角力与共生——全球动力电池竞争格局分析

5.4客户资源：日韩深耕欧美，CATL立足本土

LG化学客户遍布全球，客户资源优质。LG化学的电动汽车客户遍布美国、欧洲、中国、韩国，分布较广，且均为国际知名车企，客户资源远远优于国内企业。在全球20大汽车品牌中，LG化学已与其中13家展开合作，且不论产能，单从合作厂家数目来看，LG化学已成为全球“最大”车用锂电池供应商。另外LG化学在EV、PHEV、HEV、48V等领域均有布局，产品类型多样，拥有电动汽车行业最优质的客户群。LG化学也凭此积累了10年多的量产配套经验，实车数据库庞大，遥遥领先于其它同行。

在EV领域，LG配套的量产车型主要有雷诺的Twizy、ZOE、Fluence，福特Focus、通用的Spark、Bolt，HMC IONIC等国际热销车型，累计销量近29万辆。在PHEV领域，LG配套的量产车型主要有沃尔沃的V60、S60L、XC90，凯迪拉克ELR、雪佛兰Volt、荣威e950、荣威e550等全球热销车型，累计销量近24万辆。在HEV领域，LG配套的量产车型主要有HMC的Sonata、Grandeur、IONIC，KMC的K5、K7、Niro等热销车型。48V主要为奥迪的SQ7车型。

三星SDI深度绑定BMW，客户偏向高端。三星SDI被选为30多个汽车电气化项目的核心的电池供应商，并且项目数量还在不断的增加。三星SDI已经证明其商业、安全性和技术竞争力。首次安装三星SDI电池的汽车有Fiat 500 e(纯电动汽车)，宝马i3(纯电动汽车)，宝马i8(插电式混合动力车)。另外Audi Q7，保时捷Cayenne S，Panamera S，Panamera Turbo S，BMW X5 XDrive40e、大众e-Golf等高端车型均配套的三星SDI动力电池。在销量方面，BMW的销量占比约60%左右，大众的销量占比约34%左右，其它的如菲亚特550EV占比约6%。

目前三星SDI的深度合作客户主要集中在欧洲，中国由于政策特殊性合作的案例较少，美国Tesla采用松下的动力电池，GM采用LG的软包路线，三星SDI合作项目较少，在2016年三星SDI与美国新兴电动汽车企业Lucid Motors签约了电动汽车电池战略合作伙伴协议。另外，欧洲、美国和亚洲的许多主要汽车制造商已经开始与三星SDI开展合作项目，在未来几年，将会推出由三星SDI电池驱动的车辆。

松下深度绑定特斯拉，同时寻求更多合作。松下的整车客户主要为特斯拉，是特斯拉的独家战略供应商。2008年12月，松下耗费64亿美元并购了实力强大的三洋电机进入动力电池领域，三洋电机在动力电池和储能电池领域均有先进的技术储备，松下并购三洋强强联合，成为全球最大的锂电池供应商。2009年，凭借顶级的电池技术，松下与特斯拉首次展开合作，成为特斯拉独家供应商，从此迅速崛起。目前特斯拉主要车型有Roadster、Model S、Model X、Model 3。

特斯拉销量凭借其创新性，引领全球新能源汽车发展，销量不断创新高，随着Model 3产能的释放以及国产化进程的推进，将会给松下的动力电池业务提供更大的业绩贡献。

除了和特斯拉的深度合作外，松下为了扩展业务同样寻求了更多的其它合作伙伴。截止2018年3月底，松下已供货车型/已取得订单车型/在洽谈车型分别为58款/16款/74款，客户遍布日本、美国、欧洲，其中已供货日本/美国/欧洲分别为6家/2家/4家车企，日本有29款车型交付、美国有14款车型交付、欧洲有15款车型交付。

