作者 | 羅京
編輯 | 封成
5月31日，鋰電池概念板塊再次強(qiáng)勁上攻，寧德時(shí)代為首的鋰電產(chǎn)業(yè)鏈個(gè)股大漲。盤(pán)中，寧德時(shí)代站上萬(wàn)億市值大關(guān)，成為創(chuàng)業(yè)板中首只突破萬(wàn)億的股票。
據(jù)路透社報(bào)道，美國(guó)已通過(guò)《美國(guó)清潔能源法案》，提出新能源車補(bǔ)貼變更細(xì)則，其中取消了一車企新能車銷量累計(jì)20萬(wàn)輛后補(bǔ)貼退坡的限制，更改為直到美國(guó)新能車滲透率達(dá)到50%后，退稅補(bǔ)貼才會(huì)在三年內(nèi)逐步取消，補(bǔ)貼政策超市場(chǎng)預(yù)期。
要知道，美國(guó)2020年新能源電動(dòng)車的滲透率只有2.2%，顯著低于歐洲14.9%、中國(guó)9.8%，而隨著政策落地，補(bǔ)貼退坡大幅延期，新能源車企顯著受益，將帶動(dòng)全球新一輪增長(zhǎng)，相關(guān)板塊行情全面啟動(dòng)。
動(dòng)力電池作為電動(dòng)車的心臟，占整車總成本近40%，其中正極材料又占到整個(gè)動(dòng)力電池的3-4成。
當(dāng)下主流電動(dòng)車正極材料無(wú)非兩種，三元材料和磷酸鐵鋰。兩者各有所長(zhǎng)，三元能量密度高，續(xù)航里程長(zhǎng)，多用于乘用車；磷酸鐵鋰安全性好、使用壽命長(zhǎng)，用于商用車（包括客車和專用車）。
乘用車體積小，與之配套的電池也不能太大，不然會(huì)壓縮車身內(nèi)部空間，同時(shí)又想續(xù)航能力好，所以需要“小身材、大容量”的電池，這點(diǎn)三元電池能滿足；
商用車體積大，比如公交車、卡車、貨車等，能承載更多鋰電池，且磷酸鐵鋰電池成本低、耐用，更符合B端客戶追求經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的需求。
然而截至2020年9月，磷酸鐵鋰電池在客車和純電專用車的滲透率分別達(dá)99%和91%，市場(chǎng)空間幾乎飽和，一個(gè)月后，磷酸鐵鋰單噸價(jià)格跌至歷史新低，3.2萬(wàn)元/每噸。
可沒(méi)想到，原本以為會(huì)一路走低的磷酸鐵鋰，就在那時(shí)開(kāi)啟觸底反彈，截至今年5月，單純價(jià)格已反彈至5.1萬(wàn)元，走出個(gè)V型反轉(zhuǎn)趨勢(shì)，底部至今漲幅達(dá)47.1%。
這次，磷酸鐵鋰卷土重來(lái)的背后發(fā)生了什么？這次與以往有何不同？未來(lái)還會(huì)出現(xiàn)反轉(zhuǎn)嗎？
萬(wàn)億增量的新戰(zhàn)場(chǎng)
在新能源商用車領(lǐng)域制霸天下的磷酸鐵鋰電池，憑借著電池包結(jié)構(gòu)件創(chuàng)新、成本低廉、安全性優(yōu)異等因素，重新殺回乘用車市場(chǎng)，借助爆款車型，逐步實(shí)現(xiàn)裝機(jī)量上漲。
自去年10月起，磷酸鐵鋰電池裝車量和三元電池裝車量的總量差距就不斷縮小，2020年12月曾一度反超。
從鐵鋰和三元的裝車量占比看，兩者已經(jīng)不相上下，2021年3月，兩類電池的裝車量分別達(dá)到3.89GWh和5.09GWh，占比分別為43%和57%，兩者的剪刀口縮窄至14%。
以磷酸鐵鋰作為正極材料的動(dòng)力電池能卷土重來(lái)，離不開(kāi)部分爆款熱銷車型拉動(dòng)需求提升。
目前新能源車的滲透率在不同級(jí)別乘用車市場(chǎng)表現(xiàn)不一，在A0/A/B/C級(jí)新能源車的滲透率只有3.7%/3.3%/8.2%/4.5%，但在A00級(jí)領(lǐng)域，新能源車的滲透率高達(dá)96.9%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于均值5.9%。
