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从世界动力电池大会看宁德时代的隐忧

来源:言之成锂 | 作者:admin | 分类:分析 | 时间:2023-07-31 | 浏览:6525
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锂电网讯:自从6月7日摩根士丹利下调宁德时代的股票评级以来,其市值一日下跌了500多亿,此后就一直在九千亿左右徘徊,虽然国内多家机构却并不认可摩根士丹利的“看空”逻辑,而且曾毓群以及吴凯相继在动力电池大会上发言,展示宁德时代的新技术,包括今年就能量产的充电10分钟实现400公里续航的电池(跟理想汽车上海车展宣布的800V纯电平台指标相同)。但其市值六月表现一直不太好,最近也都在一万亿附近徘徊(26日上午总市值9896亿)。那么技术以及市场都还一直领先的宁德时代,为什么市值却止步不前了呢?本文带您从技术方面一探究竟。

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       一、CATL高估值的基本逻辑

      市值的高低取决于一家公司是否在高速发展且规模庞大的行业中,且同时具有技术以及市场垄断地位。很巧合的是,在过去的几年里,宁德时代在动力电池的市场里一直处于领先地位:根据SNEResearch数据,公司2017至2022年连续6年动力电池使用量排名全球第一,2022年宁德时代动力电池系统动 力 电 池 系 统 销 量 242GWh,全球市占率达 37.0%,国内市场份额超过40%。同时2022年储能电池系统出货量全球市占率达 43.4%,比上年同期提升 5.1 个百分点,连续两年排名全球第一。近几年动力和储能电池行业平均每年接近50%的年复增长率,规模已经超过万亿元,也确实是超级大市场。

     CATL不仅市场份额稳定在40%左右,其利润总额占比更高,2022年达到了307亿元,占比预计是国内动力电池上市企业利润的80%以上。最近公布的2023年半年报显示,上半年宁德时代实现营业收入1892亿元,同比增加67.52%;净利润207亿元,同比增加153.64%。海外电池业务营业收入规模达656.84亿元(占比已经在1/3以上),同比增长幅度约195%;海外市占率达27.3%,提升6.9个百分点。由于锂盐价格的回落,核心的动力电池系统产品毛利率20.35%,较上年同期大幅提升5.31个百分点。中国市场份额第一,欧洲市场份额第一,北美市场第二,目前全球三大新能源汽车主要市场基本都是CATL的天下。

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      二、万亿市值背后的隐忧

     虽然业绩一路高歌,但是CATL的市值近期表现并不算特别好。虽然国家在密集出台一些措施促进新能源汽车的发展,而且CATL的出货量,销售额,利润率都维持在高位,但其市值却徘徊在一万亿附近,没有较大的提升。一方面可能与国内的经济大背景有关,另一方面也可能与摩根士丹利的报告有关。近些年宁德时代随着公司的发展壮大,已经明确了四大体系创新来确保公司的竞争优势,下面就通过对这几大体系的技术分析,结合动力电池大会的一些报告内容来分析其股价背后的隐忧:

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    1. 首先是材料体系创新:从其前身ATL开始,材料方面的创新就是重中之重。当初ATL起家就是因为电解液上的创新,解决了电池的胀气问题。CATL成立之后,对材料研发的投入只增不减,尤其是借着跟宝马的合作,其在三元材料方面的布局,比其他企业早了三年左右(国内从2009年开始大部分企业都以磷酸铁锂为主,因为没有专利壁垒;2015年GB/T 31484/5/6标准也基本是参照LFP电池的性能,循环和安全制定的)。这也奠定了2017年政府补贴跟系统能量密度挂钩,且日韩企业被排除在白名单之外后,CATL的迅速崛起。也正是从2017年开始其电池系统装机量实现了全球第一,并在此后的三年内一直维持着这种优势(2017~2020)。通常材料领域的创新,是CATL主导研发,例如材料的理论计算,包覆掺杂的效果确认等等,然后交给供应商进行中试和放大生产,并签署严格的保密协议以及排他协议(不允许其他厂家用同款产品)。近年来,基于材料数据库的丰富以及大数据智能算法,宁德时代的材料体系创新速度更快,尤其是伴随着21C实验室的成立,很多高校之前的成果也迅速在公司进行转化(比如无过渡金属电池无过渡金属电池到底是什么)。

