脱胎于 ATL,十年深耕独树一帜。公司是全球动力电池领域有突出贡献的公司,致力于 为全球新能源应用提供一流解决方案和服务。创始团队于 1999 年创办 ATL,后打造为消费锂电池领域全球有突出贡献的公司。公司原为 ATL 动力电池部门,2011 年,团队 进行二次创业,创立 CATL。2012年,与德国宝马集团进行战略合作,成为其动力电池核心供应商。2015 年,收购邦普,布局回收领域。2018 年,于深交所成功上市。截至目前,据 SNE 数据,公司连续 5 年蝉联全球动力电池装机量一位。
深度绑定核心创始人。截至 2022 年 Q1,公司实际控制人为曾毓群和李平, 两人为一致行动人,合计持股 29.23%;控制股权的人为瑞庭投资,持股票比例达 24.43%; 曾毓群董事长、李平副董事长、黄世霖副董事长三位核心创始人分别持有 24.43%、 4.80%、11.15%公司股权,合计达 40.38%,股权相对集中,实现深度绑定。 股权激励计划,提振骨干员工。公司于 2021年实施股票期权与限制性股票激 励计划,可加强完善公司法人治理结构,建立并完备长效激励约束机制,可有效 提升核心团队凝聚力以及充分调动骨干员工的工作积极性与创造性。
授予对象价格:由公司 2021 年股权激励计划可知,首次授予激励对象共计 4483 人,包括在公司(含子公司)任职的中层管理人员及核心骨干员工。首次授 予数量:股票期权 189.8 万份,限制性股票 185.0 万股;股票期权行权价格和限 制性股票授予价格分别为 612.08 元/份和 306.04 元/股。 授予达成条件:21年股权激励计划分别对公司和激励对象个人设定了相应的 考核要求,其中公司业绩考核要求为:股票期权激励计划//限制性股票激励计划都分别需要在对应的行权期/归属期,达到 21 年营收≥1,050 亿元;21-22 年累计营 收≥2,400 亿元;21-23 年累计营收≥4100 亿元;21-24 年累计营收≥6200 亿元。
控股子公司分工明确,实现全产业链覆盖。公司已在德、法、美、日、加等地 区设立全资子公司进行全球化战略布局,并通过收购或参股等方式全方位布局产业链。实现从上游矿产资源、上游原料商到下游整车企业;从动力电池领域到储能、 回收等领域的全产业链覆盖。动力电池领域已涵盖有 17 家公司,大多数持股票比例 超 50%;储能领域已持股 4 家公司,股权比例均超40%;上游布局层面,上游矿 产资源:直接持股的有 4 家公司,并且通过全资子公司香港时代持有加拿大时代 100%股权进行上游锂、镍等资源布局;上游原料与回收业务:已直接持股 6 家公 司,其中公司电池回收业务主要依托于其持股比例为 52.9%的子公司广东邦普。
技术研发方面:大量高管与研发人员均源于前身 ATL 动力电池部门,并掌握 锂电池先进研发技术。其中董事长曾毓群先生曾获中科院物理研究所博士学位;副 董事长黄世霖曾任宁德新能源研发总监;副总经理吴凯曾任东莞新科磁电厂研发 经理,东莞新能源科技有限公司研发总监。其余高管也曾涉猎新能源与电池行业。 管理层深厚的行业知识与扎实的技术经验,对推动公司核心技术发展加成较大。
战略格局方面:除相关新能源与电池行业背景优质人才外,高管团队中不乏高 素质优秀管理与战略咨询人才。其中董事潘健曾任科尔尼咨询顾问;贝恩咨询顾问; 总经理周佳先生曾任贝恩咨询战略咨询顾问;副总经理蒋理与郑舒先生曾分别就 职于证券公司投资银行部管理层与新能源公司首席财务官职位。团队中核心技术与 管理发展相关人才优势互补,相辅相成。以技术为核心、以战略管理为驱动力,整 个管理团队技术扎实、底蕴丰厚,共同发挥所长助力企业持续不断的发展壮大。
年轻有为,头角峥嵘。1989 年本科毕业于上海交通大学,辞去被分配的国企 工作,后续进入外资企业新科实业有限公司 SAE 进行工作,从技术员一路坚持十 余年之久,31 岁便成为 SAE 内最年轻且大陆唯一的工程总监。并且,曾毓群先生 目前是中科院物理研究所毕业的博士,亲自参与和主持专利发明十二项之多。 高瞻远瞩,棋高一着。1999 年,曾毓群与陈棠华以及新科实业 CEO 梁少康 认为移动电子通讯设备将成为未来市场主流领域,轻便安全的聚合物锂电池成长空间可期。后经过考察,决定共同创业,并选择在香港成立 ATL 公司,第一个工 厂设立在东莞,即东莞新能源电子科技有限公司。 解决电池难题,实现产品量产。创立伊始,公司资金运转困难,行业竞争异常 激烈。
曾毓群率领团队,着手进行技术突破。团队花费大量初始创业资金率先引进 美国贝尔实验室的聚合物锂电池专利技术,后续依靠自身技术团队支撑,积极开发 研创,通过调整电解液配方,成功解决当时传统锂电池膨胀鼓包难题。与此同时, 这令 ATL 成为当时鲜有成功将该项技术进行产品量产的公司。 凭借过硬技术实力,切入苹果供应链。2003 年,苹果公司为提升新一代 iPod 产品续航能力,希望 ATL 能供应一款既可满足特殊形态存在安置在产品中,又可 具备高容量、续航能力及安全性能强等优势的定制化高性能电池。公司凭借聚合 物电池技术实力,为苹果 iPod 产品成功研发出聚合物异形锂电池,并完成了 1800 多万个供应电池订单,成功切入苹果供应链。
ATL 伴随苹果产业链的崛起,成长为 当时国内最大的锂电池生产企业,并逐渐发展为全球最大的聚合物电池供应商。 二次创业,孕育全球锂电领域龙头。2011 年,正迎国内新能源车补贴政策红 利风口,国内动力电池需求快速扩充。曾毓群先生以股权转让的方式,将 2008 年 成立的 ATL 动力电池事业部抽离,成立 CATL宁德时代。从 2011 年成立到 2017 年全球动力电池装机量首次位居 TOP1,仅使用了 6 年时间,从 2018 年初涉资本 市场到市值破万亿,也仅用了不到 3 年时间。
