基于SCP視角的動力電池行業分析*

□ 王曉玉，蘇普遠

(1.福州大學，福建 福州 350106；2.北京外國語大學，北京 100089)

1 引言

新能源汽車作為我國戰略性新興產業，其大力推廣為動力電池產業的發展迎來了春天，我國《國家重點研發計劃新能源汽車重點專項實施方案(征求意見稿)》提出：“要建立起完善的電動汽車動力系統科技體系和產業鏈。”2018年新能源汽車標準化工作包括開展重點標準研究，優化體系建設，其中對于關鍵系統部件領域，要求完成鋰離子動力電池安全強制性國家標準審查和報批，完成動力電池回收利用拆卸要求、包裝運輸和材料回收標準審查和報批，完成電池管理系統和車載充電機標準起草，開展動力電池梯次利用、燃料電池發動機耐久、燃料電池堆性能、輪轂電機、高壓熔斷器及高壓接觸器標準預研。作為電動汽車的核心零部件，動力電池近幾年在產業化方面發展迅速，有力地支撐了電動汽車產業的發展。為滿足汽車產業及普通消費者對長續駛里程電動汽車的迫切需求，新型鋰離子電池及相關材料技術得到了高度關注，可以預期相關技術將取得長足進步并實現規模應用。動力電池將隨著電動汽車的快速發展，迎來爆發增長的黃金期[1]。作為新能源汽車的動力來源，動力電池產業的發展程度成為新能源汽車產業發展的瓶頸之一，因此，研究動力電池行業發展現狀具有重大意義。

2 文獻回顧

新能源汽車的發展是應對能源與環境問題的有效解決方式之一，其同時作為我國的戰略新興產業，肩負著創建中國汽車品牌的偉大使命，是我國從汽車大國走向汽車強國的必由之路[2]。新能源汽車產業在其萌芽期由國家政策一路保駕護航發展至今，《國家“863”計劃電動汽車重大專項》，確立了新能源汽車“三縱三橫”的技術路線(“三縱”指混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車；“三橫”指多能源動力總成控制系統、電機及其控制系統和電池及其管理系統)。政策體系與市場表現之間存在強關聯關系，對新能源汽車產業的技術專利、產品產銷量以及商業模式等市場表現方面起到重要的引領作用[3]，其中，對新能源汽車技術專利的分布情況進行分析，發現電池、電機以及電控領域的四類專利數量遠超于其他類別的專利技術[4]。

消費者選購新能源汽車時的憂慮之一在于新能源汽車動力電池的續航能力、安全性等，政府大力推廣新能源汽車的同時也在擔憂其動力電池的后期回收問題，因此，動力電池的研發設計對整個新能源汽車產業鏈而言至關重要。動力電池產業核心技術主要集中在電池系統和電池集成技術鏈，我國動力電池產業電池集成技術鏈專利技術主要分布在電極制造、電池箱制造領域和安裝架技術領域。動力電池產業電池系統技術鏈專利技術主要分布在電池供電技術、二次電池使用技術和電能存儲技術領域[5]。經過十幾年的發展，我國自主研發了鎳氫和鋰離子等多個系列車用動力電池，技術水平有了很大提高，但是還存在很多問題制約我國新能源汽車的發展[6]，目前，我國形成了珠江三角洲、長江三角洲、中原地區和京津區域為主的四大動力電池產業化聚集區域，技術研發、產業化進展顯著，有力地支撐了電動汽車產業的快速發展。但動力電池的研發技術仍不成熟，電動汽車對動力電池質量水平要求較高，采購、安裝先進自動化設備是必然的選擇，關鍵原材料的缺失，制約我國鋰離子動力電池的發展。由于我國鋰離子電池產業缺少核心專利，使我國鋰離子電池產品在出口時會經常面臨知識產權的問題，阻礙了我國鋰離子電池參與國際競爭[1]。

根據文獻可視化結果分析，2000年后關于動力電池的相關研究逐年上升，2012年后呈現井噴式增長，主要研究關于動力電池的產品生命周期，圍繞動力電池的正負極材料選擇，動力電池設計制造，動力系統優化，質量管理，電動汽車運用，動力電池的梯級使用以及回收管理等問題進行深入探討。可見新能源汽車產業的發展拉動動力電池行業的繁榮，同時也促使動力電池加快研發步伐，攻堅克難突破技術瓶頸，為新能源汽車更順暢的應用提供強大動力支持。新能源汽車競爭的核心是技術，最迫切的是實現動力電池技術的突破。從目前看，包括混合動力、燃料電池以及純電動汽車在內的新能源汽車，是新能源汽車比較可行的技術選擇。而在電動汽車關鍵零部件當中，動力電池是技術門檻最高、也是利潤最集中的部分。如果不能掌握動力電池的核心技術，我國新能源汽車注定將舉步維艱。而電池技術的突破，將成為我國進入新能源汽車領域，搶占未來行業制高點的最佳切入點。

