电气设备行业磷酸铁锂专题报告：刀片电池和CTP方案带动磷酸铁锂回暖西南证券-19页_2mb
报告摘要
刀片电池和CTP方案带动磷酸铁锂回暖总结
核心内容
磷酸铁锂电池（LFP）因其成本低、安全性高、循环寿命长等优点，成为动力电池和储能电池的主打正极材料。刀片电池和CTP（Cell to Pack）技术的推出，进一步提升了LFP的集成效率和降低成本，推动其在新能源汽车领域的应用。
主要观点
- LFP优势：LFP电池具有较高的安全性、较长的循环寿命和较低的成本，特别适合用于电动客车等对安全性要求高、成本敏感但对能量密度要求不高的应用场景。
- CTP与刀片电池技术：宁德时代和比亚迪分别研发了CTP和刀片电池技术，通过减少零部件、优化结构设计，显著提升了电池包的体积利用率和生产效率。
- 成本下降：通过刀片电池和CTP方案，LFP电池的制造成本预计可降低15%左右，若考虑原材料价格下降，成本降幅可进一步扩大至24.3%。
- 应用方向：尽管刀片电池将首先应用于比亚迪的乘用车，但商用车仍将是CTP方案的率先应用领域，因为其对电池安全性和成本的敏感度更高。
- 行业集中度高：LFP上游行业已历经三年洗牌，集中度较高，仅有3-4家稳定出货的供应商，龙头效应明显。
关键信息
LFP电池性能
- 电压平台：3.2-3.3V
- 比能量：>70Wh/kg
- 循环寿命：>800次（100% DOD）
- 热稳定性：优
- 安全性：高
- 原料成本：低
- 适用范围：中低端动力电池、储能
技术提升
- CTP技术：宁德时代于2019年率先采用，使电池包体积利用率提高15%-20%，零部件减少40%，生产效率提升50%。
- 刀片电池：比亚迪研发，体积比能量密度提升约50%，直接集成电池包，提升系统能量密度至160Wh/kg以上。
成本测算
- 单位成本：普通LFP电池成本为0.696元/Wh，刀片电池可降至0.588元/Wh，降幅15.6%。
- 原材料成本：占总成本82%，其中正极材料和隔膜占比约10%，负极、电解液、铜箔、铝壳盖板、BMS等占比约7%-8%。
- 成本下降假设：若原材料价格下降20%，则LFP电池制造总成本可降至0.527元/Wh，降幅24.3%。
商用车应用
- 成本降低：预计2020年LFP电池在商用车中的占比将进一步提升，电池成本可降低30%，达到15.8万元/辆，毛利率可维持。
- 行业影响：上游LFP放量，下游商用车盈利能力边际改善。
重点关注个股
风险提示
- 电动车销量不达预期
- 磷酸铁锂电池成本降幅不达预期
图表目录
- 图1：钴酸锂结构图
- 图2：镍钴锰酸锂结构图
- 图3：锰酸锂结构图
- 图4：磷酸铁锂结构图
- 图5：磷酸铁锂电池工作机理
- 图6：磷酸铁锂电池内部结构
- 图7：磷酸铁锂充放电机理
- 图8：BYD刀片电池
- 图9：首款搭载“刀片电池”的比亚迪汉EV
- 图10：比亚迪“刀片电池”单体电池示意图
- 图11：比亚迪动力电池包剖视图和爆炸图
- 图12：比亚迪专利动力电池排布方式空间利用率更高
- 图13：一种实施方式提供的电池包的爆炸图
- 图14：提供电池包（车用托盘）固定在电动车上的爆炸示意图
- 图15：比亚迪CTP技术对比实验
- 图16：实施例1动力电池包的排布方式
- 图17：实施例2动力电池包的排布方式
- 图18：实施例3动力电池包的排布方式
- 图19：实施例4动力电池包的排布方式
- 图20：实施例5动力电池包的排布方式
- 图21：电池导热板剖视图
- 图22：某实施例电池包的爆炸图
- 图23：比亚迪CTP电池散热实验结果
- 图24：CTP高集成动力电池开发平台
- 图25：宁德时代CTP电池包
- 图26：宁德时代CTP电池包的结构示意图
- 图27：宁德时代CTP电池包的结构爆炸图
- 图28：LFP电池包单价
- 图29：国轩高科锂电池业务毛利率
- 图30：LFP电池制造总成本
- 图31：LFP电池制造总成本占比
- 图32：单位原材料成本拆分
- 图33：单位原材料成本占比
- 图34：单位原材料成本测算
- 图35：考虑企业毛利率的LFP价格
- 图36：2020年新能源客车毛利率测算
- 图37：2019年各正极企业出货量市场份额
表格目录
- 表1：锂离子电池正极材料性能比较
- 表2：锂离子电池性能比较
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