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海外电动车行业专题系列三:三星SDI:资深锂电池供应商,消费动力齐头并进

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2024年1月9日发(作者:布如雪)

2021年3月6日

行业研究

三星SDI:资深锂电池供应商,消费动力齐头并进

——海外电动车行业专题系列三

从电子材料向能源解决方案转变,锂电池专利数遥遥领先:三星SDI属于三星

集团旗下子公司,成立于1970年,在三星集团内部与兄弟公司构建了协同性产

业链。主要业务涉及电子材料和能源解决方案(二次电池),1999年开发出当

时世界最大容量1800mAh圆形锂离子电池,发展重点开始转向锂离子电池领

域。截至2021年1月21日,公司在锂电池领域拥有1523项专利,属于动力

电池领域强有力的竞争者。

消费电池与动力电池共同发展:1999年进入锂离子电池领域,最先发展消费电

池,2010年三星SDI小型二次电池业务全球市场份额第一,之后连续5年保持

第一,消费电池仍是三星SDI的优势产品。2008年开始进入动力电池领域,相

继在中韩欧美设立生产基地,截至2020年底,投产产能为19GWh,相比竞争

对手明显落后。

三星SDI核心竞争力:

1)三星SDI与三星集团旗下子公司三星物产、三星电子都有密切的合作关系,

构建了协同性产业链,同时还收购了三星第一毛织,有利于汽车和有机发光二极

管(OLED)两个领域的发展。三星SDI目前关于正极材料、负极材料、隔膜三

项核心材料的专利数量居全球前三,电解液专利数量位列全球第七,具有明显的

技术优势。

2)三星SDI继续向高镍路线发展,推出Gen5动力电池,深化与宝马的合作;

此外,提出全固态电池技术发展蓝图,采用固态电解质和Ag-C纳米复合层,但

还处于原型阶段;三星SDI还布局下一代电池锂硫电池,但近年相关专利申请量

少。

3)三星SDI的客户偏向高端车企,主要是宝马和大众。在原材料方面,与锂、

镍、钴上游原材料企业进行合作,如赣锋锂业、嘉能可等,保证供应体系畅通;

为了降低成本,保持竞争力,三星SDI积极与优质的电池原材料供应商达成合作,

主要分布在中日韩三国。

以国内为主的产业链:三星SDI国内上游供应商主要有格林美、当升科技、中伟

股份、贝特瑞、璞泰来、恩捷股份、江苏国泰、新宙邦等;生产基地布局在西安、

天津、长春等地;下游客户主要是奇瑞汽车、北汽、蔚来、东风、江淮、金康新

能源、众泰等。与宁德时代相比,三星SDI的中国客户较少,未来需要积极扩展

市场。

投资建议:建议关注三星SDI供应链上游投资标的:1)正极:格林美、当升科

技、中伟股份、包头三德(未上市)、宁波金和(未上市);2)负极:贝特瑞、

璞泰来;3)隔膜: 恩捷股份;4)电解液:新宙邦、江苏国泰、天津金牛(未

上市)、杉杉股份。

风险提示:产能扩张进度不及预期、锂电技术更新换代速度快、国际贸易摩擦风

险、原材料价格波动风险。

电力设备新能源行业

买入(维持)

分析师:殷中枢

执业证书编号:S4

************

***************

分析师:马瑞山

执业证书编号:S1

************

**************

分析师:郝骞

执业证书编号:S1

*****************************

联系人:陈无忌

******************

行业与沪深300指数对比图

86%

61%

35%

10%

-16%

02-2005-2008-2011-20

电力设备新能源沪深300

资料来源:Wind

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LG化学:电池业务拟拆分上市,全球锂电巨头

强力扩张——海外电动车行业专题系列二(2021-01-29)

证券研究报告

电力设备新能源

投资聚焦

研究背景

各国对新能源汽车实施补贴等政策相继出台,刺激了新能源产业的发展。三星SDI作为资深的锂离子电池供应商,1999年进入电池领域,2008年顺应韩国“低碳增长战略”进入动力电池领域,目前消费电池和动力电池稳步发展。作为动力电池领域具有竞争力的企业,有必要对其进行深入研究。

我们的创新之处

1)复盘了三星SDI整体历程,在发展历程部分,强调三星SDI的战略调整与韩国政策转变相协调,三星SDI能够看准时机,审时度势调整战略,这就保证了三星SDI的长远稳定发展。

2)根据中国白名单政策的出台与放松为时间划分点,将三星SDI动力电池业务的发展分为08-15年、16-18年以及18年至今,在各个时间段分市场介绍了三星SDI在中韩欧美的产能布局情况。

3)从协同性产业布局、研发及专利、方形电池、高镍路线和锂硫电池等方面,介绍了三星SDI在动力电池业务领域的优势来源。

4)总结了三星SDI客户和上游原材料供应链,指出三星SDI的核心竞争力,并对动力电池主要企业在客户资源、产能、研发领域进行了对比。

投资建议

建议关注三星SDI供应链上游投资标的:1)正极:格林美、当升科技、中伟股份、包头三德(未上市)、宁波金和(未上市);2)负极:贝特瑞、璞泰来;3)隔膜: 恩捷股份;4)电解液:新宙邦、江苏国泰、天津金牛(未上市)、杉杉股份。

万得资讯

-2- 证券研究报告

电力设备新能源

目 录

1、

三星SDI——资深锂电池供应商 ....................................................................................... 6

1.1、 从电子材料向能源解决方案的转变 ........................................................................................................ 6

1.2、 聚焦新能源方向,积极进行锂电池业务扩张 .......................................................................................... 9

1.3、 公司股权结构和股价复盘 ..................................................................................................................... 12

2、

布局中韩欧美生产基地,产能有待提升 ............................................................................ 14

2.1、 08-15年:开始进入动力电池领域,立足中韩布局 .............................................................................. 14

2.2、 16-18年:中国白名单限制,转向欧洲布局 ......................................................................................... 16

2.3、 18年至今:重新进入中国市场,稳固全球布局 ................................................................................... 18

3、

三星SDI优势 ................................................................................................................. 20

3.1、 专注研发,具备方形电池技术优势 ...................................................................................................... 20

3.1.1、 三星集团产业链协同布局,三星SDI专利数量全球第二 ................................................................ 20

3.1.2、 方形动力电池领域具备先发优势 ..................................................................................................... 22

3.1.3、 继续发展高镍路线,锂硫电池专利量大但后续发展不利 ................................................................ 25

3.2、 客户集中,核心客户份额稳定 .............................................................................................................. 27

3.3、 上游原材料的采购与布局 ..................................................................................................................... 29

3.4、 同业对比 .............................................................................................................................................. 31

4、

投资建议:重点关注三星SDI上游 .................................................................................. 35

5、

风险分析 ......................................................................................................................... 35

-3- 证券研究报告

电力设备新能源

图目录

图1:三星SDI发展历程 .................................................................................................................................... 6

图2:三星SDI主要业务 .................................................................................................................................... 7

图3:公司近六年收入及增速 ............................................................................................................................. 7

图4:公司近六年归母净利润及增速 .................................................................................................................. 7

图5:公司杜邦分析指标情况 ............................................................................................................................. 8

图6:三星SDI各业务销售收入及增速情况 ....................................................................................................... 8

图7:三星SDI收入结构(2019年) ................................................................................................................. 8

图8:三星SDI全球布局图................................................................................................................................. 9

图9:三星SDI电池业务发展历程 ...................................................................................................................... 9

图10:三星SDI的方形单体电池产品 .............................................................................................................. 11

图11:2020年7月全球动力电池企业装机量占比............................................................................................ 11

图12:三星SDI汽车动力电池出货量及增速情况 ............................................................................................ 12

图13:三星SDI汽车动力电池装机量及增速情况 ............................................................................................ 12

图14:三星SDI股权结构 ................................................................................................................................ 13

图15:三星SDI股价历史复盘图 ..................................................................................................................... 13

图16:SB LiMotive的车型产品规划路线 ......................................................................................................... 15

图17:全球新能源车市场份额变化 .................................................................................................................. 15

图18:欧洲新能源车市近年的销量情况 ........................................................................................................... 17

图19:韩国电池企业在欧洲投资建厂情况 ....................................................................................................... 17

图20:三星环新(西安)动力电池有限公司 .................................................................................................... 19

图21:协同产业链布局 .................................................................................................................................... 20

图22:全球锂离子电池专利数top5机构 .......................................................................................................... 21

图23:正极材料专利数 .................................................................................................................................... 21

图24:负极材料专利数 .................................................................................................................................... 21

图25:隔膜专利数 ............................................................................................................................................ 22

图26:电解液专利数 ........................................................................................................................................ 22

图27:三星SDI圆柱电池图 ............................................................................................................................. 23

图28:三星SDI方形电池图 ............................................................................................................................. 23

图29:锂离子电池结构 .................................................................................................................................... 23

图30:三星SDI 60Ah电池结构图 .................................................................................................................... 23

图31:2025年各正极材料占比预测 ................................................................................................................. 25

图32:三星SDI第五代电池 ............................................................................................................................. 25

图33:全固态电池示意图 ................................................................................................................................. 26

图34:银-碳纳米复合层示意图 ........................................................................................................................ 26

图35:ASSB更高的体积能量密度 ................................................................................................................... 26

图36:截至2018年底锂硫电池全球专利数量 27

图37:申请人各年度专利申请量分布............................................................................................................... 27

图38:宝马欧洲新能源销量变化 ...................................................................................................................... 28

图39:大众集团新能源车市场表现 .................................................................................................................. 28

-4- 证券研究报告

电力设备新能源

图40:新能源汽车产业链 ................................................................................................................................. 30

图41:锂资源分布前三大洲 ............................................................................................................................. 30

图42:锂储量的地理分布 ................................................................................................................................. 30

图43:2020H1全球新能源车车型销量top10 .................................................................................................... 33

图44:四大动力电池企业全球产能 .................................................................................................................. 33

图45:四大动力电池企业全球现有产能 ........................................................................................................... 33

图46:主要动力电池企业出货量市场份额对比 ................................................................................................ 34

图47:海外电动乘用车市场电池企业装机量 .................................................................................................... 34

图48:海外电动乘用车市场电池企业装机量占比 ............................................................................................ 34

图49:锂离子电池专利数对比 ......................................................................................................................... 35

表目录

表1:三星SDI二次电池分类 ........................................................................................................................... 10

表2:三星SDI生产基地情况 ........................................................................................................................... 12

表3:三星SDI股份信息 .................................................................................................................................. 12

表4:欧洲主要国家新能源车政策 .................................................................................................................... 14

表5:SB LiMotive在亚洲、欧洲和美洲三大经济区的布局 .............................................................................. 14

表6:三星SDI蔚山工厂生产线情况 ................................................................................................................ 15

表7:三星SDI中国动力电池基地 .................................................................................................................... 16

表8:电池巨头选址欧洲建厂的主要原因 ......................................................................................................... 18

表9:三星SDI中国动力电池基地 .................................................................................................................... 18

表10:方形、圆柱、软包三大技术路线对比分析 ............................................................................................ 22

表11:60Ah和94Ah电池的主要参数对比 ....................................................................................................... 24

表12:三星SDI公司NCM和NCA基本信息对比 .......................................................................................... 24

表13:三星SDI技术发展路线图 ..................................................................................................................... 25

表14:三星SDI与客户合作事件回顾 .............................................................................................................. 27

表15:三星SDI对整车厂商具体车型的供应情况 ............................................................................................ 28

表16:三星SDI在中国配套锂电池配套客户情况 ............................................................................................ 29

表17:锂、镍、钴原材料供应 ......................................................................................................................... 30

表18:SDI供应链情况 ..................................................................................................................................... 31

表19:头部动力电池企业配套车企对比 ........................................................................................................... 32

-5- 证券研究报告

电力设备新能源

1、 三星SDI——资深锂电池供应商

1.1、 从电子材料向能源解决方案的转变

三星SDI成立于1970年1月20日,于1979年2月27日上市,第一大股东是三星电子,持股比例为20.4%。该公司主要运营两个业务部门:能源解决方案部门和电子材料部门。能源解决方案部门从事手机电池、汽车电池和蓄电装置的制造业务;电子材料部门则从事半导体和显示器材料的制造业务。

图1:三星SDI发展历程

资料来源:公司官网,光大证券研究所整理

电子材料业务板块不断扩大种类,产品份额占据全球前三。三星SDI以1994年开发半导体工艺材料EMC*(环氧树脂模塑料)为起点,迈出了电子材料业务的第一步,并逐渐将业务扩展至半导体、显示器、二次电池和太阳能电池用材料。自业务开始以来不断成长,2014年包括半导体工艺材料SOH、SOD在内的共5个产品跃升全球市场份额前三位。

能源解决方案业务涉及小型锂离子电池、汽车电池、ESS电池三大类,三大业务起步后处于快速发展阶段。1999年成功研发出行业内最大容量的1800mAh 圆形锂离子电池,自此开始进入锂电池领域。2010年,小型二次电池业务达到全球市场份额第一,且从2010年起连续五年排名第一(按照B3*标准)。2008年开始进入动力电池领域,此后通过收购、新设等方式在全球建立起汽车动力电池公司。以小型锂离子二次电池技术为基础,2010年正式启动锂离子电池ESS业务,将二次电池稳定性应用至大型电池系统ESS。

-6- 证券研究报告

电力设备新能源

图2:三星SDI主要业务

小型锂离汽车动力子电池电池ESS电池电子材料

资料来源:公司官网,光大证券研究所整理

三星SDI收入稳步增加,但归母净利润从2018年以后开始下降。2015年、2016年、2017年、2018年、2019年收入分别为417.45亿元、299.41亿元、386.18亿元、560.94亿元、609.08亿元。2015年、2016年、2017年、2018年、2019年归母净利润分别为2.97亿元、12.63亿元、40.15亿元、42.95亿元、21.51亿元,但自从2016年以来利润增速逐渐降低,2019年同比增速为-46.8%。公司资产负债率在2018年提高到36.8%,随后几年稳定在该水平;ROE在2017年和2018年达到最高6%,其余各年都稳定在2~3%间。

图3:公司近六年收入及增速

750600450

60%40%20%图4:公司近六年归母净利润及增速

5040302010

400%300%200%100%0%-100%3162020Q1-3同比(%)0%-20%0-40%营业收入(亿元)资料来源:Wind,光大证券研究所整理

归母净利润(亿元)资料来源:Wind,光大证券研究所整理

同比(%)

-7- 证券研究报告

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图5:公司杜邦分析指标情况

40%30%20%10%0%20162017毛利率2018净利率20192020Q1-3资产负债率ROE资料来源:Wind,光大证券研究所计算

三星SDI业务收入依赖二次电池业务支撑,二次电池业务成为未来主要竞争点。三星SDI年报中分业务列示了二次电池业务和电子材料业务的收入情况,从2016年到2019年二次电池业务收入增速稳定,而电子材料业务收入则在2000亿韩元左右稳步波动。在收入结构中,电子材料占比明显下降,能源解决方案(即二次电池业务)占比增加,2019年已经高达76.4%。

图6:三星SDI各业务销售收入及增速情况

95

80%60%40%20%0%-20%-40%图7:三星SDI收入结构(2019年)

23.6%76.4%二次电池业务二次电池同比增速(%)资料来源:公司公告,光大证券研究所整理(单位:十亿韩元)

电子材料业务

电子材料资料来源:公司公告,光大证券研究所计算

能源解决方案

注:本图中的能源解决方案对应图6中的二次电池

三星SDI的生产和销售网络遍布全球,研发仍保留在本国。三星SDI自二十世纪九十年代以来迅速在全球范围内布局,目前在美国、英国、德国、印度、中国等国家设立了销售法人,在美国、奥地利、匈牙利、印度、越南、中国等国家设立了生产法人。

-8- 证券研究报告

电力设备新能源

图8:三星SDI全球布局图

资料来源:公司官网,注:China指中国大陆、Taiwan指中国台湾

1.2、 聚焦新能源方向,积极进行锂电池业务扩张

顺应“低碳经济增长战略”,进入动力电池领域发展。1999年,三星SDI进入电池领域;2008年,韩国提出了“低碳经济增长战略”,顺应形势,三星SDI与Bosch(博世)合作正式开发动力电池业务。此后,在韩中美欧等地先后建立了汽车动力电池工厂。

图9:三星SDI电池业务发展历程

资料来源:公司官网,光大证券研究所整理

-9- 证券研究报告

电力设备新能源

小型锂离子电池业务板块快速发展,保持强劲的市场支配力。1999年成功研发出行业内最大容量的1800mAh 圆形锂离子电池,自此开始进入锂电池领域。2010年,小型二次电池业务全球市场份额第一,且从2010年起连续五年排名第一(按照B3*标准)。小型锂离子电池主要用于笔记本电脑、平板电脑、移动电话、穿戴式装置、移动电源等领域。

汽车电池业务板块迎合技术潮流,迅速构建起全球网络结构。2008年开始进入动力电池领域,此后通过收购、新设等方式在全球建立起汽车动力电池公司。三星SDI的动力电池以方形电池为主,现有 37/60/94Ah 等多种产品,形成了从电池单元、模块到电池组完整的电动汽车动力电池业务体系。

ESS电池业务板块利用优势,延伸应用范围。以小型锂离子二次电池技术为基础,2010年正式启动锂离子电池ESS业务,将二次电池稳定性应用至大型电池系统ESS。ESS具有寿命长、安全性高、性能优越、可靠性等特点,提供电力用、商业用、家庭用、通信用ESS以及UPS解决方案,从kWh级到MWh级,内容涵盖生活中的方方面面,引领环境能源产业的发展。