3 動力電池概述

動力電池即為工具提供動力來源的電源，主要用于汽車發動機起動的起動電池，主要種類有鉛酸(碳)電池、鎳氫電池和鋰離子電池[7]。結構包括電池蓋、正極、隔膜、負極、有機電解液以及電池殼。2016年，在國家政策大力支持及新能源汽車推廣應用進程加快的帶動下，我國車用動力電池需求大幅增長。根據中國汽車動力電池產業創新聯盟公布的數據顯示，2019年，我國動力電池產量累計85.4GWh，同比累計增長21%，其中，三元鋰電池產量55.1GWh，同比累計增長40.8%；磷酸鐵鋰電池產量27.7GWh，同比累計下降1.2%。而動力電池銷量累計75.6GWh，同比累計增長21.4%，整體處于正增長。

新能源汽車產業作為七大戰略性新興產業之一，在政策推動下，市場得以顯著成長。如圖1所示。2013-2019年，新能源汽車產銷量先呈現出井噴式增長，2016年后增速放緩，處于平穩增長狀態，在2019年產量同比下降2.2%，銷量同比下降3.98%，但整體看來，新能源汽車產量略高于銷量，產銷量基本平衡。新能源汽車市場需求不斷增長，促進動力電池行業蓬勃發展。

圖1 2013-2019年新能源汽車產銷量資料來源：中國汽車工業協會

新能源汽車主要由電池驅動系統、電機系統和電控系統及組裝等部分組成。其中，電機、電控及組裝和傳統汽車基本相同，差價的原因主要在于電池驅動系統。從新能源汽車的成本構成看，電池驅動系統占據了新能源汽車成本的30%-45%，而動力鋰電池又占據電池驅動系統約75-85%的成本構成。

圖2 新能源汽車整車成本結構資料來源：鄭丹丹,李遠山,張陽.動力電池產業：全球化供應新時代開啟，技術進步驅動產業發展

據2017-2019年動力電池裝車量情況來看，2017年全年裝車量36.43GWh，2018年全年裝車量為57.02GWh，2019年全年裝車量62.2GWh，新能源汽車動力電池裝車量逐年增長，但從圖3顯示的月度分布情況來看，2017-2018年動力電池裝車量呈現波動上升趨勢，而2019年上半年動力電池裝車量基本保持平穩狀態，增長乏力，且在下半年呈現明顯的回落狀態，10月之后有所上升，但明顯低于往年同期水平，與新能源汽車產銷變動表現一致。

圖3 2017-2019年動力電池裝車量月度分布情況

3.1 車用動力源

主要有四種技術路線：鋰離子電池、氫燃料電池、超級電容和鋁空氣電池。其中，鋰離子電池、超級電容和氫燃料電池得到廣泛的應用，而鋁空氣電池尚處于實驗室研究階段。能源補給方面，鋰離子電池、超級電容適用于純電動汽車，但是需要外部充電，而氫燃料電池汽車則需要外部氫氣加注，鋁空氣電池則需要補充鋁板和電解液。就目前來看，鋰離子電池在未來相當長的一段時間內還是要占據主要發展空間的。

3.2 動力電池

目前，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池以及鈦酸鋰電池在電動車領域都有應用。由于三元鋰電池能力密度高，續航里程相對較長，國內車企乘用車紛紛轉向使用三元鋰電池，包括北汽、比亞迪、江淮等。但三元鋰電池卻存在安全性差、耐高溫性差、壽命差等缺點。相比三元電池，磷酸鐵鋰電池，由于安全性能穩定、高溫性能好、重量輕等優勢，越來越多的活躍在電動客車市場。但因其低溫性能差，正極材料振實密度小等缺陷，在微型電池方面不具有優勢。此外鈦酸鋰電池近年來進入大眾視野，鈦酸鋰電池也是鋰電中壽命最長、安全最高的電池，但是能量密度偏低，而過去幾年國家的政策支持上都是與續航里程掛鉤的，高能量密度的電池更多的受到政策的青睞。

總體而言，動力電池行業的發展態勢與新能源汽車行業的發展息息相關，近年來動力電池需求呈增長趨勢，產量略高于銷量，動力電池的不同品類依其具體特點而受到不同程度不同范圍的運用，動力電池行業的發展處于起步階段，各企業加大研發投入，提高動力電池性能，為企業謀求更大空間的發展。