公司基本的产品包括有动力电池系统、储能系统和锂电池材料。其中动力电池系 统包括电芯、模组及电池包,产品主以方形电池为主;储能系统包括电芯、模组、 电箱以及电池柜,主以磷酸铁锂作为正极材料,以方形电池为主;锂电池材料通过 子公司邦普开展业务,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。
盈利能力强劲,龙头地位显著。营业收入:总量上,从 2017-2021 年可比公 司之间营收及增速情况可知,公司营收分别为 199.97、296.11、457.88、503.19、 1303.56 亿元,连续 6 年位居第一,且明显高于其他可比公司;增速上,公司营 收增速波动范围较小,孚能科技波动幅度最大,2021 年公司营收增速高达 159.06%。归母净利:总量上,2017-2022Q1 期间,公司实现归母净利润 38.78、 33.87、45.60、55.83、159.31 以及 14.93 亿元,蝉联一位,业绩表现十分亮眼; 增速上,2022Q1 业绩承压下变动幅度明显小于其他可比公司,盈利能力极强。
盈利水平稳定,竞争优势凸显。20 年,受疫情冲击,公司灵活应对市场及行 业变化,积极维持自身盈利能力,促使 21 年毛利率&净利率仍位于行业前列。销 售毛利率方面,报告期内公司均处于行业前列。21 年公司毛利率为 26.28%;22 年 Q1 为 14.48%,具备较强的成本管控能力。销售净利率方面,部分年份略低于亿纬锂能,其他报告期内均处于行业前列。21 年公司净利率为 13.70%;22 年 Q1 为 4.06%,波动幅度较为平稳,明显优于其他可比公司,位居行业前列。
成本管控提升,研发投入扩充。从 17-22 年 Q1 期间费用整体状况可知,研 发费用明显提升,21 年高达 76.91 亿元,较 20 年扩充一倍有余;22Q1 为 25.68 亿元。变动幅度方面,管理费用缩减幅度最明显,成本管控能力有所提升;销售 费用率近三年会降低,公司市场议价能力较强。随着生产经营规模持续扩大,公 司在供应链管理、成本控制、市场开拓、技术迭代、客户服务等方面的竞争优势将 逐渐凸显。从可比公司比较情况知,公司期间费用率均位于行业平均水准。
重视研发体系建设,稳固核心竞争力。为保持技术领头羊,公司未来将持续 加大研发力度,这可体现在研发团队规模以及研发领域布局层面上。据最新数据可 知,截至 2021 年 12 月 31 日,公司研发人员数量已高达 10079 人,占员工总 数 8.34 万人的 12.06%,较 2020 年全年研发人员总数,扩充幅度高达 80.24%。 公司研发体系的持续建设与完善,可有效提升并稳固公司核心竞争力。
研发团队体量:精锐之师,规模庞大。 总量方面,研发人员与已授权专利数量均高于可比公司。截至 2021 年末,宁 德时代研发技术人员已高达 10079 人,较 2020 年 5592 人增加了 4487 人;国 轩/孚能研发人员数量分别为 3598 以及 1160 人,公司研发人员总数明显高于同 行业上市公司中等水准;从截至 2021 年末已授权专利合计情况可知,公司及其子 公司共拥有境内境外专利合计高达 4445 项,较 2020 年 3317 项增加了 1128 项, 并且远高于其他可比公司。占比方面,研发人员占比变动幅度较为平稳。2017- 2021 年研发人员占比分别为 23.28%、16.95%、20.03%、16.91%以及 12.06%。(报告来源:未来智库)
研发领域布局:超前适度,覆盖广泛。 坚持材料创新、产品创新以及智能创新三大理念,公司重点研发范围涵盖材料 研发、产品研制、工程设计、测试分析、人机一体化智能系统、信息系统和项目管理等各个 领域,并且从始至终坚持以安全性能为本,着重打造产品与服务的比能量、比功率、循 环寿命等性能优势与成本优势。以革命性电池技术创新,减少对化石能源依赖。
动力电池装机量预测:我们预计到 2025 年,渗透率方面,根据 GGII,我们 假设国内新能车渗透率将达 36%,全球渗透率将达 25%;销量方面,根据新能车 渗透率进行预测,中国新能车销量将高达 1074 万辆,全球新能车销量 2356 万辆; 装机量方面,国内动力电池装机量达 655GWh,全球动力电池装机量高达 1400GWh。
未来能源新基建重要组成,蓝海领域未来可期。随着《“十四五”新型储能发 展实施方案》落地,储能高歌猛进,势不可挡。据 GGII 数据,21 年国内储能电池出货量达 48GWh,同比增长 2.6 倍,其中电力储能电池出货量为 29GWh,较 20 年 6.6.GWh 增长 4.39 倍。我们预测,2025 年全球储能市场装机量将达 416GWh, 五年 CAGR 为 73%;国内储能市场装机量将达 213.6GWh,五年 CAGR 为 67%。
需求呼之欲出,未来空间可期。销量方面,据 GGII 预测,2025 年锂电自行 车销量预计高达 2215 万辆;出货量方面,20 年锂电自行车用锂电池市场出货量 9.7GWh,同比增长 78%,据 GGII 预测,到 2025 年国内自行车用锂电池出货 量将达到 35GWh,20-25 年五年 CAGR 将达 29.26%。
