新能源汽车产业链成本分析

2023年11月30日发(作者：三菱跑车系列价格及图片)

新能源汽车产业链成本分析

产业链分析

新能源汽车主要包括上游锂电池及电机原材料、中游电机，电控，电

池以及下游整车，充电桩和运营三个环节。中游环节电池产业链相对较为

复杂，主要由正极、负极、隔膜以及电解液组成，正极材料种类较多，包

括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂以及三元锂，三元锂主要指镍钴锰酸锂NCM，

也包括小部分的镍钴铝酸锂NCA，对应上游原材料主要为锂矿、钴矿、镍

矿以及锰矿等;负极主要以石墨材料为主，包括人造石墨与天然石墨等，

隔膜主要以聚烯烃材料聚丙烯PP以及聚乙烯PE为主，电解液主要成分为

六氟磷酸锂。电控环节主要是控制类硬件与线速，电机上游主要是永磁材

料与硅钢片，原材料分别为稀土与铁矿石。

下游传统车基数高，虽然新能源车增长快但中短期渗透率仍低，下游

对产业链中上游带动效应显著，中游持续扩产能，上游供不应求;整体而

言，当前下游环节渗透率较低，按2023年我国汽车生产2811.9万辆，新

能源汽车产量51.7万辆，下游环节渗透率为1.8%，按2023年我国汽车

生产3500万辆(年均增长5%)，新能源汽车生产200万，2023年下游渗透

率提升至5.7%。虽然中短期下游弹性较低但下游对中游以及上游环节的

带动较为显著，中游环节锂电池处于持续扩产能阶段，而上游原材料钴矿，

锂矿、镍矿等均属于国家战略性矿产资源，尤其是钴国内较为稀缺，2023

年全球钴矿产量为10.1万吨，产量增速由过去的10%以上下滑至3.06%，

我国钴储量仅占全球1.11%，属于钴资源短缺型国家，每年需求的80-90%

钴原料需由刚果进口补给。

电池环节成本占比最高，技术与成本核心在正极;从新能源汽车的成

本构成来看，电池成本相对整车环节占据42%，电机电控成本占比相近，

电机和电控分别占据10%以及11%。传统能源汽车中发动机与变速器构成

核心动力总成部件，成本占比约占整车的30%，而新能源汽车的“三电”