表1:三星SDI二次电池分类

二次电池分类

小电池

大电池

资料来源:光大证券研究所整理

简介

包括小型锂离子电池,应用于电动工具、电动自行车、电子产品等。

包括动力电池、储能电池,应用于汽车、大型电池系统等。

产品种类齐全,主攻方形三元电池,拥有良好的车企合作关系。三星SDI的动力电池产品以单一容量具有高能量密度的方形电池为主,主攻方形三元电池(正极材料主要采用三元NCM),目前单体能量密度大约为220-250Wh/kg。产品线齐全,包括BEV纯电动汽车用电池(60Ah、94Ah)、PHEV插电混合用电池(26Ah、37Ah)(26Ah会逐渐被37Ah取代)、HEV混合电动车用电池(5.2Ah、5.9Ag)、以及结合超级电容和锂离子化学的Hi-Cap(4Ah、11Ah)。三星SDI的客户主要集中欧美,是宝马的主要供应商,与豪华车企具有良好的合作关系。

业务体系完整,便于电池的推广应用。三星 SDI 的方形电池可以叠放成电池模块,用多个电池模块可以组装成为电池组,最后组装在外壳中,进而根据特定汽车型号设计电池产品。这一完整的业务体系使得三星SDI的方形电池应用十分广泛。

-10- 证券研究报告

电力设备新能源

图10:三星SDI的方形单体电池产品

资料来源:公司官网

动力电池出货量与装机量稳步提升,但与竞争对手相比处于落后状态。2015-2019年,三星SDI汽车动力电池出货量逐渐增加,但增速在2017年后急剧下降;2012-2019年,汽车动力电池装机量也在逐渐增加,但在2014年后增速也是急剧下降。根据OFweek报告,2020年7月,全球电池装机量排名前三甲依次为LG化学、宁德时代和松下,三星SDI位于第四,占比为7.3%。

图11:2020年7月全球动力电池企业装机量占比

30%25%20%15%10%5%0%LG化学宁德时代松下三星SDI比亚迪SK创新

资料来源:OFweek锂电,光大证券研究所整理

-11- 证券研究报告

电力设备新能源

图12:三星SDI汽车动力电池出货量及增速情况

5100%

图13:三星SDI汽车动力电池装机量及增速情况

4321000%800%600%4320%60%40%20%0%400%1420182019装机量(GWh)同比增速(%)200%0%出货量(Gwh)资料来源:SNE Research,光大证券研究所整理

同比增速(%)

资料来源:真锂研究,光大证券研究所整理

三星SDI在韩国、中国、欧洲、美国都有动产基地的布局,已投产19GWh。公司拥有蔚山工厂、西安工厂、天津工厂、匈牙利工厂等生产工厂,合计投产19GWh,计划和在建产能为10GWh,配套宝马、大众、捷豹路虎、克莱斯勒、沃尔沃、奥迪等车企。

表2:三星SDI生产基地情况

国家 生产线/工厂

1号线

2号线

韩国

3号线

4号线

西安第一工厂

西安第二工厂

中国 天津第一工厂

天津第二工厂

长春动力电池

匈牙利第一工厂

欧洲

匈牙利第二工厂

美国 密歇根工厂

计划

计划

——

——

完全投产

完全投产

完全投产

在建

完全投产

计划

投产

完全投产

1000

1000

2000

3000

2000

7000

年产12000套动力电池组

11000

状态

完全投产

完全投产

产能(MWh)

1000

1000

资料来源:Marklines,光大证券研究所整理(统计时间:截至2020年底)

1.3、 公司股权结构和股价复盘

截至2021年2月,三星SDI在韩国证券交易所发行的股票中有98%是普通股,股票代码为KS006400;优先股占2%,股票代码为KS006405。

表3:三星SDI股份信息

普通股

优先股

总计

股份数

68,764,530

1,617,896

70,382,426

比例

98%

2%

100%

股票代码(韩国证券交易所)

KS006400

KS006405

资料来源:公司官网,光大证券研究所整理(统计时间:截至2021年2月)

-12- 证券研究报告

电力设备新能源

截至2020年9月30日,持股超过5%的大股东是:Samsung Electronics、National Pension Service of Korea、BlackRock Fund Advisors。三星电子不仅是三星SDI最大股东,也是三星SDI采购和销售业务伙伴。

图14:三星SDI股权结构

4.8%14.1%20.4%最大股东(三星电子)外国投资者境内机构投资者18.2%散户投资者财政部42.5%

资料来源:公司官网,光大证券研究所整理(统计时间:截至2020年9月30日)

2008年1月2日到2021年2月3日期间,三星SDI股价经历了两次大涨,分别在2009年和2020年,尤其是2020年股价涨幅惊人。2009年,韩国政策支持、全球经济复苏加上三星SDI成为宝马动力电池供货商等原因,带动2009年1月开始到2010年1月期间股价快速上升。

图15:三星SDI股价历史复盘图

资料来源:雅虎财经,光大证券研究所整理,截至2021.02.03

2020年欧洲新能源市场超额需求助推三星SDI股价上升。自2020年起,欧洲各国通过发放补贴等措施严格落实环保政策,抑制燃油车的使用,促进了新能源汽车行业的发展。在政策的刺激下,欧洲超越中国占据全球49%的市场份额,从而推动了以欧洲为主场的三星SDI股价的大幅上涨。

-13- 证券研究报告

电力设备新能源

表4:欧洲主要国家新能源车政策

国家

英国

德国

法国

荷兰

挪威

欧盟

英国计划2030年停售汽柴油车

德国出台280亿欧元汽车刺激计划,鼓励新能源车发展。

政策

法国宣提供80亿欧元的一揽子援助,给予5000/7000欧元新能源车购车补助以及换购补助

将原本结束于2019年底的电动汽车补贴延长到2025,并将在2020年提供1720万欧的补贴

免征电动车的销售税和增值税,并且免缴道路通行费、停车费。

提出了7500亿欧元的欧洲复兴计划,重点培育低碳经济,以德国、法国为代表的欧洲国家大幅提升新能源汽车购置补贴

资料来源:新华网,中国汽车工业信息网,国际能源网,电动邦,光大证券研究所整理

2、 布局中韩欧美生产基地,产能有待提升

2.1、 08-15年:开始进入动力电池领域,立足中韩布局

韩国市场:依托国内市场,利用优势地位进入电动汽车动力电池领域。2008年6月,三星SDI和博世合作建立合资公司SB Limotive(总部位于韩国),双方各自持股50%,合资公司将致力于研发、制造和销售车用锂离子电池。2009年,SB Limotive成为宝马刚推出的纯电动汽车Megacity的电池供货商,从而使三星SDI顺利进入了动力电池市场。

表5:SB LiMotive在亚洲、欧洲和美洲三大经济区的布局

全球

亚洲

国家

韩国

蔚山

斯图加特的费尔巴哈

欧洲

美洲

德国

——

美国 密歇根州、俄亥俄州

销售、营销和重要客户管理团队

2009年,收购Cobasys 及其在密歇根州Orion 和俄亥俄州Springboro 的两处基地

工厂

电池系统的研发和原型建立

地区

器兴

机构

公司总部、电池研发与测试部门

资料来源:盖世汽车资讯,光大证券研究所整理

韩国市场:全资收购博世股权,凭借宝马背书,开始世界扩张。2012年,三星SDI对SB Limotive进行全资收购,保留下SB Limotive在韩国的业务和宝马客户。三星SDI已经为30多个汽车电气化项目供应电池,且项目数量还在不断增加。

-14- 证券研究报告

电力设备新能源

图16:SB LiMotive的车型产品规划路线

资料来源:第一电动

韩国市场:动力电池基地——蔚山工厂奠基。2009年9月10日,SB LiMotive的蔚山工厂奠基开工,仅耗时九个月新工厂就已建成,工厂占地面积34,000平方米,此后开始量产混合动力汽车和纯电动汽车用锂离子电池。2009年, SB

LiMotive电池就已用于宝马的Megacity纯电动车;此外,宝马ActiveE 、大众也采用了SB LiMotive 的电池。

表6:三星SDI蔚山工厂生产线情况

生产线工厂1号线

2号线

3号线

4号线

资料来源:Marklines,盖世汽车咨询,光大证券研究所整理

状态完全投产

完全投产

完全投产

完全投产

产能(1000

1000

1000

1000

)主要客户宝马Megacity、宝马ActiveE 、大众、克莱斯勒、特斯拉

中国市场:电动汽车市场增长潜力巨大,政府积极推广。中国是全球最大的汽车市场,在电动汽车市场上的增长潜力最大。为了解决汽车普及带来的环境污染问题,中国积极推广电动汽车产业的发展。根据CPCA统计,在全球新能源汽车市场份额占比中,中国在2015-2019年间的占比始终占据第一,2020年上半年被欧洲反超,居于第二。

图17:全球新能源车市场份额变化

100%80%60%40%20%0%2020Q12020Q2中国资料来源:CPCA,光大证券研究所整理

欧洲美国

-15- 证券研究报告

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中国市场:抢占先机,三星SDI加速中国市场的产能布局。中国市场作为全球汽车电池最重要的市场之一,为了在高速发展的中国电动汽车市场中占据有利地位,三星SDI率先在中国建立了专门生产动力电池的工厂,并已经投入批量生产。

表7:三星SDI中国动力电池基地

公司工厂投产竣工成立时间投资总额主要内容产能()主要客户江淮汽车、郑州宇通(中国及世界最大的客车生产企业)、北汽福田(中国最大的卡车生产企业)

由三星SDI公司与安庆环新集团、西安高科集团合作建设,分别占股50%、35%和15%。竣工的三2014年投产,2015年星SDI西安工厂拥有年产4万台高性能汽车动力2.99亿美元 2000(完全投产)

10月竣工 (纯电动EV标准)电池的最尖端生产线,生产线涵盖了生产汽车动力电池单元与模块的全工艺流程。

三星SDI、天津中环、经开国资三家公司联合设立,分别持股50%、30%、20%。主营业务包括开发、生产包括汽车用能量型动力电池在内的圆形锂离2015年10月设立 —— 2000(完全投产)

子电池等。但三星天津电池自成立以来发展不理想,处于亏损状态,2017年10月16日被两家重要股东公开转让30%的股权。

由三星SDI、长春永信集团汽车贸易有限公司、长2015年7月17日 5000万人民币 春高新创业投资集团有限公司在长春市高新区工——

商局注册成立。

三星环新(西安)动力电池

一期

三星天津电池 一期 ——

三星长春动力电池

——

一汽大众、上海大众和吉利汽车

资料来源:盖世汽车咨询,OFweek锂电,GGII,Marklines,光大证券研究所整理

2.2、 16-18年:中国白名单限制,转向欧洲布局

中国市场:三元锂电池风险评估,导致客户衰减。2016年1月,工业和信息化部装备司司长张相木表示,工信部将组织开展对三元锂电池的风险评估,在评估完成前,暂停三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录。这一事件导致只有三元电池的三星SDI彻底失去了中国客车客户。

中国市场:三星SDI面临政策限制和信任危机,在中国的发展基本停摆。2015年11月到2016年7月期间,工信部相继公布了四批《汽车动力蓄电池行业规范条件》企业目录(俗称“电池白名单”),四批白名单中均无外资企业入选。由于三星SDI一直未能进入白名单,导致其客户始终无法获得补贴进行生产,这样三星SDI就被挡在了中国市场门外。2017年2月,三星SDI天津工厂发生起火事故,加剧了外界对动力电池安全性的担忧。在这一连串事故下,三星SDI在中国市场基本停摆。

欧洲市场:新能源汽车销量增长,成为全球第二大新能源汽车市场。近年来,欧洲消费者对电动汽车的认可逐渐增加,新能源汽车销量正在稳步提高。据鑫椤锂电统计,2019年欧洲新能源汽车销量达到56.4万辆,远超美国市场的32.5万辆,成为全球第二大新能源汽车市场。2020年全年,欧洲共登记了136.7万辆新能源乘用车,同比增长达到了142%。

-16- 证券研究报告

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图18:欧洲新能源车市近年的销量情况

8增幅20192020销量(万辆)资料来源:鑫椤锂电,光大证券研究所整理

150%125%100%75%50%25%0%

欧洲市场:电池巨头纷纷在欧洲进行产能布局,三星SDI加速布局参与竞争。欧洲作为三大电动汽车市场之一,始终是国内外电池巨头的重要目标市场。特斯拉、三星、LG化学等企业分别在荷兰、匈牙利、德国等地已建或拟建工厂。

欧洲市场:在匈牙利建立动力电池工厂,不断增加生产线运营。2016年,三星SDI投入1000亿匈牙利福林(约人民币24亿元)在匈牙利建立电动车电池工厂,2017年5月匈牙利动力电池工厂正式落成,可年产电池5万组。匈牙利电池工厂主要面向当地及欧洲各国销售,1号产线于2018年底投入运营,而2-4号线则于2019年3月至2019年9月分别投入运营。

图19:韩国电池企业在欧洲投资建厂情况

资料来源:第一电动

-17- 证券研究报告

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表8:电池巨头选址欧洲建厂的主要原因

原因 主要内容

占据新能源汽车主要市场 欧洲是增速最快的电动车市场,欧洲各国对绿色车辆的需求正在快速增长,这得益于欧洲各国车辆排放标准的收紧。

拉近市场距离,便于电池企业欧洲拥有大众、奥迪、宝马、奔驰、保时捷、欧宝等众多汽车品牌,而这些车企已相继启动新能源汽车计划,靠近车企将更利于企快速反馈客户、用户需求 业技术借鉴和改进。

降低企业成本,包括物流成本欧洲具有良好的国民工业基础。以匈牙利为例,它在基础科学方面的教育水平很高,国民的技术水平不错,且工资水平只相当于韩及高素质人力人工成本 国的三分之一到一半的水平。

欧洲政府积极鼓励电动车的发展。以匈牙利为例,政府对工厂的长期设备投资或模具投资实行法人税退税政策;同时从资本输出国政府大力支持

角度看,中国工信部曾公开支持国内动力电池企业到国外投资建厂。

资料来源:GGII,光大证券研究所整理

2.3、 18年至今:重新进入中国市场,稳固全球布局

中国市场:外资动力电池政策松动,三星SDI业务开始恢复。“白名单”在2016年7月发布第四批之后不再更新,2018年5月由中国汽车动力电池产业创新联盟发布的《汽车动力蓄电池和氢燃料电池行业白名单(第一批)》发布,替换老版“白名单”。三星、LG化学、SK三家韩系电池企业都入选新版“白名单”,三星SDI动力电池开始出现在插电式混合动力车型。

表9:三星SDI中国动力电池基地

公司三星环新(西安)动力电池

工厂二期

投产竣工成立时间2018年12月开工

投资总额主要内容产能()主要客户宝马和大众

1.7万亿韩元(约合建筑面积16万平方米,项目建成后将形成5条105亿元) 60Ah锂离子动力电池生产线。

三星SDI二期项目与天津开发区签署投资合作协议。该项目投资8亿美元建设圆柱形电池项目,占地10万平方米。同年,又得到24亿美元8亿美元+24亿美元 (约合人民币165亿元)的增资加持,建设全球领先的动力电池生产线和车用MLCC(多层陶瓷电容器)工厂等新项目,同时将调整部分产品结构。

3000(建设中)

三星天津电池 二期 2018年上半年 7000(计划) ——

资料来源:GGII,Marklines,光大证券研究所整理(统计时间:截至2020年底)

中国市场:三星环新扩建生产线,三星SDI增加持股,巩固优势地位。2019年6月24日,陕西省发展和改革委员会官网发布“关于三星环新(西安)动力电池有限公司扩建120Ah锂离子动力电池生产线项目节能报告的审查意见”的信息。该项目由三星环新建设,总投资50亿元,将建设:

1)一条540万块120Ah锂离子动力电池生产线;

2)一条540万块37Ah锂离子动力电池生产线;

3)新增锂离子电池生产线设备共221台(套),新增氮气储罐一个及汽化器2台。2019年7月5日,三星SDI以3400万美元(约人民币2.39亿元)的价格增持三星环新(西安)动力电池有限公司股份,从原来的15%提升至65%,成为了三星环新的第一大股东;环新集团持股变为35%,西安高科正式退出。

-18- 证券研究报告

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图20:三星环新(西安)动力电池有限公司

三星SDI株式会社安徽环新集团(实际控制人)认缴金额:126100万元股份有限公司认缴金额:67900万元65%三星环新(西安)动力电池有限公司35%

资料来源:天眼查,光大证券研究所整理(统计时间:截至2021年2月)

欧洲市场:扩建匈牙利工厂,提升年产能。2019年10月15日,三星SDI计划投入3900亿匈牙利福林(约合人民币92亿)建立匈牙利第二家工厂,扩建后的工厂共有四条线,年产能为1200万块电池,可满足5万辆电动车的电池需求。2020年公司开工建设,计划2021年开始运营。

欧洲市场:匈牙利预计投资增幅大,以期迅速提升产能。三星SDI预计将在2030年之前在匈牙利投资12万亿韩元(约9.94亿美元),并将其产能逐渐提升到每个月1800万个电芯,其中1号工厂大约600万个,2号工厂1200万个。

美国市场:第一个大批量汽车电池生产工厂的建立。三星SDI宣布在密歇根州底特律附近投资6270万美元(约合人民币4.34亿元)建设动力电池工厂,作为三星SDI美国公司的电池组制造工厂、研发中心和汽车电池运营总部。密歇根州战略基金批准了为该项目设立的密歇根商业发展项目1000万美元的资助,此外该项目还得到了奥本山市的房产税减免和6项州教育税减免的支持。

-19- 证券研究报告

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3、 三星SDI优势

3.1、 专注研发,具备方形电池技术优势

3.1.1、三星集团产业链协同布局,三星SDI专利数量全球第二

背靠韩国最大财团三星集团,与兄弟公司协同布局产业链,共同抢占市场。上游方面,三星物产拥有Kisanfu钴矿15%的开采权,由三星物产向三星SDI供应钴原材料;下游方面,与消费领域巨头三星电子合作;同时三星SDI与ECOPRO

BM公司共同成立合资公司,布局正极材料。三星SDI与三星集团旗下兄弟子公司形成上下游协调合作的产业链,共同布局钴矿、正极材料、锂电池、消费电子等领域。

1)协同性研发机构的形成,为技术研究与开发奠定良好基础。三星SDI协同性研发结构由三星综合技术院(SAIT)、三星材料研究团队和三星SDI三方构成。其中,三星综合技术研究院(SAIT)负责进行前沿研究,并积极与国内外大学研究机构进行合作研究;三星材料研究团队负责开发下一代材料、产品;三星SDI研发团队负责改善产品,实现产品的商业化。