A00級(jí)乘用車是指軸距在2米至2.2米之間，續(xù)航在0~400km間，一般可坐2-4人，代表車型為五菱宏光mini EV、歐拉黑貓等，市場(chǎng)對(duì)這部分車定位為代步車，其銷售對(duì)象也以上班白領(lǐng)為主。
在《2020年全國(guó)主要城市通勤檢測(cè)報(bào)告》中，北上廣的上班族日常通勤距離分別約為11km、9km、8.5km，一線城市的日常通勤距離都超過(guò)5km， 此外還有一些買(mǎi)菜、接送小孩等使用場(chǎng)景，中短途代步出行需求龐大。
在2020年A00級(jí)新能源車銷量排行榜上，五菱宏光MINI EV以全年11.9萬(wàn)輛穩(wěn)居銷量第一，拿下37.4%的市場(chǎng)份額。不僅如此，這款車在上市不到3個(gè)月，就成為所有新能源汽車中的銷量冠軍，且長(zhǎng)達(dá)8個(gè)月蟬聯(lián)榜首，截至至今年4月底，五菱宏光mini EV的銷量已破20萬(wàn)。
就算是簡(jiǎn)單的代步車，五菱宏光也有三個(gè)版本，應(yīng)對(duì)不同的續(xù)航需求，包括120km/h和170km/h，皆采用磷酸鐵鋰電池，售價(jià)在2.88~3.76萬(wàn)元。
今年1月，A00級(jí)別EV車銷量排名第二的歐拉黑貓推出萌寵版，改三元電池為磷酸鐵鋰電池，將省出的電池成本花在內(nèi)飾以及其他器件上，更好服務(wù)用戶體驗(yàn)。
除了A00級(jí)別的電動(dòng)車，其他級(jí)別的乘用車也紛紛推出鐵鋰版配置。3月初，小鵬汽車宣布推出小鵬P7后驅(qū)標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航車型，采用磷酸鐵鋰電池，G3也新增460c悅享版，裝了磷酸鐵鋰電池；另一造車新勢(shì)力蔚來(lái)也在4月底推出磷酸鐵鋰電池包。
有觀點(diǎn)認(rèn)為，自今年以來(lái)，受通脹因素影響，大宗原材料不斷上漲，侵蝕到下游的車企利潤(rùn)空間，因此車企相繼把目光投向低成本的磷酸鐵鋰電池。
然而磷酸鐵鋰電池再度得到新能源車企的青睞，并不是緩兵之計(jì)，而是針對(duì)不同消費(fèi)需求的戰(zhàn)略定位。
如果把人們用車的需求和EV車的續(xù)航里程結(jié)合一起，分為幾大檔次，0~200km的主要滿足基本鄉(xiāng)村代步需求；201~400km滿足城市代步；401~600km滿足運(yùn)營(yíng)車以及跨城出行需求；600~800km可長(zhǎng)途出行；800km以上則可實(shí)現(xiàn)里程完全無(wú)憂。
針對(duì)不同的需求，車企將對(duì)同一車型配置不同需求的電池，比如400km以下的則可以用磷酸鐵鋰電池；400~600km的則采用磷酸鐵鋰+CTP電池包或三元NCM523；600~800km的用NCM523+CTP電池包或NCM811；800以上就配置NCM811或NCA。
以B級(jí)車特斯拉Model3為例，分為標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航和長(zhǎng)續(xù)航，前者的里程在450~468km/h，后者為668km/h；在國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版又分為磷酸鐵鋰和三元兩種，搭載了寧德時(shí)代CTP磷酸鐵鋰電池包的Model3續(xù)航能力比三元還優(yōu)秀一些。
這跟當(dāng)下智能手機(jī)擁有低配、標(biāo)配、高配三種規(guī)格如出一轍，基本性能如內(nèi)存和存儲(chǔ)容量的不同，可滿足消費(fèi)者多元需求。
