1、2020 年深度行业分析研究报告目录模组逐渐由非标准化发展为无模组化5电池模组为动力电池包提供安全保障5模组导致电池包成组效率降低和成本增加6从技术进步与产业发展看模组发展趋势7无模组化技术降本路径清晰11规模优势与退坡压力双重刺激，电池价格持续下降11模组与 PACK 环节降本大有可为12国内龙头企业无模组化技术进入商业化应用16宁德时代推出 CTP 技术，有望提升能量密度并降低成本16比亚迪推出刀片电池，具备高体积能量密度与高安全性19无模组化技术的核心优势与壁垒24无模组化技术有望加速磷酸铁锂电池需求回暖26磷酸铁锂电池在新能源乘用车中的渗透率有望提升26储能市场对磷酸铁锂电池需求有望迎

2、来快速增长26磷酸铁锂材料新增供给有限，行业格局有望改善27图表目录图表 1. 方形电池模组结构5图表 2. 圆柱电池模组结构5图表 3. 动力电池模组生产工序6图表 4. 动力电池模组的性能要求6图表 5. 电池包成组效率汇总7图表 6. 动力电池模组发展趋势推演7图表 7. 德国 VDA 电池标准尺寸8图表 8. LG 推出的 355 电池模组8图表 9. 微宏动力推出的 355 电池模组8图表 10. 2016-2019 年国内动力电池企业装机量 CR 3 与 CR 59图表 11. MEB 平台 ID.3 电池模组结构9图表 12. ID.3 电池包系统结构示意图9图表 13. 蜂巢能

3、源 CTP 技术介绍10图表 14. 宁德时代 2015-2019 年动力电池系统价格11图表 15. 宁德时代 2015-2019 年动力电池系统毛利率11图表 16. 新能源乘用车 2020 年补贴政策和 2019 年补贴政策对比11图表 17. 动力电池系统结构组成分解示意图12图表 18. 三元电池系统与磷酸铁锂电池系统成本拆分结构12图表 19. 2015-2019 年正极材料价格走势13图表 20. 2015-2019 年负极材料价格走势13图表 21. 2015-2019 年六氟磷酸锂与电解液价格走势13图表 22. 2015-2019 年隔膜价格走势13图表 23. 动力电池系

4、统降本路径14图表 24. 三元电池系统成本结构15图表 25. 磷酸铁锂电池系统成本结构15图表 26. 传统电池包系统爆炸图16图表 27. CTP 电池包系统爆炸图16图表 28. 电芯单元结构示意图16图表 29. BMS 组件结构示意图16图表 30. CTP 电池包中电芯与 BMS 组件安装步骤流程17图表 31. CTP 无模组化技术电池包系统爆炸图18图表 32. CTP 技术与传统模组电池包技术优势比较19图表 33. CTP 无模组化电池包立体图19图表 34. CTP 技术散热板结构示意图19图表 35. 传统电池包示意图20图表 36. 刀片电池包示意图20图表 37.

5、 比亚迪汉 EV20图表 38. 比亚迪汉性能参数20图表 39. 传统模组组成的电池包爆炸示意图21图表 40. 刀片电池包立体结构示意图21图表 41. 刀片电池单体电芯结构示意图21图表 42. 刀片电池包立体结构示意图21图表 43. 传统模组电池包与刀片电池性能比较22图表 44. 比亚迪刀片电池能量密度显著提升22图表 45. 刀片电池散热性能对比情况23图表 46. 刀片电池针刺实验效果图24图表 47. 宁德时代 CTP 与比亚迪刀片电池技术对比24图表 48. 2015-2019 年磷酸铁锂动力电池渗透率情况26图表 49. 2018 国内新能源汽车磷酸铁锂电池占比情况26图

6、表 50. 2019 年磷酸铁锂需求结构27图表 51. 2019-2025 年全球储能领域对锂电池需求预测27图表 52. 2019 年国内磷酸铁锂材料竞争格局28图表 53. 2015-2019 年国内磷酸铁锂产能及产量情况28图表 54. 2019-2023 年全球磷酸铁锂材料需求量预测28模组逐渐由非标准化发展为无模组化电池模组为动力电池包提供安全保障 模组是动力电池系统的次级结构之一。动力电池系统的常规结构设计流程为电芯模组系统，模 组主要是单体电芯通过串并联方式，加保护线路板及外壳后，构成能够直接供电的组合体，是单体 电芯与 PACK 的中间产品。电池模组主要由单体电芯、固定框架、