2)同一控股合并,实现协同作用。2014年,三星SDI公司用价值3.5万亿韩元(约合33亿美元)的股票收购三星第一毛织(三星集团旗下子公司)。通过合并,三星SDI可以利用被收购企业的化学与材料供应链扩展锂离子电池业务。对三星SDI长远发展来讲,此次收购对汽车和有机发光二极管(OLED)两个领域都将带来协同效应。

3)三星半导体与三星SDI均涉猎半导体业务,双方共享资源,可发挥协同优势。1978年,三星半导体从三星电子公司分立出来成为独立的实体,1983年起成功发展了64KDRAM超大规模集成电路,随后快速发展了许多新的半导体产品,逐渐成为全球的半导体厂商。三星SDI以1994年开发半导体工艺材料EMC*(环氧树脂模塑料)为起点,并逐渐将业务扩展至半导体、显示器等领域。2014年包括半导体工艺材料SOH, SOD在内的共5个产品跃升全球市场份额前三位。双方研究领域有所重叠,可以加大合作力度、资源共享,促进双方的共同发展。

图21:协同产业链布局

三星电子控股20.4%三星综合技术院研发三星物产:钴矿三星SDI:锂电池、半导体、正极材料被收购协同三星电子:消费端三星毛织资料来源:光大证券研究所整理

三星半导体

锂电池研发能力强,专利数量位居全球第二。截止2021年1月21日,根据Derwent innovations index检索,全球总共98981项锂离子电池专利,三星SDI以1523项专利排名第二,仅次于丰田。

-20- 证券研究报告

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图22:全球锂离子电池专利数top5机构

40000丰田三星SDI博世公司LG化学三洋

资料来源:Derwent innovations index,光大证券研究所整理(统计时间:2021年1月21日,单位:项)

核心材料专利数量众多,具备锂离子电池领域强劲的技术竞争力。三星SDI研发中心开发了锂离子电池的核心材料,并且根据研究成果获得了众多相关专利。截至2021年1月21日,根据Derwent innovations index检索,三星SDI在正极材料、负极材料、隔膜、电解液四大领域的专利数分别为:1356项、1101项、2685项、2660项,前三种材料的专利数均位于世界前三,电解液方面的专利数相对来说较少,居世界第七。

图23:正极材料专利数

3000

图24:负极材料专利数

300010000OKLE(SZ)OKLST(SZ)三星SDILG化学MDSKOKTECH0OKLST(SZ)OKLE(SZ)三星SDILG化学OKTECHMDSK索尼三洋松下电器松下电器索尼日立东芝丰田资料来源:Derwent innovations index,光大证券研究所整理(统计时间:2021年1月21日,单位:项)

注:MDSK为MATSUSHITA DENKI SANGYO KK;OKTECH为OCEANS KING SCI

TECHNOLOGY CO;OKLST(SZ)为SHENZHEN OCEANS KING LIGHTING SCI TECH;OKLE(SZ)为SHENZHEN OCEANS KING LIGHTING ENG CO LTD

资料来源:Derwent innovations index,光大证券研究所整理(统计时间:2021年1月21日,单位:项)

注:OKTECH为OCEANS KING SCI TECHNOLOGY CO;MDSK为MATSUSHITA DENKI

SANGYO KK;OKLST(SZ)为SHENZHEN OCEANS KING LIGHTING SCI TECH;OKLE(SZ)为SHENZHEN OCEANS KING LIGHTING ENG CO LTD

-21- 证券研究报告

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图25:隔膜专利数

4

图26:电解液专利数

750010000三星SDIMDSKLG化学丰田三洋日立索尼本田东芝15000三星SDIMDSKLG化学丰田三洋东芝日产松下电器松下电器日立索尼资料来源:Derwent innovations index,光大证券研究所整理(统计时间:2021年1月21日,单位:项)

注:MDSK为MATSUSHITA DENKI SANGYO KK

资料来源:Derwent innovations index,光大证券研究所整理(统计时间:2021年1月21日,单位:项)

注:MDSK为MATSUSHITA DENKI SANGYO KK

3.1.2、方形动力电池领域具备先发优势

布局方形电池和圆柱电池领域,暂无研发软包计划。动力电池企业的技术路线有圆柱电池、方形电池、软包电池三类。方形电池结构简单、能量密度较高、生产工艺相对简单,安全性较强,是德系整车企业主导的技术方向。目前,三星SDI动力电池以方形为主,同时积极跟进21700电池的生产。

表10:方形、圆柱、软包三大技术路线对比分析

技术路线方形电池

优点缺点方形硬壳电池壳体多为铝合金、不锈钢等材料,内部采用卷绕式或叠片式工艺,对电芯的保护作用型号太多,工艺统一难度大

优于铝塑膜电池(即软包电池),电芯安全性相对圆柱型电池也有了较大改善。

1)生产工艺成熟,Pack成本较低。

一般采用钢壳或铝壳封装,比较重,比能量相2)电池产品良率以及电池组的一致性较高,电池组散热性能优于方形电池(散热面积大)。

对较低

3)便于多种形态组合,适用于电动车空间设计的充分布局

1)安全性能好。结构上采用铝塑膜包装,发生安全问题时一般会鼓气裂开,而不会爆炸。

2)重量轻。软包电池重量较同等容量的钢壳锂电池轻40%,较铝壳锂电池轻20%。

一致性较差,成本较高,容易发生漏液

3)内阻小。软包电池的内阻较锂电池小,可以极大的降低电池的自耗电。

4)循环性能好。软包电池的循环寿命更长,100次循环衰减比铝壳少4%~7%。

5)设计灵活。外形可变任意形状,可以更薄,可根据客户的需求定制。

圆柱电池

软包电池

资料来源:钜大锂电,光大证券研究所整理

凭借全球小型电池强劲市场竞争力,扩展圆柱电池应用途径。2013年,三星 SDI

的18650动力电池正式进入特斯拉供应体系。2017年,三星SDI在北美国际汽车展上展示了旗下新型电池21700,该电池的能量密度是当时在产电池的两倍,并且新电池组成的电池组在20分钟内可以充进续航里程达370英里(600公里)的电池容量,且新型电池比当时在产电池减少了10%的组件和重量。

以方形电池为主打,构建完整电池产品线。三星SDI的方形单体电池产品线齐全,包括BEV纯电动汽车用电池(60Ah、94Ah)、PHEV插电混合用电(26Ah、37Ah)(26Ah会逐渐被37Ah取代)、HEV混合电动车用电池(5.2Ah、5.9Ag)、以及结合超级电容和锂离子化学的Hi-Cap(4Ah、11Ah)。

-22- 证券研究报告

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图27:三星SDI圆柱电池图

图28:三星SDI方形电池图

资料来源:电车资源

资料来源:公司官网

三星SDI专注于电池安全设计方面的研究,电池具有较高安全性能。三星SDI电池拥有非常高的安全性能,具有脱气通风口、固定安全系统和过充安全装置等安全设计,尤其是电池包装卷筒式结构的外壳十分坚固,比宁德时代的厚20%。三星SDI在方形电池针刺安全保护装置(NSD=Nail Safety Device)、过充安全保护装置(OSD=Overcharge Safety Device)、安全功能层(SFL=Safety

Functional Layer)、泄压装置均拥有核心专利,是其超越竞争对手的核心优势。

图29:锂离子电池结构

图30:三星SDI 60Ah电池结构图

资料来源:Daniel, “Materials and Processing for Lithium-ion Batteries,”

September 2008.

资料来源:CBEA

BEV纯电动汽车用电池从60Ah转变为94Ah电池,更具有竞争优势。三星SDI最早在BMW i3上使用的是60Ah单体电池,2016年宝马宣布在2017版的i3上使用94Ah的电池。94Ah相比60Ah容量增加将近了57%,电池系统可用能量增加了约45%,续航里程增加约41%(EPA测算法,NEDC测算法是64%),但单体电池的质量、体积、电池系统结构几乎没有变化。

-23- 证券研究报告

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表11:60Ah和94Ah电池的主要参数对比

容量

尺寸

质量

最小容量

标称电压

电压范围

单体电池总数量

模块数量

每个模块的单体电池数量

电池系统质量

系统总能量

系统可用能量

资料来源:CBEA,光大证券研究所整理

60Ah

173cm*45cm*125cm

~2kg

60Ah

3.7V

2.7-4.1V

96块

8块

12块

235kg

21.6kWh

18.8kWh

94Ah

94Ah

3.7V

2.75-4.15V

——

33.2

kWh

27.2

kWh

主攻三元电池,NCM与NCA路线共同发展。三元动力电池是大势所趋,可以细分为NCM路线和NCA路线,目前三星SDI以方形三元电池为主。NCM是指正极材料由镍钴锰三种材料按一定比例组合而成,产品类型从NCM111(N:C:M=1:1:1)到622、811变化,随着镍含量的增加,电池能量密度会得到相应提高;而NCA正极材料是由镍钴铝构成,三种材料通常的配比为8:1.5:0.5,日韩已经开始应用相对更高能量密度的NCA。

表12:三星SDI公司NCM和NCA基本信息对比

NCM

代表电池种类

能量密度

成本

生产工艺

循环寿命

安全性能

下游应用

NCM111、NCM622、NCM811

NCM811的电池理论能量密度上限为300wh/kg

随着镍含量的不断降低,目前成本小于NCA

NCM811生产工艺相较于NCA要简单

1000-2000.必须经常使用才能保证寿命,一旦不用,长时间放置会衰退很快

镍含量越高、安全性能越低,需要好的BMS管理系统以及电池包的设计

电动汽车、消费类产品、储能等

18650、21700系列

NCA电池理论能量密度上限为350wh/kg

NCA电池生产工艺要求较高,在钴使用量差不多的情况下,成本略高于NCM

对生产设备的密封性要求较高,NCA对温度敏感性较强,生产环境温度需要控制在10°以下,加大了生产和管理的成本

1000-2000,NCA不会出现NCM需要经常使用才能保证寿命的问题

需要好的BMS管理系统和电池包设计,但在一些极端滥用条件下的安全性上有明显优势

电动汽车、电动工具、园林工具等

NCA

资料来源:真锂研究,光大证券研究所整理

电池所用正极材料具备市场潜力,高镍技术发展路线为三星SDI长期发展奠基。根据European Commission的研究,在基于许多假设的前提下,正极材料市场的需求预计在2025年将达到400000吨,NCM的占比将达到最高份额48%。目前三星主要有NCM111和NCM622电池,根据规划,技术将朝着“NCM111-NCM622-NCM811-NCM811提升-全固态电池”的路线图升级。同时,三星SDI还将改良产品尺寸,引入快充材质和新型材料,向轻量化发展。

-24- 证券研究报告

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图31:2025年各正极材料占比预测

10%10%48%16%16%NCMLFPLCOLMONCA

资料来源:欧盟科学中心预测,光大证券研究所整理

表13:三星SDI技术发展路线图

时间

电池类型

性能指标

类型

2013年

传统锂电池

2016年

优化锂电池

2019年

创新锂电池

2020年及以后

Post锂电池

单体能量密度130Wh/kg

NCM与石墨 NCM

单体能量密度250Wh/kg

单体能量密度超过300Wh/kg

优化型NCM 锂空气电池

资料来源:CBEA,光大证券研究所整理

3.1.3、继续发展高镍路线,锂硫电池专利量大但后续发展不利

继续向高镍路线发展,推出Gen5动力电池,深化与宝马的合作。2020年5月,三星SDI推出第五代动力电池,该款电池单次充电的续航力可达600公里以上(意味着能量密度至少达到了600Wh/L),使用镍含量超过80%的高镍NCA正极材料,这是三星SDI首次将NCA运用在方形电池中。NCA由Ecoprobe提供,三星和Ecoprobe宣布成立Ecoprom正极材料合资企业,将在浦项的YongilBay园区内建造CAM6正极材料工厂。Gen5电池的能量密度较同业高出20%,每千瓦小时(kWh)成本降低20%,预计2021年在匈牙利工厂开始量产。据CBEA报道,宝马已成为三星SDI第5代电池的第一个客户。

图32:三星SDI第五代电池

资料来源:第一电动

-25- 证券研究报告

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提出“全固态电池技术发展蓝图”,降低起火风险。2020年3月,三星SDI宣布已发明一种提高全固态电池寿命和安全性的方法,电池采用固态电解质,在高温下不易燃,还能抑制锂枝晶生长避免穿刺短路,此外它负极使用银-碳(Ag-C)纳米复合层,能将能量密度提高到900Wh/L。三星SDI表示,这种固态电池充满电后,单次续航里程可超过800公里,电池循环寿命超过1000次,并且体积比同容量锂离子电池小50%。全固态电池(ASSB)由具有高面积容量(>6.8 mAh cm−2)的NMC正极、SSE和不需要过量锂的银-碳纳米复合层组成。铝和SUS箔分别用作正极和负极的集电器。相比传统锂电池和锂金属电池,ASSB拥有更高的体积能量密度。目前,该电池技术还处于原型阶段。

图33:全固态电池示意图

资料来源:Nature energy

图34:银-碳纳米复合层示意图

图35:ASSB更高的体积能量密度

资料来源:Nature energy

资料来源:Nature energy

三星SDI与锂硫电池相关的专利数量居首位,但后续发展不太理想。锂硫电池作为下一代锂电池,以对环境无害的硫元素作为电池正极,金属锂作为负极的一种锂电池。三星 SDI已经公开了一种锂硫电池,包括:

1)正极,包含硫或硫化合物作为活性物质;

2)负极;

3)隔板,介于阴极与阳极之间;

4)有机电解液,包含锂盐、具有式(CH2)3R1R2 的二烷氧基丙烷及有机溶剂。

-26- 证券研究报告

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据统计,截至2018年底,三星 SDI的相关专利公开量为186 件,约占全球相关专利公开总量的3.7%,居于首位。但三星SDI专利申请的时间主要集中在2000年到2004年,在2005 年之后出现明显的萎缩。以发明专利为例,专利保护期限为 20 年,在2021年到2024年间三星 SDI 相关专利的保护期限将陆续到期。与LG化学近年持续增加的专利数量相比,三星SDI明显处于劣势。

图36:截至2018年底锂硫电池全球专利数量top10

2中科院大连化学物…

图37:申请人各年度专利申请量分布

0三星SDILG化学博世公司OXIS

ENERGYSION

POWER现代汽车公司BASF

SE中南大学浙江大学资料来源:中国专利保护协会,光大证券研究所整理(单位:项)

资料来源:中国专利保护协会

3.2、 客户集中,核心客户份额稳定

深度绑定BMW,客户偏向高端。自三星 SDI 进入动力电池领域以来,欧洲、美国和亚洲的主要汽车制造商开始与其开展合作项目,且项目数量还在不断增加。三星 SDI 是BMW的官方战略合作伙伴。

表14:三星SDI与客户合作事件回顾

客户签约时间2009年

2014.06.14

2014.7.15

事件由合资公司SB Limotive为i3和i8提供锂电池组,SB LiMotive解散后,有关宝马混合动力、纯电动车所需的电池组件,都直接由三星SDI生产。

为宝马i3和i8电动车及后续HEV车型提供电池

为宝马未来几年推出的电动/混动车型供应电池。双方签署的合作协议价值预计将达到数十亿欧元,但双方没有公布具体的金额。根据新协议,两家公司将共同开发下一代电池材料以及其它电池相关技术,从而寻找拓展全球销量的途径。另外,宝马X5插电式混合动力车也将搭载三星SDI电池。

双方签署了价值29亿欧元(约合人民币226.05亿元)的电池供应合同,供货时间为2021年到2031年。据了解,2020年后三星SDI电池组将在宝马新一代电动汽车上使用,预计电池续航距离和高速充电等核心性能将得到改善。

双方在韩国首尔签署谅解备忘录,三星SDI将在未来几年内为宝马集团提供BMW i3、BMW i8和其他混合动力车型的动力电池。

为电动车提供锂离子充电电池

2015年起,三星SDI持续为大众帕萨特GTE和奥迪等车型提供动力电池

自2020年开始,三星SDI将为其计划推出的新型纯电动车供应电池每年提供5GWh的圆柱形电池。为向捷豹路虎提供圆柱电池,三星SDI将在匈牙利的电池厂专门建一条生产“21700”圆柱电池的生产线。该21700电池是下一代电池技术,直径为21毫米,高度为70毫米,电池容量比18650电池高50%。

双方达成战略联盟,为沃尔沃集团的电动卡车提供电池单元和模块,并将在其工厂中进行组装。沃尔沃集团是全球最大的商用车制造商之一,三星SDI与其成立战略联盟,未来订单是很可观的。

双方在法兰克福的国际汽车展(IAA)上签署了一项协议。根据协议,三星SDI 将从2020年到2027年向AKASOL提供总容量为13 GWh的锂离子电芯和模组。

SB LiMotive Ltd.表示将从2012年起向德尔福供应锂离子电池,这只是SB LiMotive和德尔福签订的为期10年的合作协议中的一部分。SB LiMotive供应的锂电池将被德尔福用在电池组和推进系统里,并用于混合动力商用车产品上。

SB LiMotive将为其即将推出的电动车菲亚特500EV提供锂离子电池。菲亚特500EV是电动版菲亚特500,将于2012年在美国上市,并由克莱斯勒经销商销售。

宝马

2019.11

2020.03

2013

大众

——

捷豹路虎 2018.09.15

瑞典沃尔沃

德国电池系统制造商AKASOL

德尔福

克莱斯勒

2019.07

2019.09

2009.12

2010.11.07

-27- 证券研究报告

电力设备新能源

奥迪已与LG化学和三星SDI达成合作,将共同开发用于其纯电动SUV的高容量电池。

为首款量产电动汽车提供锂离子电池。两家公司表示已经在研发下一代圆柱形电池电芯,该电芯可以在能量密度、功率、日历寿命、安全性上超越现有一些电池,同时可承受频繁的快速充电。