模块电池、电机、电控是核心动力总成部件，累计成本占比约60%，大幅

超越传统整车。对于成本占比最高的电池，主要由正极、负极、隔膜与电

解液四个部分组成。放电时锂离子与电子从负极脱出，电子经由外部电路

达到正极，而锂离子则通过电解液进入正极。锂离子、正极材料以及电子

在正极重新结合完成电流传到，隔膜主要是将正极和负极隔离从而防止短

路。

新能源电动车相较传统整车的核心优势在于能源结构与成本，短板在

于续航里程，未来新能源汽车竞争力提升主要源于降成本与提里程。续航

里程主要由正极材料的容量决定，而正极材料决定了电池的容量(续航里

程)、寿命等多方面核心性能，因此正极材料是电池最重要的子环节，成

本占比区间高达30-40%。隔膜环节技术壁垒与成本均较高，难点在于微

孔结构成型技术与基底材料，目前成本占比约占20%。负极材料主要以石

墨为主，电解液主要以六氟磷酸锂为主，成本占比相对较低，分别为15%

与10%左右。

正极材料：商乘分化，三元占比提升

正极材料主要是为电池提供锂离子，在充电时正极材料锂离子脱离到

负极，放电时锂离子经过电解液回到正极，使得负极材料在获得与释放锂

离子时相对正极材料产生电位差从而形成工作电压。

电池的能量密度主要由正极材料决定。正极材料种类较多，主要包括

磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂以及三元锂，其中三元锂分为镍钴锰NCM以及

镍钴铝NCA，其中镍钴锰三元电池依据各个元素的相对占比可细分为

NCM333、NCM523、NCM622以及NCM811，由于三元材料使用了钴等贵金属，

因此成本相对较高。

动力电池发展初期磷酸铁锂最为主流，主要由于其原材料国内储备丰

富、循环寿命长且安全性能优异，但是磷酸铁锂能量密度较低，电池比能

量位于 100-120Wh/kg 区间，上限最多达到160Wh/kg，从而制约纯电动

汽车的续航里程。2023 年工信部 发布《汽车产业中长期发展规划》指出

在2023年动力电池单体比能量需达到300Wh/kg，力争达到350Wh/kg，系

统比能量力争达到260Wh/kg，而到2025年动力电池系统比能量达到

350Wh/kg，基于现阶段的磷酸铁锂比容量正极远无法达到该标准。

三元锂电池因为综合了镍带来的高容量、钴和锰带来的高材料稳定性，

综合性能有 所提升，尤其是比能量较高位于 150-200Wh/kg 区间，目前

市场使用占比逐年提升，预计后期仍将持续上升。但三元材料的热稳定性

相对较差，在 200℃外界温度下易 分解释放出氧气从而为电池高温助燃，

而磷酸铁锂分解温度约在 700℃并且不会释 放氧气，因此从热稳定性(同

时也是安全性)来看，磷酸铁锂优势显著。

目前基于安全性以及行驶里程较为固定的缘故，商用车仍然较多使用

磷酸铁锂，而乘用车逐步由磷酸铁锂切换到三元锂技术路线。对于三元锂

而言，镍含量的提升能够提升电池比容量，同时降低电池材料的成本，但

也会进一步降低热稳定性。

我们认为，电池的容量和热稳定性是当下电池所面临的一对技术矛盾，

而续航里程是纯电动汽车当下阶段最为关注的核心指标，在比能量和热稳

定性的权衡上，正极材料的比能量提升技术难度边际递增，而热稳定性短

板可通过配套使用效率较高的热管理系统加以弥补。因此高比能量而热稳

定性相对较弱的技术路线有望成为后期技术主流，具体表现为：一方面三

元材料的使用占比提升，一方面“低钴高镍”化将成为三元电池的后期趋

势。

从目前主流整车厂的电池技术路线可以看出，比亚迪、上汽、江淮以

及北汽之前主要是以磷酸铁锂技术路线为主，目前比亚迪逐步扩充三元锂

产能，后期磷酸铁锂产能主要分配给客车，而新扩建的三元锂产能主要分

配给乘用车。上汽新推出的荣威 ER5 搭 载的同样也是三元锂电池，而之

前的 E550 搭载的为磷酸铁锂，由此可见，比亚迪、上汽、北汽等主流整

车厂的新能源乘用车逐步从磷酸铁锂开始向三元锂过渡，并已有相应车型

落地。而吉利、众泰以及奇瑞等整车厂则直接切入三元锂电池。对标国际

主流的新能源车型特斯拉 Model S，宝马 i3、以及日产的 Leaf 均更加

注重续航里程而采用三元锂电池。

当下磷酸铁锂是主流，技术路线商乘分化，客车以磷酸铁锂为主，乘

用车以三元锂(NCM)为主;从各个电池类型的出货量来看，磷酸铁锂出货量

仍然占据主流，2023年磷酸铁锂出货量达到20.33GWh，占比高达72.49%，

