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動力電池變局:磷酸鐵鋰憑什么扳回一局

來源:第一財經 瀏覽次數:373 發布日期:2021-06-29

被喻為新能源汽車“心臟”的動力電池,隨著新能源汽車市場升溫而備受關注。當下,由于技術不斷變革, 加上原材料價格波動等因素,動力電池領域正發生新變化。

一直以來,磷酸鐵鋰電池(LFP)和三元鋰電池(NCM,正極材料為鎳鈷錳三種材料)這對“冤家”斗得如火如荼。此前,磷酸鐵鋰電池多年穩坐國內動力電池霸主地位,但近年被三元鋰電池追趕上來,并于2018年首次被三元鋰電池超越,且差距逐年拉大。2020年上半年,三元鋰電池高峰期在動力電池市場的占比甚至一度超過七成。

然而,市場變幻莫測。在時隔近三年之后,磷酸鐵鋰電池的產量在2021年5月首次反超三元鋰電池。按業內人士預測,磷酸鐵鋰電池的裝車量有望在6月也超過三元鋰電池,重新奪回動力電池市場的冠軍寶座。

為何磷酸鐵鋰電池實現逆襲

磷酸鐵鋰電池靠價格優勢,以及改進能量密度和續航能力等技術,正在扳回一局。

近日,中國汽車動力電池產業創新聯盟數據顯示,2021年5月,我國動力電池產量共計13.8GWh,同比增長165.8%。其中,磷酸鐵鋰電池5月產量為8.8GWh,占總產量63.6%,同比增長317.3%,環比增長41.6%;三元鋰電池產量5.0GWh,占總產量36.2%,同比增長62.9%,環比下降25.4%。由于今年5月激增,磷酸鐵鋰電池的產量自2018年以來首次反超三元鋰電池,今年1~5月累計產量為29.9GWh,占總產量50.3%;同期,三元鋰電池累計產量為29.5GWh,占總產量49.6%。

而在裝車量上,磷酸鐵鋰電池暫時比三元鋰電池還稍遜一籌。5月,磷酸鐵鋰電池裝車量同比增長458.6%至4.5 GWh,三元電池裝車量同比增長95.3%至5.2GWh。今年前5個月,我國動力電池裝車量累計41.4GWh,同比增長223.9%。其中,三元鋰電池裝車量累計24.2GWh,同比上升151.7%,占總裝車量58.5%;磷酸鐵鋰電池裝車量累計17.1GWh,同比增長456.6%,占總裝車量41.3%。不過,值得注意的是,磷酸鐵鋰電池目前在產量和裝車量的增速上都遠遠超過三元鋰電池。按照這樣的速度,磷酸鐵鋰電池6月的裝車量可能也超過三元鋰電池。

主機廠紛紛“變心”。乘聯會數據顯示,今年1~5月,我國銷量排在前五的新能源車型為五菱宏光(參數丨圖片)MINI EV、特斯拉Model 3、特斯拉Model Y、比亞迪漢EV和廣汽埃安Aion S。這五款車型中, 五菱宏光MINI EV、比亞迪漢EV均采用磷酸鐵鋰電池,特斯拉Model 3的基礎版和廣汽埃安Aion S的部分版本用的也是磷酸鐵鋰電池。這與新能源乘用車企業此前對三元鋰電池趨之若鶩的情況有所不同。

今年1~5月,作為特斯拉、寶馬、五菱宏光等眾多車企電池供應商的寧德時代以20.3 GWh裝車量遙遙領先,在我國動力電池裝車量榜上位居首位,比亞迪以及LG化學分別以5.9GWh和和3.9GWh的裝車量位居第二和第三。其中,寧德時代和比亞迪是采取磷酸鐵鋰和三元鋰兩條腿走路,而LG基本以三元鋰為主。去年上半年,LG化學得益于成為特斯拉的三元鋰電池供應商而超越寧德時代,奪走全球動力電池裝車量的頭把交椅。然而,今年以來情況有變,寧德時代又反超LG化學。