双方在伟巴斯特总部慕尼黑斯多克多夫签署了合作意向书,并计划在商用车高压动力电池制造领域开展合作。

奥迪

美国电动汽车创业公司Lucid Motors

伟巴斯特

2015.8.13

2016

2018.03

资料来源:搜狐、盖世汽车资讯,CBEA,钜大锂电,光大证券研究所整理

与宝马、大众密切合作,推动双方的互惠共赢。根据CPCA统计,近年来宝马新能源车销量中插混车型占比逐渐增加,2020年前三季度中插混占比达到75%;而大众集团新能源车型中纯电动车型逐年增加,到2020年前三季度已达60%。宝马和大众作为三星SDI的主要客户,宝马插混车型中的宝马MINI、宝马X3、宝马X5、宝马i8等车型,以及大众集团纯电动车型中的奥迪etron等车型,在锂离子电池供应方面均与三星SDI建立了密切的合作,有助于三星SDI的进一步发展。

图38:宝马欧洲新能源销量变化

100%75%50%25%

图39:大众集团新能源车市场表现

100%80%60%纯电动插混纯电动40%插混0%20%0%

资料来源:CPCA,光大证券研究所整理

2

资料来源:CPCA,光大证券研究所整理

表15:三星SDI对整车厂商具体车型的供应情况

地区整车厂商BMW

BMW

BMW

BMW

BMW

BMW

BMW

BMW

欧洲 BMW

BMW

BMW

BMW

BMW

BMW

BMW

BMW

Audi

车型330e (Germany)

330e xDrive (Germany)

530e (Germany)

530e iPerformance (Germany)

530e xDrive (Germany)

745Le xDrive (Germany)

MINI Cooper SE Countryman All4

(Netherlands)

i3s (Germany)

i8 (Germany)

i3 (Germany)

225xe (Germany)

3 Series PHV (Germany)

740e (Germany)

X5

i3

i8

e-tron (Belgium)

车型年份2020、2016、2015

2020

2020

2020

2020

2020

2020

2020

2020、2016

2019、2016

2016

2016

2015

2014

2014、2013

2014、2013

2019

零部件名称锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池(B38 3-cylinder turbo

petrol)

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

-28- 证券研究报告

电力设备新能源

Audi e-tron quattro concept (Germany)

Land Rover Range Rover (AWD) (UK)

Land Rover Range Rover P400e

(AWD) (UK)

Cayenne E-Hybrid (AWD) (Germany)

Panamera 4 E-Hybrid (AWD)

(Germany)

Panamera Turbo S E-Hybrid Sport

Turismo (AWD) (Germany)

Panamera Turbo S E-Hybrid Sport

Turismo (Germany)

Cayenne S E-Hybrid (Germany)

Mercedes-Benz S-Class (Germany)

Mercedes-Benz C350e (Germany)

Mercedes-Benz C350eL (Germany)

500EV

X3 xDrive30e (USA)

X5 xDrive 45e (USA)

X5 xDrive40e (USA)

赛力斯 SF5 (China)

ES8 (China)

艾瑞泽7e (FF) (China)

iEV6S (China)

云100 (China)

2015

2019

2018

2019

2018

2018

2018

2015

2016

2015

2015

2012

2020

2020

2016

2020

2018

2016

2016

2015

锂离子电池

三元锂离子电池(2.0T)(8AT)

锂离子电池(2.0T)(8AMT)

锂离子电池(2.0T)(8AMT)

锂离子电池(2.9T)(8DCT)

锂离子电池(8DCT)

锂离子电池(4.0T)(8DCT)

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

三元锂离子电池(单体)

锂离子电池单体

三元锂离子电池(1.6L)(7CVT)

锂离子电池

三元锂离子电池

Jaguar Land Rover

Jaguar Land Rover

Porsche

Porsche

Porsche

Porsche

Porsche

Daimler

Daimler

Daimler

Fiat

BMW

美洲 BMW

BMW

金康新能源

蔚来

中国 奇瑞

江淮

众泰

资料来源:Marklines,光大证券研究所整理

三星SDI与中国客户合作较少,目前下列产品已淘汰。三星SDI给中国客户中联重科、丹东黄海、北汽、金龙和东风等都提供了配套电池,提供的电池芯号大多是CS0940,电池类型均为NCM方形,但就目前来说合作客户仍较少。

表16:三星SDI在中国配套锂电池配套客户情况

电池 通用名称 工况续航km

140

252

252

240

350

150

电芯型号

CS0600

CS0940

CS0940

CS0940

CS0940

INR18650-29E

电芯类型

NCM方形

NCM方形

NCM方形

NCM方形

NCM方形

NCA圆柱

电芯能量密度(Wh/kg

122

169

169

169

169

电池包带电量(KWh)

31.5

67.8

67.8

69.2

91.3

20.4

配套PACK厂家

北京智行鸿远

惠州亿能

惠州亿能

福田

北京智行鸿远

台州台鹰

电池包能量密度(Wh/kg)

68

98

98

118

131

122

备注

淘汰

淘汰

淘汰

淘汰

淘汰

淘汰

中联重科 EV专用车

丹东黄海 EV专用车

丹东黄海

北汽

金龙

东风

EV客车

EV专用车

EV专用车

EV专用车

资料来源:真锂研究,光大证券研究所整理

3.3、 上游原材料的采购与布局

新能源汽车产业链涉及多个行业,较为复杂。与传统汽车最大的不同在于,新能源汽车使用了电池、电机、电控部分代替了发动机。新能源汽车产业链中增加了电池(包括上游原材料产业)、电机、电控系统,以及充电桩/充电站。电池系统是新能源汽车性能的关键,占整车成本的35%~50%,因此进行上游原材料布局,降低电池生产成本,有利于提高企业的竞争力。

-29- 证券研究报告

电力设备新能源

图40:新能源汽车产业链

资料来源:光大证券研究所整理

锂离子电池重要元素地壳丰度高,有利于动力电池领域的发展。锂作为锂离子电池技术中的重要元素,在地壳中的平均丰度相对较高(17ppm),是岩石圈中的第27大元素。

图41:锂资源分布前三大洲

60%

图42:锂储量的地理分布

45%30%15%0%南美洲亚洲北美洲资料来源:欧盟科学中心,光大证券研究所整理(统计时间:2015年)

南美洲澳洲欧洲北美洲亚洲资料来源:欧盟科学中心,光大证券研究所整理(统计时间:2015年)

与锂、镍、钴上游原材料企业合作,保证供应体系畅通。三星SDI与赣锋锂业、嘉能可等公司建立了锂、镍、钴材料等方面的合作,保证电池材料所需基本材料的供应充分,促进电池生产的可持续性。

表17:锂、镍、钴原材料供应

材料锂

时间2018

2020

合作企业赣锋锂业

事件三星SDI认购赣锋锂业2,375万股H股,成为其基石投资者。

钴 2018.12

双方达成一项非约束性谅解备忘录(MOU)。三星SDI将从Pure Minerals旗下的TECH项目中每年采购澳大利亚锂矿公司Pure

6000吨镍,承购协议为3-5年,合计采购量将达1.8-3.0万吨。目前,TECH项目的生产能力为年产6000Minerals

吨镍,这意味着三星SDI锁定了TECH项目未来3-5年的镍材料产能。

与合作伙伴共同在刚果民主共和国(金)(钴最大储量国,世界钴矿一半的产量来自刚果民主共和国的加丹三星电子、宝马集团、加省铜矿带)启动联合钴试点项目。该项目旨在解决手工采矿面临的挑战,寻求确定可行的解决方案,改巴斯夫欧洲公司

善矿场工作条件。

-30- 证券研究报告

电力设备新能源

全球钴矿巨头嘉能可双方签署协议,三星SDI将从2020年至2024年期间向嘉能可采购21,000吨钴原料。粗略测算,这个规(Glencore) 模可满足超过100GWh锂离子电池对于金属钴的需求,电池量可配套超过210万辆电动汽车。

2020

资料来源:东方财富网,GGII,盖世汽车资讯,CBEA,光大证券研究所整理

供应体系开放,进行国际化采购。为了降低成本,保持竞争力,三星SDI积极与优质的电池原材料供应商达成合作,主要分布在中日韩三国。

1)四大主流原材料:①从发展前景来看,三元材料在国家政策、市场需求等方面都占据先天优势。②负极材料的技术路线主要集中在碳材料负极,目前最常用的是石墨类材料,包括人工石墨和天然石墨。未来硅基负极的发展空间巨大,但是短期内负极材料仍以传统石墨材料为主。③隔膜一般采用聚乙烯、聚丙烯或它们的复合膜,性能受材料、制作工艺、厚度、微孔密度等多方面因素影响。④电解液中的溶质是最主要的成分,占电池整体成本的 40%以上。电解质一般为具有较低晶格能的含氟锂盐有机溶液,目前主要的电解液的溶质为六氟磷酸锂。

2)计划成立合资企业,实现正极材料独家供应。正极材料决定了动力电池的性能和成本,是动力电池企业布局的重点。2020年2月,三星SDI与ECOPRO BM公司宣布将共同成立合资公司(三星SDI投资480亿韩元,持股40%;ECOPRO

BM投资720亿韩元,持股60%)批量生产下一代正极材料。合资公司生产的正极材料将独家供应三星SDI,两家公司将通过合资企业保持技术垄断。同时,三星SDI还计划投资ECOPRO BM以建立战略合作伙伴关系。

表18:SDI供应链情况

国家 正极

格林美

当升科技

中国

中伟股份

包头三德(未上市)

宁波金和(未上市)

三星SDI

韩国

韩国正极材料企业L&F

POSCO ESM

ECOPRO

日本

美国

欧洲

负极

贝特瑞

璞泰来子公司江西紫寰

POSCO ESM

日立化成

三菱化学

日本碳素

美国锂电池测试设备开发商Novonix(采购石墨负极材料)

隔膜

恩捷股份

SK energy

旭化成

东丽

日本帝人

电解液

新宙邦

江苏国泰

江苏国泰

天津金牛(未上市)

杉杉股份

韩国旭成

三菱化学

优美科(从2020年开始,供应总计80000公吨的NCM材料)

资料来源:GGII,真锂研究,光大证券研究所整理

3.4、 同业对比

3.4.1、客户对比

与LG化学、CATL相比,三星SDI客户群体结构集中,绑定松散。客户资源上,三星SDI与LG Chem、CATL和松下相比处于劣势,LG Chem与CATL客户覆盖全面,三星SDI的客户群体主要集中于宝马和大众,结构比较集中。此外,宝马和大众的供应同时也向其他电池企业开放,宁德已经成为宝马动力电池主要供应商,LG和松下为大众提供动力电池。

-31- 证券研究报告

电力设备新能源

表19:头部动力电池企业配套车企对比

国家 车企

通用

福特

菲亚特克莱斯勒

美国

特斯拉

Lucid Motors

伊顿

德尔福

现代起亚

韩国

Ssangyong Motor

CT&T

大众

雷诺

奥迪

戴姆勒

宝马

欧洲

法拉第

捷豹路虎

标志雪铁龙

保时捷

奔驰

沃尔沃

长安汽车

奇瑞汽车

上汽集团

长城汽车

北汽

一汽集团

吉利

中国

蔚来

广汽

东风

江淮

宇通

威马

金康新能源

众泰

日产

本田

丰田

日本

斯巴鲁

三菱

马自达

越南

印度

VINFAST

马恒达

宁德时代

LG化学

★(曾经是)

★(曾经是)

★(曾经是)

★(北京现代)

★(曾经是)

★(曾经是)

松下

三星SDI

资料来源:各公司公告,GGII,SMM,韩国时报,inside EVs,盖世汽车资讯,CBEA,动力电池网,Marklines、真锂研究,光大证券研究所整理

-32- 证券研究报告

电力设备新能源

对新能源热销车型供应较少,未来需进一步强化车企绑定关系。在2020上半年的新能源汽车销量top10中,只有一款车型由三星SDI提供,有四款车型由LG化学供应。

图43:2020H1全球新能源车车型销量top10

161284奥迪e-tron雷诺ZoeTesla

Model

3宝马530e/Le比亚迪秦Pro

EV现代Kona

EV三菱欧蓝德PHEV大众帕萨特0日产Leaf大众e-Golf

资料来源:EV sales,光大证券研究所整理 (单位:万辆)

注:黄色为三星SDI供应动力电池车型,蓝色为LG化学供应车型。

3.4.2、产能对比

三星SDI产能落后明显,需要加快产能的全球布局。截至2020年底,CATL产能为83.5GWh,LG化学为70.8GWh,而三星SDI仅有19GWh。在建和计划产能方面,CATL共有197.5GWh,LG化学共98GWh,三星SDI则只有10GWh。可见,无论是已有产能,还是计划和在建产能方面,三星SDI与CATL和LG化学都有明显差距。

图44:四大动力电池企业全球产能

图45:四大动力电池企业全球现有产能

资料来源:marklines;单位:GWh(统计时间:截至2020年底)

资料来源:marklines;单位:GWh(统计时间:截至2020年底)

三星SDI占有率有明显提升,但与主要竞争者相比仍有较大差距。2020年上半年,三星SDI在全球动力电池市场中的出货量市占率达到6%,相比2019年的

-33- 证券研究报告

电力设备新能源

市占率4%,有了明显的提升,但是与LG化学2020年上半年的市占率25%相比,有很大的落差。

图46:主要动力电池企业出货量市场份额对比

40%30%20%10%0%20152016LG化学资料来源:SNE Research,光大证券研究所整理

20172018松下三星SDI20192020H1CATL

三星SDI装机量以及占比都较低,未来仍需要进行积极布局。在2012年到2019年间,松下、LG化学和三星SDI的装机量都呈现明显的上升趋势,但是三星SDI与松下、LG化学相比,增长幅度较小,在竞争中处于落后地位。就装机量占比而言,排名前三依次为松下、LG化学和三星SDI,可以看出松下占比要明显的优于LG化学和三星SDI,LG化学以微弱的优势超过三星SDI。

图47:海外电动乘用车市场电池企业装机量

353

松下LG化学图48:海外电动乘用车市场电池企业装机量占比

75%60%45%30%松下LG化学AESCSKIAESCSKILEJ三星SDI15%0%LEJ三星SDI20192017

资料来源:真锂研究,光大证券研究所整理

注:数据包括车企与电池企业合资公司的出货量

资料来源:真锂研究,光大证券研究所整理(单位:GWh)

注:数据包括车企与电池企业合资公司的出货量

3.4.3、研发对比

三星SDI与LG化学锂离子专利数竞争激烈,目前暂居第一。截至2021年1月21日的更新数据显示,目前三星SDI锂离子电池领域的专利数为1523项,相较于LG化学的1431项,具有微弱的优势地位。

-34- 证券研究报告

电力设备新能源

图49:锂离子电池专利数对比

160三星SDILG化学松下宁德时代

资料来源:Derwent innovations index,光大证券研究所整理(统计时间:截至2021年1月21日)

4、 投资建议:重点关注三星SDI上游

随着海外电动车市场的兴起,三星SDI上游产业链将充分受益,国内的供应链也将充分受益于未来的发展趋势。

建议关注三星SDI国内供应链上的投资标的:

1)正极:格林美、当升科技、中伟股份、包头三德(未上市)、宁波金和(未上市);

2)负极:贝特瑞、璞泰来;

3)隔膜:恩捷股份;

4)电解液:新宙邦、江苏国泰、天津金牛(未上市)、杉杉股份。

5、 风险分析

经营风险

三星SDI目前产能布局明显落后于其他竞争对手,这从根本上阻碍了三星SDI的未来发展。

在产能扩张方面,很可能出现由于公司管理层了解不足、经济政策不确定性等原因导致决策失误,产能扩张进程缓慢。

锂电技术更新换代速度快,若三星SDI的技术路线无法跟上时代步伐或出现致命性偏差,会导致竞争力下降,影响长远发展。

市场风险

宏观经济政策会影响新能源行业的发展。在国际贸易方面,欧美对中国实施了贸易壁垒,这会阻碍三星SDI欧美工厂与中国相关企业之间的贸易往来。

新能源车、动力电池等受资本追捧,热度高、发展相当快,但当泡沫破裂之后,资本受利益驱动将从该行业中转移,届时新能源行业的相关企业融资将会困难。而且由于市场竞争激烈,市场平均价格逐年走低,公司的盈利水平会被压缩。

电池总成本中原材料成本占比较高,电池业务的盈利水平受原材料价格波动的影响较大。

-35- 证券研究报告

行业及公司评级体系

评级

买入

增持

中性

减持

卖出

无评级

基准指数说明:

未来6-12个月的投资收益率领先市场基准指数15%以上

未来6-12个月的投资收益率领先市场基准指数5%至15%;

未来6-12个月的投资收益率与市场基准指数的变动幅度相差-5%至5%;

未来6-12个月的投资收益率落后市场基准指数5%至15%;

未来6-12个月的投资收益率落后市场基准指数15%以上;

因无法获取必要的资料,或者公司面临无法预见结果的重大不确定性事件,或者其他原因,致使无法给出明确的投资评级。

A股主板基准为沪深300指数;中小盘基准为中小板指;创业板基准为创业板指;新三板基准为新三板指数;港股基准指数为恒生指数。

说明

分析、估值方法的局限性说明

本报告所包含的分析基于各种假设,不同假设可能导致分析结果出现重大不同。本报告采用的各种估值方法及模型均有其局限性,估值结果不保证所涉及证券能够在该价格交易。

分析师声明

本报告署名分析师具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并注册为证券分析师,以勤勉的职业态度、专业审慎的研究方法,使用合法合规的信息,独立、客观地出具本报告,并对本报告的内容和观点负责。负责准备以及撰写本报告的所有研究人员在此保证,本研究报告中任何关于发行商或证券所发表的观点均如实反映研究人员的个人观点。研究人员获取报酬的评判因素包括研究的质量和准确性、客户反馈、竞争性因素以及光大证券股份有限公司的整体收益。所有研究人员保证他们报酬的任何一部分不曾与,不与,也将不会与本报告中具体的推荐意见或观点有直接或间接的联系。