    但是材料领域的创新正在遭到其他公司的竞争,比如材料基因组计划,北京大学的潘峰教授是这方面的专家,其对于高电压钴酸锂,高性能无钴层状材料,三元材料的锂离子扩散系数和热稳定性,富锂锰基等电池材料都有着深入的研究,包括理论计算和试验验证,并取得了很不错的成果(尤其是消费电池领域的钴酸锂高电压电池)。此外,在本次2023世界动力电池大会 上,清华大学教授,汽车安全与节能国家重点实验室副主任李哲老师 以《迈向电池自动设计:技术要点与研发生态》为主题进行了演讲,介绍了课题组10年磨一剑,研发的全球首款电池专用虚拟建模软件工具,并协助孵化了企业Electroder (易来科得)进行商业化探索。2022年清华大学也获得了国家自然基金电池研发自动化领域首个国家级项目《挑战锂离子电池智能自动设计:关键基础问题研究》,同时,清华与易来科得和弗迪电池的产学研项目《挑战电池智能自动设计》也在稳步推进中,还在6月25日吴江举办的“第一届动力与储能电池智能设计制造大会上” 分享了进展。也就是说,材料和极片等领域目前都有很多高校和企业在做先进设计仿真,CATL不过是整合了各方资源为己所用。电池后起之秀们比如蜂巢,欣旺达等企业也都在需求合作努力追赶,而且这些创新大多集中在三元电池领域(元素种类多,掺杂包覆可创新的地方也多),对于成熟的LFP体系,其作用效果有限。如果大家都转向LFP电池,宁王的优势就不会那么明显。所以自从BYD刀片电池横空出世,DM-i车型横扫市场以后,宁王就迫不及待地推出新的M3P电池,在铁锰的基础上还有其他元素掺杂,希望借此尽快实现差异化竞争,维持其高端化优势,以此摆脱同质化LFP的竞争氛围。不过单独使用LMFP问题较多,能否全面解决还有待观察。而且貌似LMFP的合成技术主要掌握在材料厂手中,未来即使宁王率先在特斯拉车型中实现M3P的落地应用,其他电池企业追赶也不困难(比如国轩启辰L600今年初也发布了LMFP)。

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图片图片源自清华大学李哲老师报告,公开资料获取


     2.其次是系统结构创新:前面提过,高比能三元材料的创新奠定了宁王在2017~2020这三年的霸主地位,而CTP结构创新维护了其2020年以后的霸主地位。一代CTP本质上就是超大模组,跟特斯拉Model 3上面的类似;而二代CTP去除了模组的概念,也不再使用模组作为基本结构单元,成组效率进一步提升。三代CTP也就是麒麟电池的提升有很多,比如体积利用率高(72%),充电速度快(4C+),比能量高(255Wh/kg),热电分离无热扩散(NP 2.0)等等,但归结起来就一点,那就是高效的热管理能力。因为散热快,就有信心使用超高比能大容量的硅碳电池(285Wh/kg, 182.5Ah, 具体参考麒麟电池首款高比能电芯分析)。也因为散热快,能够在4C+倍率时保证系统内电芯温度不会超过其应用上限,并维持4C+快充到较高的SOC(80%),即将年底前在锂想车型中落地。

     可以看出,跟前两代不同的是,麒麟电池的优点在高端车型上发挥的淋漓尽致,比如极氪001这种千里续航的车型以及锂想纯电这种超级快充的车型,而对于市面上其他主流车型,麒麟的性价比优势短期内可能并不显著。比如说对于体积利用率,刀片电池已经达到了很高的高度,最近发布的腾势N7甚至高达77%,超过了麒麟电池的72%。上海车展上展示的蜂巢的龙鳞甲电池(基于短刀L600电芯),体积利用率也达到了70%;中航的One-Stop Bettery体积利用率也可以达到70%,目前的设计也已经实现LFP电池70kWh的电量,满足了电动车的500~600km续航需求。而且目前CATL主打的铝壳电芯是同侧出极耳的,对于电池包高度方面的利用率较差,也已经建立起很强的专利壁垒,在这类电芯和系统方面其他厂家无法与之争锋,只能在长刀短刀等两侧出极耳的领域发力。基于电芯的区别,一方是宁王独自高歌猛进,另一方是百家齐名,协同向前,虽然目前宁王实力足以以一敌百,以后的发展还很难预测。

