知识产权人看新能源汽车产业链.pdf

目 录Contents一 新能源汽车与动力电池二 解读后补贴时代三 产业链细分领域解读 四 未来的路 1. 新能源汽车产业链 2 .电池四大材料 3. 电池制造设备 4. 电池制造 5. 电池PACK和电机电控 6. 新造车势力 01 01 02 03 04 04 06 12 08 08 08 08 11 11 11 08 10 111. 我国新能源汽车产业历史 2. 知识产权人看产业动态 3. 技术分析1.新能源汽车市场简介 2.纯电动汽车的心脏动力电池 3. 动力电池企业分析 1.全固态电池 2.氢能源电池 1. 新能源汽车市场简介一、 新能源汽车与动力电池三种新能源汽车类型示意图（图片来源：艾瑞咨询中国新能源汽车行业研究报告）新能源汽车一般包括插电式混合动力汽车（PHEV）、纯电动汽车（BEV）、燃料电池汽车（FCV）。EV Sales数据显示，2019年全球销售新能源汽车约221万辆，同比增长10%。全球新能源汽车的市场份额也从前一年的2.1%提升至2.5%，也就是全球平均每卖出40辆汽车，其中就有1辆新能源汽车。而在20世纪末，全球平均每卖出1万辆汽车，才有1辆新能源汽车。O2019年全球新能源车企销量排行中，特斯拉位居第一（占比17%），比亚迪排名第二（占比10%），北汽集团第三（占比7%），上汽集团紧随其后（占比6 % ）。前全世界的动力电池产业集中在中国、日本、韩国，而日韩两国起步早。日本松下在1994年开始研发锂电池，1998年进入消费领域锂电池市场，为笔记本电脑提供圆柱电池，2008年开始与特斯拉合作并于2014年共建超级电池工厂，专做圆柱形三元NCA电池，是目前全球最大的锂电池企业。韩企LG化学以及三星SDI均在1999年开始布局锂电池产业。韩国的三星SDI以方形NCM电池为主，LG化学则主打软包NCM电池，并在今年也进入了特斯拉的供货商名单。LG化学的商业扩张比松下和三星SDI都积极许多。2005年，比亚迪在中国最早涉足锂离子动力电池产业，领导者王传福定下了磷酸铁锂路线。而宁德时代则脱胎于新能源科技有限公司（ATL），从2011年开始进入动力电池行业，并选择了主攻三元锂路线。事实上，中国的动力电池企业目前大多兼顾两种正极技术路线。正如清华大学汽车发展研究中心主任李显君所述，目前汽车动力技术仍然处于技术轨道混沌期，仍然没有哪种技术路径能够作为主导设计。电池正极技术是决定动力电池性能的最关键因素，我们将以正极相关技术为切入口，通过专利了解动力电池企业的技术积累。3. 动力电池企业分析动力电池企业正极相关电池技术全球专利申请量排行（数据库：智慧芽）2. 纯电动汽车的心脏动力电池目前新能源汽车的销量大部分来自于纯电动汽车，而纯电动汽车的最核心部分是动力电池系统。从爱迪生发明镍铁电池，到丰田普锐斯的镍氢电池，再到目前主流的锂离子动力电池，动力电池技术的不断更新和优化使新能源汽车替代传统燃油汽车成为可能。2019年诺贝尔化学奖授予了三位为锂电池作出重大贡献的科学家：约翰B古迪纳夫（John B.Goodenough）、M斯坦利威廷汉（MStanley Whittingham）和吉野彰（Akira Yoshino），组委会给出的获奖原因是“他们创造了一个可充电的世界”。如今，从手机到笔记本电脑，锂离子电池的身影无处不在。而锂的特性决定了它非常适合做续航时间长、高电压的电池，应用于车辆动力电池再合适不过。当下主流的锂离子动力电池，根据正极材料的不同，可分为磷酸铁锂电池（LFP电池）和三元锂电池（NCM电池与NCA电池）。(图片来源于网络）动力电池标杆企业正极相关电池技术全球专利申请量趋势图（数据库：智慧芽）在正极相关电池技术布局的动力电池企业主要有：松下、三星SDI、LG化学、比亚迪、宁德时代、国轩高科、天津力神、比克动力、中航锂电、蜂巢能源、欣旺达、亿纬锂能等。全球范围内，松下正极相关电池技术的专利申请量达9千余件，占领域内专利申请总量的近40%。三星和LG化学申请量位居二三，top3企业专利申请量总占比近80%。中国企业比亚迪、宁德时代、国轩高科的申请量总占比约14%，和日韩巨头相比仍有较大差距。松下从2012年开始申请量萎缩幅度较大，但近年仍呈现出上升趋势。三星SDI专利申请量则在持续萎缩。