涨知识：新能源汽车动力电池的成本构成

互推小编 2023-09-09

　　锂电池根据应用领域的不同分为动力电池、储能电池和消费电子电池，不同类型锂电池的成本构成自然不同，我们今天就来讲一讲最广泛的新能源汽车动力电池成本。

　　电池单体是构成蓄电池的最小单元，由正极、负极、有机电解液等组成。而电池模组是由数个电池单体并联在一起，通过将数个电池组串联在一起组成一个电池单元，再将由数个电池单元串联在一起，就能构成动力电池的总成。

　　动力电池在不同的正负极材料下其成本有一定差别，整体来看材料成本占比较大，人工成本、折旧及其他制造费用占比较小，而材料成本则主要以正负极材料、隔膜、电解液和组件为主。

我们在动力电池成本模型里将 PACK 成本拆分成材料成本和生产成本，其中材料成本又包括电芯材料、模组材料及PACK材料，生产成本包括人力成本、折旧及其他制造费用。我们参考ANL的成本测算模型，选取方形电池进行成本拆分。

图1：动力电池模型示意图

图2：方形动力电池

我们假设单车带电量60kWh，包括1个电池包，20个模组和240个电芯，以上假设主要用于测算模组和PACK组件成本。我们选取三元动力锂电池523型和磷酸铁锂电池作为研究对象进行分析比较。参考当升科技公告数据，我们假设三元(523)正极材料实际克容量为157mAh/g。参考国轩高科和丰元股份公告数据，目前国内磷酸铁锂正极材料实际克容量基本已经达到150mAh/g，我们取145mAh/g的平均水平作为磷酸铁锂正极材料实际克容量假设。参考杉杉股份公告数据，我们假设负极活性材料(人造石墨)实际克容量为350mAh/g。

动力电池模型原始假设表

	单位	三元（523）	磷酸铁锂
单车电量	kWh	60	60
PACK数量	个	1	1
模组数量	个	20	20
电芯数量	个	240	240
正极材料克容量	mAh/g	157	145
负极材料克容量	mAh/g	350	350

　　一、正极材料

正极材料包括正极活性材料、正极用碳添加剂(导电剂)、正极粘合剂、正极集流体(铝箔)和正极组件正极端子。据我们测算，目前三元523正极活性材料、导电剂、粘合剂、铝箔、正极端子度电成本分别为195.25、1.81、5.42、6.08、6.53元/kWh，磷酸铁锂电池分别为73.59、2.19、6.57、6.74、6.55元/kWh，活性材料均占成本的绝大比重。考虑到材料损耗，我们测算得出三元523正极材料度电总成本为238.99元/kWh，磷酸铁锂正极材料度电总成本为106.27元/kWh，两者正极材料成本相差较大，主要是由于近年来磷酸铁锂价格下降较快，而三元正极材料价格受贵金属相对稀缺影响价格降幅相对较小。

三元523和磷酸铁锂电池正极材料度电成本比较

　　二、负极材料

负极材料包括负极活性材料、负极粘合剂、负极集流体(铜箔)和负极组件负极端子。据我们测算，目前三元523负极活性材料、粘合剂、铜箔、负极端子度电成本分别为48.66、0.99、41.37、19.32元/kWh，磷酸铁锂电池分别为52.27、1.07、45.81、19.54元/kWh，负极材料中活性材料、铜箔和负极端子成本占比较高，粘合剂占比较低。考虑到材料损耗，我们测算得出三元523负极材料度电总成本为122.59元/kWh，磷酸铁锂负极材料度电总成本为131.87元/kWh。由于能量密度的不同以及其他材料接近的原因，磷酸铁锂电池的负极材料成本高于三元电池。

三元523和磷酸铁锂电池负极材料度电成本比较

　　三、隔膜

三元和磷酸铁锂电池隔膜的度电成本较为接近，三元为31.29元/kWh，磷酸铁锂的为34.86元/kWh，区别同样在于磷酸铁锂电池能量密度较低导致材料用量多于三元。

三元523和磷酸铁锂电池电芯隔膜度电成本比较

　　四、电解液

电芯材料中电解液占比较隔膜略低。三元523电解液的度电成本为20.93元/kWh，磷酸铁锂为25.28元/kWh。

三元523和磷酸铁锂电池电解液度电成本比较

　　五、电芯其他材料

除以上外，电芯其他成本主要还包括外壳和导热片，整体占比较低。三元523和磷酸铁锂电池其他电芯材料的度电成本分别为12.18和12.69元/kWh。

三元523和磷酸铁锂电池其他电芯材料度电成本比较

　　六、模组、PACK材料

按照工艺顺序电芯之后是模组和PACK，其中模组材料包括电压控制器、模组端子、模组外壳以及模组连接器，PACK材料主要包括PACK端子、汇流条和PACK外壳。据我们测算，三元523电池的模组材料和PACK材料度电成本分别为102.8和58.15元/kWh，磷酸铁锂的分别为105.77和58.19元/kWh。至此，我们已完成PACK总材料成本的测算，经加总后得出三元523和磷酸铁锂的PACK所有材料的总度电成本分别为586.92和474.93元/kWh。考虑电池管理系统和热管理组件成本的情况下，我们测算得出目前三元523和磷酸铁锂电池系统材料总度电成本分别为660.92和548.93元/kWh。

三元523和磷酸铁锂电池模组、PACK及电池系统度电成本比较

　　七、人工成本、折旧及其他制造费用

动力电池生产成本包括人工成本和制造费用，制造费用其中有包括设备和房屋建筑折旧及其他制造费用。我们假设1GWh产能设备投资价值3亿元，人工400人，每年工作300天，每天工作8小时，人工小时数为960000小时/年，工时费25元/时，对应2400万元/年，得出人工成本24元/KWh;设备折旧年限为8年，年折旧率为12.5%，得出设备折旧37.5元/KWh;单GW产线占地面积4500平方米，房屋建筑固定资产支出15000元/平方米，折旧年限为20年，年折旧率5%，得出房屋建筑固定资产折旧为3.38元/KWh。整体上，我们测算得出三元523和磷酸铁锂电池人工的度电成本分别均为24元/KWh，折旧对应的度电成本分别均为40.88元/KWh，其他制造费用对应的度电成本分别均为11.29元/KWh。