特别声明

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敬请参阅最后一页特别声明 -36- 证券研究报告

2024年1月9日发(作者:布如雪)

2021年3月6日

行业研究

三星SDI:资深锂电池供应商,消费动力齐头并进

——海外电动车行业专题系列三

从电子材料向能源解决方案转变,锂电池专利数遥遥领先:三星SDI属于三星

集团旗下子公司,成立于1970年,在三星集团内部与兄弟公司构建了协同性产

业链。主要业务涉及电子材料和能源解决方案(二次电池),1999年开发出当

时世界最大容量1800mAh圆形锂离子电池,发展重点开始转向锂离子电池领

域。截至2021年1月21日,公司在锂电池领域拥有1523项专利,属于动力

电池领域强有力的竞争者。

消费电池与动力电池共同发展:1999年进入锂离子电池领域,最先发展消费电

池,2010年三星SDI小型二次电池业务全球市场份额第一,之后连续5年保持

第一,消费电池仍是三星SDI的优势产品。2008年开始进入动力电池领域,相

继在中韩欧美设立生产基地,截至2020年底,投产产能为19GWh,相比竞争

对手明显落后。

三星SDI核心竞争力:

1)三星SDI与三星集团旗下子公司三星物产、三星电子都有密切的合作关系,

构建了协同性产业链,同时还收购了三星第一毛织,有利于汽车和有机发光二极

管(OLED)两个领域的发展。三星SDI目前关于正极材料、负极材料、隔膜三

项核心材料的专利数量居全球前三,电解液专利数量位列全球第七,具有明显的

技术优势。

2)三星SDI继续向高镍路线发展,推出Gen5动力电池,深化与宝马的合作;

此外,提出全固态电池技术发展蓝图,采用固态电解质和Ag-C纳米复合层,但

还处于原型阶段;三星SDI还布局下一代电池锂硫电池,但近年相关专利申请量

少。

3)三星SDI的客户偏向高端车企,主要是宝马和大众。在原材料方面,与锂、

镍、钴上游原材料企业进行合作,如赣锋锂业、嘉能可等,保证供应体系畅通;

为了降低成本,保持竞争力,三星SDI积极与优质的电池原材料供应商达成合作,

主要分布在中日韩三国。

以国内为主的产业链:三星SDI国内上游供应商主要有格林美、当升科技、中伟

股份、贝特瑞、璞泰来、恩捷股份、江苏国泰、新宙邦等;生产基地布局在西安、

天津、长春等地;下游客户主要是奇瑞汽车、北汽、蔚来、东风、江淮、金康新

能源、众泰等。与宁德时代相比,三星SDI的中国客户较少,未来需要积极扩展

市场。

投资建议:建议关注三星SDI供应链上游投资标的:1)正极:格林美、当升科

技、中伟股份、包头三德(未上市)、宁波金和(未上市);2)负极:贝特瑞、

璞泰来;3)隔膜: 恩捷股份;4)电解液:新宙邦、江苏国泰、天津金牛(未

上市)、杉杉股份。

风险提示:产能扩张进度不及预期、锂电技术更新换代速度快、国际贸易摩擦风

险、原材料价格波动风险。

电力设备新能源行业

买入(维持)

分析师:殷中枢

执业证书编号:S4

************

***************

分析师:马瑞山

执业证书编号:S1

************

**************

分析师:郝骞

执业证书编号:S1

*****************************

联系人:陈无忌

******************

行业与沪深300指数对比图

86%

61%

35%

10%

-16%

02-2005-2008-2011-20

电力设备新能源沪深300

资料来源:Wind

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LG化学:电池业务拟拆分上市,全球锂电巨头

强力扩张——海外电动车行业专题系列二(2021-01-29)

证券研究报告

电力设备新能源

投资聚焦

研究背景

各国对新能源汽车实施补贴等政策相继出台,刺激了新能源产业的发展。三星SDI作为资深的锂离子电池供应商,1999年进入电池领域,2008年顺应韩国“低碳增长战略”进入动力电池领域,目前消费电池和动力电池稳步发展。作为动力电池领域具有竞争力的企业,有必要对其进行深入研究。

我们的创新之处

1)复盘了三星SDI整体历程,在发展历程部分,强调三星SDI的战略调整与韩国政策转变相协调,三星SDI能够看准时机,审时度势调整战略,这就保证了三星SDI的长远稳定发展。

2)根据中国白名单政策的出台与放松为时间划分点,将三星SDI动力电池业务的发展分为08-15年、16-18年以及18年至今,在各个时间段分市场介绍了三星SDI在中韩欧美的产能布局情况。

3)从协同性产业布局、研发及专利、方形电池、高镍路线和锂硫电池等方面,介绍了三星SDI在动力电池业务领域的优势来源。

4)总结了三星SDI客户和上游原材料供应链,指出三星SDI的核心竞争力,并对动力电池主要企业在客户资源、产能、研发领域进行了对比。

投资建议

建议关注三星SDI供应链上游投资标的:1)正极:格林美、当升科技、中伟股份、包头三德(未上市)、宁波金和(未上市);2)负极:贝特瑞、璞泰来;3)隔膜: 恩捷股份;4)电解液:新宙邦、江苏国泰、天津金牛(未上市)、杉杉股份。

万得资讯

-2- 证券研究报告

电力设备新能源

目 录

1、

三星SDI——资深锂电池供应商 ....................................................................................... 6

1.1、 从电子材料向能源解决方案的转变 ........................................................................................................ 6

1.2、 聚焦新能源方向,积极进行锂电池业务扩张 .......................................................................................... 9

1.3、 公司股权结构和股价复盘 ..................................................................................................................... 12

2、

布局中韩欧美生产基地,产能有待提升 ............................................................................ 14

2.1、 08-15年:开始进入动力电池领域,立足中韩布局 .............................................................................. 14

2.2、 16-18年:中国白名单限制,转向欧洲布局 ......................................................................................... 16

2.3、 18年至今:重新进入中国市场,稳固全球布局 ................................................................................... 18

3、

三星SDI优势 ................................................................................................................. 20

3.1、 专注研发,具备方形电池技术优势 ...................................................................................................... 20

3.1.1、 三星集团产业链协同布局,三星SDI专利数量全球第二 ................................................................ 20

3.1.2、 方形动力电池领域具备先发优势 ..................................................................................................... 22

3.1.3、 继续发展高镍路线,锂硫电池专利量大但后续发展不利 ................................................................ 25

3.2、 客户集中,核心客户份额稳定 .............................................................................................................. 27

3.3、 上游原材料的采购与布局 ..................................................................................................................... 29

3.4、 同业对比 .............................................................................................................................................. 31

4、

投资建议:重点关注三星SDI上游 .................................................................................. 35

5、

风险分析 ......................................................................................................................... 35

-3- 证券研究报告

电力设备新能源

图目录

图1:三星SDI发展历程 .................................................................................................................................... 6

图2:三星SDI主要业务 .................................................................................................................................... 7

图3:公司近六年收入及增速 ............................................................................................................................. 7

图4:公司近六年归母净利润及增速 .................................................................................................................. 7

图5:公司杜邦分析指标情况 ............................................................................................................................. 8

图6:三星SDI各业务销售收入及增速情况 ....................................................................................................... 8

图7:三星SDI收入结构(2019年) ................................................................................................................. 8

图8:三星SDI全球布局图................................................................................................................................. 9

图9:三星SDI电池业务发展历程 ...................................................................................................................... 9

图10:三星SDI的方形单体电池产品 .............................................................................................................. 11

图11:2020年7月全球动力电池企业装机量占比............................................................................................ 11

图12:三星SDI汽车动力电池出货量及增速情况 ............................................................................................ 12

图13:三星SDI汽车动力电池装机量及增速情况 ............................................................................................ 12

图14:三星SDI股权结构 ................................................................................................................................ 13

图15:三星SDI股价历史复盘图 ..................................................................................................................... 13

图16:SB LiMotive的车型产品规划路线 ......................................................................................................... 15

图17:全球新能源车市场份额变化 .................................................................................................................. 15

图18:欧洲新能源车市近年的销量情况 ........................................................................................................... 17

图19:韩国电池企业在欧洲投资建厂情况 ....................................................................................................... 17

图20:三星环新(西安)动力电池有限公司 .................................................................................................... 19

图21:协同产业链布局 .................................................................................................................................... 20

图22:全球锂离子电池专利数top5机构 .......................................................................................................... 21

图23:正极材料专利数 .................................................................................................................................... 21

图24:负极材料专利数 .................................................................................................................................... 21

图25:隔膜专利数 ............................................................................................................................................ 22

图26:电解液专利数 ........................................................................................................................................ 22

图27:三星SDI圆柱电池图 ............................................................................................................................. 23

图28:三星SDI方形电池图 ............................................................................................................................. 23

图29:锂离子电池结构 .................................................................................................................................... 23

图30:三星SDI 60Ah电池结构图 .................................................................................................................... 23

图31:2025年各正极材料占比预测 ................................................................................................................. 25

图32:三星SDI第五代电池 ............................................................................................................................. 25

图33:全固态电池示意图 ................................................................................................................................. 26

图34:银-碳纳米复合层示意图 ........................................................................................................................ 26

图35:ASSB更高的体积能量密度 ................................................................................................................... 26

图36:截至2018年底锂硫电池全球专利数量 27

图37:申请人各年度专利申请量分布............................................................................................................... 27

图38:宝马欧洲新能源销量变化 ...................................................................................................................... 28

图39:大众集团新能源车市场表现 .................................................................................................................. 28

-4- 证券研究报告

电力设备新能源

图40:新能源汽车产业链 ................................................................................................................................. 30

图41:锂资源分布前三大洲 ............................................................................................................................. 30

图42:锂储量的地理分布 ................................................................................................................................. 30

图43:2020H1全球新能源车车型销量top10 .................................................................................................... 33

图44:四大动力电池企业全球产能 .................................................................................................................. 33

图45:四大动力电池企业全球现有产能 ........................................................................................................... 33

图46:主要动力电池企业出货量市场份额对比 ................................................................................................ 34

图47:海外电动乘用车市场电池企业装机量 .................................................................................................... 34

图48:海外电动乘用车市场电池企业装机量占比 ............................................................................................ 34

图49:锂离子电池专利数对比 ......................................................................................................................... 35

表目录

表1:三星SDI二次电池分类 ........................................................................................................................... 10

表2:三星SDI生产基地情况 ........................................................................................................................... 12

表3:三星SDI股份信息 .................................................................................................................................. 12

表4:欧洲主要国家新能源车政策 .................................................................................................................... 14

表5:SB LiMotive在亚洲、欧洲和美洲三大经济区的布局 .............................................................................. 14

表6:三星SDI蔚山工厂生产线情况 ................................................................................................................ 15

表7:三星SDI中国动力电池基地 .................................................................................................................... 16

表8:电池巨头选址欧洲建厂的主要原因 ......................................................................................................... 18

表9:三星SDI中国动力电池基地 .................................................................................................................... 18

表10:方形、圆柱、软包三大技术路线对比分析 ............................................................................................ 22

表11:60Ah和94Ah电池的主要参数对比 ....................................................................................................... 24

表12:三星SDI公司NCM和NCA基本信息对比 .......................................................................................... 24

表13:三星SDI技术发展路线图 ..................................................................................................................... 25

表14:三星SDI与客户合作事件回顾 .............................................................................................................. 27

表15:三星SDI对整车厂商具体车型的供应情况 ............................................................................................ 28

表16:三星SDI在中国配套锂电池配套客户情况 ............................................................................................ 29

表17:锂、镍、钴原材料供应 ......................................................................................................................... 30

表18:SDI供应链情况 ..................................................................................................................................... 31

表19:头部动力电池企业配套车企对比 ........................................................................................................... 32

-5- 证券研究报告

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1、 三星SDI——资深锂电池供应商

1.1、 从电子材料向能源解决方案的转变

三星SDI成立于1970年1月20日,于1979年2月27日上市,第一大股东是三星电子,持股比例为20.4%。该公司主要运营两个业务部门:能源解决方案部门和电子材料部门。能源解决方案部门从事手机电池、汽车电池和蓄电装置的制造业务;电子材料部门则从事半导体和显示器材料的制造业务。

图1:三星SDI发展历程

资料来源:公司官网,光大证券研究所整理

电子材料业务板块不断扩大种类,产品份额占据全球前三。三星SDI以1994年开发半导体工艺材料EMC*(环氧树脂模塑料)为起点,迈出了电子材料业务的第一步,并逐渐将业务扩展至半导体、显示器、二次电池和太阳能电池用材料。自业务开始以来不断成长,2014年包括半导体工艺材料SOH、SOD在内的共5个产品跃升全球市场份额前三位。

能源解决方案业务涉及小型锂离子电池、汽车电池、ESS电池三大类,三大业务起步后处于快速发展阶段。1999年成功研发出行业内最大容量的1800mAh 圆形锂离子电池,自此开始进入锂电池领域。2010年,小型二次电池业务达到全球市场份额第一,且从2010年起连续五年排名第一(按照B3*标准)。2008年开始进入动力电池领域,此后通过收购、新设等方式在全球建立起汽车动力电池公司。以小型锂离子二次电池技术为基础,2010年正式启动锂离子电池ESS业务,将二次电池稳定性应用至大型电池系统ESS。

-6- 证券研究报告

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图2:三星SDI主要业务

小型锂离汽车动力子电池电池ESS电池电子材料

资料来源:公司官网,光大证券研究所整理

三星SDI收入稳步增加,但归母净利润从2018年以后开始下降。2015年、2016年、2017年、2018年、2019年收入分别为417.45亿元、299.41亿元、386.18亿元、560.94亿元、609.08亿元。2015年、2016年、2017年、2018年、2019年归母净利润分别为2.97亿元、12.63亿元、40.15亿元、42.95亿元、21.51亿元,但自从2016年以来利润增速逐渐降低,2019年同比增速为-46.8%。公司资产负债率在2018年提高到36.8%,随后几年稳定在该水平;ROE在2017年和2018年达到最高6%,其余各年都稳定在2~3%间。

图3:公司近六年收入及增速

750600450

60%40%20%图4:公司近六年归母净利润及增速

5040302010

400%300%200%100%0%-100%3162020Q1-3同比(%)0%-20%0-40%营业收入(亿元)资料来源:Wind,光大证券研究所整理

归母净利润(亿元)资料来源:Wind,光大证券研究所整理

同比(%)

-7- 证券研究报告

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图5:公司杜邦分析指标情况

40%30%20%10%0%20162017毛利率2018净利率20192020Q1-3资产负债率ROE资料来源:Wind,光大证券研究所计算

三星SDI业务收入依赖二次电池业务支撑,二次电池业务成为未来主要竞争点。三星SDI年报中分业务列示了二次电池业务和电子材料业务的收入情况,从2016年到2019年二次电池业务收入增速稳定,而电子材料业务收入则在2000亿韩元左右稳步波动。在收入结构中,电子材料占比明显下降,能源解决方案(即二次电池业务)占比增加,2019年已经高达76.4%。

图6:三星SDI各业务销售收入及增速情况

95

80%60%40%20%0%-20%-40%图7:三星SDI收入结构(2019年)

23.6%76.4%二次电池业务二次电池同比增速(%)资料来源:公司公告,光大证券研究所整理(单位:十亿韩元)

电子材料业务

电子材料资料来源:公司公告,光大证券研究所计算

能源解决方案

注:本图中的能源解决方案对应图6中的二次电池

三星SDI的生产和销售网络遍布全球,研发仍保留在本国。三星SDI自二十世纪九十年代以来迅速在全球范围内布局,目前在美国、英国、德国、印度、中国等国家设立了销售法人,在美国、奥地利、匈牙利、印度、越南、中国等国家设立了生产法人。

-8- 证券研究报告

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图8:三星SDI全球布局图

资料来源:公司官网,注:China指中国大陆、Taiwan指中国台湾

1.2、 聚焦新能源方向,积极进行锂电池业务扩张

顺应“低碳经济增长战略”,进入动力电池领域发展。1999年,三星SDI进入电池领域;2008年,韩国提出了“低碳经济增长战略”,顺应形势,三星SDI与Bosch(博世)合作正式开发动力电池业务。此后,在韩中美欧等地先后建立了汽车动力电池工厂。

图9:三星SDI电池业务发展历程

资料来源:公司官网,光大证券研究所整理

-9- 证券研究报告

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小型锂离子电池业务板块快速发展,保持强劲的市场支配力。1999年成功研发出行业内最大容量的1800mAh 圆形锂离子电池,自此开始进入锂电池领域。2010年,小型二次电池业务全球市场份额第一,且从2010年起连续五年排名第一(按照B3*标准)。小型锂离子电池主要用于笔记本电脑、平板电脑、移动电话、穿戴式装置、移动电源等领域。

汽车电池业务板块迎合技术潮流,迅速构建起全球网络结构。2008年开始进入动力电池领域,此后通过收购、新设等方式在全球建立起汽车动力电池公司。三星SDI的动力电池以方形电池为主,现有 37/60/94Ah 等多种产品,形成了从电池单元、模块到电池组完整的电动汽车动力电池业务体系。

ESS电池业务板块利用优势,延伸应用范围。以小型锂离子二次电池技术为基础,2010年正式启动锂离子电池ESS业务,将二次电池稳定性应用至大型电池系统ESS。ESS具有寿命长、安全性高、性能优越、可靠性等特点,提供电力用、商业用、家庭用、通信用ESS以及UPS解决方案,从kWh级到MWh级,内容涵盖生活中的方方面面,引领环境能源产业的发展。

表1:三星SDI二次电池分类

二次电池分类

小电池

大电池

资料来源:光大证券研究所整理

简介

包括小型锂离子电池,应用于电动工具、电动自行车、电子产品等。

包括动力电池、储能电池,应用于汽车、大型电池系统等。

产品种类齐全,主攻方形三元电池,拥有良好的车企合作关系。三星SDI的动力电池产品以单一容量具有高能量密度的方形电池为主,主攻方形三元电池(正极材料主要采用三元NCM),目前单体能量密度大约为220-250Wh/kg。产品线齐全,包括BEV纯电动汽车用电池(60Ah、94Ah)、PHEV插电混合用电池(26Ah、37Ah)(26Ah会逐渐被37Ah取代)、HEV混合电动车用电池(5.2Ah、5.9Ag)、以及结合超级电容和锂离子化学的Hi-Cap(4Ah、11Ah)。三星SDI的客户主要集中欧美,是宝马的主要供应商,与豪华车企具有良好的合作关系。

