【文章內(nèi)容簡介】 產(chǎn)業(yè)鏈新能源汽車的產(chǎn)業(yè)鏈較長，橫跨多個行業(yè)，涉及采礦、化工、電力、電子和機械制造等，產(chǎn)業(yè)鏈各部分技術成熟度參差不齊，發(fā)展速度各異，價值分布不均衡新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的利潤分布應呈現(xiàn)“兩頭高，中間低”。上游的稀有金屬、電池、電機和下游的充電設備都存在較好的投資機會。圖12：新能源產(chǎn)業(yè)鏈模型新能源汽車產(chǎn)業(yè)化進程加速，推升上游稀有金屬材料需求新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的最頂端是稀有金屬產(chǎn)業(yè)，主要涉及稀土、釹鐵硼和碳酸鋰。隨著市場對未來“新能源汽車”的增長預期，其需要的原材料資源開始成為各國悄然爭奪和布局的熱點，我國在這方面具有得天獨厚的資源稟賦優(yōu)勢。我們認為，隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)化進程的加速，將為上游稀土和鋰等原料行業(yè)帶來更多機會。涉及新能源汽車核心部件電池及電機的上游原材料眾多，根據(jù)電池及電機的技術發(fā)展趨勢以及高成長性，我們重點看好鋰離子電池的重要原材料碳酸鋰和永磁同步驅動電機所需的釹鐵硼以及稀土原材料。涉及的上市公司包括：寧波韻升（600366）、中科三環(huán)（000970）、包鋼稀土（600111）、廈門鎢業(yè)（600549）、中信國安（000839）、西藏礦業(yè)（000762）、太原剛玉（000795）和橫店東磁（002056）等。圖13：新能源汽車電機及電池上游原材料需求路徑圖14：新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈——上游稀有金屬上市公司整車看關注客車和小型純電動汽車我國在“十五”規(guī)劃期間，一汽、東風、長安、奇瑞等多家公司在國家（863 計劃）重大科技專項科研經(jīng)費的支持下，已經(jīng)研制出多款新能源汽車，并進行了示范運營。進入“十一五”，我國節(jié)能與新能源汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化取得重大進展，混合動力汽車初步具備產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)能力，但主要停留在快速啟停系統(tǒng)（BSG）的“微混”、ISG 和主輔電機“中度混合”等三種技術方案，而在EVT 等強混合動力汽車和PLUGIN 插電式混合動力汽車方面，與國際汽車強國相比還存在一定的距離。純電動汽車有效地開拓了特定區(qū)域的市場，在北京、上海、武漢、天津、株洲、杭州等城市開展了不同形式的小規(guī)模示范運行。純電動客車以公交系統(tǒng)示范運營為主，純電動轎車以公務用車示范運行為主，電動小巴在局部地區(qū)開始商業(yè)化運營。在純電動汽車方面，我國處于國際先進水平，使用大容量鋰離子動力蓄電池的純電動客車在北京奧運會、上海世博會和廣州亞運會中心區(qū)的規(guī)模應用，代表了當今國際純電動大客車的先進水平。燃料電池汽車主要技術性能接近國際先進水平，我國燃料電池汽車研發(fā)采用與國際同領域權威單位不同的技術路線，開發(fā)出了獨具特色的能量混合型和功率混合型兩種燃料電池混合動力系統(tǒng)，具有電—電混合、平臺結構、模塊集成的技術特征，燃料經(jīng)濟性高于國外同類樣車，特別是純?nèi)剂想姵仳寗幽Ｊ綐榆?，轎車和客車兩種車型節(jié)氫效果十分顯著，現(xiàn)已成為國際上主流系統(tǒng)構型。我們認為，在新能源汽車產(chǎn)業(yè)化初期，客車企業(yè)將率先實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，特別是公交客車生產(chǎn)企業(yè)將最先受益；混合動力汽車是最佳的節(jié)能產(chǎn)品，將會獲得較大的市場份額；微型、超微型電動汽車具有廣闊的市場前景，應該給予關注。