从中国和全球电池总用量与增速预测情况可知,2021 年,国内电池总用量达 257GWh,同比增速高达83.4%;全球电池总用量达488GWh,同比增速为76.5%。 结合动力电池、储能、两轮车三大需求测算,我们预测到 2025 年,国内电池总量 为 1006GWh,21-25 年四年 CAGR 为 40.62%;全球电池总量为 1966GWh,21-25 年四年 CAGR 高达 41.65%。
新能政策需求共振,推动产业布局升级。从同业企业产能布局情况上可知,全 球地区 2021-2025 年总供给产能合计分别为 710GWh、1356GWh、2012GWh、 2727GWh 以及 3372GWh。其中,宁德时代在上述总供给产能中的贡献比例分别 为 33.82%、25.81%、22.86%、20.91%以及 19.87%。
连续 5 年霸据全球动力电池装机量榜首。由 SNE 数据可知,2021 年 1-12 月 全球动力电池累计装机总量高达 296.8GWh,与 20 年 146.8GWh 相比,增长幅 度达 102%。21 年,前 TOP10 合计装机量高达 270.8GWh,累计市占率 91.2%。 其中,宁德时代稳居 20-21 年全球动力电池累计装机量榜首,远超 TOP2LG 新能 源,宁德时代 21 年 1-12 月全球动力电池累计装车量高达 96.7GWh,同比增长 167.13%,市占率高达 32.6%,与 20 年占比 24.6%提升了 8 个百分点。
储能蝉联一位,头部效应明显。由 CNES 数据可知,2019 年,中国新增投运 的电化学储能项目中,宁德时代位居装机规模榜单 TOP1。从 2020 年中国储能电 池公司竞争格局情况可知,公司蝉联国内储能电池排行一位,占比高达 59.7%, 远高于别的企业。由 2020 年中国储能电池行业集中度可知,CR3/CR6/CR8 分 别高达 67%、75%以及 77%,整体上看,储能电池市场占有率向头部企业集中,市 场集中度有望进一步提升。
当前电池材料体系痛点:磷酸铁锂的化学电位较低(电压平台 3.2 伏),现有 容量水平已达到实际水平的极限,压实密度基本已到达该材料的天花板。 宁德时代解决方案:基于密度泛函理论的第一性原理,通过高通量计算精准定 位出全新掺杂元素(镁、镍、钒、硅等),将其嵌入传统材料(锂锰磷),实现现 有材料的全面改性升级,使得工作电压、单位体积内的包含的能量等指标逐步提升,使传统材料 焕发新生。
M3P 正极材料即是基于传统的磷酸锰铁锂结构,做化学元素的掺杂, 实现成本较传统三元低,低温性能更好,电压平台更高,单位体积内的包含的能量比传统磷酸铁锂 正极材料更高,一种介于磷酸铁锂和高镍三元之间的全新正极材料。 磷酸锰铁锂机理:LiMPO4(M=Fe,Mn,Co,Ni 和 V)这类橄榄石结构的磷酸 盐优点是正极耐热性好,结构稳定,且成本低,短板是离子迁移率和电导率较低。 LiMnPO4 与 LiFePO4 相比,氧化还原电位更高,约 4.1V,在相同比容量下能量密 度可以提高约 20%,然而离子电导率性能更差,因此磷酸锰铁锂 LiMnxFe1-xPO4 可以将 LiFePO4 优异的电化学性能与 LiMnPO4 的高电位相结合。
专利进展:根据公司专利,公司正在研发一类复合型正极材料,方案为双层正 极片,整体结构为“正极集流体+第一极片薄膜+第二极片薄膜“。第一极片薄膜:活性材料选择掺杂金属元素的磷酸锰铁锂材料 LiMnxMyFe1-xyPO4,M 选自 Cr、Mg、Ti、Al、Zn、W、Nb、Zr 中一种或几种,厚度 D1 满足:6 m≤D1≤21m。 第二极片薄膜:活性材料选择锰酸锂、富锂锰基、三元材料的一种或多种,厚 度为 D2 满足:50m≤D2≤200m。 第二正极的克容量高于第一正极,两类材料组合成的正极片可以使锂离子电 池同时兼顾高单位体积内的包含的能量以及良好的穿钉安全性能的特点。
当前电池材料体系痛点:日益增加的电池能量密度与电池内短路失效引发的 安全问题。 宁德时代解决方案:多功能复合集流体技术。锂离子电池在受到碰撞、挤压、 穿刺等异常情况时,易发生电池内短路而引发起火、爆炸事故,而公司推出的复合 集流体技术具备“高安全、高比能、长寿命、强兼容”的四维优势,突破传统内短 路防护技术难以兼顾电池能量密度和寿命的瓶颈。 材料结构:复合集流体为三明治结构,从上到下分别为“金属层——高分子聚 合物——金属层“,中间高分子聚合物选择多样, 包括聚对苯二甲酸亚乙酯、聚 酰胺、聚乙二醇等有机物,上下金属层选用铝金属,厚度优选为 200-2000nm, 金属层的导入方法一般为真空气相沉积法。(报告来源:未来智库)
高安全:通过金属层与高分子层机械-电-热性能的多重耦合关系,突破了传统 集流体功能局限。在“点接触”内短路时,导电层在短路点受力开裂剥离或在短路 大电流瞬间熔断,毫秒内切断短路电流回路;在“面接触”内短路时,支撑层在短 路面受热熔融收缩形成集流体结构局部坍塌,在热失控前切断短路电流回路。在业 内率先解决了高镍电池内短路难题,并通过莱茵 TV 认证。 高比能:复合集流体中间层采用轻量化高分子材料,重量比纯金属集流体降低 50%-80%。同时复合集流体厚度相比业内同行纯金属集流体减少 25%-40%,从 而将电池内更多空间让渡给活性物质,电池能量密度实现提升 5%-10%。
