鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年09月27日
特斯拉“鈷”值降低有限,無鈷化電池仍遙不可期
事件
事件一:6月1日,德國雜志《WirtschaftsWoche》發表文章,一家德國工程公司受委托對Model3展開拆解。結果表明,Model3的物料及物流成本約為1.8萬美元,勞動力成本約為1萬美元,總成本大約為2.8萬美元。此次拆解還發現,Model3電池的鈷質量占比為2.8%,并得到了馬斯克的認可。
事件二:5月30日,歐洲《汽車新聞》報道,作為特斯拉Model3的獨家電池供應商松下電器公司表示,由于關鍵電池原材料Co價格不斷飆升,松下計劃不久之后開始研發無鈷汽車電池組件。
評論
Model3成本降低,有利于車型推廣。之前業界對于Model3單車生產總成本的認知為約3.5萬美元/輛,該價格同Model3標準版售價3.5萬美元相當,對公司來講無利潤可言更無降價空間。此次拆解確認Model3總成本為2.8萬美元/輛,售價3.5萬美元的標準版Model3已經幾乎達到了20%的毛利率,如果特斯拉最終能夠完成每周1萬輛Model3的生產目標,將會為特斯拉的盈利做出巨大的貢獻。同時成本的降低也給Model3帶來一定的價格彈性空間,有利于該車型的推廣和銷售,作為電動車拳頭產品的Model3銷量的提升將有望帶動鈷用量超預期。
Model3電池21700降鈷含量效果有限。目前市場上鈷含量占比最低的為NC811,按照分子式來測算其鈷含量為6.67%。在已知Model3鈷占電池重量為2.8%的前提下,我們通過摩爾質量方式和實際生產角度方式對21700鈷含量測算結果顯示,其鈷含量(占正極材料)范圍約為5.61%-6.51%,同NC811相對差距不大,且經測算Model3單車的鈷用量仍大于7kg。所以我們認為21700電池對鈷的需求雖略有降低,但影響有限。
無鈷電池尚處于研發初期,三元材料電池鈷含量已幾無降低空間。松下研究無轱電池主要是因為高企的鈷價對電池成本產生了較大的影響,但是動力電池經過幾十年的發展至今,考慮成本、安全性等多重因素,在現有技術條件下,形成了以磷酸鐵鋰和三元材料為主的市場格局,磷酸鐵鋰研發始于1996年,三元材料研發始于1999年,均經過20余年的發展才形成成熟商用產品。且目前三元材料電池技術發展狀況來看,其中鎳的摩爾數最高不會超過9,鈷低于1時晶體結構和電化學穩定性都很難保證,在21700NCA的比例為8.8:0.9:0.3的情況下,降低鈷含量不被技術允許,想要研發出大規模商用的無鈷電池仍遙不可期。所以我們認為在當前三元電池鈷含量無降低空間的情況下,鈷需求將在未來較長一段時間內隨著電池需求的增長保持持續增長。
投資建議
我們繼續看好新能源汽車行業的政策前景和鈷的景氣周期。維持鈷板塊的買入評級。推薦標的:華友鈷業、寒銳鈷業、洛陽鉬業。
風險提示
宏觀經濟增長乏力導致需求下滑,導致鈷在其他領域需求下行。
補貼退坡力度超預期,導致鈷在新能源汽車領域的需求量下行。
松下無鈷電池研發超預期并商用化,導致鈷需求量下行。
Model3同ModelS相比,電池是降成本關鍵
系統成本下降:根據鋰電大數據顯示,Model3所采用的21700動力鋰電池系統售價為170美元/Wh,相比ModelS采用的18650的售價185美元/Wh,價格下降幅度可達8.1%。21700系統成本只有155美元/Wh,18650的系統的成本約為171美元/Wh,實現約9%降幅。
Pack成本下降:單體容量提升35%,PACK所需配件數同比例減少帶動PACK成本下降,同等能量下所需電池的數量可減少約1/3,在降低系統管理難度的同時將同比例的減少電池包采用的金屬結構件及導電連接件等配件數量,Pack成本有望同樣降低1/3。
原材料成本下降:目前主流的正極材料金屬占比為8:1:1,而特斯拉使用的21700鎳鈷鋁三元電池(8.8:0.9:0.3)中的正極材料的鈷含量處于5.61-6.51%,單車用鈷量約為7kg,通過提高低價鎳含量,降低高價鈷含量來降低成本。
Model3電池21700鈷含量究竟幾何?
經過德國工程公司拆解,Model3電池的鈷含量(占電池總重量)為2.8%,并得到了馬斯克的認可。那么我們傳統說法上21700其鈷含量(占正極材料)比重為多少?
