“蟄伏”多年的磷酸鐵鋰電池在2020年表現(xiàn)可謂“高光”。在政策、技術(shù)和市場的共同推動下，磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)鏈由此開啟新一輪的市場周期。“預(yù)計(jì)2021年磷酸鐵鋰國內(nèi)市場裝機(jī)量將迎來40GWh至50GWh的需求，尤其是在個人乘用車、儲能、二三輪電動車等市場。”中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長于清教預(yù)測。
2020年重回“C”位
從2020年初比亞迪刀片電池問世，到年中特斯拉國產(chǎn)Model 3入門車型換“心”，再到年末“扎堆”新能源乘用車銷售榜單，磷酸鐵鋰電池在剛剛過去的2020年迎來“高光時刻”。
據(jù)中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟發(fā)布的數(shù)據(jù)，2020年我國動力電池累計(jì)銷量65.9GWh，同比下降12.9%。其中，三元鋰電池累計(jì)銷售34.8GWh，同比下降34.4%；磷酸鐵鋰電池累計(jì)銷售30.8GWh，同比增長49.2%，成為唯一實(shí)現(xiàn)同比增長的動力電池類型。
被三元電池?cái)D占市場份額多年后，磷酸鐵鋰電池終于“揚(yáng)眉吐氣”了。
2016年12月，新能源補(bǔ)貼政策調(diào)整，首次將電池系統(tǒng)能力密度納入考核標(biāo)準(zhǔn)，補(bǔ)貼“門檻”逐年增加，高能量密度、長續(xù)航里程成為核心指標(biāo)，磷酸鐵鋰電池在乘用車市場的份額因此被三元電池蠶食。2019年，磷酸鐵鋰電池乘用車的裝機(jī)量占比僅約為4%，總裝機(jī)量占比從2017年的49%下降至36%。與此同時，三元電池的總裝機(jī)量從16.31GWh增長至39.12GWh，占比提升至63%。
進(jìn)入2020年，政策的“有形之手”將磷酸鐵鋰電池重新拽回了乘用車“賽道”。
當(dāng)年4月，新能源補(bǔ)貼政策發(fā)布，不僅規(guī)定補(bǔ)貼前售價(jià)須在30萬元以內(nèi)，還明確未來2年平緩補(bǔ)貼退坡力度和節(jié)奏，且維持電池系統(tǒng)能量密度指標(biāo)不變，2021年至2022年原則上保持技術(shù)指標(biāo)總體穩(wěn)定。
在此背景下，乘用車主機(jī)廠加速推出磷酸鐵鋰電池主力車型。工信部最新一批新能源汽車申報(bào)目錄顯示，23款標(biāo)明電池類型的純電車型中，有9款采用磷酸鐵鋰電池，占比近四成。值得關(guān)注的是，其中一汽集團(tuán)的紅旗E-QM5和奔騰E05兩款車型所搭載的動力電池來自弗迪電池，這意味著繼全系車型加速切換后，比亞迪刀片電池正式開啟外供。
“磷酸鐵鋰電池去年推出的刀片電池或者CTP，能量密度提高了，成本下降了。去年還在試行，今年隨著技術(shù)的成熟、產(chǎn)能的提升，磷酸鐵鋰在乘用車?yán)锏难b車量會大幅度提升。”在汽車行業(yè)分析師張翔看來，磷酸鐵鋰電池加速“上車”的趨勢還將延續(xù)。
于清教認(rèn)為，公共領(lǐng)域電動化程度的提升，將被悉數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿徼F鋰電池的裝機(jī)量。“磷酸鐵鋰在公共領(lǐng)域電動化市場的占有率更高，氫燃料車短時間內(nèi)還難大面積推廣。”
性價(jià)比“算出”市場選擇
“2020年，新能源汽車可持續(xù)發(fā)展能力更強(qiáng)，因此也被行業(yè)定義為新能源汽車市場化發(fā)展的元年，整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入了一個新階段。”工信部裝備工業(yè)一司汽車發(fā)展處副處長馬春生在2020年底的一場媒體溝通會上做出如此判斷，依據(jù)的是新能源汽車市場的兩點(diǎn)變化：一是個人消費(fèi)比例從兩年前的20%大幅提升至近70%；二是非限購城市購買比重達(dá)到60%。
隨著銷售端主體的轉(zhuǎn)變，“量入為出”成為消費(fèi)者和車企的共同選擇。
在乘聯(lián)會統(tǒng)計(jì)的2020年新能源汽車零售排行榜上，前10名中至少有4款車型搭載磷酸鐵鋰動力電池，分別為特斯拉Model 3、宏光Mini EV、奇瑞eQ和比亞迪漢EV，全年累計(jì)銷量分別為13.75萬輛、11.28萬輛、3.82萬輛和2.88萬輛。