關于磷酸鐵鋰和三元鋰的占比,寧德時代和比亞迪方面在接受第一財經記者采訪時皆回應不便透露。不過,記者了解到,這兩家企業在今年以來的磷酸鐵鋰電池裝車量增長更快。

在去年3月推出新一代磷酸鐵鋰電池——刀片電池之前,比亞迪新能源乘用車絕大多數采用三元鋰,但現在情況大反轉。比亞迪內部人士接受第一財經記者采訪時談到,每條生產線都是可以根據客戶的需求靈活調產,客戶要什么電池的電動車比亞迪就生產什么,目前根據車輛排產情況來說,應該是刀片電池占比較大,目前熱銷的漢和DM-i車型都是采用刀片電池。5月,比亞迪新能源車銷量為31681輛,其中,比亞迪漢5月銷量為8214輛,新車宋PLUS DM-i車型銷量也在快速增長。

動力電池變局:磷酸鐵鋰憑什么扳回一局

寧德時代從去年下半年開始向特斯拉供應磷酸鐵鋰電池,在一定程度上滿足特斯拉不斷降本、不斷降低車型售價的訴求。隨著磷酸鐵鋰電池技術提升以及成本優勢凸顯,小鵬、哪吒和零跑造車新勢力企業也逐漸在一些車型上采用磷酸鐵鋰電池。

“今年以來,磷酸鐵鋰電池反彈,與動力電池的原材料價格上漲也有關?!币辆S經濟研究院研究部總經理、中國電池產業研究院院長吳輝接受第一財經記者采訪時如是說。

記者從生意網上查到,國內鈷價在最近幾個月波動較大,但整體上呈現漲姿勢,截至6月22日,鈷價為354666.66元/噸,與2月9日331833.34元/噸的價格相比,漲幅達到6.9%。

不僅是鈷,鋰離子電池其它原材料自去年第四季以來也大幅漲價,如碳酸鋰的價格幾乎翻了一倍,氫氧化鋰也上漲了50%左右。另外,六氟磷酸鋰和部分溶劑和添加劑也都漲價,從而帶動鋰離子電池的正極材料和電解液兩大原料價格均出現不同程度的上漲。近日,伊維經濟研究院按照不同電池對正極材料用量,測算出磷酸鐵鋰正極材料上漲對磷酸鐵鋰電池影響較小,影響比例為3.77%,主流三元正極材料上漲對三元鋰電池影響相對較高,影響比例超過10%?!拔覀儨y算得出三元電池對材料敏感性在30%左右,磷酸鐵鋰電池對材料的敏感性在14%左右?!?吳輝如是說。

據伊維經濟研究院監測的數據,2017年,磷酸鐵鋰電池的價格為1750~1955元/KWh,而三元鋰電池價格為1650~1850元/KWh。近年來,隨著技術進步以及規模提升,兩者價格皆快速下降。2020年,磷酸鐵鋰電池價格為531~639元/KWh,而三元鋰電池價格為682~789元/KWh。目前,動力電池整體價格維持在530~700元/KWh,處于相對穩定的狀態,主要原因在于動力電池廠商對主機廠的話語權較弱,但動力電池廠商壓力非常大,不排除將來調整價格。動力電池占整車成本40%左右,而如果動力電池價格上漲,在補貼退坡背景下,主機廠的壓力也將增大。

吳輝稱,即使鈷不漲價,磷酸鐵鋰在成本上也比三元鋰電池更有優勢,隨著新能源汽車補貼大幅退坡甚至未來被取消,主機廠越來越看重電池的成本。

未來誰是王者

目前,動力電池的市場份額基本被磷酸鐵鋰和三元鋰這兩大技術路線的電池包攬,其余路線的動力電池則如同星星之火。

不過,磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池各自存在短板。三元鋰電池雖然能量密度較高,動力特性好,但安全性差些。而磷酸鐵鋰性能穩定,安全性較好,不受制于稀有金屬,成本更低,但能量密度較低,對低溫的耐受度相對較差。近年來,搭載三元電池的特斯拉、蔚來、比亞迪等車企的電動車發生過自燃,現代汽車由于LG化學提供三元電池的車型發生起火事件在今年2月發起大規模召回。而搭載磷酸鐵鋰電池的特斯拉Model 3和比亞迪漢等車型則因冬天在北方城市出現電池續航衰減情況受到詬病。

動力電池的技術有待進一步突破,在材料、工藝、設計等方面要繼續努力。未來,哪種技術路線將會勝出?