7、电连接装置、温度传感器、电压检 测线等部分组成。按照单体电芯的形状不同，市场上的电池模组分为方形电池模组、圆柱电池模组、 软包电池模组。模组是弥补单体电芯一致性与稳定性差的重要环节。2012 年以前，动力电池行业处于导入期阶段， 其特点为：1）企业生产规模小，大部分生产单体动力电芯的企业由传统 3C 小型锂电池企业转型而 来；2）电池生产技术的成熟度低，流程中工艺管控能力薄弱，单体电芯的一致性和稳定性相对较差。 模组作为单体电芯与电池包之间的缓冲环节，有利于保障电池包的稳定性和安全性。图表 1. 方形电池模组结构图表 2. 圆柱电池模组结构资料来源：高工锂电，中银证券资料来源：高工锂电，中银证

8、券从生产工序来看，模组处于电芯和 PACK 之间。电芯厂制备单体电芯后，PACK 厂商通过单体电芯测 试与挑选、单体电芯通过串并联焊接成电芯模组、电芯模组集成与封装、安装电池管理系统（ BMS）、 充放电循环测试、产成品封装入库，最终得到动力电池系统。图表 3. 动力电池模组生产工序资料来源：东方精工公告，中银证券电池模组的主要作用在于提升电池系统的安全性。1）电池模组的主要作用是连接、固定和安全保护； 2）各个模组独立管理部分的电芯，有助于温度控制、防止热失控传播。模组对制造效率、自动化程 度、电池装车后的性能表现影响较大。衡量电池模组质量的标准为机械强度、电性能、热性能、故 障处理能力。图

9、表 4. 动力电池模组的性能要求衡量模组的主要指标具体要求机械强度能够固定电芯的位置，并保护器件不发生有损性能的形变 电性能满足电芯的载流性能要求热性能对电芯的温度进行控制故障处理能力在遇到严重异常时能够自动断电，避免热失控的传播资料来源：中国知网，中银证券模组能够有效降低电池包售后维修的难度与成本。由于电池包系统中拥有多个独立的模组块，任何 一个模组出现故障或者短路，能够快速更换该模组单元，方便快捷且节约后期维护成本。模组导致电池包成组效率降低和成本增加重量增加、成组效率低带来系统能量密度低。由于每一个模组都需要独立的管理系统，同时需要封 装的外壳，外部需要有线束连接其他的模组，对应的零部件

10、数量较多，增加了电池包系统的整体质 量，影响成组效率，影响电池包的能量密度。目前行业内圆柱电芯的模组成组效率约为 87%，系统 成组效率约为 65%；软包电芯模组成组效率约为 85%，系统成组效率约为 60%；方形电芯的模组成 组效率约为 89%，系统成组效率约为 70%。图表 5. 电池包成组效率汇总电池类型模组成组效率系统成组效率方形电池包89%70%软包电池包85%60%圆柱电池包87%65%资料来源：高工锂电，中银证券模组端成本占比较高。模组带来的结构件、零部件增加，成本增加是模组的主要问题之一。根据高 工锂电数据，电芯成本占比约为 80%，PACK 成本占整个电池包比例的 20%左右

11、。从技术进步与产业发展看模组发展趋势动力电池技术进步带来单体电芯品质提升，弱化了对模组的性能要求。随着单体电芯以及上游原材 料的制备技术不断提高，单体电芯稳定性及安全性能不断提升，模组功能逐渐弱化。模组的短板能量密度低与成本占比高成为市场关注的方向。市场关注度开始针对模组的短板 能量密度低、成本占比高的问题寻求解决方案，从而推动电池模组走向标准化、大型化，以及无模 组化的发展趋势。图表 6. 动力电池模组发展趋势推演资料来源：高工锂电，中银证券从具体的产业推动来看，电池模组主要分为四个发展阶段。第一阶段：补贴政策刺激车企由燃油车改版新能源汽车，模组与单体电芯呈现多样化。从国内的新 能源汽车发展