涉及的相關上市公司件下表。圖：15：新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈——整車上市公司四、 技術發(fā)展狀況1．總體狀況新能源汽車是一項系統(tǒng)工程，涉及物理、材料、電化學、電機、控制等多種學科，需要綜合電池、電機、控制系統(tǒng)等多領域技術的支持、多種部件的匹配合成，其發(fā)展是一個國家科技實力和制造能力的綜合體現(xiàn)。動力電池組是新能源汽車的核心部件之一，是新能源汽車發(fā)展的基礎和瓶頸。目前阻礙新能源汽車發(fā)展的瓶頸主要是動力電池在續(xù)航能力、成本等方面與傳統(tǒng)汽車相比還有一定差距。只有動力電池組技術水平有較大提升，新能源汽車產(chǎn)業(yè)才能發(fā)展壯大。經(jīng)過多年努力，我國初步建立了混合動力、純電動和燃料電池的“三縱”，電池、電機、電控的“三橫”的研發(fā)布局和技術體系；初步掌握新能源汽車整車開發(fā)技術，動力電池和電機取得重要進展，部分產(chǎn)品基本滿足示范運行要求；部分產(chǎn)品實現(xiàn)了小批量生產(chǎn)和示范運營，正逐步向產(chǎn)業(yè)化推進。同時，初步形成了節(jié)能與新能源汽車技術標準體系和測試評價能力。圖16：“節(jié)能與新能源汽車”重大項目總體布局2．技術發(fā)展路線與動態(tài)電池目前常用的二次可充電電池包括鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池以及鋰離子電池。相對傳統(tǒng)的鉛酸以及鎳氫和鎘鎳電池而言，鋰離子電池的歷史雖然很短，但憑借其出色的性能在通訊、IT 等領域獲得廣泛應用，近年則在新能源動力市場嶄露頭角。圖17：各種電池性能比較鋰離子電池是指分別用二種能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正負極構成的二次電池。鋰離子電池反應是一種理想的可逆反應。充電時鋰離子從正極化合物中脫出經(jīng)過電解質嵌入負極，同時電子的補償電荷從外電路供給到負極，保證負極電荷平衡；放電時則相反，鋰離子從負極脫出，經(jīng)過電解質嵌入正極。動力鋰離子電池是以鋰離子電池為材料的一種高能量密度電池，是專門為機動車提供動力的鋰電池，具有零污染、零排放、能量密度高、體積小和循環(huán)使用壽命長等優(yōu)點，是國內(nèi)外動力電池發(fā)展和應用的趨勢。圖18：鋰離子電池充放電原理圖 圖19：鋰離子電池內(nèi)部構造圖（聚合物鋰電）鋰離子電池是代表未來發(fā)展方向的綠色能源電池，相比其他二次電池的性能優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：?? 電壓高，是NiCd、NiH 電池的3 倍。?? 比能量大，目前能達到的實際比能量為100125Wh/kg 和240300Wh/L（2 倍于NiCd，）,未來隨著技術發(fā)展,比能量可高達150Wh/kg 和400 Wh/L。?? 循環(huán)壽命長,一般均可達到500 次以上,甚至1000 ,電池的使用期限將倍增電器的競爭力。?? 安全性能好,無公害,無記憶效應。鋰離子電池中不含鎘、鉛、汞等對環(huán)境有污染的元素：部分工藝（如燒結式）的NiCd 電池存在的一大弊病為“記憶效應”，嚴重束縛電池的使用，但鋰離子電池根本不存在這方面的問題。?? 自放電小，室溫下充滿電的Liion 儲存1 個月后的自放電率為10%左右，大大低于NiCd 的2530%，Ni、MH 的3035%。?? 可快速充放電，1C 充電是容量可以達到標稱容量的80%以上。?? 工作溫度范圍高，工作溫度為25~45176。C，隨著電解質和正極的改進，期望能擴寬到40~70176。C。隨著社會對環(huán)境保護、節(jié)能降耗的要求越來越高，鋰離子電池所具有的循環(huán)利用壽命長、環(huán)保節(jié)能的優(yōu)點愈加突顯，尤其是鋰離子電池成本不斷降低及安全性能不斷提高以后，鋰離子電池將在更多領域替代其他類型的電池，應用領域不斷拓寬。