但宁德时代、LG化学申请量上升趋势明显，这也和相关企业近年在商业上的扩展规律基本吻合。1. 我国新能源汽车产业历史一、 解读后补贴时代锂离子动力电池产业和新能源车整车产业密不可分，新能源车产业政策的变化将直接作用到动力电池产业上。自2013年新能源汽车补贴政策正式出台，中国新能源汽车产业就迎来了高速发展。2013年到2016年器件，国内动力电池企业从最初的40余家，迅速成长至200余家。那时，业内预计中国动力电池市场将进入“三国杀”时代，即日韩巨头杀入，中国企业迎头追赶。然而“三国杀”时代并没有马上到来。工信部在2015年公布汽车动力蓄电池行业规范条件文件之后，在2016年公布了四批符合该条件的动力电池企业名单（俗称“动力电池白名单”）。只有配套白名单内动力电池产品的车型，才能享受到新能源汽车补贴，而白名单中仅有国内的动力电池企业，日韩动力电池企业被排除在外。产业的规范化很快到来。2016年底，工信部抬高了动力电池企业的产能门槛。2017年，工信部抬高对电池能量密度的要求，三元锂电池受惠明显。这一年，宁德时代出货量全球第一，比亚迪也稳居第一梯队。2018年后，补贴退坡幅度扩大，补贴对电池能量密度是要求进一步提高。补贴的变化开始倒逼动力电池公司优化生产成本，提升动力电池产品能量密度与安全质量，一批企业被洗出牌局，曾经国内第三、世界第四的沃特玛无奈宣布破产。2019年，动力电池产业进入后补贴时代。一边，新能源补贴退坡幅度超过50%，新能源车销量大幅下跌，上游动力电池市场装车量同比“五连跌”；另一边，“动力电池白名单”废除，外资动力电池企业卷土重来，国内动力电池产业即将迎来强敌。虽然“三国杀”将启，但今天的中国企业已经今非昔比，产业扶持政策为企业争取到了潜心修炼内功的“黄金时代”，技术的积累、产能的提升、头部的形成，已经让我们有底气开放市场，与日韩巨头一较高下。3.知识产权人看产业动态当然，补贴的退出还是极大地影响了企业的生存环境，再加上始料未及的新冠病毒疫情，从去年年底开始，新能源车市场哀嚎一片，动力电池企业只剩下69家。这时，国家及时调整了政策，3月31日举行的国务院常务会议决定，原定于2020年退出的新能源汽车购置补贴和免征购置税政策将再延长两年，各地刺激汽车消费政策也陆续出台。即便如此，仍有业内人士预计未来动力电池将仅余20家左右。第一，日韩企业有备而来。目前新能源车补贴比例仍在持续退坡，到两年后补贴彻底取消时，企业将不再享受政策带来的红利，降低成本是企业最重要的生存渠道。但是日韩电池厂的进入，带来的是先进技术的竞争，降本和增效是将来国内电池企业面临的双重挑战。从专利申请数据来看，LG化学和松下为再次进入中国市场做了充足且持久的准备。2016年之后，两家企业在中国的申请量并未因白名单的掣肘而下滑，LG化学甚至逐年增加专利申请，规模逼近宁德时代。我国新能源汽车产业政策扶持历史主要动力电池企业中国专利申请量趋势图（数据库：智慧芽）第二，人才资源竞争愈加激烈。年初，宁德时代向江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司提起了两次专利侵权诉讼，索赔额已达2亿，涉诉专利与电池防爆技术有关。相较于试图找出涉案专利，我们更加关注到这次诉讼事件的商业意义。据新闻报导，塔菲尔董事长兼总裁龙绘锦曾参与过宁德时代现有动力电池技术的研发，后创业成立了江苏塔菲尔。宁德时代和ATL被称为动力电池行业的黄埔军校，如果宁德时代醉翁之意不在酒，类似的诉讼还有可能发生。值得注意的是，塔菲尔今年第一季度的装机量非常亮眼，这也给了我们想象的空间。专利脱胎于技术，但其应用场景远远不止技术应用本身，专利已广泛成为商业竞争、国际贸易竞争、甚至国家间利益竞争的工具。第三，国内外企业对电池安全性的重视程度不一。从2019年开始，新能源车的安全性已成为国家关注的重点。从专利数据来看，各大电池企业在我国就电池安全性能相关的专利申请逐年增加，比亚迪、宁德时代、LG化学、国轩高科申请量居前列，近三年蜂巢能源增加幅度明显。但从安全性能相关专利量占企业总专利量的比值来看，日韩企业在安全性能上的专利布局比例明显低于国内企业。主要动力电池企业电池安全性能相关专利中国申请量趋势图（数据库：智慧芽）主要动力电池企业电池安全性能相关专利占比示意图（数据库：智慧芽）