新能源車的發展既有賴于政策的推動，也需要動力電池持續降本的支持，本周專題我們研究了動力電池的成本結構。我們在動力電池成 本模型里將 PACK 成本拆分成材料成本和生產成本，其中材料成本又包括電芯材料、模組材料及 PACK 材料，生產成本 包括人力成本、折舊及其他制造費用。我們參考 ANL 的成本測算模型，選取方形電池進行成本拆分。據我們測算，在僅 考慮電芯的情況下，目前三元 523 和磷酸鐵鋰電芯的度電成本分別為 486.96 和 374.44 元/kWh，在考慮模組、PACK 及 電池系統的情況下，目前三元 523 和磷酸鐵鋰電池系統的總度電成本分別為 724.91 和 612.40 元/kWh。（注：本測算以 提供模型思路為主，具體數值與實際情況可能存在偏差）
鋰電池根據應用領域的不同分為動力電池、儲能電池和消費電子電池，不同類型鋰電池的成本構成自然不同，本篇報告主要 講述應用最廣泛的動力電池成本結構。動力電池在不同的正負極材料下其成本有一定差別，整體來看材料成本占比較大，人 工成本、折舊及其他制造費用占比較小，而材料成本則主要以正負極材料、隔膜、電解液和組件為主。 我們在動力電池成本模型里將 PACK 成本拆分成材料成本和生產成本，其中材料成本又包括電芯材料、模組材料及 PACK 材 料，生產成本包括人力成本、折舊及其他制造費用。我們參考 ANL 的成本測算模型，選取方形電池進行成本拆分。
我們假設單車帶電量 60kWh，包括 1 個電池包，20 個模組和 240 個電芯，以上假設主要用于測算模組和 PACK 組件成本。 我們選取三元動力鋰電池 523 型和磷酸鐵鋰電池作為研究對象進行分析比較。參考當升科技公告數據，我們假設三元（523） 正極材料實際克容量為 157mAh/g。參考國軒高科和豐元股份公告數據，目前國內磷酸鐵鋰正極材料實際克容量基本已經達到 150mAh/g，我們取 145mAh/g 的平均水平作為磷酸鐵鋰正極材料實際克容量假設。參考杉杉股份公告數據，我們假設負極活 性材料（人造石墨）實際克容量為 350 mAh/g。
1.正極材料
正極材料包括正極活性材料、正極用碳添加劑（導電劑）、正極粘合劑、正極集流體（鋁箔）和正極組件正極端子。據我們測 算，目前三元 523 正極活性材料、導電劑、粘合劑、鋁箔、正極端子度電成本分別為 195.25、1.81、5.42、6.08、6.53 元/kWh， 磷酸鐵鋰電池分別為 73.59、2.19、6.57、6.74、6.55 元/kWh，活性材料均占成本的絕大比重。考慮到材料損耗，我們測算 得出三元 523 正極材料度電總成本為 238.99 元/ kWh，磷酸鐵鋰正極材料度電總成本為 106.27 元/ kWh，兩者正極材料成本 相差較大，主要是由于近年來磷酸鐵鋰價格下降較快，而三元正極材料價格受貴金屬相對稀缺影響價格降幅相對較小。
2.負極材料
負極材料包括負極活性材料、負極粘合劑、負極集流體（銅箔）和負極組件負極端子。據我們測算，目前三元 523 負極活性 材料、粘合劑、銅箔、負極端子度電成本分別為 48.66、0.99、41.37、19.32 元/kWh，磷酸鐵鋰電池分別為 52.27、1.07、 45.81、19.54 元/kWh，負極材料中活性材料、銅箔和負極端子成本占比較高，粘合劑占比較低。考慮到材料損耗，我們測算 得出三元 523 負極材料度電總成本為 122.59 元/ kWh，磷酸鐵鋰負極材料度電總成本為 131.87 元/ kWh。由于能量密度的不 同以及其他材料接近的原因，磷酸鐵鋰電池的負極材料成本高于三元電池。
3.隔膜
三元和磷酸鐵鋰電池隔膜的度電成本較為接近，三元為 31.29 元/ kWh，磷酸鐵鋰的為 34.86 元/kWh，區別同樣在于磷酸鐵鋰 電池能量密度較低導致材料用量多于三元。
4.電解液
電芯材料中電解液占比較隔膜略低。三元 523 電解液的度電成本為 20.93 元/ kWh，磷酸鐵鋰為 25.28 元/ kWh。
5.電芯其他材料
除以上外，電芯其他成本主要還包括外殼和導熱片，整體占比較低。三元 523 和磷酸鐵鋰電池其他電芯材料的度電成本分別 為 12.18 和 12.69 元/ kWh。
6.模組、PACK 材料
按照工藝順序電芯之后是模組和 PACK，其中模組材料包括電壓控制器、模組端子、模組外殼以及模組連接器，PACK 材料主 要包括 PACK 端子、匯流條和 PACK 外殼。據我們測算，三元 523 電池的模組材料和 PACK 材料度電成本分別為 102.8 和 58.15 元/ kWh，磷酸鐵鋰的分別為 105.77 和 58.19 元/ kWh。至此，我們已完成 PACK 總材料成本的測算，經加總后得出三 元 523 和磷酸鐵鋰的 PACK 所有材料的總度電成本分別為 586.92 和 474.93 元/ kWh。考慮電池管理系統和熱管理組件成本 的情況下，我們測算得出目前三元 523 和磷酸鐵鋰電池系統材料總度電成本分別為 660.92 和 548.93 元/ kWh。
7.人工成本、折舊及其他制造費用
動力電池生產成本包括人工成本和制造費用，制造費用其中有包括設備和房屋建筑折舊及其他制造費用。我們假設 1GWh 產 能設備投資價值 3 億元，人工 400 人，每年工作 300 天，每天工作 8 小時，人工小時數為 960000 小時/年，工時費 25 元/時， 對應 2400 萬元/年，得出人工成本 24 元/KWh；設備折舊年限為 8 年，年折舊率為 12.5%，得出設備折舊 37.5 元/KWh；單 GW 產線占地面積 4500 平方米，房屋建筑固定資產支出 15000 元/平方米，折舊年限為 20 年，年折舊率 5%，得出房屋建筑 固定資產折舊為 3.38 元/KWh。整體上，我們測算得出三元 523 和磷酸鐵鋰電池人工的度電成本分別均為 24 元/KWh，折舊 對應的度電成本分別均為 40.88 元/KWh，其他制造費用對應的度電成本分別均為 11.29 元/KWh。
僅考慮電芯的情況下，三元 523 和磷酸鐵鋰電芯的度電成本分別為 486.96 和 374.44 元/kWh。
在考慮模組、PACK 及電池系統的情況下，三元 523 和磷酸鐵鋰電池系統的總度電成本分別為 724.91 和 612.40 元/kWh。