確定21700相關參數:
公司口徑信息:1、鈷含量:特斯拉CEO馬斯克在公司一季報解讀中稱21700鈷含量已經低于NC811(6.06%);2、尺寸:電池電芯單體直徑增大為21mm,高變為70mm。
媒體口徑信息:德國雜志《WirtschaftsWoche》發表文章稱德國一家工程公司拆解Model3得其電池的鈷含量(占電池總重量)為2.8%,并得到了馬斯克的認可
拆解口徑信息:Model3長續航版本(電池容量為75kWh),Model3的電池組由四個比例不同的模組構成。其中兩個模組由25個電池單元構成,另外兩個模組由23個電池單元構成。每個電池單元有46個2170電芯,Model3遠程版本總共有4416顆2170電芯,短程版本有2176顆電芯。
目前通過國際組織測試等途徑基本可以確認21700參數為:單電芯容量:5.75Ah;額定電壓:3.6V;電芯重量:0.068-0.072kg;
測算21700鈷含量
角度一:供應商摩爾質量角度:
特斯拉21700電芯為松下與其合作生產的新電池,松下正極材料前驅體國內的供應商有兩個:1、廣東芳源;2、深圳貝特瑞。
從兩者官網看其產品數據如下:
由于21700的低鈷含量屬性,所以從摩爾比的角度來看,紅圈內NCA摩爾比是8.8:0.9:0.3,其NCA的化學式:LiNi0.88Co0.09Al0.03O2(在NCA中Ni化合價為+2價、Co化合價為+3價,Al為+3價,根據三者的摩爾比,可知三者整體(Ni0.88Co0.09Al0.03)化合價為2.12價。根據物質電化學中性原理,其中,Li為+1,兩個O整體為-4,所以(Ni0.88Co0.09Al0.03)的摩爾量為3/2.12=1.42,所以其NCA的化學式為:Li(Ni0.88Co0.09Al0.03)1.42O2,Co0.09摩爾質量為5.30(Co的摩爾質量為7.53),整個分子式摩爾質量95.86(整個分子摩爾質量為120.96),則鈷含量為6.2%,其鈷含量相較于公司FYA02(鈷含量6.57%)和FYA01(高于811的6.67%)更低,所以判斷其為21700的前驅體可能性最大。
角度二:實際生產經驗角度:
其NCA電池克容量為195mAh/g,從相關新聞報道中,貝特瑞極可能是特斯拉松下工廠的正極材料供應商,并且其是唯一受邀參加特斯拉在巨型工廠舉辦的供應商大會的國內廠商,同時也是廣東芳源的第二大股東,合作緊密。所以計算時我們按照195mAh/g為正極材料的克容量計算。
按照德國工程公司拆解21700數據,鈷含量占電芯重量為2.8%。則其中存在兩個變量:1、正極材料重量為多少?2、單個電芯重量為多少?
按照電池容量/正極材料克容量求得正極材料重量:5.75Ah/0.195Ah=29.5克
但是在實際的生產過程當中,為了保證電池的容量,正極材料實際生產用量比理論用量增加更多,通常增量空間為10-15%,則單個電芯的正極材料用量彈性如下:
單個電芯重量范圍為68g-72g,按照2.8%的權威數據測算如下:
那么在雙重變量下,且電池鈷含量低于NC811(6.67%)如下:
按照行業生產給予正極材料15%的空間的話,則其對應鈷含量(占正極材料)為5.61%-6.51%。
所以經過兩種途徑的測算,我們認為21700電池的鈷含量范圍為5.61%-6.51%。其與NC811鈷含量差距并不顯著。
測算單車鈷用量:
我們在不考慮正極材料增量的情況下,對單車的鈷用量進行測算,最后取遠程和短程均值的方法發現,Model3單車的用鈷量大于7kg,高于BMI研究機構認為的4.5kg的單車用鈷量。且未考慮實際生產過程中正極材料增量和鈷損耗情況,屬保守測算。
無鈷電池尚遠,鈷需求已幾無降低空間
無鈷電池研發周期瓶頸:無鈷電池尚處于研發初期,松下研究無轱電池主要是因為高企的鈷價對電池成本產生了較大的影響,但是動力電池經過幾十年的發展至今,考慮成本、安全性等多重因素,在現有技術條件下,形成了以磷酸鐵鋰和三元材料為主的市場格局,且三元材料以其電容量大的顯著優勢對磷酸鐵鋰形成取代之勢。磷酸鐵鋰最早初始于自1996年日本,三元材料電池研發初始于1999年的新加波,兩者到目前為止均經歷了約20年的發展歷程,雖然相較以往目前的科技水平已經有了較大的提升,但是想在短時間內研發成功可以大規模商用的無鈷電池仍存在較大困境。
三元降低鈷含量瓶頸:根據目前三元材料電池技術發展狀況來看,其中鎳的摩爾數最高不會超過9,鈷低于1時晶體結構和電化學穩定性都很難保證,在特斯拉Model3中21700NCA的比例為8.8:0.9:0.3情況下,降低鈷含量不被技術允許,無鈷電池短期無法實現。所以我們認為在鈷含量無降低空間且無替代品的情況下,鈷需求將在未來較長一段時間內隨著電池需求的增長持續增長。
風險提示
宏觀經濟增長乏力導致需求下滑,導致鈷在其他領域需求下行。
補貼退坡力度超預期,導致鈷在新能源汽車領域的需求量下行。
松下無鈷電池研發超預期并商用化,導致鈷需求量下行。
本文摘自:廖淦有色