长寿命:集成纳米铆接和三维导电修复技术,将金属层与高分子层间结合力提 升 10 倍,同时修复金属层表面因为裂纹诱发的导电衰减,可实现 15 年使用寿命。 高分子材料相比金属具有低弹性模量,围绕电池内活性物质层形成层状环形海绵 结构,在电池充放电过程中,吸收极片活性物质层锂离子嵌入脱出产生的膨胀-收 缩应力,保持极片界面长期完整性,电池的循环寿命实现提升 5%。 强兼容:复合集流体能够直接运用于各种规格、不同体系的动力电池,全新独 创了一种满足平台化应用需求的技术。
当前电池材料体系痛点:锂离子电池原材料的持续涨价+钠离子电池特殊性能 形成场景互补。 宁德时代解决方案:2021 年 7 月,公司发布第一代钠离子电池,关键辅材实 现突破,性能超预期,在高寒及高功率应用场景下优势显著,预计 2023 年形成产 业链。 材料结构:正极材料方面,使用普鲁士白和层状氧化物两种创新型材料,克容 量可达 160mAh/g,与现有锂离子正极材料磷酸铁锂相当,并对材料体相结构进 行电荷重排,解决了在循环过程中容量衰减的问题;负极材料方面,开发了能够让 钠离子自由穿梭且具有独特孔隙结构的硬碳材料,克容量可达 350mAh/g,与现 有人造石墨相当;电解液方面,采用适配上述材料的新型电解液体系,可与目前锂离子电池制造工艺及设备兼容。
性能方面:根据数据,第一代钠离子电池电芯单体能量密度达到 160Wh/kg,为目前全球最高水平;具备优异的快充性能,常温下充电 15 分钟即 可达到 80%电量;-20℃的低温环境下具有 90%以上的放电保持率;系统集成效 率可达 80%。 应用场景:公司采用 AB 电池解决方案,创新性地将钠离子与锂离子电池按照 一定比例和排列同时集成到电池系统中,并使用 BMS 算法对不同电池体系进行均 衡控制,既弥补了钠离子电池的能量密度短板,也发挥了其在低温及高功率场景下 的优势。
钠金属电池难点:电池首次充放电后,受正极活性材料首次脱出/嵌入钠的不 完全可逆性,会存在部分钠金属残留在负极而不能返回至正极。由于负极集流体表 面的不均匀性及钠金属与电解液反应的高活性,残留金属钠在集流体表面的分布 不均匀,会加剧后续循环过程中钠沉积的不均匀,导致活性钠的消耗从而电池寿命。
专利解决:公司通过在负极集流体表面设置金属氧化物涂层,让首次充放电后 负极残留的金属钠足够多,可以在集流体表面形成一层均匀且有一定厚度的钠沉 积层,保证后续循环过程中充放电的可逆性。 钠离子电池产业链进展: 正极材料:容百科技,钠离子正极材料 20 年开始小试,21 年已有锰铁普鲁 士白正极材料吨级生产经验;振华新材:积极布局钠离子电池正极。 电解液:天赐材料,已建立钠离子电池平台,将钠离子电解液作为重点研发对 象。
当前电池材料体系痛点:电解液的不稳定性与电极材料比能量的提升空间有 限 宁德时代解决方案:硫化物固态电解质技术。固态电解质可以有效防止因锂枝 晶穿破隔膜造成的电池短路,并且可实现锂金属负极结构,将能量密度提升至 400Wh/kg 以上。当前主流的固态电解质选择有硫化物电解质、氧化物电解质、 聚合物电解质,根据专利,公司目前选择的技术路线为硫化物固态电解质,该类电 解质的主要优势为离子电导率较高,工艺流程简单,但劣势为化学稳定性较差,易 发生副反应形成 H2S 气体。
专利进展:公司硫化物固态电解质由 Li2S、P2S5 以及 MxS2O3 复合得到,其 中,M 选自 Na、K、Ba 以及 Ca 中的一种或几种,该种电解质是一种是一种玻璃 相与陶瓷相均匀混合的玻璃陶瓷固态电解质,具有离子电导率高且电化学稳定性 好的优点。另一方面,公司通过建立双层固态电解质,在第二层电解质掺杂金属 (Sn、Al、In、Mg、Zn),既提升了离子电导率,又提升了电解质的机械性能。
当前电动车痛点:新能源汽车长里程焦虑与成本和充电速度的矛盾。 宁德时代解决方案:2022 年 6 月 23 日,公司正式推出麒麟电池 CTP3.0 解 决了里程焦虑问题,整个系统由平台电芯模块、平台可拓展电气模块、柔性可拓展 热管理模块、柔性可拓展箱体模块四部分组成。体积利用率达 72%,较 CTP1.0 提 升 17pcts,续航里程超 1000km。 结构优化显著,麒麟电池开创性取消横纵梁、水冷板与隔热垫,三效合一集成 多功能弹性夹层,提高系统集成效率;内置微米桥连接装置,配合电芯呼吸进行自 由伸缩,提升电芯生命周期;通过模拟仿真,将多个功能模块(结构防护、高压连 接、热失控排气等)智能分布,共用底部空间,进一步增加 6%的能量空间。
热管理有效提升,麒麟电池将原本置于电芯底部的水冷件置于电芯之间,使换 热面积扩大四倍;首创电芯大面冷却技术可缩短 50%的电芯控温时间,实现 5 分 钟快速热启动和 10 分钟快充;在极端情况下,电芯可极速降温,有效阻隔电芯间 的异常热量传导,并有效避免电池非正常温度造成的不可逆损伤,整体提升电芯寿 命与安全。
电芯排列方式优化:电芯的放置方式由常规的正向排列,改为电芯倒置,一旦 出现热失控喷出的有机气体会面向车辆底盘,对乘员舱起到保护作用。 麒麟电池与 4680 电池对比: 麒麟电池的系统能量密度达 255wh/kg,在相同化学体系同等电池包尺寸下, 第三代 CTP 电量比 4680 系统提升了 13%。支持 4C 快充,实现续航、快充、安 全、寿命和低温性能的全方位提升。
专利解读:麒麟电池包由上到下依次由四个部分组成,分别为上盖板、加强体、 电池组和下箱体。麒麟电池包的主要创新点在于:下箱体与上盖板之间由加强体连 接,可提升上盖与下箱体的结构强度,另外加强体之间设有供冷却剂流通的通道, 因此在加强体内注入冷却剂后,加强体就具备了水冷的功能。将水冷板和加强体合 二为一,在满足散热和结构强度下,增大了空间利用率,有效提升能量密度。