寧德時代和比亞迪的動力電池加起來占國內動力電池總裝車量的一半以上。寧德時代在國內的福建、江蘇、青海、四川、廣東以及德國都設有動力電池生產基地。而比亞迪除了在重慶、深圳、西安、青海、長沙、貴陽設有電池生產工廠外,在巴西也擁有磷酸鐵鋰電池工廠。截至2021年第一季度,寧德時代在國內五大生產基地的規劃產能是226GWh,而比亞迪的規劃產能約有110GWh。采取磷酸鐵鋰和三元鋰兩條腿走路的寧德時代和比亞迪,接下來會將天平往哪條路線傾斜?這兩大電池巨頭對國內甚至國際的電池路線走勢具有一定話語權。

比亞迪董事長王傳福選擇押注磷酸鐵鋰電池。在本月舉行的2021重慶車展上,王傳福在演講中談到,汽車行業處于變革的關鍵期,變革就要有創新的技術,要能解決市場的痛點。刀片電池解決了消費者最關心的安全痛點。比亞迪依靠刀片電池的一己之力扭轉了動力電池產品結構,將磷酸鐵鋰從很艱難的情況下拉回到行業的正道。他強調,電池技術一定要考慮產品安全性和社會資源承受度。沒有安全,新能源車全面普及就無從談起。同時,動力電池如果大量使用鎳、鈷等稀有金屬,那么當原材料無法穩定供應或未來燃油車全部被新能源車代替時,原材料的供需矛盾將不可避免。

為了攻克磷酸鐵鋰能量密度的短板,比亞迪在尋求突破,去年推出刀片電池的電池包的能量密度是140Wh/kg,未來將會在電芯層面從材料本身和設計方面進一步提升,預計到2025年有望大于180Wh/kg。

關于三元鋰和磷酸鐵鋰兩條技術路線的占比問題,寧德時代董事長曾毓群前不久在上海交大“問道通未來-新能源與新能源智能汽車企業家校友高端對話”上也談到,他近期看好磷酸鐵鋰,磷酸鐵鋰電池的增長速度會非???,因為它比較便宜。他稱,隨著充電樁越來越多,消費者的里程焦慮癥會緩解,電動汽車的續航里程就不需要那么長,因此磷酸鐵鋰比例會逐漸增加,三元鋰占比會減少,但有些高端車還是需要長續航的,因此高能量密度的三元鋰的市場仍然存在。三元鋰電池材料的供應鏈會有巨大變化。

不過,吳輝認為,磷酸鐵鋰電池雖然在短期內占有成本優勢,但從能量密度等方面看,其始終有局限性,要達到200Wh/kg已非常難。而三元鋰可以突破300Wh/kg以上,并且安全性也可以不斷提升,此外,其未來的降價空間將可能大于磷酸鐵鋰電池。據伊維經濟研究院的測算,2021年,1KWh磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的平均價格分別是600元和700元,而到2030年,兩者的價格將分別是320元和300元,他從長遠來看依然看好三元鋰電池。

作為動力電池用戶之一,廣汽埃安今年攜手電池供應商推出的彈匣電池系統安全技術囊括三元鋰和磷酸鐵鋰兩種電池路線。廣汽埃安總經理古惠南接受第一財經記者采訪時談到,磷酸鐵鋰與三元鋰在很長一段時間并行發展,從性能、價格等方面綜合來看,兩者各有千秋。在未來一段時間里,高端車型對續航里程要求高,三元鋰主要用于長續航以及主打高性能的車型,例如強調加速性能、快充性能等車型會采用三元鋰,其它則采用磷酸鐵鋰,各有各的市場。電池技術發展非???,層出不窮,除了上述兩大技術路線,還有石墨烯電池和氫燃料電池等,此外固態電池等多種新型電池也將會不斷涌現。

目前,業內正逐漸興起固態電池研發熱潮。不過,按曾毓群判斷,3~5年內,能做到車里的,都不是全固態電池。半固態電池或固態電池等電池在技術、成本等方面突破尚需要一定時間,但也有觀點認為半固態電池或固態電池將可能成為未來的主流。動力電池領域日益多元化,戰火正不斷升級,未來誰是王者?這存在諸多變數。曾毓群提到,未來不見得是三元鋰或磷酸鐵鋰,寧德時代有一些新東西,但是現在尚不便于對外講。

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