磷酸鐵鋰重回C位 未來動力電池競爭格局如何演變？

時隔3年，磷酸鐵鋰電池盛裝歸來，從產(chǎn)量、裝車量全面反超三元電池，重回市場中心。根據(jù)中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)，今年1~11月，磷酸鐵鋰電池累計裝車量為64.8GWh，占總裝車量的50.5%，高出三元電池1.2個百分點。

磷酸鐵鋰電池緣何逆襲？會否全面替代三元電池？后續(xù)動力電池競爭格局又將如何演變？在多數(shù)受訪人士看來，在補貼退潮、產(chǎn)業(yè)鏈降本等背景下，磷酸鐵鋰電池重回C位是市場化選擇的結果，后續(xù)或將進一步提升市場份額，但在高端市場仍難與三元電池一較高下，未來大概率將呈現(xiàn)磷酸鐵鋰電池與高鎳三元電池雙軌發(fā)展的格局。目前，多技術路線布局已成業(yè)內(nèi)共識，而掌握原材料、客戶資源，能夠打通產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)有望占得先機。

磷酸鐵鋰反超三元

事實上，作為鋰電池兩大技術路線，磷酸鐵鋰與三元電池的市場爭奪從未停歇。

新能源汽車發(fā)展初期，磷酸鐵鋰電池以其經(jīng)濟性占據(jù)主流位置，在2015年~2016年間裝車量占比一度高達7成。2016年12月，中國首次將電池能量密度納入補貼參考指標，能量密度更高的三元電池開始崛起，并在2018年度首次超過磷酸鐵鋰電池，且在隨后幾年里保持領先優(yōu)勢，2020年三元電池裝車量為38.9GWh，占比61.1%。

然而，變化就在不經(jīng)意間來到。中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，今年5月，磷酸鐵鋰電池在產(chǎn)量上超越三元，當月產(chǎn)量為8.8GWh，占總產(chǎn)量的63.6%；1~5月累計產(chǎn)量達29.9 GWh，占比50.3%，超三元0.7個百分點。7月，磷酸鐵鋰電池進一步在月度裝車量上反超三元，當月裝車量為5.8GWh，占總裝機量的51.3%，比三元電池高出2.6個百分點；隨后幾個月中，磷酸鐵鋰電池進一步實現(xiàn)趕超，并于11月在今年累計裝車量上首超三元，一舉顛覆三元電池三年來的累積優(yōu)勢。數(shù)據(jù)顯示，1~11月，磷酸鐵鋰電池累計裝車量為64.8GWh，占總裝車量的50.5%，高出三元電池1.2個百分點。

數(shù)據(jù)快速增長的背后，是產(chǎn)業(yè)鏈對磷酸鐵鋰路線的競相追逐。車企方面，特斯拉去年就在國產(chǎn)Model 3上搭載了磷酸鐵鋰電池，今年7月又推出配備磷酸鐵鋰電池的Model Y標準續(xù)航版，特斯拉CEO馬斯克更在今年10月透露，未來全球范圍內(nèi)的標準續(xù)航版Model 3和Model Y，將全部改用磷酸鐵鋰電池；4月，比亞迪宣布旗下全系純電乘用車型將搭載磷酸鐵鋰刀片電池；小鵬P7自5月份推出磷酸鐵鋰版本。除此之外，戴姆勒、大眾、福特都已明確表示，會在入門級車型上使用磷酸鐵鋰電池。

電池廠方面，除寧德時代、比亞迪、億緯鋰能、國軒高科等國內(nèi)廠商加碼磷酸鐵鋰產(chǎn)能外，更為積極的信號來自于專注三元的LG化學、SKI等韓國電池廠，也在積極擁抱磷酸鐵鋰路線。LG化學的子公司LG能源解決方案也在開發(fā)磷酸鐵鋰電池，新產(chǎn)品將采用軟包形式，預計將在2022年試生產(chǎn)，或將主要出售給中國車企；SKI的電池部門SK On目前也在開發(fā)用于電動汽車的磷酸鐵鋰電池，主要原因是整車廠有興趣。