鐵鋰版車型有助于EV車企們以更優(yōu)惠的售價(jià)，捕獲中低端價(jià)格的消費(fèi)客群，這部分客群也是整個(gè)汽車市場(chǎng)消費(fèi)主力。據(jù)乘聯(lián)會(huì)數(shù)據(jù)，我國(guó)汽車消費(fèi)價(jià)格在8-25萬(wàn)的人數(shù)高達(dá)7成，其中8-12萬(wàn)價(jià)位占比最大，約30%。
按不同級(jí)別的續(xù)航里程來(lái)靈活配置電池路線是大勢(shì)所趨，并非因大宗原料上漲而暫時(shí)性推出鐵鋰版汽車。早在去年8月中國(guó)汽車論壇上，大眾就明確未來(lái)將采用磷酸鐵鋰電池；梅賽德斯-奔馳則在10月的戰(zhàn)略發(fā)布會(huì)上，提出中低續(xù)航版本采用磷酸鐵鋰電池的想法。
除了汽車，磷酸鐵鋰電池還會(huì)替代鉛酸電池，在兩輪電動(dòng)車等領(lǐng)域發(fā)力。
盡管磷酸鐵鋰電池價(jià)格是鉛酸的2倍，但在能量密度和循環(huán)壽命表現(xiàn)上，都高出后者4倍，單次循環(huán)使用成本遠(yuǎn)低于鉛酸。
2019年，中國(guó)鉛蓄電池產(chǎn)量達(dá)202.5GWh，占全球40%市場(chǎng)份額，其中兩輪電動(dòng)車的電池占比達(dá)33%，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)396億。
在交通之外領(lǐng)域，磷酸鐵鋰電池還將迎來(lái)萬(wàn)億級(jí)別的儲(chǔ)能市場(chǎng)需求。
在2030年前碳達(dá)峰、2060年碳中和的大背景下，提高風(fēng)電、光伏等非化石能源消費(fèi)占比需要大大提升。而光伏、風(fēng)電等新能源因易受天氣影響，需要用儲(chǔ)能電池來(lái)提升消納能力。
從成本、循環(huán)壽命、環(huán)保無(wú)毒等因素看，磷酸鐵鋰電池都勝過(guò)三元和鉛酸電池，未來(lái)將成為儲(chǔ)能電池的主力。
目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)使用的儲(chǔ)能電池幾乎全部為磷酸鐵鋰電池。根據(jù)GGII，2020年中國(guó)儲(chǔ)能電池出貨量為16Gwh，同比增長(zhǎng)68.4% ，預(yù)計(jì)到 2025 年中國(guó)儲(chǔ)能鋰電池出貨量將達(dá)到 68GWh，是 2020 年的 4.2 倍，年復(fù)合增速超過(guò) 33%。
5月初，CATL公告稱，與ATL簽署合資合同，CATL持股70%，ATL持股30%，擬共同出資140億設(shè)立新電池公司，從事于家用儲(chǔ)能、電動(dòng)兩輪車等中型電池的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售。
兩大巨頭強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，攜手看好未來(lái)儲(chǔ)能電池市場(chǎng)需求。據(jù)川財(cái)證券估算，到 2025 年，來(lái)自全球 5G 基站、新能源汽車以及可再生能源并網(wǎng)為磷酸鐵鋰提供的空間將超1萬(wàn)億，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空間也將達(dá)到 6000 億元，磷酸鐵鋰電池翻身仗號(hào)角已響起。
磷酸鐵鋰的底氣
磷酸鐵鋰回春，實(shí)質(zhì)上歸功于電池包結(jié)構(gòu)件的創(chuàng)新，如比亞迪的刀片電池和寧德時(shí)代的CTP(Cell to Pack)。
對(duì)消費(fèi)者和車企來(lái)說(shuō)，續(xù)航里程幾乎是衡量性能好壞的第一指標(biāo)，而通過(guò)結(jié)構(gòu)件創(chuàng)新，磷酸鐵鋰電池包的續(xù)航能力得到顯著提升。
磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢(shì)在于安全性高、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)，但缺點(diǎn)也很明顯，特別是能量密度不足和低溫性能表現(xiàn)不佳。相較于三元材料5系和8系能達(dá)到210和260Wh/kg，單體磷酸鐵鋰的只有150Wh/kg，在低溫環(huán)境下，電池的放電容量衰減特別厲害，在-20℃環(huán)境下，磷酸鐵鋰的有效續(xù)航里程會(huì)折損近半。
由于單體磷酸鐵鋰目前能達(dá)到的能量密度（150Wh/kg）與已接近理論極限（理論能量密度175Wh/kg），提升空間非常小，因此針對(duì)續(xù)航不足問(wèn)題，主流的解決方案就是電池包創(chuàng)新，還有些輔助措施包括多建幾個(gè)充電樁，發(fā)揮快充性能（比如15分鐘充電80%），綜合優(yōu)化用戶充電體驗(yàn)。
比亞迪的刀片電池和寧德時(shí)代的CTP有異曲同工之妙，都屬于電池包創(chuàng)新，減少了結(jié)構(gòu)件模組，提升整個(gè)電池包體積能量密度來(lái)提升續(xù)航里程。
刀片電池的核心是在電芯層面通過(guò)多軟包小電芯的內(nèi)串聯(lián)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)條型類電芯、并密集組合為PACK，減少結(jié)構(gòu)件，看起來(lái)又長(zhǎng)又扁，因此形象地命名為“刀片電池”。
比亞迪“漢”就搭載了這款電池，跟同一體積的電池包相比，能量密度提升50%，成本下降30%，可實(shí)現(xiàn)605km的續(xù)航里程，并不遜于主流三元電池。
寧德時(shí)代的CTP同樣減少模組，降低結(jié)構(gòu)件耗材，CTP電池包體積利用率提高了20%，零部件數(shù)量減少40%，能量密度超過(guò)180Wh/kg，可與NCM333比肩，續(xù)航里程達(dá)468km。
由于磷酸鐵鋰作為正極材料的導(dǎo)電性較差，低溫環(huán)境下容易產(chǎn)生極化，從而降低電池容量，此外電池內(nèi)的負(fù)極石墨也會(huì)受到低溫影響，嵌鋰速度降低，表面析出金屬鋰，充電后馬上就用則不夠安全；還有電解液在低溫下會(huì)增加黏度，鋰離子遷移阻抗也會(huì)隨著增大；還有粘接劑問(wèn)題……
種種問(wèn)題交織，導(dǎo)致冬天零下溫度時(shí)，磷酸鐵鋰電池容量衰減特別嚴(yán)重，在低溫環(huán)境-10℃環(huán)境下，電池容量會(huì)衰減20~30%，-20℃則衰減近50%，汽車實(shí)際續(xù)航里程直接減半。
因此每逢冬季，磷酸鐵鋰電動(dòng)車開(kāi)不動(dòng)的新聞滿天飛，更別說(shuō)在冬天享受車內(nèi)暖氣了。
目前，下游整車廠商和鋰電廠商在這方面都提出相應(yīng)解決方案，前者圍繞BMS（電池管理系統(tǒng)）做文章，通過(guò)熱管理技術(shù)，回收余熱、給電池加熱等手段將電芯溫度穩(wěn)定控制在合理區(qū)間。
鋰電廠商主要從電池化學(xué)體系入手，以鵬輝能源為例，其通過(guò)多方面的嘗試和探索，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)-20℃之下放電保持率 91%，性能實(shí)現(xiàn)大幅突破。
三元向左，鐵鋰往右
自去年10月以來(lái)，磷酸鐵鋰行業(yè)景氣度回升，磷酸鐵鋰的單噸價(jià)格已從歷史低位3.2萬(wàn)元/噸，反彈至5.1萬(wàn)元/每噸，底部至今漲幅達(dá)47.1%。