12、历程来看，补贴政策加码刺激国内燃油车改版成新能源汽车，各家车企的底盘装载电 池空间各不相同，导致对应的模组尺寸需求各不相同，对单体电芯尺寸需求多样化，导致电芯制造 工艺繁琐，同一产品型号的产线工艺技术积累难度加大，产线设备规模化效应带来的成本优势较小， 出现大量的市场冗余。这个阶段市场的成熟度相对较低，产品形状和性能均呈现多样化，企业的规 模效应较差，成本较高。第二阶段：德国 VDA 电池标准与大众 355 模组推出，规范行业标准。随着新能源汽车规模逐渐扩大， 德国汽车工业联合会（VDA）基于市场上众多尺寸的电芯推出了系列标准，定义了圆柱、方形、软 包电池对应电动车的尺寸要求，车型上包括了 E

13、V、HEV、PHEV 等。继德国 VDA 电池标准后，大众内 部推出 355 模组。根据高工锂电资料，355 模组尺寸为 355*151*108 的电池模组，可以设计为软包或者 方形电池模组，软包模组设计为由 12 个软包电芯组成的电池模组，排布有 2x6 或者 3x4 等串并联方 式；方形模组为 4 个方形电芯组成。国内微宏动力首先推出 355 模组产品，目前宁德时代、比亚迪、 国轩高科、力神、中航锂电等主流电池厂商均在生产 355 电池模组，355 模组逐渐成为动力电池模组 市场主流。图表 7. 德国 VDA 电池标准尺寸适用车型HEV宽度 mm120厚度 mm12.5高 mm85/89P

14、HEV/REV1732185/95方形电池PHEV/REV14826.591/101EV17332115/125EV17345115/125适用车型宽度（厚度）mm长度 mm高 mmHEV没有规定243121（不含极耳）软包电池HEV没有规定141161（不含极耳）PHEV/REV没有规定227165（不含极耳）EV13162330（不含极耳）适用车型圆柱电池HEV长度 mm136/145直径 mm37.6资料来源：高工锂电，中银证券图表 8. LG 推出的 355 电池模组图表 9. 微宏动力推出的 355 电池模组资料来源：高工锂电，中银证券资料来源：高工锂电，中银证券动力电池装机量集中度

15、提升，模组标准化渗透率有望进一步提升。新能源汽车需求爆发带来动力电 池产能迅速扩张，行业出现低端产能过剩并洗牌加剧、高端产能持续扩产抢占市场份额的现象，产 业集中度不断提升，模组与电芯的标准化程度逐渐提升。对于标准化后的模组：1）有利于电芯厂对 于标准化制备工艺的技术积累；2）有利于标准化产能建设，规模优势凸显带来成本下降；3）有利 于电池包产品质量管控，提高产品一致性与安全性；4）尺寸标准化有利于产品的升级换代，新产品 可以直接替换电池包。图表 10. 2016-2019 年国内动力电池企业装机量 CR 3 与 CR 590%80%70%60%50%40%20019 C

16、R3CR5资料来源：高工锂电，中银证券第三阶段：大众 MEB 平台有望引领 590 模组时代。355 模组同样面临了一些问题：1）尺寸相对较小， 只适合轴距小的新能源汽车，需要车型平台的尺寸小。2）355 模组装载 12 个软包电芯或 4 个方形电 芯，对电池包而言，成组效率仍较低，成本相对较高。对于纯电动车型，所需电量较大，采用更大 尺寸的模组，能够进一步减少系统内模组数量，减少零部件数量，有利于成本控制和轻量化带来的 系统能量密度提升。据电车资源资料，大众 MEB 平台的核心即为标准化的模组，有望采用更大尺寸 的 590 标准模组，尺寸为 590*225*108，其优势在于尺寸大，成组效率

17、更高，更具成本和续航里程优 势。大众 MEB 平台设计的标准化模组优势就在于只要能够满足模组尺寸的要求，能够兼容软包、圆 柱、方形三种形态的单体电芯，避免受制于电芯的单一供应商，保障电芯供应量，进一步提升话语 权。2019 年 11 月 4 日，大众首款 MEB 平台电动汽车 ID.3 在德国工厂投产，ID.3 装有高电压电池系统，外 观类似于一块巧克力，电池模组的数量可以调配，最多可以安装 12 块电池模组，每个模组中含有 24 个单体电芯，同时为了减重，电池组外壳采用铝结构。图表 11. MEB 平台 ID.3 电池模组结构图表 12. ID.3 电池包系统结构示意图资料来源：高工锂电，中

