鉅大LARGE | 點擊量：14041次 | 2020年07月12日
動力鋰電池成本結(jié)構(gòu)分析
新能源車的發(fā)展既有賴于政策的推動，也要動力鋰離子電池持續(xù)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(jié)構(gòu)。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(chǎn)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(chǎn)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(jìn)行成本拆分。據(jù)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(tǒng)的情況下，目前三元523和磷酸鐵鋰離子電池系統(tǒng)的總度電成本分別為724.91和612.40元/kWh。（注：本測算以供應(yīng)模型思路為主，具體數(shù)值與實際情況可能存在偏差）
鋰離子電池根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)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(gòu)成自然不同，本篇報告重要講述應(yīng)用最廣泛的動力鋰離子電池成本結(jié)構(gòu)。動力鋰離子電池在不同的正負(fù)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(fù)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(chǎn)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(chǎn)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(jìn)行成本拆分。
我們假設(shè)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(shè)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(jìn)行分析比較。參考當(dāng)升科技通告數(shù)據(jù)，我們假設(shè)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(shù)據(jù)，目前國內(nèi)磷酸鐵鋰正極材料實際克容量基本已經(jīng)達(dá)到150mAh/g，我們?nèi)?45mAh/g的平均水平作為磷酸鐵鋰正極材料實際克容量假設(shè)。參考杉杉股份通告數(shù)據(jù)，我們假設(shè)負(fù)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(dǎo)電劑）、正極粘合劑、正極集流體（鋁箔）和正極組件正極端子。據(jù)我們測算，目前三元523正極活性材料、導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)
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(fù)極材料
負(fù)極材料包括負(fù)極活性材料、負(fù)極粘合劑、負(fù)極集流體（銅箔）和負(fù)極組件負(fù)極端子。據(jù)我們測算，目前三元523負(fù)極活性材料、粘合劑、銅箔、負(fù)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(fù)極材料中活性材料、銅箔和負(fù)極端子成本占比較高，粘合劑占比較低?？紤]到材料損耗，我們測算得出三元523負(fù)極材料度電總成本為122.59元/kWh，磷酸鐵鋰負(fù)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(fù)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(dǎo)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(dǎo)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(jù)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(jīng)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?？紤]電池管理系統(tǒng)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(tǒng)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(chǎn)成本包括人工成本和制造費用，制造費用其中有包括設(shè)備和房屋建筑折舊及其他制造費用。我們假設(shè)1GWh產(chǎn)量設(shè)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(shù)為960000小時/年，工時費25元/時，對應(yīng)2400萬元/年，得出人工成本24元/KWh；設(shè)備折舊年限為8年，年折舊率為12.5%，得出設(shè)備折舊37.5元/KWh；單GW產(chǎn)線占地面積4500平方米，房屋建筑固定資產(chǎn)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(chǎn)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(yīng)的度電成本分別均為40.88元/KWh，其他制造費用對應(yīng)的度電成本分別均為11.29元/KWh。
總結(jié)
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(tǒng)的情況下，三元523和磷酸鐵鋰離子電池系統(tǒng)的總度電成本分別為724.91和612.40元/kWh。