三元锂出货量达到6.29GWh，占比达到22.44%，而其余的锰酸锂、钛酸锂

等目前占比仍然较小。

从细分车型来看，新能源乘用车三元电池使用占比已经超过磷酸铁锂

达到57%，而在新能源客车领域磷酸铁锂占比高达93%仍然是最为主流的

电池技术路线。新能源客车之所以选择磷酸铁锂，主要由于新能源客车对

使用寿命、安全性以及功率要求更高，续航里程以及运营线路较为固定从

而可以在电池容量上做出一定让步。而乘用车作为个人使用，在下游充电

桩尚未大面积普及时对续航里程要求较高，三元材料较弱的稳定性可以通

过搭载性能优异的热管理系统加以弥补。

负极材料：石墨类占据绝对份额，天然石墨改性是突破方向

负极材料是由负极活性物质碳材料或非碳材料、粘合剂和添加剂混合

后均匀涂布在铜箔两侧后经干燥、滚压而成。负极材料主要包括碳类材料

和非碳类材料，其中碳类材料主要分为石墨和无定形碳，主要包括天然石

墨、人造石墨、中间相碳微球(硬碳)、软碳等，其他非碳负极材料主要包

括硅基材料、锡基材料、钛基材料以及氮化物等。

性能优异的负极材料应该具备较高的比能量，相对锂电极的电极电势

低，充放电反应的可逆性能好，同时与电解液兼容性好。天然石墨容量较

高且工艺简单成本较低，但循环性能较差，而人造石墨工艺复杂成本稍高，

但具备较好的循环以及安全性能，中间相碳微球石墨在倍率性能上高出天

然石墨与人造石墨，因此具备较好的热稳定性与化学稳定性，但其制作工

艺复杂导致成本较高。硅碳类复合材料容量比远高于石墨类负极，同时环

体性能，其隔离正负极的作用使得电池在过渡充电或温度较高时具备微孔

自闭保护作用从而限制电流的升高，防止电池短路引起爆炸。隔膜性能决

定了电池的界面结构、内阻等，因此也会影响到电池的容量、循环以及安

全性能。

常用的隔膜材料主要分为聚合物膜、无纺布膜;聚合物主要包括聚乙

烯PE和聚丙烯PP，无纺布膜主要包括玻璃纤维、合成纤维、陶瓷纤维等。

从隔膜材料应用情况来看，由于聚烯烃(聚合物膜)成本合理，机械与化学

性能稳定，目前大多数采用微孔聚烯烃隔膜，进一部可分为单层PP、单

层PE、以及3层的PP/PE/PP。

从制备工艺角度分类，主要分为干法与湿法制备;干法是将聚烯烃树

脂熔融、挤压后吹制成结晶性高分子薄膜、经过结晶化热处理、退火后在

高温下进一步拉伸，从而将结晶界面进行剥离，形成多空结构，干法工艺

主要应用于PP材料，目前较多应用于磷酸铁锂电池。湿法制备主要针对

低密度的PE材料，目前较多应用于三元锂电池，主要利用高聚物以及一

些高沸点的小分子化合物在高温下形成均相溶液，降低温度后发生固-液

或液-液相分离，后期经过拉伸后除去低分子后则可制成相互贯通的微孔

膜材料。整体而言，湿法制备工艺比干法具备更好的孔隙率、透气性以及

拉伸强度，微孔的尺寸以及分布均更加均匀，所制备材料更薄，从而使得

湿法隔膜具备更好的容量、安全性和循环特性，但湿法主要采用PE材料，

熔点相对低，因此耐高温性能更差，同时湿法的成本较高，一般用于制造

高端隔膜产品。

目前我国国内隔膜主要以较为低端的干法为主，干法约占74%市场份

额，而湿法占据26%市场份额，国际隔膜制造巨头基本以湿法制备为主。

我国的上海恩捷、金辉高科.中锂隔膜、辽源鸿图等一批企业逐步向湿法

转型，、纽米科技、中科科技、河南义腾等企业主要以干法为主。由于隔

膜环节毛利率较高，而干法隔膜的技术与资金壁垒相对较低，从而吸引大

批企业进入产业链，我们预计干法隔膜后期产能较为可能过剩，而湿法隔

膜主要受到三元锂电池增长带动需求，国内供不应求主要依赖进口。当前

具备技术与资金优势的企业正积极布局扩大湿法隔膜产能，预计后期湿法

隔膜进口替代有望提速，而根据湿法产线从下订单到最终调试出产品大约

需要18个月，若以17年年初作为国内企业转型湿法隔膜的时间节点，我

们预计2023-2023年是湿法隔膜产能集中释放期，而17-18年湿法隔膜仍

较大可能处于供不应求状态。

锂电池设备：成本核心在于前端设备，高自动化高精度是趋势

锂电设备主要用于对电芯的制作与组装。锂电池的制作过程分为极片

制作、电芯组装、电芯激活检测以及电池分装四个工序段，其中极片制作

主要包括搅拌、涂布、辊压、分切以及极耳成型，电芯组装主要包括卷绕、

叠片、电芯预封、注电解液;电芯激活检测主要包括电芯化成与分容，电

池封装主要包括对电池组进行测试、分类以及串并联组合。各工艺环节均

包含较为复杂的工序，其中极片制作是锂电池制造的核心工艺，也是对设

备自动化水平和生产效能要求最高的环节。