18、银证券资料来源：高工锂电，中银证券第四阶段：走向无模组化，国内主流企业开始推广 CTP 技术与刀片电池。在经历模组标准化和大型 化后，为了进一步优化模组结构，国内企业率先提出无模组化方案，主要是以宁德时代推出的 CTP（Cell To PACK）技术，以及比亚迪推出的刀片电池技术。根据高工锂电资料，宁德时代的 CTP 电池 包体积利用率提高 15%-20%，电池包零部件数量减少 40%，生产效率提升 50%，电池包能量密度提升 10%-15%，可达到 200Wh/kg 以上，大幅降低动力电池的制造成本。蜂巢能源发布会资料显示，与传 统 590 模组相比，CTP 第一代减少 24%的零部件，第二

19、代成组效率提升 5%-10%，空间利用率提升 5%， 零部件数量再减少 22%。图表 13. 蜂巢能源 CTP 技术介绍资料来源：高工锂电，中银证券无模组化技术降本路径清晰规模优势与退坡压力双重刺激，电池价格持续下降宁德时代动力电池系统价格 2015-2019 年均复合降幅达到 25%。2015 年国内新能源汽车出现爆发式增 长，动力电池领域出现寡头垄断格局，龙头企业宁德时代市占率不断提升；同时，补贴退坡压力向 上游电池产业链传导，动力电池价格在 2015-2019 年期间出现大幅的下降。根据宁德时代公告，2015 年其动力电池系统价格为 2.27 元/Wh，2019 年下降至 0.94 元/

20、Wh，年均复合降幅为 24.7%；成本端从 2015 年的 1.33 元/Wh 下降到 2019 年的 0.67 元/Wh，年均复合降幅为 15.8%；动力电池系统业务的毛利 率水平由 2015 年的 41.4%下降到 2019 年的 28.5%。图表 14. 宁德时代 2015-2019 年动力电池系统价格图表 15. 宁德时代 2015-2019 年动力电池系统毛利率3.02.41.81.2（元/Wh）50%45%40%35%30%0.60.020018201925%20%200182019 动力电池系统单价单位成本 宁德时代动力电池系统毛利率资

21、料来源：宁德时代公告，中银证券资料来源：宁德时代公告，中银证券2020 年补贴新政推出，降本之道任重道远。2020 年 4 月 23 日，财政部等四部委发布关于完善新能 源汽车推广应用财政补贴政策的通知，明确 2020-2022 年补贴标准分别在上一年基础上退坡 10%、 20%、30%。对于新能源乘用车而言：1）2020 年纯电动乘用车标准补贴退坡 10%，获补续航里程门槛 值由 250 公里提升到 300 公里，续航里程 300-400 公里的车型标准补贴由 1.8 万元调整为 1.62 万元，400公里以上车型由 2.5 万元调整为 2.25 万元；插电混动乘用车补贴退坡幅度 15%，由

22、单车补贴 1 万元调整为 0.85 万元。2）能量密度要求不变，百公里耗电量门槛值有所提升。3）除“换电模式”车辆之外，新能源乘用车补贴前售价须在 30 万元以下（含 30 万元），补贴限价规定在过渡期后执行。图表 16. 新能源乘用车 2020 年补贴政策和 2019 年补贴政策对比纯电动乘用车分档20192020变化幅度（%）续航里程（km）300-4001.81.62(10)400+2.52.25(10)12500-能量密度（Wh/kg）125-1400.80.8-140-1600.90.9-160+11-0%-10%00.8-10%-20%0.81-百公里耗电量优于门槛值的比例20%-

23、25%11-25%-35%11.1-35%+1.11.1-插电混动乘用车R5010.85(15)资料来源：财政部，工信部，中银证券模组与 PACK 环节降本大有可为从动力电池系统拆分来看，主要由电芯-模组-PACK 三个层面的结构组成。在 PACK 工序，主要由模组、 冷却液、外壳、BMS 及连接件等组成。在模组层面，主要由单体电芯、固定框架、电连接装置、温 度传感器、电压控制器等部件构成。在单体电芯层面，主要由正极活性物质、负极活性物质、电解 液、隔膜、正极集流体（铝箔）、负极集流体（铜箔）、粘结剂、导电剂、电芯壳体及正负极端子 等构成。图表 17. 动力电池系统结构组成分解示意图资料来源：