业务体系完整,便于电池的推广应用。三星 SDI 的方形电池可以叠放成电池模块,用多个电池模块可以组装成为电池组,最后组装在外壳中,进而根据特定汽车型号设计电池产品。这一完整的业务体系使得三星SDI的方形电池应用十分广泛。

-10- 证券研究报告

电力设备新能源

图10:三星SDI的方形单体电池产品

资料来源:公司官网

动力电池出货量与装机量稳步提升,但与竞争对手相比处于落后状态。2015-2019年,三星SDI汽车动力电池出货量逐渐增加,但增速在2017年后急剧下降;2012-2019年,汽车动力电池装机量也在逐渐增加,但在2014年后增速也是急剧下降。根据OFweek报告,2020年7月,全球电池装机量排名前三甲依次为LG化学、宁德时代和松下,三星SDI位于第四,占比为7.3%。

图11:2020年7月全球动力电池企业装机量占比

30%25%20%15%10%5%0%LG化学宁德时代松下三星SDI比亚迪SK创新

资料来源:OFweek锂电,光大证券研究所整理

-11- 证券研究报告

电力设备新能源

图12:三星SDI汽车动力电池出货量及增速情况

5100%

图13:三星SDI汽车动力电池装机量及增速情况

4321000%800%600%4320%60%40%20%0%400%1420182019装机量(GWh)同比增速(%)200%0%出货量(Gwh)资料来源:SNE Research,光大证券研究所整理

同比增速(%)

资料来源:真锂研究,光大证券研究所整理

三星SDI在韩国、中国、欧洲、美国都有动产基地的布局,已投产19GWh。公司拥有蔚山工厂、西安工厂、天津工厂、匈牙利工厂等生产工厂,合计投产19GWh,计划和在建产能为10GWh,配套宝马、大众、捷豹路虎、克莱斯勒、沃尔沃、奥迪等车企。

表2:三星SDI生产基地情况

国家 生产线/工厂

1号线

2号线

韩国

3号线

4号线

西安第一工厂

西安第二工厂

中国 天津第一工厂

天津第二工厂

长春动力电池

匈牙利第一工厂

欧洲

匈牙利第二工厂

美国 密歇根工厂

计划

计划

——

——

完全投产

完全投产

完全投产

在建

完全投产

计划

投产

完全投产

1000

1000

2000

3000

2000

7000

年产12000套动力电池组

11000

状态

完全投产

完全投产

产能(MWh)

1000

1000

资料来源:Marklines,光大证券研究所整理(统计时间:截至2020年底)

1.3、 公司股权结构和股价复盘

截至2021年2月,三星SDI在韩国证券交易所发行的股票中有98%是普通股,股票代码为KS006400;优先股占2%,股票代码为KS006405。

表3:三星SDI股份信息

普通股

优先股

总计

股份数

68,764,530

1,617,896

70,382,426

比例

98%

2%

100%

股票代码(韩国证券交易所)

KS006400

KS006405

资料来源:公司官网,光大证券研究所整理(统计时间:截至2021年2月)

-12- 证券研究报告

电力设备新能源

截至2020年9月30日,持股超过5%的大股东是:Samsung Electronics、National Pension Service of Korea、BlackRock Fund Advisors。三星电子不仅是三星SDI最大股东,也是三星SDI采购和销售业务伙伴。

图14:三星SDI股权结构

4.8%14.1%20.4%最大股东(三星电子)外国投资者境内机构投资者18.2%散户投资者财政部42.5%

资料来源:公司官网,光大证券研究所整理(统计时间:截至2020年9月30日)

2008年1月2日到2021年2月3日期间,三星SDI股价经历了两次大涨,分别在2009年和2020年,尤其是2020年股价涨幅惊人。2009年,韩国政策支持、全球经济复苏加上三星SDI成为宝马动力电池供货商等原因,带动2009年1月开始到2010年1月期间股价快速上升。

图15:三星SDI股价历史复盘图

资料来源:雅虎财经,光大证券研究所整理,截至2021.02.03

2020年欧洲新能源市场超额需求助推三星SDI股价上升。自2020年起,欧洲各国通过发放补贴等措施严格落实环保政策,抑制燃油车的使用,促进了新能源汽车行业的发展。在政策的刺激下,欧洲超越中国占据全球49%的市场份额,从而推动了以欧洲为主场的三星SDI股价的大幅上涨。

-13- 证券研究报告

电力设备新能源

表4:欧洲主要国家新能源车政策

国家

英国

德国

法国

荷兰

挪威

欧盟

英国计划2030年停售汽柴油车

德国出台280亿欧元汽车刺激计划,鼓励新能源车发展。

政策

法国宣提供80亿欧元的一揽子援助,给予5000/7000欧元新能源车购车补助以及换购补助

将原本结束于2019年底的电动汽车补贴延长到2025,并将在2020年提供1720万欧的补贴

免征电动车的销售税和增值税,并且免缴道路通行费、停车费。

提出了7500亿欧元的欧洲复兴计划,重点培育低碳经济,以德国、法国为代表的欧洲国家大幅提升新能源汽车购置补贴

资料来源:新华网,中国汽车工业信息网,国际能源网,电动邦,光大证券研究所整理

2、 布局中韩欧美生产基地,产能有待提升

2.1、 08-15年:开始进入动力电池领域,立足中韩布局

韩国市场:依托国内市场,利用优势地位进入电动汽车动力电池领域。2008年6月,三星SDI和博世合作建立合资公司SB Limotive(总部位于韩国),双方各自持股50%,合资公司将致力于研发、制造和销售车用锂离子电池。2009年,SB Limotive成为宝马刚推出的纯电动汽车Megacity的电池供货商,从而使三星SDI顺利进入了动力电池市场。

表5:SB LiMotive在亚洲、欧洲和美洲三大经济区的布局

全球

亚洲

国家

韩国

蔚山

斯图加特的费尔巴哈

欧洲

美洲

德国

——

美国 密歇根州、俄亥俄州

销售、营销和重要客户管理团队

2009年,收购Cobasys 及其在密歇根州Orion 和俄亥俄州Springboro 的两处基地

工厂

电池系统的研发和原型建立

地区

器兴

机构

公司总部、电池研发与测试部门

资料来源:盖世汽车资讯,光大证券研究所整理

韩国市场:全资收购博世股权,凭借宝马背书,开始世界扩张。2012年,三星SDI对SB Limotive进行全资收购,保留下SB Limotive在韩国的业务和宝马客户。三星SDI已经为30多个汽车电气化项目供应电池,且项目数量还在不断增加。

-14- 证券研究报告

电力设备新能源

图16:SB LiMotive的车型产品规划路线

资料来源:第一电动

韩国市场:动力电池基地——蔚山工厂奠基。2009年9月10日,SB LiMotive的蔚山工厂奠基开工,仅耗时九个月新工厂就已建成,工厂占地面积34,000平方米,此后开始量产混合动力汽车和纯电动汽车用锂离子电池。2009年, SB

LiMotive电池就已用于宝马的Megacity纯电动车;此外,宝马ActiveE 、大众也采用了SB LiMotive 的电池。

表6:三星SDI蔚山工厂生产线情况

生产线工厂1号线

2号线

3号线

4号线

资料来源:Marklines,盖世汽车咨询,光大证券研究所整理

状态完全投产

完全投产

完全投产

完全投产

产能(1000

1000

1000

1000

)主要客户宝马Megacity、宝马ActiveE 、大众、克莱斯勒、特斯拉

中国市场:电动汽车市场增长潜力巨大,政府积极推广。中国是全球最大的汽车市场,在电动汽车市场上的增长潜力最大。为了解决汽车普及带来的环境污染问题,中国积极推广电动汽车产业的发展。根据CPCA统计,在全球新能源汽车市场份额占比中,中国在2015-2019年间的占比始终占据第一,2020年上半年被欧洲反超,居于第二。

图17:全球新能源车市场份额变化

100%80%60%40%20%0%2020Q12020Q2中国资料来源:CPCA,光大证券研究所整理

欧洲美国

-15- 证券研究报告

电力设备新能源

中国市场:抢占先机,三星SDI加速中国市场的产能布局。中国市场作为全球汽车电池最重要的市场之一,为了在高速发展的中国电动汽车市场中占据有利地位,三星SDI率先在中国建立了专门生产动力电池的工厂,并已经投入批量生产。

表7:三星SDI中国动力电池基地

公司工厂投产竣工成立时间投资总额主要内容产能()主要客户江淮汽车、郑州宇通(中国及世界最大的客车生产企业)、北汽福田(中国最大的卡车生产企业)

由三星SDI公司与安庆环新集团、西安高科集团合作建设,分别占股50%、35%和15%。竣工的三2014年投产,2015年星SDI西安工厂拥有年产4万台高性能汽车动力2.99亿美元 2000(完全投产)

10月竣工 (纯电动EV标准)电池的最尖端生产线,生产线涵盖了生产汽车动力电池单元与模块的全工艺流程。

三星SDI、天津中环、经开国资三家公司联合设立,分别持股50%、30%、20%。主营业务包括开发、生产包括汽车用能量型动力电池在内的圆形锂离2015年10月设立 —— 2000(完全投产)

子电池等。但三星天津电池自成立以来发展不理想,处于亏损状态,2017年10月16日被两家重要股东公开转让30%的股权。

由三星SDI、长春永信集团汽车贸易有限公司、长2015年7月17日 5000万人民币 春高新创业投资集团有限公司在长春市高新区工——

商局注册成立。

三星环新(西安)动力电池

一期

三星天津电池 一期 ——

三星长春动力电池

——

一汽大众、上海大众和吉利汽车

资料来源:盖世汽车咨询,OFweek锂电,GGII,Marklines,光大证券研究所整理

2.2、 16-18年:中国白名单限制,转向欧洲布局

中国市场:三元锂电池风险评估,导致客户衰减。2016年1月,工业和信息化部装备司司长张相木表示,工信部将组织开展对三元锂电池的风险评估,在评估完成前,暂停三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录。这一事件导致只有三元电池的三星SDI彻底失去了中国客车客户。

中国市场:三星SDI面临政策限制和信任危机,在中国的发展基本停摆。2015年11月到2016年7月期间,工信部相继公布了四批《汽车动力蓄电池行业规范条件》企业目录(俗称“电池白名单”),四批白名单中均无外资企业入选。由于三星SDI一直未能进入白名单,导致其客户始终无法获得补贴进行生产,这样三星SDI就被挡在了中国市场门外。2017年2月,三星SDI天津工厂发生起火事故,加剧了外界对动力电池安全性的担忧。在这一连串事故下,三星SDI在中国市场基本停摆。

欧洲市场:新能源汽车销量增长,成为全球第二大新能源汽车市场。近年来,欧洲消费者对电动汽车的认可逐渐增加,新能源汽车销量正在稳步提高。据鑫椤锂电统计,2019年欧洲新能源汽车销量达到56.4万辆,远超美国市场的32.5万辆,成为全球第二大新能源汽车市场。2020年全年,欧洲共登记了136.7万辆新能源乘用车,同比增长达到了142%。

-16- 证券研究报告

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图18:欧洲新能源车市近年的销量情况

8增幅20192020销量(万辆)资料来源:鑫椤锂电,光大证券研究所整理

150%125%100%75%50%25%0%

欧洲市场:电池巨头纷纷在欧洲进行产能布局,三星SDI加速布局参与竞争。欧洲作为三大电动汽车市场之一,始终是国内外电池巨头的重要目标市场。特斯拉、三星、LG化学等企业分别在荷兰、匈牙利、德国等地已建或拟建工厂。

欧洲市场:在匈牙利建立动力电池工厂,不断增加生产线运营。2016年,三星SDI投入1000亿匈牙利福林(约人民币24亿元)在匈牙利建立电动车电池工厂,2017年5月匈牙利动力电池工厂正式落成,可年产电池5万组。匈牙利电池工厂主要面向当地及欧洲各国销售,1号产线于2018年底投入运营,而2-4号线则于2019年3月至2019年9月分别投入运营。

图19:韩国电池企业在欧洲投资建厂情况

资料来源:第一电动

-17- 证券研究报告

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表8:电池巨头选址欧洲建厂的主要原因

原因 主要内容

占据新能源汽车主要市场 欧洲是增速最快的电动车市场,欧洲各国对绿色车辆的需求正在快速增长,这得益于欧洲各国车辆排放标准的收紧。

拉近市场距离,便于电池企业欧洲拥有大众、奥迪、宝马、奔驰、保时捷、欧宝等众多汽车品牌,而这些车企已相继启动新能源汽车计划,靠近车企将更利于企快速反馈客户、用户需求 业技术借鉴和改进。

降低企业成本,包括物流成本欧洲具有良好的国民工业基础。以匈牙利为例,它在基础科学方面的教育水平很高,国民的技术水平不错,且工资水平只相当于韩及高素质人力人工成本 国的三分之一到一半的水平。

欧洲政府积极鼓励电动车的发展。以匈牙利为例,政府对工厂的长期设备投资或模具投资实行法人税退税政策;同时从资本输出国政府大力支持

角度看,中国工信部曾公开支持国内动力电池企业到国外投资建厂。

资料来源:GGII,光大证券研究所整理

2.3、 18年至今:重新进入中国市场,稳固全球布局

中国市场:外资动力电池政策松动,三星SDI业务开始恢复。“白名单”在2016年7月发布第四批之后不再更新,2018年5月由中国汽车动力电池产业创新联盟发布的《汽车动力蓄电池和氢燃料电池行业白名单(第一批)》发布,替换老版“白名单”。三星、LG化学、SK三家韩系电池企业都入选新版“白名单”,三星SDI动力电池开始出现在插电式混合动力车型。

表9:三星SDI中国动力电池基地

公司三星环新(西安)动力电池

工厂二期

投产竣工成立时间2018年12月开工

投资总额主要内容产能()主要客户宝马和大众

1.7万亿韩元(约合建筑面积16万平方米,项目建成后将形成5条105亿元) 60Ah锂离子动力电池生产线。

三星SDI二期项目与天津开发区签署投资合作协议。该项目投资8亿美元建设圆柱形电池项目,占地10万平方米。同年,又得到24亿美元8亿美元+24亿美元 (约合人民币165亿元)的增资加持,建设全球领先的动力电池生产线和车用MLCC(多层陶瓷电容器)工厂等新项目,同时将调整部分产品结构。

3000(建设中)

三星天津电池 二期 2018年上半年 7000(计划) ——

资料来源:GGII,Marklines,光大证券研究所整理(统计时间:截至2020年底)

中国市场:三星环新扩建生产线,三星SDI增加持股,巩固优势地位。2019年6月24日,陕西省发展和改革委员会官网发布“关于三星环新(西安)动力电池有限公司扩建120Ah锂离子动力电池生产线项目节能报告的审查意见”的信息。该项目由三星环新建设,总投资50亿元,将建设:

1)一条540万块120Ah锂离子动力电池生产线;

2)一条540万块37Ah锂离子动力电池生产线;

3)新增锂离子电池生产线设备共221台(套),新增氮气储罐一个及汽化器2台。2019年7月5日,三星SDI以3400万美元(约人民币2.39亿元)的价格增持三星环新(西安)动力电池有限公司股份,从原来的15%提升至65%,成为了三星环新的第一大股东;环新集团持股变为35%,西安高科正式退出。

-18- 证券研究报告

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图20:三星环新(西安)动力电池有限公司

三星SDI株式会社安徽环新集团(实际控制人)认缴金额:126100万元股份有限公司认缴金额:67900万元65%三星环新(西安)动力电池有限公司35%

资料来源:天眼查,光大证券研究所整理(统计时间:截至2021年2月)

欧洲市场:扩建匈牙利工厂,提升年产能。2019年10月15日,三星SDI计划投入3900亿匈牙利福林(约合人民币92亿)建立匈牙利第二家工厂,扩建后的工厂共有四条线,年产能为1200万块电池,可满足5万辆电动车的电池需求。2020年公司开工建设,计划2021年开始运营。

欧洲市场:匈牙利预计投资增幅大,以期迅速提升产能。三星SDI预计将在2030年之前在匈牙利投资12万亿韩元(约9.94亿美元),并将其产能逐渐提升到每个月1800万个电芯,其中1号工厂大约600万个,2号工厂1200万个。

美国市场:第一个大批量汽车电池生产工厂的建立。三星SDI宣布在密歇根州底特律附近投资6270万美元(约合人民币4.34亿元)建设动力电池工厂,作为三星SDI美国公司的电池组制造工厂、研发中心和汽车电池运营总部。密歇根州战略基金批准了为该项目设立的密歇根商业发展项目1000万美元的资助,此外该项目还得到了奥本山市的房产税减免和6项州教育税减免的支持。

-19- 证券研究报告

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3、 三星SDI优势

3.1、 专注研发,具备方形电池技术优势

3.1.1、三星集团产业链协同布局,三星SDI专利数量全球第二

背靠韩国最大财团三星集团,与兄弟公司协同布局产业链,共同抢占市场。上游方面,三星物产拥有Kisanfu钴矿15%的开采权,由三星物产向三星SDI供应钴原材料;下游方面,与消费领域巨头三星电子合作;同时三星SDI与ECOPRO

BM公司共同成立合资公司,布局正极材料。三星SDI与三星集团旗下兄弟子公司形成上下游协调合作的产业链,共同布局钴矿、正极材料、锂电池、消费电子等领域。

1)协同性研发机构的形成,为技术研究与开发奠定良好基础。三星SDI协同性研发结构由三星综合技术院(SAIT)、三星材料研究团队和三星SDI三方构成。其中,三星综合技术研究院(SAIT)负责进行前沿研究,并积极与国内外大学研究机构进行合作研究;三星材料研究团队负责开发下一代材料、产品;三星SDI研发团队负责改善产品,实现产品的商业化。