按照电池生产工艺流程所对应的锂电设备大致可以分为前端设备、中

锂电池的性能与锂电设备高度关联，我们认为，锂电设备发展至今不

再仅仅是完成电池封装功能，下游环节在能量密度、安全性等多方面对于

锂电池动力性能的要求逐步提高将倒逼锂电设备环节实现产品升级，尤其

是大容量电池对于串联形成电池组的电芯的一致性要求较高，后期高度自

动化与高精度的锂电设备，同时生产线能够跟随电池工艺柔性改动过的锂

电设备是未来发展的趋势。

电解液：六氟磷酸锂是核心

锂电池电解液是电池中离子传输的载体，一般由高纯度的有机溶剂、

电解质锂盐、相关添加剂等原料组成。常用电解质主要包括高氯酸锂、六

氟磷酸锂、四氟硼酸锂等，必要的添加剂主要包括耐高温、耐过充过放添

加剂、成膜添加剂、以及导电添加剂等。溶液通常选用各种甲脂、丙脂等。

性能较好的电解液应该具备较高的离子导电率、电化学稳定性、热稳定性，

同时安全性较高能够做到生物降解。

虽然六氟砷酸锂各项性能均优异，但由于砷具备毒性限制其广泛应用。

六氟磷酸锂LiPF6对负极稳定，放电量大，电导率高，内阻小，充放电速

度快，但对水以及HF酸性极其敏感，而LiCLO4电池高温性能欠佳，

LiCLO4受撞击易爆炸并且属于强氧化剂。基于成本与安全性而言目前锂

工作的模块，主要包括功率半导体模块、控制模块、薄膜电容、驱动模块

以及冷却模块等部分。

驱动电机根据电机类型不同成本构成差异较大，永磁同步电机的永磁

体与定子成本占比较高，而交流异步电机的定子与转子占比较高。

直流电机具备结构简单、电磁转矩控制特性优良以及抗过载能力强等

优点，但是很难向大容量、高速度发展，同时电火花会产生电磁干扰，对

于高度电子化的电动车较为致命，因此新能源汽车中直流电机使用较少;

永磁同步电机是利用永磁体产生电机内部所需磁场，永磁同步电机功率密

度大，效率高，产生转矩大，调速性能好，并且极限转速和制动性能优于

其余类型电机，但目前使用成本较高，并且在振动、高温和过载电流的情

况下存在退磁现象;交流异步电机是将转子臵于旋转磁场中，在旋转磁场

作用下活动转动力矩的电机，具备结构紧凑、坚固耐用、价格低廉、质量

轻等优点，但功率因素较低，运行时必须从电网吸收无功电流来建立磁场，

同时控制复杂，易受电机参数及负载变化影响;开关磁阻电机是基于“磁

电机厂商(整车厂和第三方电机制造厂商)技术路线主要以永磁同步和

交流异步电机为主，其中永磁同步电机更为主流。市场上主流的纯电动乘

用车荣威ER5、比亚迪E6、知豆D2、奇瑞eQ、北汽EU系列、江淮 IEV6S、

比亚迪秦/唐均搭载 永磁同步电机，而北汽EC、云100、江铃E160/E200

以及特斯拉 Model S 主要搭载交流异步电机。

充电桩：政策支持+市场需要，充电桩建设势在必行国家政策大力支

持充电桩发展：国家发改委于15年发布的《电动汽车充电基础设施发展

指南(2023-2023年)》提出，到2023年，新增集中式充换电站超过12万

座，分散式充电桩超过480万个，以满足全国500万辆电动汽车充电需求。

中央财政继续扶持充电桩基础设施建设：为加快推动充电基础设施建

设，培育良好的新能源汽车市场服务和应用环境，2023-2023年中央财政

将继续安排资金对充电基础设施给予奖励。奖励资金专门用于支持充电设

施建设运营、改造升级、充换电服务网络运营监控系统建设等相关领域。

超出门槛部分奖励标准另行计算，大气污染治理重点区域、中部地区和其

他地区又各有所不同，2023年-2023年奖励资金最高封顶分别为1.2亿元、

1.4亿元、1.6亿元、1.8亿元、2亿元。

1、整车。整车企业重研发，部分企业已迅速抢占市场份额如：比亚

迪、长城汽车等;

2、锂电池产业链。动力电池技术是车企发展新能源汽车的最核心技

术，目前市场中新能源车企之间的较量，在很大程度上是动力电池的比拼，

相关个股有多氟多、、杉杉股份等

3、有望拿到造车牌照的优势民营资本。如：万向钱潮、隆鑫通用等，

密切关注互联网公司的造车进程;

4、新能源客车龙头企业。新能源汽车销量快速提升，优势企业盈利

有望显著增长，部分企业兼具国企驱动，如：金龙汽车、宇通客车、中通

客车、比亚迪等;

5、电池、电机等核心零部件及其上游材料。提示关注优势三元材料

公司，以及电机及其磁体材料公司，如：当升科技、厦门钨业、中科三环

等。另外提示分级基金新能车B的投资机会。电力核心系统乃新能源汽车

成本降低之关键，布局自主研发的企业将取得先导性优势如大洋电机、方

正电机等;