鉅大LARGE | 點擊量：14049次 | 2020年07月12日
動力鋰電池成本結構分析
新能源車的發展既有賴于政策的推動，也要動力鋰離子電池持續降本的支持，本周專題我們研究了動力鋰離子電池的成本結構。我們在動力鋰離子電池成本模型里將PACK成本拆分成材料成本和生產成本，其中材料成本又包括電芯材料、模組材料及PACK材料，生產成本包括人力成本、折舊及其他制造費用。我們參考ANL的成本測算模型，選取方形電池進行成本拆分。據我們測算，在僅考慮電芯的情況下，目前三元523和磷酸鐵鋰電芯的度電成本分別為486.96和374.44元/kWh，在考慮模組、PACK及電池系統的情況下，目前三元523和磷酸鐵鋰離子電池系統的總度電成本分別為724.91和612.40元/kWh。（注：本測算以供應模型思路為主，具體數值與實際情況可能存在偏差）
鋰離子電池根據應用領域的不同分為動力鋰離子電池、儲能電池和消費電子電池，不同類型鋰離子電池的成本構成自然不同，本篇報告重要講述應用最廣泛的動力鋰離子電池成本結構。動力鋰離子電池在不同的正負極材料下其成本有一定差別，整體來看材料成本占比較大，人工成本、折舊及其他制造費用占比較小，而材料成本則重要以正負極材料、隔膜、電解液和組件為主。我們在動力鋰離子電池成本模型里將PACK成本拆分成材料成本和生產成本，其中材料成本又包括電芯材料、模組材料及PACK材料，生產成本包括人力成本、折舊及其他制造費用。我們參考ANL的成本測算模型，選取方形電池進行成本拆分。
我們假設單車帶電量60kWh，包括1個電池包，20個模組和240個電芯，以上假設重要用于測算模組和PACK組件成本。我們選取三元動力鋰離子電池523型和磷酸鐵鋰離子電池作為研究對象進行分析比較。參考當升科技通告數據，我們假設三元（523）正極材料實際克容量為157mAh/g。參考國軒高科和豐元股份通告數據，目前國內磷酸鐵鋰正極材料實際克容量基本已經達到150mAh/g，我們取145mAh/g的平均水平作為磷酸鐵鋰正極材料實際克容量假設。參考杉杉股份通告數據，我們假設負極活性材料（人造石墨）實際克容量為350mAh/g。
1、正極材料
正極材料包括正極活性材料、正極用碳添加劑（導電劑）、正極粘合劑、正極集流體（鋁箔）和正極組件正極端子。據我們測算，目前三元523正極活性材料、導電劑、粘合劑、鋁箔、正極端子度電成本分別為195.25、1.81、5.42、6.08、6.53元/kWh，磷酸鐵鋰離子電池分別為73.59、2.19、6.57、6.74、6.55元/kWh，活性材料均占成本的絕大比重。考慮到材料損耗，我們測算得出三元523正極材料度電總成本為238.99元/kWh，磷酸鐵鋰正極材料度電總成本為106.27元/kWh，兩者正極材料成本相差較大，重要是由于近年來磷酸鐵鋰價格下降較快，而三元正極材料價格受貴金屬相對稀缺影響價格降幅相對較小。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
2、負極材料
負極材料包括負極活性材料、負極粘合劑、負極集流體（銅箔）和負極組件負極端子。據我們測算，目前三元523負極活性材料、粘合劑、銅箔、負極端子度電成本分別為48.66、0.99、41.37、19.32元/kWh，磷酸鐵鋰離子電池分別為52.27、1.07、45.81、19.54元/kWh，負極材料中活性材料、銅箔和負極端子成本占比較高，粘合劑占比較低。考慮到材料損耗，我們測算得出三元523負極材料度電總成本為122.59元/kWh，磷酸鐵鋰負極材料度電總成本為131.87元/kWh。由于能量密度的不同以及其他材料接近的原因，磷酸鐵鋰離子電池的負極材料成本高于三元電池。
3、隔膜
三元和磷酸鐵鋰離子電池隔膜的度電成本較為接近，三元為31.29元/kWh，磷酸鐵鋰的為34.86元/kWh，差別同樣在于磷酸鐵鋰離子電池能量密度較低導致材料用量多于三元。
4、電解液
電芯材料中電解液占比較隔膜略低。三元523電解液的度電成本為20.93元/kWh，磷酸鐵鋰為25.28元/kWh。
5、電芯其他材料
除以上外，電芯其他成本重要還包括外殼和導熱片，整體占比較低。三元523和磷酸鐵鋰離子電池其他電芯材料的度電成本分別為12.18和12.69元/kWh。
6、模組、PACK材料
按照工藝順序電芯之后是模組和PACK，其中模組材料包括電壓控制器、模組端子、模組外殼以及模組連接器，PACK材料重要包括PACK端子、匯流條和PACK外殼。據我們測算，三元523電池的模組材料和PACK材料度電成本分別為102.8和58.15元/kWh，磷酸鐵鋰的分別為105.77和58.19元/kWh。至此，我們已完成PACK總材料成本的測算，經加總后得出三元523和磷酸鐵鋰的PACK所有材料的總度電成本分別為586.92和474.93元/kWh。考慮電池管理系統和熱管理組件成本的情況下，我們測算得出目前三元523和磷酸鐵鋰離子電池系統材料總度電成本分別為660.92和548.93元/kWh。
7、人工成本、折舊及其他制造費用
動力鋰離子電池生產成本包括人工成本和制造費用，制造費用其中有包括設備和房屋建筑折舊及其他制造費用。我們假設1GWh產量設備投資價值3億元，人工400人，每年工作300天，每天工作8小時，人工小時數為960000小時/年，工時費25元/時，對應2400萬元/年，得出人工成本24元/KWh；設備折舊年限為8年，年折舊率為12.5%，得出設備折舊37.5元/KWh；單GW產線占地面積4500平方米，房屋建筑固定資產支出15000元/平方米，折舊年限為20年，年折舊率5%，得出房屋建筑固定資產折舊為3.38元/KWh。整體上，我們測算得出三元523和磷酸鐵鋰離子電池人工的度電成本分別均為24元/KWh，折舊對應的度電成本分別均為40.88元/KWh，其他制造費用對應的度電成本分別均為11.29元/KWh。
總結
僅考慮電芯的情況下，三元523和磷酸鐵鋰電芯的度電成本分別為486.96和374.44元/kWh。
在考慮模組、PACK及電池系統的情況下，三元523和磷酸鐵鋰離子電池系統的總度電成本分別為724.91和612.40元/kWh。