2)同一控股合并,实现协同作用。2014年,三星SDI公司用价值3.5万亿韩元(约合33亿美元)的股票收购三星第一毛织(三星集团旗下子公司)。通过合并,三星SDI可以利用被收购企业的化学与材料供应链扩展锂离子电池业务。对三星SDI长远发展来讲,此次收购对汽车和有机发光二极管(OLED)两个领域都将带来协同效应。

3)三星半导体与三星SDI均涉猎半导体业务,双方共享资源,可发挥协同优势。1978年,三星半导体从三星电子公司分立出来成为独立的实体,1983年起成功发展了64KDRAM超大规模集成电路,随后快速发展了许多新的半导体产品,逐渐成为全球的半导体厂商。三星SDI以1994年开发半导体工艺材料EMC*(环氧树脂模塑料)为起点,并逐渐将业务扩展至半导体、显示器等领域。2014年包括半导体工艺材料SOH, SOD在内的共5个产品跃升全球市场份额前三位。双方研究领域有所重叠,可以加大合作力度、资源共享,促进双方的共同发展。

图21:协同产业链布局

三星电子控股20.4%三星综合技术院研发三星物产:钴矿三星SDI:锂电池、半导体、正极材料被收购协同三星电子:消费端三星毛织资料来源:光大证券研究所整理

三星半导体

锂电池研发能力强,专利数量位居全球第二。截止2021年1月21日,根据Derwent innovations index检索,全球总共98981项锂离子电池专利,三星SDI以1523项专利排名第二,仅次于丰田。

-20- 证券研究报告

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图22:全球锂离子电池专利数top5机构

40000丰田三星SDI博世公司LG化学三洋

资料来源:Derwent innovations index,光大证券研究所整理(统计时间:2021年1月21日,单位:项)

核心材料专利数量众多,具备锂离子电池领域强劲的技术竞争力。三星SDI研发中心开发了锂离子电池的核心材料,并且根据研究成果获得了众多相关专利。截至2021年1月21日,根据Derwent innovations index检索,三星SDI在正极材料、负极材料、隔膜、电解液四大领域的专利数分别为:1356项、1101项、2685项、2660项,前三种材料的专利数均位于世界前三,电解液方面的专利数相对来说较少,居世界第七。

图23:正极材料专利数

3000

图24:负极材料专利数

300010000OKLE(SZ)OKLST(SZ)三星SDILG化学MDSKOKTECH0OKLST(SZ)OKLE(SZ)三星SDILG化学OKTECHMDSK索尼三洋松下电器松下电器索尼日立东芝丰田资料来源:Derwent innovations index,光大证券研究所整理(统计时间:2021年1月21日,单位:项)

注:MDSK为MATSUSHITA DENKI SANGYO KK;OKTECH为OCEANS KING SCI

TECHNOLOGY CO;OKLST(SZ)为SHENZHEN OCEANS KING LIGHTING SCI TECH;OKLE(SZ)为SHENZHEN OCEANS KING LIGHTING ENG CO LTD

资料来源:Derwent innovations index,光大证券研究所整理(统计时间:2021年1月21日,单位:项)

注:OKTECH为OCEANS KING SCI TECHNOLOGY CO;MDSK为MATSUSHITA DENKI

SANGYO KK;OKLST(SZ)为SHENZHEN OCEANS KING LIGHTING SCI TECH;OKLE(SZ)为SHENZHEN OCEANS KING LIGHTING ENG CO LTD

-21- 证券研究报告

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图25:隔膜专利数

4

图26:电解液专利数

750010000三星SDIMDSKLG化学丰田三洋日立索尼本田东芝15000三星SDIMDSKLG化学丰田三洋东芝日产松下电器松下电器日立索尼资料来源:Derwent innovations index,光大证券研究所整理(统计时间:2021年1月21日,单位:项)

注:MDSK为MATSUSHITA DENKI SANGYO KK

资料来源:Derwent innovations index,光大证券研究所整理(统计时间:2021年1月21日,单位:项)

注:MDSK为MATSUSHITA DENKI SANGYO KK

3.1.2、方形动力电池领域具备先发优势

布局方形电池和圆柱电池领域,暂无研发软包计划。动力电池企业的技术路线有圆柱电池、方形电池、软包电池三类。方形电池结构简单、能量密度较高、生产工艺相对简单,安全性较强,是德系整车企业主导的技术方向。目前,三星SDI动力电池以方形为主,同时积极跟进21700电池的生产。

表10:方形、圆柱、软包三大技术路线对比分析

技术路线方形电池

优点缺点方形硬壳电池壳体多为铝合金、不锈钢等材料,内部采用卷绕式或叠片式工艺,对电芯的保护作用型号太多,工艺统一难度大

优于铝塑膜电池(即软包电池),电芯安全性相对圆柱型电池也有了较大改善。

1)生产工艺成熟,Pack成本较低。

一般采用钢壳或铝壳封装,比较重,比能量相2)电池产品良率以及电池组的一致性较高,电池组散热性能优于方形电池(散热面积大)。

对较低

3)便于多种形态组合,适用于电动车空间设计的充分布局

1)安全性能好。结构上采用铝塑膜包装,发生安全问题时一般会鼓气裂开,而不会爆炸。

2)重量轻。软包电池重量较同等容量的钢壳锂电池轻40%,较铝壳锂电池轻20%。

一致性较差,成本较高,容易发生漏液

3)内阻小。软包电池的内阻较锂电池小,可以极大的降低电池的自耗电。

4)循环性能好。软包电池的循环寿命更长,100次循环衰减比铝壳少4%~7%。

5)设计灵活。外形可变任意形状,可以更薄,可根据客户的需求定制。

圆柱电池

软包电池

资料来源:钜大锂电,光大证券研究所整理

凭借全球小型电池强劲市场竞争力,扩展圆柱电池应用途径。2013年,三星 SDI

的18650动力电池正式进入特斯拉供应体系。2017年,三星SDI在北美国际汽车展上展示了旗下新型电池21700,该电池的能量密度是当时在产电池的两倍,并且新电池组成的电池组在20分钟内可以充进续航里程达370英里(600公里)的电池容量,且新型电池比当时在产电池减少了10%的组件和重量。

以方形电池为主打,构建完整电池产品线。三星SDI的方形单体电池产品线齐全,包括BEV纯电动汽车用电池(60Ah、94Ah)、PHEV插电混合用电(26Ah、37Ah)(26Ah会逐渐被37Ah取代)、HEV混合电动车用电池(5.2Ah、5.9Ag)、以及结合超级电容和锂离子化学的Hi-Cap(4Ah、11Ah)。

-22- 证券研究报告

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图27:三星SDI圆柱电池图

图28:三星SDI方形电池图

资料来源:电车资源

资料来源:公司官网

三星SDI专注于电池安全设计方面的研究,电池具有较高安全性能。三星SDI电池拥有非常高的安全性能,具有脱气通风口、固定安全系统和过充安全装置等安全设计,尤其是电池包装卷筒式结构的外壳十分坚固,比宁德时代的厚20%。三星SDI在方形电池针刺安全保护装置(NSD=Nail Safety Device)、过充安全保护装置(OSD=Overcharge Safety Device)、安全功能层(SFL=Safety

Functional Layer)、泄压装置均拥有核心专利,是其超越竞争对手的核心优势。

图29:锂离子电池结构

图30:三星SDI 60Ah电池结构图

资料来源:Daniel, “Materials and Processing for Lithium-ion Batteries,”

September 2008.

资料来源:CBEA

BEV纯电动汽车用电池从60Ah转变为94Ah电池,更具有竞争优势。三星SDI最早在BMW i3上使用的是60Ah单体电池,2016年宝马宣布在2017版的i3上使用94Ah的电池。94Ah相比60Ah容量增加将近了57%,电池系统可用能量增加了约45%,续航里程增加约41%(EPA测算法,NEDC测算法是64%),但单体电池的质量、体积、电池系统结构几乎没有变化。

-23- 证券研究报告

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表11:60Ah和94Ah电池的主要参数对比

容量

尺寸

质量

最小容量

标称电压

电压范围

单体电池总数量

模块数量

每个模块的单体电池数量

电池系统质量

系统总能量

系统可用能量

资料来源:CBEA,光大证券研究所整理

60Ah

173cm*45cm*125cm

~2kg

60Ah

3.7V

2.7-4.1V

96块

8块

12块

235kg

21.6kWh

18.8kWh

94Ah

94Ah

3.7V

2.75-4.15V

——

33.2

kWh

27.2

kWh

主攻三元电池,NCM与NCA路线共同发展。三元动力电池是大势所趋,可以细分为NCM路线和NCA路线,目前三星SDI以方形三元电池为主。NCM是指正极材料由镍钴锰三种材料按一定比例组合而成,产品类型从NCM111(N:C:M=1:1:1)到622、811变化,随着镍含量的增加,电池能量密度会得到相应提高;而NCA正极材料是由镍钴铝构成,三种材料通常的配比为8:1.5:0.5,日韩已经开始应用相对更高能量密度的NCA。

表12:三星SDI公司NCM和NCA基本信息对比

NCM

代表电池种类

能量密度

成本

生产工艺

循环寿命

安全性能

下游应用

NCM111、NCM622、NCM811

NCM811的电池理论能量密度上限为300wh/kg

随着镍含量的不断降低,目前成本小于NCA

NCM811生产工艺相较于NCA要简单

1000-2000.必须经常使用才能保证寿命,一旦不用,长时间放置会衰退很快

镍含量越高、安全性能越低,需要好的BMS管理系统以及电池包的设计

电动汽车、消费类产品、储能等

18650、21700系列

NCA电池理论能量密度上限为350wh/kg

NCA电池生产工艺要求较高,在钴使用量差不多的情况下,成本略高于NCM

对生产设备的密封性要求较高,NCA对温度敏感性较强,生产环境温度需要控制在10°以下,加大了生产和管理的成本

1000-2000,NCA不会出现NCM需要经常使用才能保证寿命的问题

需要好的BMS管理系统和电池包设计,但在一些极端滥用条件下的安全性上有明显优势

电动汽车、电动工具、园林工具等

NCA

资料来源:真锂研究,光大证券研究所整理

电池所用正极材料具备市场潜力,高镍技术发展路线为三星SDI长期发展奠基。根据European Commission的研究,在基于许多假设的前提下,正极材料市场的需求预计在2025年将达到400000吨,NCM的占比将达到最高份额48%。目前三星主要有NCM111和NCM622电池,根据规划,技术将朝着“NCM111-NCM622-NCM811-NCM811提升-全固态电池”的路线图升级。同时,三星SDI还将改良产品尺寸,引入快充材质和新型材料,向轻量化发展。

-24- 证券研究报告

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图31:2025年各正极材料占比预测

10%10%48%16%16%NCMLFPLCOLMONCA

资料来源:欧盟科学中心预测,光大证券研究所整理

表13:三星SDI技术发展路线图

时间

电池类型

性能指标

类型

2013年

传统锂电池

2016年

优化锂电池

2019年

创新锂电池

2020年及以后

Post锂电池

单体能量密度130Wh/kg

NCM与石墨 NCM

单体能量密度250Wh/kg

单体能量密度超过300Wh/kg

优化型NCM 锂空气电池

资料来源:CBEA,光大证券研究所整理

3.1.3、继续发展高镍路线,锂硫电池专利量大但后续发展不利

继续向高镍路线发展,推出Gen5动力电池,深化与宝马的合作。2020年5月,三星SDI推出第五代动力电池,该款电池单次充电的续航力可达600公里以上(意味着能量密度至少达到了600Wh/L),使用镍含量超过80%的高镍NCA正极材料,这是三星SDI首次将NCA运用在方形电池中。NCA由Ecoprobe提供,三星和Ecoprobe宣布成立Ecoprom正极材料合资企业,将在浦项的YongilBay园区内建造CAM6正极材料工厂。Gen5电池的能量密度较同业高出20%,每千瓦小时(kWh)成本降低20%,预计2021年在匈牙利工厂开始量产。据CBEA报道,宝马已成为三星SDI第5代电池的第一个客户。

图32:三星SDI第五代电池

资料来源:第一电动

-25- 证券研究报告

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提出“全固态电池技术发展蓝图”,降低起火风险。2020年3月,三星SDI宣布已发明一种提高全固态电池寿命和安全性的方法,电池采用固态电解质,在高温下不易燃,还能抑制锂枝晶生长避免穿刺短路,此外它负极使用银-碳(Ag-C)纳米复合层,能将能量密度提高到900Wh/L。三星SDI表示,这种固态电池充满电后,单次续航里程可超过800公里,电池循环寿命超过1000次,并且体积比同容量锂离子电池小50%。全固态电池(ASSB)由具有高面积容量(>6.8 mAh cm−2)的NMC正极、SSE和不需要过量锂的银-碳纳米复合层组成。铝和SUS箔分别用作正极和负极的集电器。相比传统锂电池和锂金属电池,ASSB拥有更高的体积能量密度。目前,该电池技术还处于原型阶段。

图33:全固态电池示意图

资料来源:Nature energy

图34:银-碳纳米复合层示意图

图35:ASSB更高的体积能量密度

资料来源:Nature energy

资料来源:Nature energy

三星SDI与锂硫电池相关的专利数量居首位,但后续发展不太理想。锂硫电池作为下一代锂电池,以对环境无害的硫元素作为电池正极,金属锂作为负极的一种锂电池。三星 SDI已经公开了一种锂硫电池,包括:

1)正极,包含硫或硫化合物作为活性物质;

2)负极;

3)隔板,介于阴极与阳极之间;

4)有机电解液,包含锂盐、具有式(CH2)3R1R2 的二烷氧基丙烷及有机溶剂。

-26- 证券研究报告

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据统计,截至2018年底,三星 SDI的相关专利公开量为186 件,约占全球相关专利公开总量的3.7%,居于首位。但三星SDI专利申请的时间主要集中在2000年到2004年,在2005 年之后出现明显的萎缩。以发明专利为例,专利保护期限为 20 年,在2021年到2024年间三星 SDI 相关专利的保护期限将陆续到期。与LG化学近年持续增加的专利数量相比,三星SDI明显处于劣势。

图36:截至2018年底锂硫电池全球专利数量top10

2中科院大连化学物…

图37:申请人各年度专利申请量分布

0三星SDILG化学博世公司OXIS

ENERGYSION

POWER现代汽车公司BASF

SE中南大学浙江大学资料来源:中国专利保护协会,光大证券研究所整理(单位:项)

资料来源:中国专利保护协会

3.2、 客户集中,核心客户份额稳定

深度绑定BMW,客户偏向高端。自三星 SDI 进入动力电池领域以来,欧洲、美国和亚洲的主要汽车制造商开始与其开展合作项目,且项目数量还在不断增加。三星 SDI 是BMW的官方战略合作伙伴。

表14:三星SDI与客户合作事件回顾

客户签约时间2009年

2014.06.14

2014.7.15

事件由合资公司SB Limotive为i3和i8提供锂电池组,SB LiMotive解散后,有关宝马混合动力、纯电动车所需的电池组件,都直接由三星SDI生产。

为宝马i3和i8电动车及后续HEV车型提供电池

为宝马未来几年推出的电动/混动车型供应电池。双方签署的合作协议价值预计将达到数十亿欧元,但双方没有公布具体的金额。根据新协议,两家公司将共同开发下一代电池材料以及其它电池相关技术,从而寻找拓展全球销量的途径。另外,宝马X5插电式混合动力车也将搭载三星SDI电池。

双方签署了价值29亿欧元(约合人民币226.05亿元)的电池供应合同,供货时间为2021年到2031年。据了解,2020年后三星SDI电池组将在宝马新一代电动汽车上使用,预计电池续航距离和高速充电等核心性能将得到改善。

双方在韩国首尔签署谅解备忘录,三星SDI将在未来几年内为宝马集团提供BMW i3、BMW i8和其他混合动力车型的动力电池。

为电动车提供锂离子充电电池

2015年起,三星SDI持续为大众帕萨特GTE和奥迪等车型提供动力电池

自2020年开始,三星SDI将为其计划推出的新型纯电动车供应电池每年提供5GWh的圆柱形电池。为向捷豹路虎提供圆柱电池,三星SDI将在匈牙利的电池厂专门建一条生产“21700”圆柱电池的生产线。该21700电池是下一代电池技术,直径为21毫米,高度为70毫米,电池容量比18650电池高50%。

双方达成战略联盟,为沃尔沃集团的电动卡车提供电池单元和模块,并将在其工厂中进行组装。沃尔沃集团是全球最大的商用车制造商之一,三星SDI与其成立战略联盟,未来订单是很可观的。

双方在法兰克福的国际汽车展(IAA)上签署了一项协议。根据协议,三星SDI 将从2020年到2027年向AKASOL提供总容量为13 GWh的锂离子电芯和模组。

SB LiMotive Ltd.表示将从2012年起向德尔福供应锂离子电池,这只是SB LiMotive和德尔福签订的为期10年的合作协议中的一部分。SB LiMotive供应的锂电池将被德尔福用在电池组和推进系统里,并用于混合动力商用车产品上。

SB LiMotive将为其即将推出的电动车菲亚特500EV提供锂离子电池。菲亚特500EV是电动版菲亚特500,将于2012年在美国上市,并由克莱斯勒经销商销售。

宝马

2019.11

2020.03

2013

大众

——

捷豹路虎 2018.09.15

瑞典沃尔沃

德国电池系统制造商AKASOL

德尔福

克莱斯勒

2019.07

2019.09

2009.12

2010.11.07

-27- 证券研究报告

电力设备新能源

奥迪已与LG化学和三星SDI达成合作,将共同开发用于其纯电动SUV的高容量电池。

为首款量产电动汽车提供锂离子电池。两家公司表示已经在研发下一代圆柱形电池电芯,该电芯可以在能量密度、功率、日历寿命、安全性上超越现有一些电池,同时可承受频繁的快速充电。