24、中银证券模组与 PACK 材料在动力电池系统的成本占比超过 20%。我们以 2019 年的材料价格为基准，对 NCM532 三元动力电池系统、磷酸铁锂动力电池系统进行成本拆分。测算结果显示，NCM532 三元动力电芯材 料成本占比合计为 64.8%，PACK 与模组材料成本合计占比为 22.5%；磷酸铁锂动力电芯材料成本占比 合计为 59%，PACK 及模组材料成本合计占比为 27%。图表 18. 三元电池系统与磷酸铁锂电池系统成本拆分结构1,000(元/kWh)8006004002000资料来源：中银证券三元电池系统成本结构磷酸铁锂电池系统成本结构 正极材料负极材料电解液隔膜电芯及其辅材模组

25、及PACK人工及制造费用动力电池系统的降本来源于规模效应、技术进步、原材料降价。1）规模效应：规模扩张将带来固定 成本折旧摊销下降、制造费用和人工费用的下降、期间费用率的下降。2）技术进步：主要分为四方 面，第一方面是材料研发技术，包括高镍三元材料、无钴材料、湿法涂覆隔膜、6 微米铜箔、新型导 电剂、新型锂盐、固态锂电池等技术发展，未来有望提升电池性能，减少材料用量；第二方面是设 备研发技术，包括设备国产化率提升、设备生产效率提升（体现在单 GWh 电池产线固定资产投资持 续下降），方形叠片技术开发等；第三方面是电池生产技术，工艺成熟度提升带来产品良率提升， 损耗下降；第四方面是电池设计技术，

26、主要是无模组化电池包的发展。3）原材料降价：四大材料及 相关辅料的价格下降推动成本下降。2015-2019 年动力电池系统成本显著下降主要来自三因素共振。1）原材料成本下降：需求增长刺激上 游材料产能迅速扩张，竞争加剧导致价格显著下降；上游锂钴资源价格下降、材料企业本身规模效 应导致成本下降。2）技术进步：材料研发方面，单晶逐渐替代多晶，高镍材料、湿法隔膜渗透率提 升，电池能量密度不断提升；设备研发方面，设备自动化程度、设备国产化率提升，单 GWh 产线的 固定资产投资显著下降。3）规模效应：参考动力电池龙头宁德时代招股说明书，2016-2017 年公司动 力电池系统销量分别为 6.8GWh、

27、11.84GWh，单位 Wh 的人工费用分别下降 40.3%、36.9%，单位 Wh 的 制造费用分别同比下降 24.9%、13.2%。图表 19. 2015-2019 年正极材料价格走势图表 20. 2015-2019 年负极材料价格走势（万元/吨）（万元/吨）2520151050 三元材料价格 磷酸铁锂价格765432 天然石墨价格人造石墨价格资料来源：高工锂电，中银证券资料来源：高工锂电，中银证券图表 21. 2015-2019 年六氟磷酸锂与电解液价格走势图表 22. 2015-2019 年隔膜价格走势（万元/吨）（元/平米）40200六氟磷酸锂 电解液（右轴）6

28、543210 湿法隔膜干法单拉隔膜0资料来源：高工锂电，中银证券资料来源：高工锂电，中银证券未来原材料成本下降空间有限。材料环节中，正极材料成本占比较高，根据上述测算，三元材料、磷酸铁锂分别占其动力电池系统成本比例为 33.5%、14.6%；从其原料端看，目前碳酸锂、钴的价格 均处于历史底部，未来供需格局改善，价格有望上行，反而可能会抬升正极材料成本；从盈利水平 来看，当前正极材料处于新建产能快速释放期，产能过剩导致对下游的议价权相对较弱，加工费及 利润率处于历史较低水平，下探空间相对较小，整体来看正极材料降本空间相对有限。其他三大材 料，一方面成本占比相对较低，降价对整体成本影响较小，另一方