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     3.第三是极限制造创新:这是四大创新中最核心的一条,虽然CATL对外总在强调自己的研发能力强研发人员学历高等,但其实面向TWh时代,必须要有过硬的极限制造能力,也就是先进的工艺制程能力才能够驾驭锂电池这种微米级别且安全要求很高的产品。过去十年来,正是由于先进制造与质量管理能力的加持,使得宁德时代的电池可靠稳定,客户端暴露的问题较少,才赢得了众多车企的青睐。现在其商业模式允许OEM客户采购其他电池厂的电池,也是对自己产品质量的信心(也就是说,车企用过其他家电池了,对比之后就更能发现CATL的电池更好,就会回心转意,更加信任CATL与其长远合作)。不过话说回来,质量好并不是CATL专有的,主流日韩企业松下,LG,三星等质量也做的好,但是其创新速度慢,产品的综合性能不比国内的强。比如LG,三星的圆柱电池性能指标并不突出。再者,质量控制虽然都重要,但对于三元电池影响更大,因其安全性较差,原材料或者制造过程引入的杂质等很容易导致短路等安全问题。而对于LFP电池,天生就能通过针刺等安全测试,不易发生安全事故,对制造的要求就没那么高。所以说,极限制造对于高镍以及中镍高电压三元是特别重要的,尤其是高镍领域,目前国内也就宁王能过够稳定的向大众以及宝马的一系列电动车型供货,并实现欧洲市场份额大增,海外销售比例接近1/3主要是高镍电池。除了宁王之外,国内对于大容量三元电池做的比较好的也就中航和亿纬,欣旺达快充三元出货量较少,还有待观察。此外,早年间有一些工艺制程的团队从宁王出来单独创业了,比如芜湖天翼,塔菲尔(现在是正力新能源),瑞浦兰钧以及海辰储能等公司均有从CATL出来的工艺牛人,他们虽然缺少三元电池的材料技术,但在LFP电池的制造上实现了突飞猛进,产品质量也很不错(据说正力的电芯质量仅次于宁王,在其前身塔菲尔遭到起诉后被正力收购了,最近发布了乾坤电池,基于榫卯卡接技术,与中航的OS电池类似,在电芯极耳结构上做了创新。这两家企业都被宁王起诉过 也都更改了铝壳电芯形式)。尤其是瑞浦开发的问顶电池,通过激进的设计将同侧出极耳的电芯体积利用率提高7%以上,电芯容量也因此提升。不过类似比亚迪的刀片电池,极限设计对于安全的影响可能较大,所以其首先要从本征更加安全的LFP开始导入。

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图片图片源自问顶电池发布会,公开资料获取

      此外,本次2023世界动力电池大会上,欧阳明高院士围绕动力电池全生命周期智能化技术这一话题做了主题演讲,提到其团队做出了电池行业首个人工智能大模型,并且发展到了第二代,实现了动力电池全生命周期智能化,包括智能设计、智能制造、智能管理以及智能回收等多个维度。其中智能设计已经从实验试错到仿真驱动,到了现在的智能化全自动,这与上文中的易来科得类似,本来也是清华大学有合作的。智能制造方面,可以用仿真做数字孪生,还有缺陷智能检测,产线大数据人工智能分析,来实现制造过程的智能化。同时还能在智能感知的基础上通过大模型来进行智能电池管理和调控,包括析锂调控,热失控调控等。作为欧阳明高院士课题组的孵化企业,昇科能源CEO褚政宇在大会期间隆重发布全球首个电池AI大模型PERB2.0,适用范围广。几乎适用所有电池类型,三元、铁锂、圆柱、方壳、软包、10Ah、280Ah……通通都可以;二是同时解决多个任务,如安全预警、故障溯源、健康状态评估、早期寿命预测等等。这类AI大模型人工智能服务平台不仅在电池智能化领域意义非凡,对于电池的制造过程也可以追溯管控,真正实现全生命周期的智能以及安全管理。这类软件系统对宁王的极限制造也是有力竞争,尤其是宁王目前产品缺陷率达到了 PPB 级别,还有绿色工厂认证,其他家企业还在追赶过程中,更需要相关智能系统助力。在绿色低碳智能工厂领域,远景动力因其风机方面的经验最近进展很快。