其中具有代表性的车企主要有大众集团、福特集团、丰田集团、戴姆勒，大众集团旗下品牌大众e-UP、e-Golf、奥迪 A3 e-tron、福特最畅销的C-MAX、Fusion、丰田普锐斯等多款新能源车型均使用松下动力电池。同时，松下还在积极扩展市场，以期未来诸多中国厂商提供其先进的动力电池。

CATL国内首家国际化配套企业，深度绑定国内龙头。CATL虽然成立仅7年，但是背靠ATL深厚的技术积累，凭借其产品过硬的品质赢得了BMW的认可，是国内第一家给国际车厂配套的动力电池企业，目前华晨宝马X1电池包已经下线。与BMW的合作为其在新能源汽车领域的推广建立了一种强有力的品牌效应。法国雪铁龙（PSA）、韩国现代、奔驰、上汽大众均已与CATL签署采购协议。

由于国内电池企业目录的存在，新能源车型推荐目录与其相捆绑，除了比亚迪这种垂直一体化的车企，国内进入电动车领域的车企都会选择一个或多个本土电池供应商进行合作，强强联合是最好的选择。在乘用车领域，一汽、北汽、吉利、上汽、上汽通用五菱、长安汽车、蔚来、广汽、奇瑞、长城、东风和江淮等国内主流整车企业均与CATL建立了深厚的合作关系。在客车领域，CATL更是获得了宇通的高度认可，成为其独家供应商，其它的海格汽车、金龙汽车、福田汽车、东风商用车等客车企业也与CATL建立了合作关系。

5.5供应体系：日韩技术先进，中国产业完整

LG化学深度绑定锂钴资源，正极自产为主外部为辅。LG化学为满足未来锂离子电池市场需求，与很多全球知名原材料供应商建立战略合作关系。另外，LG化学作为唯一一家以化学品和材料为基础的电池公司，经过数十年的深入研究、建立配料和发展化学品的经验，在正极材料、负极材料、隔膜、电解液、导电材料、粘接剂等领域均有布局。LG化学在正极材料自供方面具有一定的成本优势，同时也与外部优质的供应商进行合作开发供应，保证原材料的稳定供应，降低成本，另外LG化学的材料也对外进行销售。

三星SDI供应体系开放，国际化采购。与日本封闭的锂离子电池供应体系相比，三星SDI的供应体系较为开放，积极地与众多全球知名材料供应商建立战略合作关系，以满足未来锂离子电池市场需求。正极材料供应商主要有浦项制铁、ECOPRO、L&F、格林美等；负极材料供应商主要有三菱化学、日立化学、贝特瑞；电解液供应商主要有三菱化学、新宙邦等；隔膜供应商主要有旭化成、日本东丽、恩捷等。

松下供应体系封闭，但技术先进。松下电池原材料供应商主要来自日本本土，这是因为松下对电池性能和品质的完美追求，日本电池供应商技术更为成熟和先进，不过也有中国厂商小部分供货，未来随中国厂商技术和工艺的成熟，凭借成本优势，有可能会占据更多的份额。其中供货给特斯拉的NCA电池，正极材料全部来自住友金属，中国的芳源环保小批量供应NCA前驱体；负极主要来自日立化学和日本碳素，同时中国厂商贝特瑞提供部分硅碳负极材料；隔膜主要由住友化学供应；电解液主要由三菱化学供应。

CATL国产化率高，培育本土供应体系。CATL除了拥有极其优质的下游客户结构，在上游供应体系方面，也极力扶持本土企业，为中国电池产业贡献力量:从其核心供应链可以看出，CATL并没有盲目采用进口设备和材料，而是鼓励大规模的国产化，带动国内锂电产业的发展。在电动汽车百人会论坛中，曾毓群明确指出：“我们的理念是引领国产化，所以设备国产化率是86%，材料是88%，带动了相当多的电池企业上市。”

