作者 | 羅京
編輯 | 封成
5月31日，鋰電池概念板塊再次強勁上攻，寧德時代為首的鋰電產(chǎn)業(yè)鏈個股大漲。盤中，寧德時代站上萬億市值大關，成為創(chuàng)業(yè)板中首只突破萬億的股票。
據(jù)路透社報道，美國已通過《美國清潔能源法案》，提出新能源車補貼變更細則，其中取消了一車企新能車銷量累計20萬輛后補貼退坡的限制，更改為直到美國新能車滲透率達到50%后，退稅補貼才會在三年內逐步取消，補貼政策超市場預期。
要知道，美國2020年新能源電動車的滲透率只有2.2%，顯著低于歐洲14.9%、中國9.8%，而隨著政策落地，補貼退坡大幅延期，新能源車企顯著受益，將帶動全球新一輪增長，相關板塊行情全面啟動。
動力電池作為電動車的心臟，占整車總成本近40%，其中正極材料又占到整個動力電池的3-4成。
當下主流電動車正極材料無非兩種，三元材料和磷酸鐵鋰。兩者各有所長，三元能量密度高，續(xù)航里程長，多用于乘用車；磷酸鐵鋰安全性好、使用壽命長，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，不然會壓縮車身內部空間，同時又想續(xù)航能力好，所以需要“小身材、大容量”的電池，這點三元電池能滿足；
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)濟實惠的需求。
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99%和91%，市場空間幾乎飽和，一個月后，磷酸鐵鋰單噸價格跌至歷史新低，3.2萬元/每噸。
可沒想到，原本以為會一路走低的磷酸鐵鋰，就在那時開啟觸底反彈，截至今年5月，單純價格已反彈至5.1萬元，走出個V型反轉趨勢，底部至今漲幅達47.1%。
這次，磷酸鐵鋰卷土重來的背后發(fā)生了什么？這次與以往有何不同？未來還會出現(xiàn)反轉嗎？
萬億增量的新戰(zhàn)場
在新能源商用車領域制霸天下的磷酸鐵鋰電池，憑借著電池包結構件創(chuàng)新、成本低廉、安全性優(yōu)異等因素，重新殺回乘用車市場，借助爆款車型，逐步實現(xiàn)裝機量上漲。
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力電池能卷土重來，離不開部分爆款熱銷車型拉動需求提升。
目前新能源車的滲透率在不同級別乘用車市場表現(xiàn)不一，在A0/A/B/C級新能源車的滲透率只有3.7%/3.3%/8.2%/4.5%，但在A00級領域，新能源車的滲透率高達96.9%，遠遠高于均值5.9%。
A00級乘用車是指軸距在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，市場對這部分車定位為代步車，其銷售對象也以上班白領為主。
在《2020年全國主要城市通勤檢測報告》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5km， 此外還有一些買菜、接送小孩等使用場景，中短途代步出行需求龐大。
在2020年A00級新能源車銷量排行榜上，五菱宏光MINI EV以全年11.9萬輛穩(wěn)居銷量第一，拿下37.4%的市場份額。不僅如此，這款車在上市不到3個月，就成為所有新能源汽車中的銷量冠軍，且長達8個月蟬聯(lián)榜首，截至至今年4月底，五菱宏光mini EV的銷量已破20萬。
就算是簡單的代步車，五菱宏光也有三個版本，應對不同的續(xù)航需求，包括120km/h和170km/h，皆采用磷酸鐵鋰電池，售價在2.88~3.76萬元。
今年1月，A00級別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飾以及其他器件上，更好服務用戶體驗。
除了A00級別的電動車，其他級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后驅標準續(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；另一造車新勢力蔚來也在4月底推出磷酸鐵鋰電池包。
有觀點認為，自今年以來，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，而是針對不同消費需求的戰(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滿足運營車以及跨城出行需求；600~800km可長途出行；800km以上則可實現(xiàn)里程完全無憂。
針對不同的需求，車企將對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級車特斯拉Model3為例，分為標準續(xù)航和長續(xù)航，前者的里程在450~468km/h，后者為668km/h；在國內標準續(xù)航版又分為磷酸鐵鋰和三元兩種，搭載了寧德時代CTP磷酸鐵鋰電池包的Model3續(xù)航能力比三元還優(yōu)秀一些。
這跟當下智能手機擁有低配、標配、高配三種規(guī)格如出一轍，基本性能如內存和存儲容量的不同，可滿足消費者多元需求。
鐵鋰版車型有助于EV車企們以更優(yōu)惠的售價，捕獲中低端價格的消費客群，這部分客群也是整個汽車市場消費主力。據(jù)乘聯(lián)會數(shù)據(jù)，我國汽車消費價格在8-25萬的人數(shù)高達7成，其中8-12萬價位占比最大，約30%。
按不同級別的續(xù)航里程來靈活配置電池路線是大勢所趨，并非因大宗原料上漲而暫時性推出鐵鋰版汽車。早在去年8月中國汽車論壇上，大眾就明確未來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，磷酸鐵鋰電池還會替代鉛酸電池，在兩輪電動車等領域發(fā)力。
盡管磷酸鐵鋰電池價格是鉛酸的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)使用成本遠低于鉛酸。
2019年，中國鉛蓄電池產(chǎn)量達202.5GWh，占全球40%市場份額，其中兩輪電動車的電池占比達33%，市場規(guī)模達396億。
在交通之外領域，磷酸鐵鋰電池還將迎來萬億級別的儲能市場需求。
在2030年前碳達峰、2060年碳中和的大背景下，提高風電、光伏等非化石能源消費占比需要大大提升。而光伏、風電等新能源因易受天氣影響，需要用儲能電池來提升消納能力。
從成本、循環(huán)壽命、環(huán)保無毒等因素看，磷酸鐵鋰電池都勝過三元和鉛酸電池，未來將成為儲能電池的主力。