当前动力电池系统痛点:日益增长的应用场景与电池能量密度与电池安全性 的矛盾。当锂离子电池在极端条件下释放能量,引发电池单体失效,会通过模块连 接与热辐射、热对流等方式向其他单体传送热量,引起电池系统的连锁失控。 宁德时代解决方案:无热扩散技术。公司的无热扩散技术使用“陶瓷隔膜+复 合集流体+云母板隔热”的一套组合拳技术,可使电池单体失效的情况下,系统不发生热扩散,降低热失控后的烟气危害,提升电池的安全性。
电芯层面:公司发明的耐阻燃陶瓷隔膜具有热稳定性高、安全性好等优点,能 够有效使电池在高温下内阻急剧增大,减小电池的短路电流,提高电池的热稳定性 能和安全性能。 耐阻燃陶瓷隔膜原理:隔膜由两部部分组成:隔膜基体和复合涂层,其中复合 涂层由陶瓷涂层与聚合物涂层组合而成,复合涂层的构造特征为聚合物涂层在陶 瓷涂层表面形成岛状结构。这种岛状结构的原理为:常温下,陶瓷涂层的空隙未被 填充,隔膜透气性不受影响;高温条件下,聚合物涂层进入熔融状态,流动并填充 陶瓷孔隙,实现隔膜的大面积堵孔,造成电池内阻的急剧增大,从而减小短路电流。
模组层面:公司在新型模组中嵌入镂空的云母片作为隔热装置,利用材料高硬 度低导热的特点,抑制电池单体失效膨胀,同时镂空结构中空气间隙的存在,增大 了电池单体间的传热热阻,增强了电池单体间的隔热效果,提高了模组的热失控安 全性。
模组结构:电池单体设有贴合的隔热装置,即具有镂空结构的云母片。云母片 的厚度约 0.5-2mm,具有导热性能差、强度高和抗压缩能力强的特点,因此可以 降低失控电池传至相邻正常电池的热量,同时利用云母片的硬度高、抗压缩能力突 出的特点可抑制失控电池的产气膨胀,保持阻热效果不变;模组还包括电池单体连 接的吸热装置,装置采用复合相变材料压铸成型,厚度小于 10mm,其作用是增 强电池单体的热传导,将电池内部的热量快速导出;电池单体与吸热装置之间还设 有导热装置,其作用是降低界面热阻,降低传热负担。
当前电动车用户痛点:成本焦虑、充电焦虑、残值焦虑。 宁德时代解决方案:2022 年 1 月 18 日,时代电服举办线上发布会,发布换 电服务品牌 EVOGO 及组合换电整体解决方案。为解决里程焦虑、补能焦虑和购 置成本等消费者痛点,时代电服推出“换电块、快换站、APP”三大产品共同组成 的组合换电整体解决方案和服务,在车电分离的模式下,将电池作为共享资产独立 出来,带给市场全新的体验。
换电电池方面:“巧克力换电块”具有高能量密度、全车系适配的特点。1. 电 池重量能量密度超 160KWh/kg,单块电池容量约 26.5KWh,目标提供 200 公里 的续航,并可适配全球 80%已经上市以及未来 3 年要上市的纯电平台开发的车型。 2. “一电多车,自由配组”:区别传统换电模式,“巧克力换电块“可以实现“一 电多车”的全适配场景,适用于从 A00 级到 B 级、C 级的乘用车以及物流车。
换电站方面:快换站具有体积小、容量大,适配各品牌车型。1.快换站具有占 地小、流通快、容量大、全气候四大特点。每一个标准站仅需三个停车位,单个电 块换电约 1 分钟,站内可存储 48 个换电块,确保用户时时都有满电的电块可以更 换,无需长时等待。同时,换电站还可提供适配不同地区气候环境条件的版本。2.换电站可以适配使用“巧克力换电块”的各品牌车型,打通了电池与车型的适配壁 垒,实现换电车型的选择自由。
布局进展:2022 年 2 月 22 日,公司子公司时代电服与福建省高速公路集团 旗下高速能源公司签署战略合作备忘录,双方将成立合资公司,共同建设福建省高 速换电网络,推进福建高速服务区及场站的换电站建设和运营;2 月 23 日,公司 宣布将联合三一重工正式投运全国首条电工重卡干线 日,与爱驰汽车签署 EVOGO 换电项目合作框架协议,共同打造换 电模式新标杆。以爱驰旗下首款车型爱驰 U5 为载体,共同开发组合换电版车型, 并计划于 2022 年第四季度推向市场。6 月 18 日,宁德时代 EVOGO 换电服务在 安徽合肥正式启动,标志着合肥市成为全国第二座“小绿环”城市。首批启动换电 服务有三座快换站,预计到今年年底,EVOGO 将在合肥完成 20 座快换站的投运, 在合肥市区实现 5 公里的服务半径。(报告来源:未来智库)
公司的产品方针为“以完美的品质超越客户期望是全员不懈的追求”,通过质 量保证和质量预防,实现全面质量管理,宁德时代的每一颗电池在交付客户之前都 会经过完整且严格的测试流程。 体系管理端:公司通过导入并实施 ISO9001: 2015 和 IATF16949: 2016 质 量管理体系的标准、规范,在组织内建立了一个完整、有效的质量管理体系。
测试流程端:公司具备综合产品检验能力。物料进料阶段,IQC(来料品质检验) 对物料进行品质检验,保证生产使用的物料满足要求;制造过程阶段,公司 PQC(制 程质量控制)对制程进行巡检,确保过程作业满足要求;产品出货阶段, QC(品质 检验)进行最后一轮检验, 确保成品满足出货要求。
产品开发端:充分识别客户需求,严格遵守产品开发流程,同时,需完成样品 对标及客户特殊要求进行充分验证后方可发布。 生产运营端:公司严格实施企业岗位操作规范与质量考核制度,并通过每年的 内部审核、外部审核、管理评审对质量管理体系持续改进,保证公司质量管理体系 运行的充分性和有效性。要求供应商签署”不使用禁用物质保证书”,识别并控制 公司产品制程中的环境风险,确保公司向客户交付的成品符合欧盟 ELV、REACH 法规以及客户要求。宁德时代电池产品交付到客户之前要经历过 3600 个质量控制 点。