CATL垂直整合能力强，布局锂电回收业务。公司通过广东邦普开展锂离子电池材料业务， 将废旧锂离子电池中的镍钴锰锂等有价金属通过加工、提纯、合成等工艺，生产出锂离子电池材料三元前驱体（镍钴锰氢氧化物）等，使镍钴锰锂资源在电池产业中实现循环利用。三元前驱体是制造三元锂离子电池正极材料的原材料，也是新能源汽车动力电池的关键材料之一。目前，广东邦普已成为全国领先的锂电池材料三元前驱体的供应商。

综合对比：LG化学、三星SDI、松下的动力电池供应商主要以日韩系为主，部分消费类电池和储能类电池采用国内供应商，在供应商产品品质方面优于国内企业，CATL主要采用国内供应商，凭借自身在锂电材料方面积累的丰富经验，电芯产品品质与日韩企业差距较小，产品成本具有优势，未来随着国内中游材料企业的技术不断提升，LG化学、三星SDI、松下国产化后，国内企业极有可能成为其B点供应商，达到降低电池成本的目的。

06全球动力电池企业技术路线对比

鉴于动力电池在电动汽车产业中的重要地位，中、日、美、德等汽车强国纷纷制定车用动力电池的国家级规划，对动力电池的研发及产业化给予大力支持，以推动动力电池技术的快速进步和市场应用，如中国的《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》和《节能与新能源汽车技术路线图》、美国的《电动汽车普及大挑战蓝图》、日本的《动力电池技术路线图》、德国的《锂离子电池技术路线图2030》等。

6.1全球各国电池技术路线规划

6.1.1. 中国二次电池技术路线图

根据新能源汽车经济性和使用便利性的需求，中国动力电池发展以成本、关键性能（如比能量等）作为主要指标，实现现有锂离子电池的的性能升级。综合分析新能源汽车需求和动力电池技术发展趋势，中国动力电池发展大致分为三个阶段：

（1）到2020年，动力电池技术提升阶段。新型锂离子电池实现产业化，能量型锂离子电池单体能量密度达到350Wh/kg，单体成本达到0.6元/Wh，系统循环寿命3000次/10年。功率型锂离子电池单体能量密度达到200Wh/kg，单体成本达到1.0元/Wh，系统循环寿命3000次/10年。动力电池实现智能化制造，产品性能、质量大幅度提升，成本显著降低。

（2）到2025年，动力电池产业发展阶段。新体系电池技术取得显著进展，能量型锂离子电池单体能量密度达到400Wh/kg，单体成本达到0.5元/Wh，系统循环寿命3500次/12年。功率型锂离子电池单体能量密度达到250Wh/kg，单体成本达到0.9元/Wh，系统循环寿命4000次/12年。动力电池产业发展与国际先进水平接轨。

（3）到2030年，动力电池产业成熟阶段。新体系电池实现实用化，能量型锂离子电池单体能量密度达到500Wh/kg，单体成本达到0.4元/Wh，系统循环寿命4000次/15年。功率型锂离子电池单体能量密度达到300Wh/kg，单体成本达到0.8元/Wh，系统循环寿命5000次/15年。动力电池技术及产业发展处于国际领先水平。

正极材料：正极材料是锂离子电池锂源的提供者，从根本上决定了电池的比能量和能量密度。高镍化、高压化、富锂化是正极材料的发展方向。高镍材料主要包括镍钴锰和镍钴铝两个系列，未来的发展趋势是不断提高镍的含量（镍的摩尔含量≥80%），提高其比容量，同时通过掺杂、包覆和表面处理等技术手段，提高其循环性能。预计2020年比容量将突破215mAh/g，2025年降突破225mAh/g。通过提高电池充电截止电压是提升锂离子电池能量密度最为直接的有效手段和方法，高电压材料需要大幅提升热安全性能和循环稳定性能，预计2020年高电压材料比容量将≥180mAh/g（3.0-4.4V）。富锂氧化物固溶体材料是通过产品改性的手段在保持高容量的前提下，提高高电压使用条件下的循环性能，预计2020年比容量将达280mAh/g。