双方在伟巴斯特总部慕尼黑斯多克多夫签署了合作意向书,并计划在商用车高压动力电池制造领域开展合作。

奥迪

美国电动汽车创业公司Lucid Motors

伟巴斯特

2015.8.13

2016

2018.03

资料来源:搜狐、盖世汽车资讯,CBEA,钜大锂电,光大证券研究所整理

与宝马、大众密切合作,推动双方的互惠共赢。根据CPCA统计,近年来宝马新能源车销量中插混车型占比逐渐增加,2020年前三季度中插混占比达到75%;而大众集团新能源车型中纯电动车型逐年增加,到2020年前三季度已达60%。宝马和大众作为三星SDI的主要客户,宝马插混车型中的宝马MINI、宝马X3、宝马X5、宝马i8等车型,以及大众集团纯电动车型中的奥迪etron等车型,在锂离子电池供应方面均与三星SDI建立了密切的合作,有助于三星SDI的进一步发展。

图38:宝马欧洲新能源销量变化

100%75%50%25%

图39:大众集团新能源车市场表现

100%80%60%纯电动插混纯电动40%插混0%20%0%

资料来源:CPCA,光大证券研究所整理

2

资料来源:CPCA,光大证券研究所整理

表15:三星SDI对整车厂商具体车型的供应情况

地区整车厂商BMW

BMW

BMW

BMW

BMW

BMW

BMW

BMW

欧洲 BMW

BMW

BMW

BMW

BMW

BMW

BMW

BMW

Audi

车型330e (Germany)

330e xDrive (Germany)

530e (Germany)

530e iPerformance (Germany)

530e xDrive (Germany)

745Le xDrive (Germany)

MINI Cooper SE Countryman All4

(Netherlands)

i3s (Germany)

i8 (Germany)

i3 (Germany)

225xe (Germany)

3 Series PHV (Germany)

740e (Germany)

X5

i3

i8

e-tron (Belgium)

车型年份2020、2016、2015

2020

2020

2020

2020

2020

2020

2020

2020、2016

2019、2016

2016

2016

2015

2014

2014、2013

2014、2013

2019

零部件名称锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池(B38 3-cylinder turbo

petrol)

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

-28- 证券研究报告

电力设备新能源

Audi e-tron quattro concept (Germany)

Land Rover Range Rover (AWD) (UK)

Land Rover Range Rover P400e

(AWD) (UK)

Cayenne E-Hybrid (AWD) (Germany)

Panamera 4 E-Hybrid (AWD)

(Germany)

Panamera Turbo S E-Hybrid Sport

Turismo (AWD) (Germany)

Panamera Turbo S E-Hybrid Sport

Turismo (Germany)

Cayenne S E-Hybrid (Germany)

Mercedes-Benz S-Class (Germany)

Mercedes-Benz C350e (Germany)

Mercedes-Benz C350eL (Germany)

500EV

X3 xDrive30e (USA)

X5 xDrive 45e (USA)

X5 xDrive40e (USA)

赛力斯 SF5 (China)

ES8 (China)

艾瑞泽7e (FF) (China)

iEV6S (China)

云100 (China)

2015

2019

2018

2019

2018

2018

2018

2015

2016

2015

2015

2012

2020

2020

2016

2020

2018

2016

2016

2015

锂离子电池

三元锂离子电池(2.0T)(8AT)

锂离子电池(2.0T)(8AMT)

锂离子电池(2.0T)(8AMT)

锂离子电池(2.9T)(8DCT)

锂离子电池(8DCT)

锂离子电池(4.0T)(8DCT)

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

锂离子电池

三元锂离子电池(单体)

锂离子电池单体

三元锂离子电池(1.6L)(7CVT)

锂离子电池

三元锂离子电池

Jaguar Land Rover

Jaguar Land Rover

Porsche

Porsche

Porsche

Porsche

Porsche

Daimler

Daimler

Daimler

Fiat

BMW

美洲 BMW

BMW

金康新能源

蔚来

中国 奇瑞

江淮

众泰

资料来源:Marklines,光大证券研究所整理

三星SDI与中国客户合作较少,目前下列产品已淘汰。三星SDI给中国客户中联重科、丹东黄海、北汽、金龙和东风等都提供了配套电池,提供的电池芯号大多是CS0940,电池类型均为NCM方形,但就目前来说合作客户仍较少。

表16:三星SDI在中国配套锂电池配套客户情况

电池 通用名称 工况续航km

140

252

252

240

350

150

电芯型号

CS0600

CS0940

CS0940

CS0940

CS0940

INR18650-29E

电芯类型

NCM方形

NCM方形

NCM方形

NCM方形

NCM方形

NCA圆柱

电芯能量密度(Wh/kg

122

169

169

169

169

电池包带电量(KWh)

31.5

67.8

67.8

69.2

91.3

20.4

配套PACK厂家

北京智行鸿远

惠州亿能

惠州亿能

福田

北京智行鸿远

台州台鹰

电池包能量密度(Wh/kg)

68

98

98

118

131

122

备注

淘汰

淘汰

淘汰

淘汰

淘汰

淘汰

中联重科 EV专用车

丹东黄海 EV专用车

丹东黄海

北汽

金龙

东风

EV客车

EV专用车

EV专用车

EV专用车

资料来源:真锂研究,光大证券研究所整理

3.3、 上游原材料的采购与布局

新能源汽车产业链涉及多个行业,较为复杂。与传统汽车最大的不同在于,新能源汽车使用了电池、电机、电控部分代替了发动机。新能源汽车产业链中增加了电池(包括上游原材料产业)、电机、电控系统,以及充电桩/充电站。电池系统是新能源汽车性能的关键,占整车成本的35%~50%,因此进行上游原材料布局,降低电池生产成本,有利于提高企业的竞争力。

-29- 证券研究报告

电力设备新能源

图40:新能源汽车产业链

资料来源:光大证券研究所整理

锂离子电池重要元素地壳丰度高,有利于动力电池领域的发展。锂作为锂离子电池技术中的重要元素,在地壳中的平均丰度相对较高(17ppm),是岩石圈中的第27大元素。

图41:锂资源分布前三大洲

60%

图42:锂储量的地理分布

45%30%15%0%南美洲亚洲北美洲资料来源:欧盟科学中心,光大证券研究所整理(统计时间:2015年)

南美洲澳洲欧洲北美洲亚洲资料来源:欧盟科学中心,光大证券研究所整理(统计时间:2015年)

与锂、镍、钴上游原材料企业合作,保证供应体系畅通。三星SDI与赣锋锂业、嘉能可等公司建立了锂、镍、钴材料等方面的合作,保证电池材料所需基本材料的供应充分,促进电池生产的可持续性。

表17:锂、镍、钴原材料供应

材料锂

时间2018

2020

合作企业赣锋锂业

事件三星SDI认购赣锋锂业2,375万股H股,成为其基石投资者。

钴 2018.12

双方达成一项非约束性谅解备忘录(MOU)。三星SDI将从Pure Minerals旗下的TECH项目中每年采购澳大利亚锂矿公司Pure

6000吨镍,承购协议为3-5年,合计采购量将达1.8-3.0万吨。目前,TECH项目的生产能力为年产6000Minerals

吨镍,这意味着三星SDI锁定了TECH项目未来3-5年的镍材料产能。

与合作伙伴共同在刚果民主共和国(金)(钴最大储量国,世界钴矿一半的产量来自刚果民主共和国的加丹三星电子、宝马集团、加省铜矿带)启动联合钴试点项目。该项目旨在解决手工采矿面临的挑战,寻求确定可行的解决方案,改巴斯夫欧洲公司

善矿场工作条件。

-30- 证券研究报告

电力设备新能源

全球钴矿巨头嘉能可双方签署协议,三星SDI将从2020年至2024年期间向嘉能可采购21,000吨钴原料。粗略测算,这个规(Glencore) 模可满足超过100GWh锂离子电池对于金属钴的需求,电池量可配套超过210万辆电动汽车。

2020

资料来源:东方财富网,GGII,盖世汽车资讯,CBEA,光大证券研究所整理

供应体系开放,进行国际化采购。为了降低成本,保持竞争力,三星SDI积极与优质的电池原材料供应商达成合作,主要分布在中日韩三国。

1)四大主流原材料:①从发展前景来看,三元材料在国家政策、市场需求等方面都占据先天优势。②负极材料的技术路线主要集中在碳材料负极,目前最常用的是石墨类材料,包括人工石墨和天然石墨。未来硅基负极的发展空间巨大,但是短期内负极材料仍以传统石墨材料为主。③隔膜一般采用聚乙烯、聚丙烯或它们的复合膜,性能受材料、制作工艺、厚度、微孔密度等多方面因素影响。④电解液中的溶质是最主要的成分,占电池整体成本的 40%以上。电解质一般为具有较低晶格能的含氟锂盐有机溶液,目前主要的电解液的溶质为六氟磷酸锂。

2)计划成立合资企业,实现正极材料独家供应。正极材料决定了动力电池的性能和成本,是动力电池企业布局的重点。2020年2月,三星SDI与ECOPRO BM公司宣布将共同成立合资公司(三星SDI投资480亿韩元,持股40%;ECOPRO

BM投资720亿韩元,持股60%)批量生产下一代正极材料。合资公司生产的正极材料将独家供应三星SDI,两家公司将通过合资企业保持技术垄断。同时,三星SDI还计划投资ECOPRO BM以建立战略合作伙伴关系。

表18:SDI供应链情况

国家 正极

格林美

当升科技

中国

中伟股份

包头三德(未上市)

宁波金和(未上市)

三星SDI

韩国

韩国正极材料企业L&F

POSCO ESM

ECOPRO

日本

美国

欧洲

负极

贝特瑞

璞泰来子公司江西紫寰

POSCO ESM

日立化成

三菱化学

日本碳素

美国锂电池测试设备开发商Novonix(采购石墨负极材料)

隔膜

恩捷股份

SK energy

旭化成

东丽

日本帝人

电解液

新宙邦

江苏国泰

江苏国泰

天津金牛(未上市)

杉杉股份

韩国旭成

三菱化学

优美科(从2020年开始,供应总计80000公吨的NCM材料)

资料来源:GGII,真锂研究,光大证券研究所整理

3.4、 同业对比

3.4.1、客户对比

与LG化学、CATL相比,三星SDI客户群体结构集中,绑定松散。客户资源上,三星SDI与LG Chem、CATL和松下相比处于劣势,LG Chem与CATL客户覆盖全面,三星SDI的客户群体主要集中于宝马和大众,结构比较集中。此外,宝马和大众的供应同时也向其他电池企业开放,宁德已经成为宝马动力电池主要供应商,LG和松下为大众提供动力电池。

-31- 证券研究报告

电力设备新能源

表19:头部动力电池企业配套车企对比

国家 车企

通用

福特

菲亚特克莱斯勒

美国

特斯拉

Lucid Motors

伊顿

德尔福

现代起亚

韩国

Ssangyong Motor

CT&T

大众

雷诺

奥迪

戴姆勒

宝马

欧洲

法拉第

捷豹路虎

标志雪铁龙

保时捷

奔驰

沃尔沃

长安汽车

奇瑞汽车

上汽集团

长城汽车

北汽

一汽集团

吉利

中国

蔚来

广汽

东风

江淮

宇通

威马

金康新能源

众泰

日产

本田

丰田

日本

斯巴鲁

三菱

马自达

越南

印度

VINFAST

马恒达

宁德时代

LG化学

★(曾经是)

★(曾经是)

★(曾经是)

★(北京现代)

★(曾经是)

★(曾经是)

松下

三星SDI

资料来源:各公司公告,GGII,SMM,韩国时报,inside EVs,盖世汽车资讯,CBEA,动力电池网,Marklines、真锂研究,光大证券研究所整理

-32- 证券研究报告

电力设备新能源

对新能源热销车型供应较少,未来需进一步强化车企绑定关系。在2020上半年的新能源汽车销量top10中,只有一款车型由三星SDI提供,有四款车型由LG化学供应。

图43:2020H1全球新能源车车型销量top10

161284奥迪e-tron雷诺ZoeTesla

Model

3宝马530e/Le比亚迪秦Pro

EV现代Kona

EV三菱欧蓝德PHEV大众帕萨特0日产Leaf大众e-Golf

资料来源:EV sales,光大证券研究所整理 (单位:万辆)

注:黄色为三星SDI供应动力电池车型,蓝色为LG化学供应车型。

3.4.2、产能对比

三星SDI产能落后明显,需要加快产能的全球布局。截至2020年底,CATL产能为83.5GWh,LG化学为70.8GWh,而三星SDI仅有19GWh。在建和计划产能方面,CATL共有197.5GWh,LG化学共98GWh,三星SDI则只有10GWh。可见,无论是已有产能,还是计划和在建产能方面,三星SDI与CATL和LG化学都有明显差距。

图44:四大动力电池企业全球产能

图45:四大动力电池企业全球现有产能

资料来源:marklines;单位:GWh(统计时间:截至2020年底)

资料来源:marklines;单位:GWh(统计时间:截至2020年底)

三星SDI占有率有明显提升,但与主要竞争者相比仍有较大差距。2020年上半年,三星SDI在全球动力电池市场中的出货量市占率达到6%,相比2019年的

-33- 证券研究报告

电力设备新能源

市占率4%,有了明显的提升,但是与LG化学2020年上半年的市占率25%相比,有很大的落差。

图46:主要动力电池企业出货量市场份额对比

40%30%20%10%0%20152016LG化学资料来源:SNE Research,光大证券研究所整理

20172018松下三星SDI20192020H1CATL

三星SDI装机量以及占比都较低,未来仍需要进行积极布局。在2012年到2019年间,松下、LG化学和三星SDI的装机量都呈现明显的上升趋势,但是三星SDI与松下、LG化学相比,增长幅度较小,在竞争中处于落后地位。就装机量占比而言,排名前三依次为松下、LG化学和三星SDI,可以看出松下占比要明显的优于LG化学和三星SDI,LG化学以微弱的优势超过三星SDI。

图47:海外电动乘用车市场电池企业装机量

353

松下LG化学图48:海外电动乘用车市场电池企业装机量占比

75%60%45%30%松下LG化学AESCSKIAESCSKILEJ三星SDI15%0%LEJ三星SDI20192017

资料来源:真锂研究,光大证券研究所整理

注:数据包括车企与电池企业合资公司的出货量

资料来源:真锂研究,光大证券研究所整理(单位:GWh)

注:数据包括车企与电池企业合资公司的出货量

3.4.3、研发对比

三星SDI与LG化学锂离子专利数竞争激烈,目前暂居第一。截至2021年1月21日的更新数据显示,目前三星SDI锂离子电池领域的专利数为1523项,相较于LG化学的1431项,具有微弱的优势地位。

-34- 证券研究报告

电力设备新能源

图49:锂离子电池专利数对比

160三星SDILG化学松下宁德时代

资料来源:Derwent innovations index,光大证券研究所整理(统计时间:截至2021年1月21日)

4、 投资建议:重点关注三星SDI上游

随着海外电动车市场的兴起,三星SDI上游产业链将充分受益,国内的供应链也将充分受益于未来的发展趋势。

建议关注三星SDI国内供应链上的投资标的:

1)正极:格林美、当升科技、中伟股份、包头三德(未上市)、宁波金和(未上市);

2)负极:贝特瑞、璞泰来;

3)隔膜:恩捷股份;

4)电解液:新宙邦、江苏国泰、天津金牛(未上市)、杉杉股份。

5、 风险分析

经营风险

三星SDI目前产能布局明显落后于其他竞争对手,这从根本上阻碍了三星SDI的未来发展。

在产能扩张方面,很可能出现由于公司管理层了解不足、经济政策不确定性等原因导致决策失误,产能扩张进程缓慢。

锂电技术更新换代速度快,若三星SDI的技术路线无法跟上时代步伐或出现致命性偏差,会导致竞争力下降,影响长远发展。

市场风险

宏观经济政策会影响新能源行业的发展。在国际贸易方面,欧美对中国实施了贸易壁垒,这会阻碍三星SDI欧美工厂与中国相关企业之间的贸易往来。

新能源车、动力电池等受资本追捧,热度高、发展相当快,但当泡沫破裂之后,资本受利益驱动将从该行业中转移,届时新能源行业的相关企业融资将会困难。而且由于市场竞争激烈,市场平均价格逐年走低,公司的盈利水平会被压缩。

电池总成本中原材料成本占比较高,电池业务的盈利水平受原材料价格波动的影响较大。

-35- 证券研究报告

行业及公司评级体系

评级

买入

增持

中性

减持

卖出

无评级

基准指数说明:

未来6-12个月的投资收益率领先市场基准指数15%以上

未来6-12个月的投资收益率领先市场基准指数5%至15%;

未来6-12个月的投资收益率与市场基准指数的变动幅度相差-5%至5%;

未来6-12个月的投资收益率落后市场基准指数5%至15%;

未来6-12个月的投资收益率落后市场基准指数15%以上;

因无法获取必要的资料,或者公司面临无法预见结果的重大不确定性事件,或者其他原因,致使无法给出明确的投资评级。

A股主板基准为沪深300指数;中小盘基准为中小板指;创业板基准为创业板指;新三板基准为新三板指数;港股基准指数为恒生指数。

说明

分析、估值方法的局限性说明

本报告所包含的分析基于各种假设,不同假设可能导致分析结果出现重大不同。本报告采用的各种估值方法及模型均有其局限性,估值结果不保证所涉及证券能够在该价格交易。

分析师声明

本报告署名分析师具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并注册为证券分析师,以勤勉的职业态度、专业审慎的研究方法,使用合法合规的信息,独立、客观地出具本报告,并对本报告的内容和观点负责。负责准备以及撰写本报告的所有研究人员在此保证,本研究报告中任何关于发行商或证券所发表的观点均如实反映研究人员的个人观点。研究人员获取报酬的评判因素包括研究的质量和准确性、客户反馈、竞争性因素以及光大证券股份有限公司的整体收益。所有研究人员保证他们报酬的任何一部分不曾与,不与,也将不会与本报告中具体的推荐意见或观点有直接或间接的联系。

特别声明

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