市場選擇的結果

“磷酸鐵鋰電池占比逐漸提升并不意外，這是市場選擇的結果。”國軒高科工研總院副院長張宏立告訴記者，這波逆襲主要受市場需求驅動，主機廠認識到磷酸鐵鋰的性價比優(yōu)勢，主動研發(fā)、設計搭載磷酸鐵鋰電池的車型，引發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈共振。

“從三元電池切換到磷酸鐵鋰電池，在三年內(nèi)應該是一個趨勢。”獨立汽車分析師張翔表示，明年三元電池的份額大概率會進一步降低。

在新能源汽車補貼政策逐步退坡的情況下，以高能量密度換取補高額補貼的時代已然結束，安全性更好、性價比更高的磷酸鐵鋰電池進入大部分車企的視野。“目前來看，任何一種電池材料都各有優(yōu)缺點，沒有哪一種能夠打遍天下無敵手，拼的就是性價比。”高點（深圳）科技有限公司副總經(jīng)理李梁告訴記者，“三元材料對應的鎳、鈷等貴金屬價格一直居高不下，而磷酸鐵鋰對應的磷、鐵價位相對較低。除此之外，對于二者的共同元素鋰，三元電池的用量也更大。具體來說，三元用鋰系數(shù)是0.4以上，比磷酸鐵鋰的0.25高出60%。在碳酸鋰價格高于15萬元/噸的情況下，三元電池基本沒有優(yōu)勢可言。”

張宏立也表示，今年以來磷酸鐵鋰材料漲幅較大，但即便是這樣，目前磷酸鐵鋰電池相比于三元，度電成本也有至少15%~20%的優(yōu)勢。

一直以來，磷酸鐵鋰雖在安全性上占優(yōu)，但因能量密度無法與三元電池媲美，導致在乘用車領域的應用大部分集中在低端車型上。近年來，磷酸鐵鋰技術持續(xù)進步，寧德時代CTP無模組電池包、比亞迪刀片電池、國軒高科JTM技術橫空出世，磷酸鐵鋰電池的電芯單體和模組結構得以優(yōu)化，能量密度天花板不斷突破，性價比優(yōu)勢開始凸顯。

“回想2010年，磷酸鐵鋰電池的能量密度僅為90-100Wh/kg，而今國軒高科已經(jīng)做到了210Wh/kg。按照當前的水平，磷酸鐵鋰電池續(xù)航里程做到500公里也不是什么難事，幾乎可以與三元電池一較高下。”在張宏立看來，磷酸鐵鋰電池技術的突飛猛進恰是推動其重回C位的最根本原因。

“隨著以特斯拉為代表的龍頭企業(yè)大規(guī)模使用磷酸鐵鋰電池，整個產(chǎn)業(yè)界逐步改變了此前對磷酸鐵鋰電池的偏見，讓其走出了低端化困境。”李梁表示。

從資源供給端來說，磷酸鐵鋰上游材料供給較三元更有可控性，能給業(yè)內(nèi)企業(yè)帶來足夠的安全感。

“作為三元最重要的金屬元素之一，全球的鈷資源總共約700萬噸儲量，且2/3依賴于非洲的剛果金，目前全球的鈷開采量每年才14萬噸左右；而磷酸鐵鋰所需的磷，全球累計儲量達700億噸，相較于鈷，完全是兩個數(shù)量級。”李梁表示。

三元電池高鎳化勢不可擋

磷酸鐵鋰勢如破竹，是否意味著三元電池就此歇火？在采訪中，多數(shù)受訪者給出了否定答案，并表示高鎳化有望在后續(xù)為三元電池扳回一城。

寧德時代相關負責人告訴記者，未來，三元和磷酸鐵鋰都將保持高速增長，齊頭并進，在不同的細分市場服務消費者。對于追求長續(xù)航的高端車型，三元仍是市場的主流選擇；而對于續(xù)航里程要求較低、更加追求經(jīng)濟性的車型而言，磷酸鐵鋰更具吸引力。此外，儲能電池對能量密度的要求較低，更注重成本、循環(huán)壽命等因素，磷酸鐵鋰電池在儲能領域具有天然適配性。