29、面，经过了前几年的价格战，价 格均有不同幅度的下降，未来继续大幅下降的空间相对较小。图表 23. 动力电池系统降本路径资料来源：中银证券无模组化有望精简模组与 PACK 端结构，减重降本效果显著。模组与 PACK 环节，在传统电池系统中 的成本占比仍比较高；剔除 BMS 和热管理系统外，PACK 与模组环节的箱体、结构件、线束等材料的 总成本，在三元和磷酸铁锂电池系统中的成本占比分别为 14.4%、16.7%。无模组化技术有望通过改 变电池结构设计，减少部分材料用量，简化生产工艺，实现降本效果。图表 24. 三元电池系统成本结构图表 25. 磷酸铁锂电池系统成本结构BMS及热管人工及制造BMS

30、及热管人工及制造正极材料， 负极材料，PACK箱体及 连接件,3.1% 模组结构件 等, 11.3%理系统, 费用, 12.0%8.8%正极材料， 33.5% 负极材料，理系统,10.2% PACK箱体及 连接件, 3.6%模组结构件 等, 13.1%费用, 14.0%14.6% 7%隔膜，6.2%电解液，电芯外壳等, 3.3%铜箔、铝粘结剂、导5.8% 电芯外壳等,铜箔、铝粘结剂、导电剂、NMP7.8%箔，9.6%电剂、NMP 电解液，隔膜，3.7%3.8%溶剂，3.3%5.7%箔，11.7%溶剂，8.0%资料来源：高工锂电，中银证券资料来源：高工锂电，中银证券国内龙头企业无模组化技术进入商

31、业化应用宁德时代推出 CTP 技术，有望提升能量密度并降低成本CTP 技术设计思路解析CTP 无模组化方案设计思路之一：电芯组装设计层面。 根据宁德时代的专利资料（申请号： 20161036552.0），在电芯设计层面，有以下几个结构特点：1）箱体由塑料筑成，箱体上侧敞开，且 有收容多个电芯的收容空间；2）具备多个散热板，设置于每两个电芯之间，散热板内部有沿宽度方 向的散热通道，并且贯穿箱体的两个侧壁，与外界相连通；3）多个单体电芯直接布置于箱体，无需 先将多个单体电芯组装成模组形式；4）在箱体外侧还设有风机，风机直接向散热板的散热通道内吹 风，另一方面散热通道直接与外部的冷却液管路连通。图表

32、 26. 传统电池包系统爆炸图图表 27. CTP 电池包系统爆炸图资料来源：Soopat，宁德时代专利，中银证券资料来源：Soopat，宁德时代专利，中银证券图表 28. 电芯单元结构示意图图表 29. BMS 组件结构示意图 资料来源：Soopat，宁德时代专利，中银证券资料来源：Soopat，宁德时代专利，中银证券CTP 无模组化方案设计思路之二：电池包结构设计层面。 参考宁德时代的专利资料（申请号 201620149208.4），该设计方案的关键点在于：1）电芯单元设有电芯壳体，1 个或者多个串联单体电 芯内置于上下壳体中，在单体电芯、电芯壳体之间和侧壁设有压力传感器和温度传感器，便于

33、监控 电芯过热膨胀发生相互挤压；2）BMS 元器件密封于保护外壳中，单独加强电芯与 BMS 组件的防护等 级，降低电池包箱体的防护等级，加速箱体内空气与外界的流通速率，在保护壳体内设有导热胶， 便于及时散热；3）电芯与 BMS 组件通过伸出的导电结构相连接。图表 30. CTP 电池包中电芯与 BMS 组件安装步骤流程资料来源：Soopat，宁德时代专利，中银证券CTP 无模组化方案单独加强电芯与 BMS 组件的防护等级。在传统电池包中，由电池模组、BMS 控制 模组以及箱体构成，为了确保电池模组、BMS 模组的安全性，箱体的强度结构非常高。这种传统设 计结构主要有以下几个问题：1）箱体内模组

34、产生的热量无法顺利排出，导致箱体温度升高；2）电 池模组内部需要焊接框架来固定电芯，增加了电池包的重量，加大了装配的难度，同时也不利于电 芯的单独更换和维修。通过无模组化方案在电芯-BMS 控制组件层面的设计改善，实现了以下几个优 势：1）将电芯、BMS 组件单独加强防护等级，降低电池包壳体的防护等级，散热效率更高；2）降 低装配难度，提高生产效率；3）便于后期单体电芯的单独维修与更换。图表 31. CTP 无模组化技术电池包系统爆炸图资料来源：Soopat，宁德时代专利，中银证券CTP 技术优势解析CTP 技术注重电池包轻量化设计，提升能量密度并降低成本。高工锂电数据显示，宁德时代 CTP