单位投资额:公司动力与储能电池项目的平均单位投资额为 32631 万元/Gwh, 而可比公司 B 与 C 的锂离子电池扩产项目的单位投资额分别为 37985 万元/Gwh 和 35624/Gwh,公司单位投资额明显低于行业可比公司。单位建设周期:公司动力与储能电池项目的单 GWh 建设周期 0.9 月/GWh, 可比公司 B 和 C 的单 GWh 建设周期分别为 4.5 和 2.6 月/GWh,公司扩产项目的 单位建设周期仅为可比公司的 1/3 至 1/5,建设速度明显领先同行业。公司扩产项目的单位投资额与单位建设周期均大幅领先市场,证明了公司强 大的工程落地能力与扩产效率。
极限制造的概念:1.将电芯单体安全失效率从 ppm(百万分之一)级别,降到 ppb(十亿分之一)级别;2.要保障电池产品全生命周期的可靠性;3.要大幅提高生 产效率,打造“TWh”级别的超大规模高质量交付能力。 智能产线是公司实现极限制造的主要手段。目前锂电池制造的难题主要有:1. 产品的高质量与高一致性要求;2.自动化设备之间的交互、兼容与协同;3.大量数 据的快速处理;4.客户需求的快速反馈。为解决工艺难题,公司选择了将产线与 AI 智能、大数据、云计算等深度融合。 AI 技术为智能工厂安上大脑。
2020 年公司与安脉盛合作成立安脉时代,为新 能源电池产线提供智能化解决方案,具体操作为,产线的每一台机器都将安装传感 器,实时监测机器运行情况,通过抓取系统大数据、运用云分析等方式,得到机器 的健康状况和衰退程度,并对之后持续对机器进行健康预测,提前准备需要更换的 零件和维修工具。 产品亮点在于:1.可全面掌控整条生产线.对比模型的有效 性,多模型对比,寻找最佳模型,为生产提供有力决策;3.根据设别各工位差异性, 进行个性化定制模版;4.可视化生产数据报表。
垂直布局全产业链,战略合作与双向研发打造供应链“共生”生态环境。“量 +价+品质”三位一体的供应链是通往”TWh 舞台”的道路前提,为实现这条道路, 公司搭建了以“核心环节参股”、“二供策略“、“供应商严控”为框架的供应商 管理体系。 3.4.1 核心环节参股保量保价 公司从上游镍、钴、锂等矿石资源,到中游正极、负极、隔膜、电解液的四大 正极材料,到下游应用端的主机与设备厂实现全面布局,保证了供应链的稳定,增 强公司的产业地位。
上游原材料:镍、钴资源:21 年 4 月,公司与洛阳钼业达成战略合作,获得后者子公司 KMF25%的股权;19 年 1 月,公司通过子公司邦普与格林美、印尼青 山园区开发公司 IMIP 阪和兴业株式会社在印尼合资设立青美邦项目,建设年产能 为镍金属 5 万吨/年、钴金属 4000 吨/年项目;锂资源:19 年 9 月,公司认购 Pilbara 新发行的 1.83 亿股普通股,占总股本的 8.5%;19 年 11 月,公司与天宜 锂业签署合作协议,未来五年优先满足宁德时代的碳酸锂和氢氧化锂需求,并持有 15%的股权。
中游原材料:磷酸铁锂:19 年,德方纳米与公司成立合资公司曲靖麟铁,公 司持股 40%;20 年,公司参与湖南裕能增资,目前持有湖南裕能 10.54%的股权; 22 年,宁德时代拟对江西升华增资,增资完成后,宁德时代将持有江西升华 20% 的股权。
三元材料:公司子公司广东邦普为三元材料的主要供应商。负极材料:公 司全资子公司屏南时代目前具备硅碳负极 430 吨,并负责三元材料与硅碳负极的 前沿技术研究。电解液:公司子公司龙岩思康负责新型高性能锂盐的研发,并具备 含氟锂电添加剂的产能。
公司坚定执行双供应商策略,保证每一种原材料都有两家或两家以上供应商, 且两家的供货比例相差不大。该策略的优势在于激发上游供应商的同行业竞争,两 家主供相互掣肘,可以保证原材料的价格和质量稳定,并且提升公司在产业链的话 语权。 根据各家上游供应商公司公告,我们推算出 21 年公司各环节双主供如下: 磷酸铁锂环节:湖南裕能与德方纳米;三元材料环节:容百科技与广东邦普; 负极环节:凯金能源与尚太科技;电解液环节:天赐材料江苏国泰;隔膜环节:星源材质恩捷股份。
同行业相比,公司主要供应商集中度较低。公司 21 年前五大供应商采购额比 例为 15.41%,显著低于行业内其他公司,说明公司供应商分散程度较高,供应商 之间竞争程度较大。
供应商门槛进入高。 公司选择供应商的标准严格按照 IATF16949,ISO9001,ISO14001, ISO45001 及 VDA6.3 等体系和过程要求,采用多方审核评价的方式,基于供应 商审核结果判定供应商是否可进入公司供应链体系。公司项目的发标定点采用线上的招标定点流程,在开标前数据处于保密状态, 定点是基于质量,技术,成本,物流等多个维度综合评估的结果,以充分确保选择 供应商的公平性。 供应商产品要求高。 审核严格:供应商需提供 PPAP(Production part approval process)认 可报告,并经过公司供应链管理团队审核批准后方可批量供货。PPAP(生产件批准程序)与下游整车厂的开发标准以及流程高度匹配,规定了批准生产件的一般要 求,包括生产件和散装材料,作用是用来确定供应商是否已经正确理解公司工程设 计的要求,为供应商提供合格且稳定的产品提供保障。
合作研发,上下游共同进化。公司作为电池集成商,与常规电池企业不同,并 不仅是简单的采购材料,而是与供应商进行精细化的合作开发模式,通过研究院进 行核心材料的深度技术开发,控制核心工艺,并与供应商一起设计生产工艺,最后 由供应商完成生产加工供货。以隔膜为例,公司采购基膜后,交由璞泰来二次涂覆 加工,而核心涂覆技术由公司与璞泰来共同开发。