负极材料：目前商用化最广泛的是石墨类材料（天然石墨和人造石墨）。石墨类材料的发展趋势是进一步提升可逆容量和压实密度，并降低成本。中国石墨类材料在性价比方面已经较日立化成、三菱化学、日本碳素、JFE、昭和电工等具有优势，日本企业在材料改性方法和品质控制方面具有优势。预计在2020年比容量将达360mAh/g，2025年达360mAh/g。硅碳负极国内大部分处于研究和小批量生产阶段，主要是纳米化技术、材料结构构筑等关键工艺需要进一步提高。预计2020年比容量达850-900mAh/g，2025年达1000-1100mAh/g。

隔膜：由于原料、技术、制备技术和生产制备的差异，国产隔膜在闭孔温度、孔径一致性和厚度一致性等方面较差。2020年的发展目标是高品质PE隔膜、PP隔膜的规模化生产，高品质陶瓷涂层隔膜的规模化生产及相关制备的国产化。安全使用温度达到180℃，孔隙率30%-45%，热收缩率＜2%，机械强度＞150MPa。

电解液：2020年仍以单一锂盐（LiPF6）为主，电化学窗口＜4.5V，电导率≥10-2S/m；2025年采用复合锂盐，电化学窗口＞5V，电导率≥10-2S/m，可燃性降低，安全性提高；2030年达到固体电解质目前，电化学窗口＞6V，电导率≥10-2S/m，无安全隐患，更长的使用寿命。

6.1.2. 日本二次电池技术路线图

日本汽车用二次锂电池分为功率型和能量型两类。按照二次锂电池的用途，将HEV和PHEV用二次锂电池归类为“比功率重视型二次电池”，将EV用二次电池归类为“能量密度重视型二次电池”。日本汽车用二次电池路线图以电池包为单位设定技术目标值（包括成本、能量密度和功率密度等）。这些目标值根据评价对象为单体、模组或者电池包的不同而存在较大差异，在实际使用中，以电池包（含BMS）为单位进行评价更能全面反映出二次锂电池的性能。

日本技术路线图将下一代汽车尚未完全普及的时期划分为普及初期和普及期，PHEV和EV将在2020年前后进入普及期。届时，高功率密度二次锂电池能量密度将达到200Wh/kg，功率密度将达到2500W/kg，成本下降至2万日元/kWh（约1200元/kWh）以下，日历寿命10-15年，循环寿命4000-6000次。高能量密度二次锂电池能量密度将达到250Wh/kg，功率密度将达到1500W/kg，成本下降至2万日元/kWh（约1200元/kWh）以下，日历寿命10-15年，循环寿命1000-1500次。

正极材料：正极材料朝高容量、大功率、低成本、高安全性方向发展。为实现正极材料的高容量化，需要选择化学式含锂量较多的化合物，拥有更高容量密度的硫系正极具有较大的研究空间。为实现正极材料的大功率化，需要从材料微粒化、电极合剂层的设计、提高活性物质导电性、活性物质与导电材料的连接技术等方面进行研究。为了降低正极材料的成本，需要开发无钴正极材料，开发可以最大限度利用铁、锰等资源丰富又廉价元素的正极材料。为了提高寿命与安全性，需要抑制正极表面电解液的分解反应。

负极材料：硅碳复合材料、硅金属合金、硅氧化物材料、锡基合金、过渡金属氧化物等是未来负极材料的研究开发方向。目前，锂离子电池负极主要使用有较大理论容量和良好寿命特性的碳、石墨类材料。合金系负极电位比锂、碳、石墨高，但容量密度高，有利于实现负极高容量化。合金系负极也存在很多待解决的问题，如体积膨胀、不可逆容量等。为实现大功率化，需要研究纳米级的活性物质与导电材料的连接技术。为提高安全性，需要研究抑制负极表面电解液分解反应的表面修饰方法。