其中，不僅有需求側(cè)的拉動(dòng)，也有供給側(cè)的向好。目前鐵鋰行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局明晰，德方納米、國(guó)軒高科、貝特瑞市占率分別為22%、14%、11%，穩(wěn)定占據(jù)半壁江山。
在經(jīng)歷了“需求增長(zhǎng)導(dǎo)致大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)—產(chǎn)能過(guò)?！?jī)r(jià)齊跌—尾部產(chǎn)能出清”等一系列階段，磷酸鐵鋰CR3已由2014年的6%大幅提升至2020年的51%，CR5也達(dá)到89%。
相比之下，三元材料的競(jìng)爭(zhēng)格局就更為分散，CR3 和 CR5 分別為 35%、52%， 容百、巴莫、長(zhǎng)遠(yuǎn)鋰科等前幾名公司市占率差距不大。
目前，鐵鋰頭部三大企業(yè)包攬整個(gè)行業(yè)50%產(chǎn)能，其中德方納米和貝特瑞維持高產(chǎn)能利用率，分別達(dá)到95%和89%，而尾部企業(yè)只有10-20%水平。
產(chǎn)能利用率與企業(yè)的單位制造費(fèi)用直接掛鉤，利用率越高，單位制造費(fèi)用和人工費(fèi)用也越低。通過(guò)拆解德方納米的磷酸鐵鋰正極產(chǎn)品成本構(gòu)成，其中鋰、鐵、碳、磷等原材料占總成本約7成，制造費(fèi)用占2成，人工費(fèi)約1成，換言之，如果產(chǎn)能利用率提升50%，則企業(yè)毛利率則有10~20%空間。
此外，行業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃集中在頭部公司，據(jù)中金公司測(cè)算，行業(yè)未來(lái)3年內(nèi)將有16萬(wàn)噸產(chǎn)能釋放，而其中11.5萬(wàn)噸的擴(kuò)產(chǎn)來(lái)自頭部德方納米、貝特瑞和安達(dá)科技（比亞迪子公司），三家累計(jì)占據(jù)未來(lái)總增量的71.8%。
由于頭部正極材料企業(yè)往往與下游動(dòng)力電池大廠深度綁定，產(chǎn)有所供，能維持較高的產(chǎn)能利用率，而尾部企業(yè)銷量少、難盈利，整個(gè)行業(yè)馬太效應(yīng)進(jìn)一步凸顯。
值得注意的是，從短期看磷酸鐵鋰行業(yè)回暖并不意味著會(huì)一直延續(xù)高景氣，從更長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，磷酸鐵鋰電池已經(jīng)面臨技術(shù)瓶頸，并且未來(lái)三元電池降本會(huì)趕超鐵鋰。
對(duì)車企以及電池廠商而言，降本并不是單純的數(shù)字價(jià)格下降，其背后代表著是電池能量密度提升帶來(lái)的單位Wh原材料消耗下降。
上文已述，單體磷酸鐵鋰能量密度已經(jīng)接近理論極限，換言之磷酸鐵鋰降本只能靠原材料單價(jià)以及規(guī)模效應(yīng)下降。
而未來(lái)三元材料通過(guò)持續(xù)改進(jìn)材料配比，降低鈷元素占比，同時(shí)不斷提升能量密度，從而讓每單位Wh的成本下降。
德邦證券預(yù)測(cè)，到2025年，磷酸鐵鋰和三元電芯的銷售價(jià)格差距將從20%縮窄至5%，有望實(shí)現(xiàn)三元平價(jià)。
因此對(duì)動(dòng)力電池廠商來(lái)說(shuō)，一面抓三元高鎳化，一面繼續(xù)推磷酸鐵鋰是兩條并行不悖的路徑，和車企一起，從消費(fèi)者不同需求層次來(lái)考慮電池和車型的適配。
參考文獻(xiàn)：
德邦證券《三元正極系列之一：高鎳趨勢(shì)下的行業(yè)集中度提升》
華安證券《從供需探討磷酸鐵鋰變化發(fā)展——新能源鋰電池系列報(bào)告之三》
中金公司《鐵鋰正極：景氣周期開(kāi)啟，供給格局清晰》
中金公司《從需求看高鎳鋰電中長(zhǎng)期發(fā)展的必要性》