搭乘公司“快船”,供应链厂商成长迅猛。正极方面,长远锂科21 年实现营收 68.41 亿元,同增 250.25%,归母净利润 7.01 亿元,同增 538.17%,容百科 技 102.59 亿元,同增 170.36%,归母净利润 9.11 亿元,同增 327.59%;负极方 面,璞泰来21 年实现营收 89.96 亿元,同增 70.36%,归母净利润 17.49 亿元, 同增 161.93%;隔膜方面,恩捷股份21 年实现营收 79.82 亿元,同增 86.37%, 归母净利润 27.18 亿元,同增 143.60%;电解液方面,天赐材料21 年实现营收 110.91 亿元,同增 169.26%,归母净利润 22.08 亿元,同增 314.42%;结构件 方面,诺德股份嘉元科技21 年分别实现营收 44.46 亿元和 28.04 亿元,同增 106.32%和 133.26%,归母净利润 4.05 亿元和 5.50 亿元,同增 7421.93%和 195.02%。宁德时代均为上述供应商的第一大客户,贡献超额业绩,上游供应链企 业乘公司破竹之势迅猛发展。
随着下游车企需求高增,未来几年动力及储能电池需求量将持续提升。公司于 2022 年 1 月 17 日正式发布新一期募投项目,预计将新增锂离子电池产能约 135GWh。公司自公布本次发行方案以来,相继公告了宜春、贵州贵安、厦门以及 宜宾基地七至十期项目等电池产能建设项目,上述电池产能投资项目预计投资金 额不超过 525 亿元。 截止至 2022 年 1 月,公司已在全球布局多个生产基地,包括福建宁德、福建 厦门、福建福鼎、江苏溧阳、青海西宁、四川宜宾、广东肇庆、广东瑞庆、江西宜 春、贵州贵安以及欧洲等十一个生产基地,加上与一汽、上汽、广汽等车企合资产 能,公司总规划产能超过 700GWh。
客户覆盖国内外知名车企与大部分畅销车型。2021 年 1-9 月工信部公布的新 能源车型有效目录共 5500 余款车型,其中由公司配套动力电池的车型占比约 54%, 是配套车型最多的动力电池厂商。车企方面,公司国内客户覆盖上汽、一汽、吉利、 宇通、北汽、蔚来、小鹏等车企,为其配套动力电池产品;海外客户包含特斯拉 (Tesla)、宝马(BMW)、戴姆勒(Daimler)、标致雪铁龙(PSA)等国际车 企品牌。车型方面,根据乘联会数据,21 年新能源车轿车与 SUV 销量 TOP 榜单 中,14 款车型搭载公司出厂的动力电池,其中包括 21 年销量王宏光 MINI 与国 产特斯拉 model 3/Y。
客户结构丰富,特斯拉高居首位。2021 年公司装机量前十大客户占比之和为 63.1%,其中特斯拉以 14.61GWh 的装机量占据首位,占比达 17.5%,这主要得 益于特斯拉上海超级工厂的建立,国产车型需求攀升,叠加出口欧洲的车型需搭载 公司配套电池。此外,小鹏、蔚来、理想等造车新势力企业成长为公司的重要客户, 2021 年公司装机量前十大客户中蔚来、小鹏和理想分别位列第 2、第 3 和第 7, 新势力企业在 C 端市场攻城略地,成为乘用车配套市场的重要变量。
储能收入保持高增速,毛利维持高水平。2017 年至 2021 年,公司储能系统 收入由 1645 万元增长至 136.24 亿元,占总营收比例大幅上升,近四年始终维持 200%以上增速。同时,相比动力电池业务,储能业务毛利率更高,21 年储能毛利 率约 28.52%,相较动力电池业务,毛利率高约 6.52pct,有效提升了公司综合毛 利率。公司储能系统出货量持续跃增,21 年总出货量达 16.7GWh,预计 25 年出 货量超 200GWh。储能下游需求景气度明确,随公司加深产业链布局,产能节奏 落地,储能业务有望为公司创造第二成长曲线 技术构筑核心竞争力,三大维度覆盖全产业链 4.2.1 “长寿命+高安全”,打造核心竞争力 相比动力电池,储能电池追求更高的循环次数以延长其服役寿命,并对安全性 有着同样高的要求,公司围绕“循环性”和“安全性”对储能技术不断升级。 高安全:材料体系,公司使用磷酸铁锂体系,因为 LFP 橄榄石结构更稳定, 热失控高度可达 800℃;封装体系,公司使用硬壳方形搭配防爆阀定向泄压,并使 用铝壳焊接封装,气密性好且无变形、漏液风险,可靠寿命高于 20 年;工艺体系, 选用卷绕工艺,防止极片产生毛刺、脱碳和金属颗粒,保证高循环稳定性;热管理 体系,公司推出风冷和液冷两套解决方案对储能系统进行热管理,不同解决方案对 应不同场景。
公司储能系统为发电侧提供存储及输出管理,凭借电芯良好的一致性与电池 管理系统(BMS)强大的计算能力,帮助发电侧恢复电网的稳定,优化发电的出力 曲线,减少弃风弃光,提供系统惯量及调频调峰等功能。 公司储能系统保驾护航国内最大发电侧电化学储能项目。2018 年 12 月,国 内 最 大 的 发 电 侧 电 化 学 储 能 项 目 , 鲁 能 国 家 级 储 能 电 站 示 范 工 程 50MW/100MWh 的磷酸铁锂电池储能项目顺利并网发电。该项目总装机量 70 万 千瓦,建成后年发电量约12.625亿千瓦时,是国内最大的发电侧电化学储能项目。 公司为项目提供了技术支持和设备供应,为电网运行提供调峰、调频、备用、黑启 动、需求响应支撑等多种服务,提升电力系统灵活性、经济性和安全性。(报告来源:未来智库)
