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    第三代动力电池的来临将要掀起电池供应链的动荡?

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        特斯拉 (TSLA) 去年在零部件短缺、港口限制及更高的运输成本底下,仍能交付到逾93万的超预期数据,印证性价比高的Model Y销售已进入起飞阶段。可是,随着越来越多新进竞争对手,以及传统车企陆续转型,特斯拉或需要下沉至比Model 3 (人民币30万以下) 更低定价的汽车市场,才能巩固其龙头地位。除了成本控制上极为重要之外,技术突破亦是关键因素,从而以质量提升公司现有的优势。

        动力电池现时占电动车生产成本至少三到五成,若要提高其产品的质素,当然需要在这方面的成本下点功夫,同时电池的续航能力、充电速度及安全性等,都会是消费者考虑因素之一。因此,马斯克早于2020年电池日公布了4680电池技术,笔者相信将会是电动车行业未来数年其中一个重要的技术突破。

        动力电池应用受成本所限制

        现时市面上的动力型锂电池 (Li-ion Battery) 主要结构为正极极片、负极极片、隔膜及电解液等,其重点在于锂离子在正负两电极的极片中与其他物质产生的化学作用,从而令锂离子的走动转化成为能量来实现充电及放电效果。正因如此,相关的金属资源在新冠疫情的影响下,出现供需失衡,不论是锂、钴金属等原材料价格都以倍计暴涨,导致电池技术因成本考虑带动而出现转移的情况。

        近年比较主流的正极材料为三元 (镍钴锰酸锂, NCM;镍钴铝, NCA),主要因为三元材料电池的能量密度较高,可提供更长的续航距离,更持久的使用时间。虽然性能较强,但三元材料的成本相对较高,钴属稀缺金属,对电动车企长远量产前景不利。因此,三元锂电池出现了不同物质比例的技术路线 (NCM523, NCM622, NCM811及NCA811等)。与此同时,特斯拉成功引入磷酸铁锂 (LFP) 电池,为较低续航版本的Model 3/Y降低成本,加上位于上海高效率的超级工厂,可见去年国内磷酸铁锂电池装机量于下半年已超过了三元锂电池。

        不过,虽然磷酸铁锂电池被国内电动车厂广泛地使用,特斯拉甚至于去年第3季业绩后宣布所有Model 3/Y 的普通续距版将搭载磷酸铁锂电池,但始终磷酸铁锂电池能再提升的空间有限,为了突破电池的性能,以及解决电池成本因通脤持续上升的问题,特斯拉以46mm直径及80mm高度命名的4680 电池技术极为重要。

        特斯拉的4680电池突破性技术即将商业化

        特斯拉的4680电池技术将于今年内推出,并开始取代现有的18650及21700电池,以更大的电池体积搭载取消极耳及电池模块等设计。届时电池能量将提升5倍,输出功率提高6倍,续航能力更可提升16%。在成本控制、生产效率及安全性上都大有改善,加上电池管理的覆杂程度可降低,未来或可成为第三代动力电池的标准化设计。

        无极耳 (Tabless) 技术:

        取消极耳设计,提高导电面积,降低发热压力从而提升充电效能

        突破圆柱电池尺寸限制,电池为直径46mm,容量是2170电池的5倍

        大幅减少每辆车的电池数量,提高组装效率,每千度电可减少14% 成本

        硅 (Silicon) 负极材料:

        全球第2大含量元素,可储现有石墨 (Graphite) 负极材料9倍多锂离子

        利用弹性涂层及黏合剂解决硅充满锂离子后膨涨问题

        高镍 (Nickel) 正极材料:

        主张高镍无钴材料比例来降低成本,对应不同车款活用不同正极材料的电池

        这个4680电池技术属特斯拉自研项目,最近有很多报导提及位于得克萨斯州 (Texas),即将投产的第5个超级工厂 (Austin) 正在试产4680电池,但因为产能有限,特斯拉亦需要代工厂的支持。特斯拉现有的电池供货商为松下电器 (Panasonic)、宁德时代 (300750, CATL) 及LG Energy Solution,暂时只有松下于去年10月发布了为特斯拉生产的4680原型电池,并称将于今年3月前试产,可见离4680电池商业化的日子并不远。

      第三代动力电池的来临将要掀起电池供应链的动荡?

        数据源: 松下电器 Panasonic

        五连霸电池界龙头面临多方面挑战

        虽然宁德时代自2017至今连续5年装机量达全球世界第一,但这主张方型圈绕技术的龙头,似乎在4680这个大圆柱型电池技术中稍微落后于行家。与此同时,在原材料价格持续上升的环境下,电动车企正已开始寻找电池供应的后备或成本更低的方案,避免去年芯片短缺的案例重演,促成更多二线电池供货商加入竞争,令宁德时代的龙头地头或会因此有所动摇。

      第三代动力电池的来临将要掀起电池供应链的动荡?

        数据源: 鹏格斯投资心得, SNE Research

        此外,整车一体化亦正是特斯拉改善成本效益的重要一环。除了Model Y现有由强压铸机 (Giga Press) 制成的一体化车身构件外,整车电池一体化 (Cell-to-Chassis, CTC) 或会是未来一个崭新技术路线。特斯拉主张取消电池包设计,直接将电池安装在车身底盘上,并以电池上盖为座舱底板。这样突破电池包或组件的设计,将会直接涉及到汽车的底盘,这是整车关键核心部件之一,或可能会令电池厂商的话语权变得更弱。

      第三代动力电池的来临将要掀起电池供应链的动荡?

        数据源: 特斯拉, Electrek

        总括而言,特斯拉现时形势似乎仍比行业走先一步,今年4680电池的成果将为电动车上、中及下游行业带来冲击。在突破性技术的威胁下,宁德时代当然不会坐以待毙,除了增大产能外,公司亦有积极推动大圆柱电池技术研发、发布纳锂子电池技术、换电业务EVOGO,以及展现2025年实现集成化CTC技术等部署,相信未来数年继续成为特斯拉的主要供货商也是当前重要的任务。笔者认为由于各国「双碳」目标明确,电动车的发展路向相当正面,唯如何进一步提升其市场渗透率将要非常倚赖科技的突破,电池及其相关的系统、设备等都扮演着重要角色,期望未来可继续在此与大家分享。

        以上个股分析纯为个人意见,不构成投资建议。 C 基金持有文中特斯拉及宁德时代上市公司的长/短仓。

        【作者简介】

        本文作者: 卢晧信(Calvin Lo)鹏格斯资产管理的助理基金经理

        关于鹏格斯投资心得 (Pickers Investment Ideas):

        鹏格斯投资心得附属于鹏格斯资产管理有限公司 (Pickers Capital Management Limited),由公司的投资研究团队组成。研究范围包括中港美三地上市公司的股票,重点聚焦医疗、新能源,大消费等板块。鹏格斯投资心得秉持「价值投资」的理念,开展行业和企业的深度研究,致力于发现证券市场的投资机会,并与投资者共享研究和交流最新的研究成果。

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