电解液：离子液体电解质、有机固体（聚合物）电解质、无机固体电解质等成为电解液研发方向。电解液是与二次电池的输入输出特性、寿命、安全性、电压直接相关的材料。新型电解液需具备以下优势，在较宽的温度范围内呈现较高的电导率、较高的电气稳定性（耐氧化性、耐还原性，宽电位窗口）、较高的化学稳定性（热稳定性、不与活性物质和其他物质发生反应），对环境友好，价格低廉。

新型电池：目前实用化的电池系列中，锂离子电池相比铅蓄电池和镍氢电池具有更高的能量密度，但是锂离子电池也存在能量密度上限，因此，需要研究具有更高能量密度的二次电池。日本二次电池技术路线图将2030年前后可能达到当前电池种类无法达到的高性能电池称为创新型电池，如固态电池、金属-空气电池、锂硫电池、金属负极电池等。

Hidetaka ishikoori在ABAA 11上发布的日本乘用车市场计划则显示，2020年日本希望插电式混合动力和纯电动能占据15-20%的市场，氢燃料电池车只有1%；2030年，插电式混合动力和纯电动能占据20-30%市场，氢燃料电池为3%。

6.1.3. 美国二次电池技术路线图

美国能源部能源效率与可再生能源办公室（EERE）于2013年发布《电动汽车普及大挑战蓝图》（EV EveryWhere Grand Challenge Blueprint），提出2022年电动汽车发展目标，力图使美国成为世界上第一个能够生产每户家庭都能负担得起的电动汽车的国家。

该蓝图提出的技术目标包括：电池方面，2022年成本要求降低到125美元/kWh，能量密度要求达到250Wh/kg，体积能量密度要求达到400Wh/L，功率密度要求达到2000W/kg。轻量化方面，通过轻量化技术使汽车重量降低30%。电驱系统方面，2022年成本要求降低到8美元/kW，功率重量密度要求达到1.4kW/kg，功率体积密度要求达到4kW/kg，能量转换效率要求达到94%。

2016年7月，当时的奥巴马政府宣布发起了Battery500计划，用五年、投资额5000万美元，打造能量密度500wh/kg，循环寿命1000次的电芯。这一电池的技术路线是高比能锂离子正极（镍钴锰）和锂金属负极。2017年这一项目已经实现了309wh/kg，但循环次数只有275次；2018年，已经实现350wh/kg，循环次数150次。

6.1.4. 德国二次电池技术路线图

为了推动动力电池产业发展，德国国家电驱动平台发布《锂离子电池技术路线图2030》。在正极材料方面，近期将推进尖晶石和磷酸盐等材料，中期预计到2020年之前的亚硫酸盐和2020年后的氟硫酸盐将会得到发展。金属氟化物和空气预计在2030年左右得到应用。负极材料方面，目前通常采用纳米结构石墨，软碳，硅合金以及Li钛酸盐。石墨金属复合材料，非硅基合金以及锂金属负极应该在2020年之前实现中期样品创新。电解质方面，短期采用LiPF6的电解质以及凝胶聚合物电解质。中期采用5V电压平台电解质，并且与5V电池的发展相关。目标2020年电池系统的能量密度达到130Wh/kg，价格达到0.25-0.3欧元/Wh，落后于其它国家要求。

另外，德国联邦政府教科部发展关键技术副总监Herbert Zeisel在第11届国际电动车用新型锂电池会议（ABAA11）上表示德国2015年电芯能量密度在90-235Wh/kg，体积能量密度在200-630Wh/L，日历寿命在8-10年，成本180-285欧元/kWh；未来的发展目标为2020年能量密度达到350Wh/kg，体积能量密度750Wh/L，循环寿命1000次，日历寿命15年，成本90欧元/kWh；2030年能量密度大于400Wh/kg，体积能量密度大于750Wh/L，循环寿命2000次，日历寿命20年，成本75欧元/kWh。为了达成目标，将会支持锂离子技术、全固态电池和新概念电池。