目前，國內市場使用的儲能電池幾乎全部為磷酸鐵鋰電池。根據(jù)GGII，2020年中國儲能電池出貨量為16Gwh，同比增長68.4% ，預計到 2025 年中國儲能鋰電池出貨量將達到 68GWh，是 2020 年的 4.2 倍，年復合增速超過 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140億設立新電池公司，從事于家用儲能、電動兩輪車等中型電池的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售。
兩大巨頭強強聯(lián)手，攜手看好未來儲能電池市場需求。據(jù)川財證券估算，到 2025 年，來自全球 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1萬億，國內市場空間也將達到 6000 億元，磷酸鐵鋰電池翻身仗號角已響起。
磷酸鐵鋰的底氣
磷酸鐵鋰回春，實質上歸功于電池包結構件的創(chuàng)新，如比亞迪的刀片電池和寧德時代的CTP(Cell to Pack)。
對消費者和車企來說，續(xù)航里程幾乎是衡量性能好壞的第一指標，而通過結構件創(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)勢在于安全性高、循環(huán)使用壽命長，但缺點也很明顯，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)航里程會折損近半。
由于單體磷酸鐵鋰目前能達到的能量密度（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，因此針對續(xù)航不足問題，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。
比亞迪的刀片電池和寧德時代的CTP有異曲同工之妙，都屬于電池包創(chuàng)新，減少了結構件模組，提升整個電池包體積能量密度來提升續(xù)航里程。
刀片電池的核心是在電芯層面通過多軟包小電芯的內串聯(lián)實現(xiàn)長條型類電芯、并密集組合為PACK，減少結構件，看起來又長又扁，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%，可實現(xiàn)605km的續(xù)航里程，并不遜于主流三元電池。
寧德時代的CTP同樣減少模組，降低結構件耗材，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180Wh/kg，可與NCM333比肩，續(xù)航里程達468km。
由于磷酸鐵鋰作為正極材料的導電性較差，低溫環(huán)境下容易產(chǎn)生極化，從而降低電池容量，此外電池內的負極石墨也會受到低溫影響，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增加黏度，鋰離子遷移阻抗也會隨著增大；還有粘接劑問題……
種種問題交織，導致冬天零下溫度時，磷酸鐵鋰電池容量衰減特別嚴重，在低溫環(huán)境-10℃環(huán)境下，電池容量會衰減20~30%，-20℃則衰減近50%，汽車實際續(xù)航里程直接減半。
因此每逢冬季，磷酸鐵鋰電動車開不動的新聞滿天飛，更別說在冬天享受車內暖氣了。
目前，下游整車廠商和鋰電廠商在這方面都提出相應解決方案，前者圍繞BMS（電池管理系統(tǒng)）做文章，通過熱管理技術，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體系入手，以鵬輝能源為例，其通過多方面的嘗試和探索，已經(jīng)可以實現(xiàn)-20℃之下放電保持率 91%，性能實現(xiàn)大幅突破。
三元向左，鐵鋰往右
自去年10月以來，磷酸鐵鋰行業(yè)景氣度回升，磷酸鐵鋰的單噸價格已從歷史低位3.2萬元/噸，反彈至5.1萬元/每噸，底部至今漲幅達47.1%。
其中，不僅有需求側的拉動，也有供給側的向好。目前鐵鋰行業(yè)競爭格局明晰，德方納米、國軒高科、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“需求增長導致大規(guī)模擴產(chǎn)—產(chǎn)能過?！績r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也達到89%。
相比之下，三元材料的競爭格局就更為分散，CR3 和 CR5 分別為 35%、52%， 容百、巴莫、長遠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)的單位制造費用直接掛鉤，利用率越高，單位制造費用和人工費用也越低。通過拆解德方納米的磷酸鐵鋰正極產(chǎn)品成本構成，其中鋰、鐵、碳、磷等原材料占總成本約7成，制造費用占2成，人工費約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)的擴產(chǎn)計劃集中在頭部公司，據(jù)中金公司測算，行業(yè)未來3年內將有16萬噸產(chǎn)能釋放，而其中11.5萬噸的擴產(chǎn)來自頭部德方納米、貝特瑞和安達科技（比亞迪子公司），三家累計占據(jù)未來總增量的71.8%。
由于頭部正極材料企業(yè)往往與下游動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，整個行業(yè)馬太效應進一步凸顯。
值得注意的是，從短期看磷酸鐵鋰行業(yè)回暖并不意味著會一直延續(xù)高景氣，從更長遠角度看，磷酸鐵鋰電池已經(jīng)面臨技術瓶頸，并且未來三元電池降本會趕超鐵鋰。
對車企以及電池廠商而言，降本并不是單純的數(shù)字價格下降，其背后代表著是電池能量密度提升帶來的單位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以及規(guī)模效應下降。
而未來三元材料通過持續(xù)改進材料配比，降低鈷元素占比，同時不斷提升能量密度，從而讓每單位Wh的成本下降。
德邦證券預測，到2025年，磷酸鐵鋰和三元電芯的銷售價格差距將從20%縮窄至5%，有望實現(xiàn)三元平價。
因此對動力電池廠商來說，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，從消費者不同需求層次來考慮電池和車型的適配。
參考文獻：
德邦證券《三元正極系列之一：高鎳趨勢下的行業(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告之三》
中金公司《鐵鋰正極：景氣周期開啟，供給格局清晰》
中金公司《從需求看高鎳鋰電中長期發(fā)展的必要性》
