前转行生产锂电池包(batterypack),主要应用于笔记本等移动设备。2000年,三星SDI开始进军动力电池领域。2015年5月,三星SDI100%收购MagnaSteyr从事电池业务的子公司MSBS(MagnaSteyrBatterySystemsGmbH&CoOG),从此三星SDI构建立起从电池单元、模块到电池组完整的电动汽车电池业务体系。在全球小型消费锂电池市场中,三星SDI独占鳌头。但在动力电池领域,相比松下和LG化学,三星SDI无论营业收入还是动力电池出货量都显得稍逊一筹。

2008年,三星SDI和博世合资成立了动力电池公司SBLimotive。2009年,宝马推出了纯电动汽车Megacity,SBLimotive成为Megacity动力电池供货商,为三星SDI打开了动力电池市场。2014年7月,三星SDI与宝马签订电动汽车电池扩大供货及共同开发新一代电池材料的谅解备忘录,进一步巩固了三星SDI与宝马在动力电池上的伙伴关系。目前,三星SDI已被选为30多个汽车电气化项目的核心的电池供应商,并且项目数量在不断增加。首次安装三星SDI电池的汽车有Fiat500e(纯电动汽车),宝马i3(纯电动汽车),宝马i8(插电式混合动力车)以及许多OEM厂商的其他车型。

与松下、LG化学不同,三星SDI动力电池封装形式以方形为主,同时积极跟进21700电池的生产,正极材料主要采用三元NCM和NCA材料。方形硬壳电池能够生产大容量单体电池。此外,方形电池壳体多为铝合金、不锈钢等材料,内部采用卷绕式或叠片式工艺,对电芯的保护作用优于于铝塑膜电池(即软包电池),电芯安全性相对圆柱型电池也有了较大改善。方形电池的不足之处在与型号太多,工艺难以统一。

三星SDI动力电池工厂主要分布在中国、欧洲和韩国,分别位于韩国蔚山、中国西安和匈牙利格德,其中韩国蔚山的工厂投产最早,当前主要为宝马i3和i8提供动力电池。2014年8月,三星SDI汽车动力电池工厂开工建造,总投资6亿美元,2015年10月竣工投产,每年能为4万辆以上纯电动汽车供应电池,计划在2020年销售额突破10亿美元。

小而精的日韩锂电设备企业

3.1锂电池生产概述

锂电池的生产工艺比较复杂,大致可分为极片制作、电池单元(电芯)制作和电池组装三个工段。锂电池极片制作工艺包括电极浆料制备、电极浆料涂布、辊压、分切、极耳焊接等工序;锂电池电芯制造工艺主要包括卷绕或叠片、入壳封装、注入电解液、抽真空并封装等;电池组装工艺主要包括化成、分容、组装、测试等。

3.2平野:涂布设备优质供应商

日本平野创立于1935年,主要从事制造和销售涂布相关设备和化学相关设备。产品包括光学功能膜涂布生产线、柔性线路板涂布生产线、电池极片涂布设备、无纺布制造设备等,是中国锂离子电池进口涂布设备的主要供应商之一。

近年来,受益动力电池行业景气度高涨,平野涂布机业务营业收入逐年攀升,FY2017年涂布机营业收入8470万美元,同比增长14%,营业利润1306万美元,同比增长51.4%。此外,动力电池企业持续扩产,平野涂布机在手订单充裕。

3.3CKD:日本卷绕机行业领先企业

日本CKD公司成立于1943年,主要生产的产品有自动化机械、气动控制系统、流体控制系统以及省力系统。其中,日本CKD公司生产的CEW-100锂电池用卷绕机有3大竞争优势:1)彻底的防尘对策,采用区域封阻(ZoneBlock)的方式,将到卷绕部为止的各材料完全分离,通过控制各区域内的气流来防止粉尘的混入。2)高精度卷绕,在高速与高精度卷绕前采用纠偏装置进行补正,可以大幅降低卷绕不良的发生。3)高速卷绕卷绕速度1000mm/秒。是占有世界50%以上市场份额的自动机械。CKD将多年积累的伺服控制技术与高性能空气元件、凸轮技术相融合,充分保证了电池的品质和安全。

为了将最佳的商品和技术以及服务迅速且准确的提供给客户,日本CKD公司努力打造了全球化的生产销售网络。经过多年的积累,日本CKD公司分别在欧洲、北美、中南美、亚洲设立了服务网点。此外,除了在日本本土,CKD还分别在中国、泰国、韩国、马来西亚以及印度设立工厂。全球化的网络为公司的发展提供了强有力的支持。

3.4浅田:搅拌设备老牌企业

日本浅田铁工株式会社创立于1905年,长期从事搅拌、分散、粉碎机械的研发生产,其中公司的搅拌设备包括剪式搅拌器和搅拌揉捏机。经过长期积累,日本前田在搅拌设备行业具有一定竞争力,成为国内主要锂电设备进口商之一。回顾国内锂电制造前端设备行业,从事相关设备制造的企业较多,但是成规模的企业相对较少。根据高工锂电产业研究所(GBII)的数据,2013年国内锂电池浆料搅拌设备的销售量约950套,锂电池浆料搅拌设备生产企业多达56家,仅珠三角地区就超过20家。

3.5PNT:优质锂电设备综合服务商

韩国PNT公司成立于2003年,是韩国最负盛名的生产涂布机、辊压机、分条机、卷绕机的公司。PNT专业从事研发制造锂电池及隔膜的涂布设备、各种光学涂布设备,及电解铜箔设备,主要客户包括三星SDI、LG化学、LGE、SKInnovation、以及CheilInd等知名企业。此外,公司产品也远销中国、美国、日本、台湾、印度、印度尼西亚等国家。目前,公司有将近200名正式员工,其中工程技术人员占80%以上。韩国总公司的注册资金为20亿韩币,总资产达到1400多亿韩币。2013年,公司销售额突破1000亿韩币,其中出口中国将近300亿韩币。

韩国以及全球新能源汽车的发展带动了韩国三星SDI、LG化学等动力电池企业的繁荣,作为三星SDI、LG化学等优质动力电池企业锂电设备的供货商,PNT锂电设备业务营业收入快速增长。从PNT营业收入的地区分布来看,中国市场对业绩的贡献逐年增大,并在2016年首次超过韩国本土。受益新能源汽车中国市场的发展,2017年上半年,PNT中国市场的营收占比进一步扩大,达到了61.9%,

3.6CIS:锂电设备的集大成者

CIS成立于2002年的韩国公司。其主营业务为生产、销售锂离子电池制造设备、燃料电池制造设备、太阳能电池制造设备以及显示器制造设备。CIS公司是锂电设备的集大成者,生产从极片制作、电池单元(电芯)制作和电池组装各个工段所需要的各种设备,并且在技术上具备一定的优势。2015年6月,浩能科技与CIS合资创办了智慧易德,并将其打造成浩能科技和CIS进行技术和市场合作的中间业务平台。

韩国CIS经过多年发展,可以生产从极片制作、电池单元(电芯)制作和电池组装各个工段所需要的各种设备,是锂电设备的综合服务供应商,为扩展中国市场而年与浩能科技(科恒股份子公司)合资创办了的智慧易德,在技术强化和市场开拓方面进行了深入的合作。