4 動力電池行業SCP分析

4.1 市場結構

4.1.1 市場集中度

從表1來看，2017-2019年裝機量排行前十的企業名單具有一定穩定性，但各企業的年度排名存在較大波動，其中，寧德時代和比亞迪兩家穩居前二。2017-2019年裝機量排行前十的企業合計市場占比分別為73.18%、81.32%、87.94%，市場集中度進一步提高，排行前二的企業合計市場占比分別為44.33%、60.77%、67.86%，占據動力電池裝機量的半壁江山。隨著我國新能源汽車產銷結構的調整變化，動力電池企業的競爭格局正逐漸發生變化，根據貝恩的市場結構分類原則，2017-2019年市場集中度C4值從56.6%增加至76.5%，市場結構從寡占Ⅲ型發展為寡占Ⅱ型，市場大部分產品供給集中在少數幾家大企業，向龍頭企業集中的趨勢日益顯著。

表1 2017-2019年裝機量Top10企業市場占比情況

4.1.2 產品差異化程度

產品差異化是產業內相互競爭的企業所生產的具有不完全替代關系的商品狀況，通過讓顧客感知企業商品獨特的差異性而影響他們的購買力，使顧客對本企業提供的特定商品產生偏好和忠誠，甚至愿意為此支付更高的價格。目前，動力電池差異化形成的主要因素應是技術創新水平與產品質量設計。目前，市場上動力電池品類主要有鋰電池和鎳氫電池，其中，鋰電池主要分為三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池和鈦酸鋰電池，前兩者應用較廣泛。動力電池主要有五大性能指標，包括儲能密度、安全性、循環壽命、抗高低溫和充電速度，其中，儲能密度和安全性指標尤為重要，鋰電池由于儲能密度遠高于鎳氫電池，故在新能源汽車中運用更為廣泛。不同種類鋰電池各有千秋，具有較大的物理差異，任何一種都不能完全替代另一種，而市場對動力電池的期待遠不止于此，因此，動力電池產業相對于為品牌進行大量廣告宣傳，更傾向于將資金用于擴大研發投入，致力于改善產品性能，增強自身核心競爭力。

表2 鋰電池各種類性能比較

4.1.3 進入壁壘

①技術門檻。

2017年以來，產能過剩快速深化帶來日益激烈的競爭，買方市場的主導權越來越大，同等質量下若無價格優勢或同等價格下無質量優勢的產品很難生存，低端產能由于技術門檻低，在產業發展之初，迅速成為跨界資本和投機者份子進軍鋰電產業的跳板，隨著產業化的推進，低質低價的低端產能已難以滿足消費者的使用需求，更不利于產業的健康發展，在政策和市場的推動下，淘汰低端產能的產業環境已經形成。而高端產能需求不斷上升，市場供應顯然不足，企業轉而研發高價高質的三元電池等，但產品研發到商業化之間的漫長時光足以使得一部分企業消失在競爭行列中。

另一方面，中端市場現有的比亞迪等優質企業仍受寧德時代的碾壓，行業內競爭激烈，加上補貼退坡，原材料價格上漲等壓力，動力電池行業正在兩頭受擠壓，若無足夠的技術水平，剛一進入市場就會面臨被兼并或被淘汰的結局。

②政策壁壘。

2016年11月底，工信部發布了《汽車動力電池行業規范》，明確要求鋰離子動力電池企業的年產能力不得低于8GWh。此舉意在通過提高行業門檻，控制住行業內盲目擴張的風潮，試圖遏制產能結構過剩的進一步深化。但不少動力電池企業的年產能計劃仍在擴大，并沒有達到規范的預期效果，反而進一步加速了產能擴大，原因在于動力電池產業尚未進入產能淘汰期。但這一規范對潛在進入者而言不可不說是提高了準入門檻。

從財政補貼方面來看，采用低端電池的新能源車企很難獲得補貼，且2019年新能源汽車補貼政策出臺后，新能源汽車各品類補貼降幅超過50%。這為動力電池的發展設下了隱形的門檻，加快產業內企業洗牌，一方面淘汰低端產能；另一方面對欲以低端產能為跳板進入動力電池行業的潛在進入者形成了進入壁壘。

4.1.4 產品市場需求成長率

目前對動力電池的需求成長率較高，且需求大幅度轉向中高端市場，但主要供應企業的產量足以滿足市場需求，甚至存在過剩的情況，因此，盡管市場需求成長率高，也并沒有引起價格哄抬的現象，反而受到種種因素的影響，價格不斷下降。

4.1.5 縱向生產一體化

縱向生產一體化指大企業既大量生產上游產品，又生產下游產品。在動力電池企業中最典型的例子就是比亞迪的自產自銷閉環供應鏈，但是受到寧德時代等外力的沖擊，比亞迪企業利潤率下滑，加上產能過剩等因素，目前已經打開閉環供應鏈，爭取與更多新能源汽車企業合作，提高銷售收入。