电网侧储能: 公司储能系统为输配电侧提供智慧的负荷管理,根据电网负荷情况及时调峰 调频,可实现增容扩容、备用电源等功能,在输配电侧接纳更多的可再生能源,保 障电网安全、稳定、高效、低成本运行。 公司攻克技术难关,实现电池性能突破。2021 年 5 月,晋江 100MWh 级储 能电站进入运行阶段,公司主要负责整个储能系统的系统集成,由公司牵头的 “100MWh 级新型锂电池规模储能技术开发及应用”项目突破技术瓶颈,制造出 12000 次超长循环寿命的储能电池,将锂离子储能电池性能提升到新的高度。 用电侧储能: 公司储能系统为用户提供峰谷套利模式和稳定的电源质量管理,目前已应用 于大型工商业与住宅领域,并扩展至通信基站备电、UPS 备电、岛屿微网、光储 充检智能充电站等新兴应用,帮助无电网地区实现进行用电覆盖、降低社会用电成 本、提高用电侧用电保障。
(1)三元电池寿命周期为 5 年,磷酸铁锂为 4 年有效寿命加 2 年梯次利用。 即 2015 年生产的三元电池将在 2020 年退役,2015 年生产的磷酸铁锂电池则在 2021 年退役; (2)假设电池按 5:3:2 梯次回收,即 2016 年生产的动力电池,21 年回收 50%,22 年回收 30%,23 年回收 20%。 (3)电池生产企业每年电池报废量以当年电池装机量的 5%测算; (4)回收量为电池退役量与每年报废电池量之和,并依据《新能源汽车废旧 动力蓄电池综合利用行业规范条件》,假设镍、钴、锰的综合回收率为 98%,锂 的回收率为 85%。 (5)回收金属的有效产出率为 95% 根据各类型三元正极以及磷酸铁锂正极测算金属回收量:我们预计 2027 年 可回收镍 39.31 万吨,钴 9.54 万吨,锰 11.57 万吨,锂 27.1 万吨,其中三元正 极中回收 6.28 万吨,磷酸铁锂正极中回收 20.82 万吨。
借力广东邦普,布局电池回收。广东邦普是目前国内最大的废旧锂电池回收处 理及高端电池材料生产的国家级高新科技企业。公司通过 2012 年与 2015 年收购 广东邦普 52.88%股份的方式,切入电池回收领域。公司依托广东邦普打造了上下 游优势互补的电池全产业链循环体系,开发可持续发展的电池价值链。2021 年 10 月 12 日,宁德时代审议通过广东邦普及其控股子公司拟投资不超过 320 亿元建 设邦普一体化电池材料产业园项目,主要建设具备废旧电池材料回收、磷酸铁锂、 三元前驱体、钴酸锂及石墨等集约化、规模化的生产基地,公司在锂电回收产业的 战略布局初显规模。
邦普“一核两翼”产业布局,携手宁德时代打造“电池生产-使用-梯次利用回收与资源再生“的生态闭环,助力宁德时代打造供应链成本优势。 一核:邦普以回收业务为企业核心业务,通过建立系统的回收体系和先进的回 收处理技术,提取出电池载体中可再利用的金属、非金属等材料,并应用于原生制 造领域。 两翼:邦普以资源业务作为战略业务,与格林美、青山钢铁、印尼 IMIP 等合 资建设红土镍矿,资源化回收废镍、废钴等资源,布局镍、钴、锂等矿产资源;以 材料业务为关键业务,生产用于电池正极材料制造的三元前驱体。
产学研结合,研发实力强劲。注重校企合作及学术交流,与清华大学、中科院 过程工程研究所等知名高校及研究院建立战略合作关系,承担国家科技部“十一五” 十二五“科技支撑计划重大项目。公司拥有广东省博士工作站、广东省系能源车用 动力电池循环利用研究院士工作站等多个技术研究中心及工作站,引进中国工院院士为首席科学家。截止 2021 年 12 月,邦普参与制修废旧电池回收、电池材 料等相关标准 204 项,申请专利 930 件,发表论文 172 篇,其中 110 篇被国内 外 SCI、EI 及核心期刊收录。
公司主要技术路线为湿法回收。湿法路是目前产业化的主流工艺,具有产品纯 度高、重金属物质回收率高等优点。邦普的主要技术路线.在加压通入硫化氢气体的情况下,对废旧锂电池粉选择性浸出,并进行固液 分离,使 Mn2+、Li+、Al3+金属离子进入一段浸出液中,而镍、钴、铜、铁则以硫 化物的形式存在于一段浸出渣中; 2.对一段浸出液加入碱液,调节 pH 除铝和锰,得到含锂溶液; 3.向一段浸出渣加入酸液进行二段浸出,固液分离得到较为纯净的镍钴盐混合 溶液,可直接用于正极材料前驱体的合成使用。
广东邦普持续扩产,第三成长曲线 年至今积极开展三元 前驱体、废旧电池拆解循环利用、电池包梯次利用等多项产能扩张项目,平均单吨 投资额达 2.64 万元每吨。目前,作为核心产业的废旧电池回收量已达 2000 万只 /月,并具备月处理利用废镍、废钴量 500 吨,年产硫酸镍、氯化钴等环境友好镍 钴新材料 5000 吨的绿色循环生产能力。截止 2022 年 2 月,助力宁德时代达成锂 回收率超 90% 、电池回收三元关键金属回收率达 99.3%以上。(报告来源:未来智库)
依据公司年报,我们将公司的主要业务拆分为四部分:动力电池系统、储能系 统、锂电池材料和其他业务。 动力电池系统:公司 21 年出货量 116GWh,贡献营收 914.91 亿元,我们预 计,出货量方面,根据公司有效产能测算,我们预计公司 22 年出货量可达 255GWh, 24 年出货量可达 474GWh;单价方面,22 年原材料上涨明显,单价较 21 年略有 提升,单 Wh 售价 0.84 元,23-24 年原材料价格下降,单价分别为 0.67、0.66 元 /Wh。毛利率方面:议价机制落地,22 年下半年迎来盈利修复,预计全年毛利率 18.5%,23-24 年毛利率回归正常,分别为 23.0%、22.3%。