35、电 池包体积利用率提高了 15%-20%，电池包零部件数量减少 40%，生产效率提升了 50%，电池包能量密 度提升了 10%-15%，可达到 200Wh/kg 以上，大幅降低动力电池的制造成本。传统电池模组散热较差，是影响电池包安全性和循环寿命的原因之一。传统电池模组结构是将单体 电池大面相互贴合，采用焊接侧板和端板的方式，将单体电芯固定成电池模组，再将电池模组整体 置于箱体中，利用箱体的侧面与单体电芯的底面接触导热，再在箱体侧面安装散热风道，对风道进 行散热。在散热方面存在以下几个方面的问题：1）散热效率低：电芯大面积被挤压，热量在电芯之 间传递，缩短了电芯的寿命，大面热量无法传导，仅仅通

36、过电池壳体底部接触进行热量传递，底部 散热分布少，散热效率低；2）导热硅胶散热有限：目前采用的是导热硅胶或液态灌封胶填充电芯的 侧面和电池壳体的侧壁，散热面积有限，同时灌封量难控制，填充不均匀，硬化时间长，难以返修； 3）单体电芯贴合紧密影响寿命：单体电芯相互之间精密贴合，无预留空间，一旦发生紧急情况电芯 出现膨胀，会相互挤压，影响使用寿命；4）冷却效率低、冷却方式受限：只能对箱体外围进行风冷 散热，风无法吹进单体电 池内部，更无法采用水冷方式，散热方式单一，无法应对后续大功率单体 电池散热需求；5）箱体采用压铸件、降低电池包能量密度：箱体无法采用轻量化材料，由于箱体需 要与电芯接触导热，要采

37、用压铸件，无法采用导热较差的塑胶箱体结构。图表 32. CTP 技术与传统模组电池包技术优势比较资料来源：Soopat，宁德时代专利，中银证券CTP 无模组化方案具备比较优势。1）简化了电池包的组装工艺，降低了生产成本；2）箱体由塑料 单独浇筑成型，有利于电池包的轻量化设计，提高能量密度；3）散热板设置在相邻的两个单体电芯 之间，避免了电芯发热膨胀相互挤压，同时避免热量相互传递，提高单体电芯寿命；4）散热板直接 与单体电芯的大面积接触，提高导热效率；5）传统电池包只能小面积方向上风冷，CTP 技术实现了 风冷与水冷相结合，提高散热效率。图表 33. CTP 无模组化电池包立体图图表 34. C

38、TP 技术散热板结构示意图资料来源：Soopat，宁德时代专利，中银证券资料来源：Soopat，宁德时代专利，中银证券比亚迪推出刀片电池，具备高体积能量密度与高安全性刀片电池设计思路解析刀片电池是比亚迪提出的无模组化电池包方案。根据高工锂电资料，2020 年 3 月 29 日，比亚迪官方 在深圳举办了“刀片电池发布会”，“刀片电池出鞘安天下”成为比亚迪董事长王传福对刀片电池的总结。 刀片电池的实质是省略了电芯-模组的步骤，省去了横梁、纵梁以及螺栓等结构件，将电池包壳体内 部的空间利用率由原来的 40%-50%提升到 60%-80%。图表 35. 传统电池包示意图图表 36. 刀片电池包示意图资

39、料来源：高工锂电，中银证券资料来源：高工锂电，中银证券刀片电池将首先搭载于比亚迪汉 EV。根据高工锂电与比亚迪刀片电池发布会资料，比亚迪磷酸铁锂 体系的刀片电池将用于纯电动比亚迪汉 EV，百公里耗电量 15.4kWh/100km，能量密度为 140Wh/kg。2020 年 5 月 13 日，比亚迪宣布纯电动汉 EV在欧洲首发，预估价格区间为 4.5-5.5 万欧元（折合人民币 34.6-42.3万元），最大续航里程达到 605km，零百加速时间为 3.9 秒，预计将于 2020 年 6 月在国内投产上市。 图表 37. 比亚迪汉 EV资料来源：比亚迪官网，中银证券图表 38. 比亚迪汉性能参数