4.1.6 政府介入程度

動力電池行業政府介入程度較高，日益嚴格的行業規范提高了進入門檻，加速了產能淘汰，通過政府的引導，動力電池產業逐漸往中高端市場發展，且政府鼓勵國有動力電池研發突破核心技術，爭取在國際市場上打響中國品牌。而政府介入程度之高側面反應了動力電池行業的市場化程度較低，企業一意孤行擴大產能，動力電池前景一片看好下，大量企業企圖進入，產能大量過剩局面眼看一發不可收拾。而在電池回收、梯級利用領域卻存在大量缺口，有效回收不會造成資源的浪費與生態的破壞，單靠市場無法解決，政府的介入為動力電池產業鏈的茁壯成長奠定了基礎。

4.2 市場行為

市場結構影響市場行為，受到政策及上下游壓力的影響，動力電池產業整體價格下降，利潤空間的降低一定程度上抑制了潛在進入者的進入。此外，各企業產品差異化較大，技術水平參差不齊，主要廠商重點放在研發更高性能的動力電池，搶占高端市場。隨著產能過剩現象加劇，主力廠商以得天獨厚的優勢兼并小廠商，小產能消失，市場不斷洗牌形成新的格局，促進規模經濟的產生。

目前，我國已形成了包括關鍵原材料(正極、負極、隔膜、電解液等)、動力電池、系統集成、示范應用、回收利用、生產裝備、基礎研發等在內的完善的鋰離子動力電池產業鏈體系，企業與政府協同為電池回收與梯級利用做努力，中國鐵塔成為了梯次利用的試點企業；拆解回收方面，則以比亞迪、寧德時代等為代表的整車及電池廠商、以格林美、天奇股份等為代表的第三方回收機構、以華友鈷業、廈門鎢業等為代表的材料供應商為主。動力電池企業間既互相競爭搶占市場份額，又通力合作促進資源回收利用，保護環境。

4.3 市場績效

市場結構和市場行為影響市場績效，原材料價格上漲、產能過剩與補貼退坡等因素迫使動力電池企業尋求增長策略，根據wind數據庫對動力電池關鍵原材料的財報數據統計可知，2016-2019年，動力電池關鍵原材料和鋰電池模組相關企業銷售毛利率呈逐年下降趨勢，關鍵原材料和鋰電池模組企業的營業收入和營業成本在2016-2018年間呈穩定上升趨勢，在2018年后轉而下降，其中，鋰電池模組企業的波動程度較大。盡管行業內企業利潤率逐年下降，但行業內企業兼并整合資源，大產能兼并小產能，推動企業規模經濟的形成。政策介入加速產能淘汰，促使動力電池產業進入由高速增長向高質量增長轉型的攻關階段，技術進步成為主導要素，鋰電池產業鏈發展數十年間，持續的技術進步驅使產品性能不斷優化、能量密度的不斷提升，進而不斷提高電池的綜合性價比，并降低電池造價。同時，政府主管部門通過制定比能量密度等指引性目標和技術路線圖，也在引導行業加快技術升級和進步。動力電池技術仍然會出現持續的技術進步，未來能促使主要參與者拉開差距的，將主要是電池與材料的技術進步。

5 結論與啟示

我國動力電池產業市場集中度在不斷提高，產品性能同質但是差異化程度較高，受政策約束和技術壁壘因素影響，行業進入壁壘較高，產品市場需求成長率較高，但供過于求現象十分顯著，由于受到兩頭擠壓，大型企業打開閉環供應鏈，縱向一體化程度較低。產業內各企業競爭與合作并存，重點關注產品技術研發領域，追求更高質量的動力電池產品研發，大企業兼并小企業形成一定程度的集中，規模經濟逐漸形成，同時與相關企業部門合作，推動動力電池的直接材料回收和梯級利用發展。受到各種因素影響，營業收入與利潤率逐漸下降，但前景仍十分遠大，動力電池產業進入由高速增長向高質量增長轉型的攻關階段，技術進步將替代產能擴大成為主導因素。

在動力電池產能過剩的現狀下，企業橫向一體化程度的提高有利于優化市場資源配置，形成一定的規模經濟，結合高質量增長轉型階段，政府可以適度介入，培養市場主要勢力，首先突破核心技術，使中國動力電池品牌能在國際高端市場上占據優勢。而同一市場內的企業在技術攻破階段可以適當合作，與國外如日本、美國和韓國等動力電池主要品牌市場內的企業進行交流與學習，促進技術增長。

在動力電池集中報廢階段，同一市場內企業與不同市場內企業以及政府之間的協作應當更密切，共同為資源有效利用和環境有力保護做貢獻，以促進可持續發展。政府可以引導資本流入電池回收領域，同時，相關企業在梯級使用和原料回收方面分工合作，而消費者應積極配合，培養動力電池回收意識。