“今年磷酸鐵鋰放量，一個主要原因是我國汽車智能化的進展相對來講不及預期，電動車輛的定位僅僅是代步工具，在這種情況下用磷酸鐵鋰電池暫時還是能滿足需求的。從具體的數(shù)據(jù)來看，其實今年磷酸鐵鋰電池在乘用車上的裝機反彈，主要由特斯拉和比亞迪拉動，其他的整車廠目前在高端車型上其實沒有太多跟進。”真鋰研究首席分析師墨柯表示，除此之外，原來磷酸鐵鋰電池在客車、微型車、小型車上本來就有廣泛的應用場景，今年這部分市場依然沒有丟掉，比如爆款五菱宏光MINI EV用的就是磷酸鐵鋰電池。

真鋰研究數(shù)據(jù)顯示，今年1~10月比亞迪磷酸鐵鋰電池累計裝機量為15.28GWh，比去年全年高出11.52GWh，增幅超300%；特斯拉磷酸鐵鋰電池累計裝機量為8.92GWh，相對去年全年的1.43GWh增長超5倍，兩家車企貢獻的磷酸鐵鋰裝機增量占總裝機增量的40%。

在墨柯看來，磷酸鐵鋰、三元兩種技術路線會長期并存，各自會逐步尋找到更適合自己的市場去發(fā)展，去生根。隨著電動汽車智能化的推進，能量密度要求會進一步提升，三元電池后續(xù)肯定會往“高鎳低鈷”方向走。

按照鎳、鈷、錳三種元素的占比不同，三元材料常見的型號主要有早期的NCM111、中鎳523、中高鎳622及高鎳811，鎳含量越來越高，鈷含量越來越低；另外鎳鈷鋁NCA電池以鋁代錳，常見配比為8:1.5:0.5，也屬于高鎳系列。

此前，我國三元電池以NCM523為代表的5系中鎳為主，但近年來，高鎳在三元材料中的滲透率不斷提升。據(jù)鑫欏資訊數(shù)據(jù)，今年7月國內(nèi)高鎳材料產(chǎn)量達到13820噸，占三元總產(chǎn)量的41.6%，首次超越主流5系材料，順利登頂。隨后幾個月，高鎳三元材料市占率一直維持高位，其中8系市占率穩(wěn)定在40%以上。據(jù)容百科技投資者調(diào)研記錄，行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，今年前三季度高鎳三元裝機量增幅達260%，而磷酸鐵鋰裝機量增幅為160%~170%，高鎳增幅超出磷酸鐵鋰。當升科技亦表示，公司高鎳8系產(chǎn)品在總銷量中的占比正在快速提升，主要出口海外和供應給車企客戶。

在成本端來看，高鎳三元具備較大的降本空間。信達證券研報指出，生產(chǎn)同等能量密度的電池，NCM811的生產(chǎn)成本比NCM523低11%。容百科技表示，在技術進步和規(guī)模化生產(chǎn)作用下，隨著大圓柱電池的推出，高鎳電池的制造成本會快速下降；而一旦CTP、CTC等技術應用到三元層面，三元能量密度至少還有10%~15%的提升空間，從而間接降低單位成本。

“事實上，隨著下游需求暴增和預期拉升，今年以來磷酸鐵鋰正極材料價格持續(xù)飆升，動力型磷酸鐵鋰均價已經(jīng)從年初的3.9萬元/噸上漲至近期9.3萬元/噸左右，漲幅超130%；而目前高鎳三元電池原材料的氫氧化鋰價格已經(jīng)被磷酸鐵鋰電池的原材料碳酸鋰超越，按照現(xiàn)在的趨勢，磷酸鐵鋰電池的度電成本將逐漸不再具備絕對的吸引力。”華北地區(qū)一位電池材料廠內(nèi)部人士告訴記者，特別是2022年，印尼的鎳礦逐漸有產(chǎn)出，非洲的鈷礦陸續(xù)恢復，鎳、鈷的價格還會逐漸回歸，高鎳三元材料的價格競爭優(yōu)勢會慢慢體現(xiàn)出來。