液態(tài)鋰離子電池出現(xiàn)較早，工藝路線相對成熟，成本較低，占據(jù)了當前90%成品鋰電池市場。但是聚合物鋰離子電池采用高分子電極材料或者膠體狀電解液，不需要厚重的二次包裝，相對液體鋰離子電池具有能量密度高，形狀任意，更輕薄，以及高安全性等多種明顯優(yōu)勢，是一種新型電池。隨著筆記本電腦、手機、DVD 等電器向移動化、便攜化方向發(fā)展，對電池的形狀和性能都提出了更高的要求。這些都給聚合物鋰離子電池提供了無限的商機。未來發(fā)展看好聚合物鋰離子電池。圖20：鋰離子電池主要組分常見材料動力電池是新能源汽車的核“芯”，動力電池的性能對新能源汽車的成功發(fā)展起著至關重要的作用。而正極材料的性能直接決定相應動力電池能否在電動汽車上有一個好的表現(xiàn)。新能源氣車動力電池應具有比能量高、比功率大、自放電少、價格低廉、使用壽命長及安全性好等特性。相應的正極材料也應滿足相同的要求。目前技術最成熟、應用最廣泛、商業(yè)化最成功的鋰離子電池正極材料是鈷酸鋰，而各國研發(fā)的重點則是能夠應用于電動汽車的動力電池用正極材料，比如鎳鈷錳酸鋰，錳酸鋰和磷酸鐵鋰等。圖21：主流正極材料性能參數(shù)圖22：正極材料參數(shù)和電動汽車表現(xiàn)的對應關系未來動力鋰電發(fā)展趨勢：降成本，提性能純電動汽車續(xù)行里程之長短取決于車載動力電池容量大小，性能上動力鋰電應滿足以下幾個方面：(1)較高的比能量和比功率；(2)優(yōu)良循環(huán)性，較長壽命（10 年左右）；(3)較快充電時間；(4)較寬的工作溫度范圍（30℃60℃）；(5)較高安全性能。圖23：各種電池性能比較圖24： 鋰電池成本解析 圖25： 鋰電池各部分投資回報率鋰離子電池的制造成本中，正極材料占比最高，將近一半。其次為隔膜，占比10%14%。負極材料占整個生產(chǎn)成本的515%。各部分投資回報率高低不一，其中隔膜制造的投資回報率最高，近70%，近3 年呈逐年上升趨勢。正極材料投資回報率最低，維持在17%的水平。圖26：主流正極材料比價國內(nèi)正極材料生產(chǎn)廠家主要占據(jù)中低端市場，這個市場的特點是要求產(chǎn)品價格低廉、質量合格，但是相互之間競爭激烈。現(xiàn)階段主要的正極材料廠家占有的市場份額相差不大。其中當升科技占據(jù)最大的市場份額，其次為湖南瑞翔和杉杉股份。圖27： 2009全球鋰電正極材料生產(chǎn)廠家占比 圖28： 2009中國鈷酸鋰正極材料生產(chǎn)廠家占比圖29： 國內(nèi)外主要正極材料生產(chǎn)廠商動力電池成本有望通過規(guī)模效應降低。不同正極材料的原材料成本差異來自核心金屬的購置成本，不同于鈷酸鋰，錳酸鋰、磷酸鐵鋰中，該費用占成品電池成本比例極小。金屬原料的價格變化對錳酸鋰和磷酸鐵鋰正極材料生產(chǎn)廠家和終端電池廠家的利潤率影響甚微，生產(chǎn)廠家的原材料價格波動風險小。錳酸鋰和磷酸鐵鋰電池的成本主要來自于制造成本，未來可通過規(guī)模效益大幅降低。電動車電池成本占整車成本一半以上，電池成本降低，能有效拉低電動車價格，為電動汽車的大規(guī)模應用開道。動力電池核心原料磷酸鐵鋰專利帶來發(fā)展隱患。磷酸鐵鋰核心發(fā)明和應用專利均掌握在外國科研機構和公司手中，中國對其研發(fā)和專利申請相對較晚，隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)興起，磷酸鐵鋰正極材料生產(chǎn)規(guī)模擴大，專利壁壘可能限制我國電動汽車的出口外銷。負極材料—電動汽車“芯”的另一半商用鋰離子電池大都采用碳材料做負極。金屬鋰是最早作為鋰離子電池負極的材料，但是金屬鋰在充放電的過程中不夠安全。1982 年伊利諾伊大學的研究人員發(fā)現(xiàn)鋰離子具有嵌入石墨的特性，此過程快速可逆且電池可獲得較高的工作電壓。之后的商用鋰離子電池大都采用碳材料做負極?？梢宰鳛殇囯x子電池負極的碳材料種類繁多，現(xiàn)階段研究的