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     4. 第四是商业模式创新:商业模式本身并不在技术讨论范围内,但是商业模式的推广是基于宁王强大的技术实力以及市占率背景下的。目前CATL通过商业模式创新已经打通生产、使用、回收等各环节,且布局了上游的核心矿产(锂跟钴等)。在下游市场端,宁德换电品牌 EVOGO 已经陆续在厦门、合肥落地,通过独创的组合换电模式,解决了经济适用型轿车的市场普及问题。同时,其滑板底盘公司也在上海成立,进一步将车企的底盘和三电都掌握起来,来降低平台化的开发和制造成本。商用车领域,宁德时代还带来了动力域控包解决方案。该域控制器深度和电池整合,将电池包、电机控制器MCU、车载充电机OBC和电源转换其DCDC四大功能集成与一身,从而实现整车、电池、电机管理一“芯”搞定。达到整体高压线束减少70%、三电器件降本30%和整体重量减少30kg的优化效果。总体而言,换电模式的成功与否在于车企的配合程度,滑板底盘以及动力域控也是如此。最近蔚来汽车车型全线降价3万元,并且将换电权益做了更改,未来换电的前景并不明朗。尤其是快充以及CTC等技术的相继落地,对换电路线带来了更大的挑战。

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图片图片源自EVOGO官方宣传资料

     综上所述,宁德时代的四大创新,主要集中在偏高端的三元电池市场,这一点从三元电池的市占率上也可见端倪。2023年5月份,宁德时代一家就占据了三元电池装机量63.9%,同比增加12.2个百分点,环比也上升了7.7个百分点;1-5月,其占有率也高达61.2%,累计增加10.5个百分点。要知道随着BYD等企业的崛起,宁王在铁锂市场的份额是下降的,足以见得,宁德时代在三元高端市场的优势非常明显。刚刚发布的半年报中,宁王提到的电池技术,公司无热扩散技术电池产品持续获得国内外客户认可,并批量应用(NP2.0热电分离,以三元为主);麒麟电池已实现量产装车,助力CLTC综合工况续航 1,000Km 以上车型的上市(高镍三元硅碳电池);发布全新的凝聚态电池,拓宽以高安全和轻量化为核心的应用场景(高比能三元电池);宣布4C 麒麟电池首发平台车型(快充三元),推进M3P产业化(LMFP)。麒麟电池实际是一种高端电池,无论是千里续航的285Wh/kg版本,还是4C+快充的240Wh/kg版本,其本质上还是高端车型(30万以上)采用的。对于LFP电池不必采用麒麟的架构,足够中低端市场的拓展了。例如BYD的刀片电池给自己和一汽,蜂巢的短刀铁锂电池给吉利银河,中航的铁锂电池给广汽埃安和长安汽车等等。

     小结: 宁德时代的护城河,表面上是四大创新体系,实际上其市场份额跟三元和铁锂的技术之争有很大关系。在高比能三元以及快充三元占据市场领先地位的时候,由于其他企业很难与其争锋,CATL的霸主地位难以撼动。而在高安全磷酸铁锂占据市场的时候,行业内就会出现百家争鸣的局面。从本届世界动力电池大会上可知,即使在三元电池领域,随着清华大学以及其他公司在材料和电极片仿真,结构创新以及AI智能制造方面的突破,其领先优势也在渐渐地变小。不过在锂电池时代,宁德时代依然是中国乃至世界范围的老大,这一点不容置疑,目前其他企业有的技术宁王也基本都有或者都在研发中。未来能否维持住万亿美元的市值,主要取决于增量市场的表现,而不是存量市场的内卷,所以今年以来,宁王在积极地拓展电动飞机市场,以后可能是千亿美元的规模。随着500Wh/kg凝聚态电池的发布和后续落地,希望宁王在这个市场给我们带来新的惊喜。


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