多技術路線布局漸成趨勢

寧德時代表示，新能源產(chǎn)業(yè)已進入到多層次、多類型、多元化發(fā)展階段，單一技術路線不足以滿足市場多元化的需求。

張宏立告訴記者，在2025年之前，磷酸鐵鋰和三元這兩大路線仍會占據(jù)主流，市場份額大概率會穩(wěn)定在7:3。當然，未來不排除有新的技術路線替代，但這個過程還比較漫長，至少短期內(nèi)看不到。

從產(chǎn)能布局來看，國內(nèi)的主流電池廠很少會押注單一技術路線，一般會堅持兩條腿走路。寧德時代目前在三元高鎳、磷酸鐵鋰電池兩條技術路線上均占據(jù)領先優(yōu)勢，據(jù)韓國研究機構SNE Research統(tǒng)計，2021年1~10月，寧德時代動力電池裝機量位居全球第一，市占率為31.2%；今年4月，以刀片電池見長的比亞迪向福特在華的首款電動車Mustang Mach-E供應高鎳811電池；國軒高科制定了 “做精鐵鋰，做強三元，做大儲能”的產(chǎn)品路線，目前高能量密度300Wh/kg三元電芯已實現(xiàn)裝車，并將研發(fā)目光瞄準了260Wh/kg磷酸鐵鋰和400Wh/kg三元電芯；中航鋰電、蜂巢能源、億緯鋰能等電池廠也實現(xiàn)了鐵鋰、三元全覆蓋。

除前述主流路線外，寧德時代目前已啟動鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化布局；比亞迪、國軒高科、蜂巢能源等電池廠在固態(tài)電池方面也都投入了研發(fā)力量。

向上追溯，正極材料廠也在謀劃新局。今年12月，專注三元前驅體生產(chǎn)的華友鈷業(yè)與興發(fā)集團簽署合作框架協(xié)議，擬成立合資公司在宜昌宜都市投建30萬噸/年磷酸鐵項目，隨后公司火速籌劃收購津巴布韋前景鋰礦，擬作價4.2億美元。根據(jù)規(guī)劃，華友鈷業(yè)2025年磷酸鐵鋰產(chǎn)能將達100萬噸，2035年磷酸鐵鋰市場占比35%；同月，以高鎳低鈷三元前驅體為主營的中偉股份擬在貴州開陽縣建設年產(chǎn)20萬噸磷酸鐵及磷酸鐵鋰材料生產(chǎn)線一體化項目；三元材料廠商當升科技也在近期表示，已開發(fā)出高性能的磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰材料，并將加快磷酸鐵鋰業(yè)務拓展。

在李梁看來，三元材料的核心技術在前驅體合成，磷酸鐵鋰材料的關鍵技術在造粒和包碳。對于三元材料而言，能否拿到或自產(chǎn)好的前驅體是最重要的；而磷酸鐵鋰包碳和造粒技術如果不達標，則需要降級銷售，而且規(guī)模大了才有利潤。“前述廠商進行技術轉型或是在對沖市場風險，能否后來居上目前還不好說。磷酸鐵鋰材料技術已經(jīng)比較成熟了，關鍵看是否有充足的客戶。”

另一方面，在強大的市場預期下，產(chǎn)業(yè)鏈競相擴產(chǎn)，前端原材料風險已經(jīng)顯現(xiàn)。日前，中國科學院院士歐陽明高在中國電動汽車百人會媒體溝通會上指出，據(jù)統(tǒng)計中國動力電池規(guī)劃產(chǎn)能2023年達10億千瓦時，2025年接近25億千瓦時。在裝機量方面，據(jù)電動汽車百人會預測，2025年動力電池年裝機量將達6億千瓦時左右，為2021年的4倍，2030年將進一步增長至15~20億千瓦時。“今年上游材料供不應求、大幅上漲的情況就已經(jīng)很明顯地反映出了動力電池產(chǎn)業(yè)鏈的問題。產(chǎn)能口號是很容易喊出來，但后續(xù)能否有效釋放，關鍵在于保證供應鏈安全，以穩(wěn)定支撐產(chǎn)能。未來，對于原材料的爭奪將更為激烈，而能夠構建生態(tài)閉環(huán)、保障材料供應的企業(yè)將更具競爭優(yōu)勢。”張宏立表示。

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