40、通用名称比亚迪汉 BEV电池项目参数续航里程（km）550/605电芯尺寸（mm）960*90*13.5整车整备质量（kg）2020/2170容量（Ah）138.5驱动类型四驱/后驱电压（V）3.2动力电池质量（kg）550能量密度（Wh/kg）170动力电池能量（kWh）76.9体积能量密度（Wh/L）380（估算）电池类型磷酸铁锂能量密度（Wh/kg）140资料来源：高工锂电，中银证券刀片电池的单体电芯能够起到支撑作用，替代传统模组中的横梁、纵梁。根据比亚迪申请的专利（申请号：201910544929.3），刀片电池直接将单体电芯组成的电池阵列与支撑体安装到电池包中，省略 了电池模组的步骤

41、。电池阵列由若干个单体电池组成，至少一个单体电芯满足 600mm第一尺寸2500mm，包括壳体和壳体内的极芯；通过电池阵列的排布方式，将电芯类似于“刀片”竖插入电池包 内。由于单体电池的壳体为硬壳，尺寸较长，本身可以作为加强电池包结构强度的横梁和纵梁，电 池包中不需要再添加加强结构。电池阵列，可支撑于支撑件上，确保电池包在外力作用下不易发生 形变。图表 39. 传统模组组成的电池包爆炸示意图图表 40. 刀片电池包立体结构示意图资料来源：Soopat，比亚迪专利，中银证券资料来源：Soopat，比亚迪专利，中银证券图表 41. 刀片电池单体电芯结构示意图图表 42. 刀片电池包立体结构示意图资

42、料来源：Soopat，比亚迪专利，中银证券资料来源：Soopat，比亚迪专利，中银证券图表 43. 传统模组电池包与刀片电池性能比较传统模组电池包刀片电池1）电池包包括电池阵列及壳体支撑件，电池阵列电池包固 定方式1）多个横梁与纵梁将电池包分割成多个模组，模组通过螺钉固定； 2）电池模组中，在单体电芯阵列外部设置端板/ 侧板，再通过螺钉焊接等方式固定。中包含若干个单体电芯；2）单体电芯长度范围在 600-2500mm 之间；3）壳体及内部的极芯形成支撑区，单体电池通过 支撑区与支撑件对接来支撑。1）横梁、纵梁以及螺钉增加了电池包的质量，降 1）单体电池为钢壳或者铝壳且尺寸较长，本身可低能量密度

43、；用作电池包结构强度的横梁或者纵梁，不需要使2）模组内的端板和侧板具有一定的高度和厚度， 用横梁和纵梁，减少其在电池包中的空间，提高特点单体电池/浪费电池包的空间利用率；3）组装工艺复杂，增加材料、人工等成本；4）工序步骤多导致不良率提高，产品稳定性和一 致性下降。空间利用率；2）提高电池包的容量、电压以及续航能力；3）制备工艺简化，单体电池的组装复杂度下降， 生产成本下降，实现电池包和整车的轻量化。电池包体 积比40%-50%60%-80%资料来源：Soopat，比亚迪专利，中银证券刀片电池技术优势解析刀片电池生产成本有效降低。单体电芯本身的支撑作用减少了电池底盘的加强筋，同时减少了传统 电

44、池模组中的端板、侧板，以及大量用于固定安全电池的螺钉等零部件，节省了大量的人工和材料 费用。根据高工锂电数据，在电芯制备过程的良率和一致性达到稳定状态后，生产成本相比传统磷 酸铁锂电池包预计下降 30%。刀片电池的体积利用率和能量密度显著提升。由于单体电芯自身具备支撑作用，可以减少辅助的支 撑件和固定件的使用，使等体积的电池包中能够容纳更多的单体电芯，提高电池包的体积利用率和 能量密度。从比亚迪专利对比试验资料中可以看出，单体电芯的尺寸越大，电池包中单体电芯数量 减少，同时单体电芯的体积能量密度显著提升，单体体积之和/电池包体积的比例增加，体积利用率 明显上升。单体尺寸：长、宽、高（mm）图表 44. 比亚迪刀片电池能量密度显著提升实验对比例 1实施例 1实施例 2对比例 2实施例 3实施例 4对比例 3实施例 5实施例 6208*118905*