從售價(jià)上看，四款車型呈現(xiàn)兩極分化。特斯拉國產(chǎn)Model 3和比亞迪漢EV的價(jià)格超過20萬元，宏光Mini EV和奇瑞eQ的售價(jià)僅為幾萬元。其中，特斯拉國產(chǎn)Model 3的入門車型因換裝寧德時代的磷酸鐵鋰電池，售價(jià)下探至25萬元以內(nèi)，令當(dāng)月的產(chǎn)量環(huán)比提高約1萬輛達(dá)到2.29萬輛。
磷酸鐵鋰電池的“高低端通吃”，得益于其與生俱來的性價(jià)比優(yōu)勢和技術(shù)革新不斷提升的能量密度。
“左右用戶決定的因素有很多，用哪種電池并不是關(guān)鍵因素。但對主機(jī)廠來說，電動車的性價(jià)比、安全等卻跟電池緊密相關(guān)。”一位車企高管解釋稱。
華安證券測算，磷酸鐵鋰的使用成本約為0.08元/Wh，相比三元正極材料可以節(jié)省0.15至0.21元/Wh，對應(yīng)降低成本65%至72%。在現(xiàn)行補(bǔ)貼政策下，帶電量55kWh、續(xù)航405公里的三元電池替換為磷酸鐵鋰電池，成本可下降0.46萬元至0.56萬元。
另一方面，“殊途同歸”的刀片電池、CTP等新型電池工藝相繼問世，使得磷酸鐵鋰電池的系統(tǒng)能量密度可達(dá)160Wh/kg，不僅滿足車企達(dá)到補(bǔ)貼系數(shù)0.9的技術(shù)要求，更因體積利用率的提升和電池包結(jié)構(gòu)簡化等而降低成本。
國軒高科近期發(fā)布了單體能量密度為210Wh/kg的磷酸鐵鋰軟包電池，以及與CTP原理相似的JTM技術(shù)，即將卷芯直接安裝在模組中。“（磷酸鐵鋰軟包電池）目前已超過三元常規(guī)523電池的水平，接近622電池的能量密度。”國軒高科工程研究總院常務(wù)副院長徐興無稱。
應(yīng)用場景不斷拓展
近期，美國賓夕法尼亞州立大學(xué)王朝陽院士團(tuán)隊(duì)發(fā)表的一篇文章，讓市場意識到磷酸鐵鋰電池仍有潛能可挖。
文章中，王朝陽展示了一款熱調(diào)制磷酸鐵鋰（TM-LFP）刀片電池，通過在普通的磷酸鐵鋰電池正極增加用于內(nèi)部加熱的鎳箔，便能解決其在低溫環(huán)境下的電化學(xué)性能問題，并能在全氣候條件下充電10分鐘而實(shí)現(xiàn)250英里續(xù)航里程。此外，其簡化的溫度管理系統(tǒng)，進(jìn)一步提升了CTP效率和降低電池系統(tǒng)成本，使用壽命可達(dá)200萬英里。
“這種電池降低了重量、體積和成本。我很高興終于找到一種使主流消費(fèi)者受益的電池，讓每個人都買得起電動車。”王朝陽在接受采訪時如是說。
有潛能可挖的還有應(yīng)用場景。除了在乘用車領(lǐng)域與三元動力電池激烈交鋒外，磷酸鐵鋰電池還在不斷縮小與鉛酸電池的成本差距，擠占后者的傳統(tǒng)市場。“鉛酸現(xiàn)在是0.4元/Wh，磷酸鐵鋰是0.5至0.6元/Wh，兩者價(jià)格差不多，但性價(jià)比不一樣。我覺得從今年開始，磷酸鐵鋰電池在電動兩輪車、起動啟停、船舶電源方面會有大量應(yīng)用。”于清教表示。
在天能股份董事長張?zhí)烊慰磥恚姿徼F鋰電池正在通過共享電單車、外賣等增量市場切入電動兩輪車領(lǐng)域。“從幾家大的整車企業(yè)看，磷酸鐵鋰電池的比例大約在20%。在共享電單車領(lǐng)域，幾乎能做到全覆蓋。一些新的領(lǐng)域比如外賣，發(fā)展也還可以。”
5G基站的建設(shè)早已打開了磷酸鐵鋰電池用于基站儲能的市場空間。據(jù)天風(fēng)證券測算，7000次循環(huán)壽命下，磷酸鐵鋰電池的成本僅為傳統(tǒng)鉛酸電池的三分之一；預(yù)計(jì)2020年至2023年間，5G基站帶來的備用電源儲能需求分別為7.6GWh、9.7GWh、10.8GWh和11.9GWh。從2020年初開始，中國移動、中國鐵塔等陸續(xù)招標(biāo)采購磷酸鐵鋰電池用于基站儲能。
船舶應(yīng)用方面，全球電量最大的純電動商用船舶——“長江三峽1”號游輪在2020年底正式開工，搭載的便是寧德時代的磷酸鐵鋰電芯組成電池組，總電量達(dá)到7.5MWh，超過100輛純電動汽車的電池容量總和。億緯鋰能、國軒高科等也在跟進(jìn)布局這一領(lǐng)域。
產(chǎn)業(yè)鏈共解供需失衡
自2020年三季度以來，磷酸鐵鋰電池的需求和出貨量陡增，僅12月就實(shí)現(xiàn)6.89Gwh的裝機(jī)量，領(lǐng)先三元電池近1Gwh。
進(jìn)入2021年，磷酸鐵鋰電池旺盛的需求還在延續(xù)。“今年春節(jié)其實(shí)也休息不了幾天，現(xiàn)在市場需求還比較旺，排單都比較滿。”國軒高科的一位工作人員如是說。
下游廠商放量出貨，產(chǎn)業(yè)鏈供需失衡，上游材料價(jià)格上揚(yáng)。
資訊顯示，2020年磷酸鐵鋰產(chǎn)量呈現(xiàn)明顯的前低后高格局，下半年產(chǎn)量達(dá)9.64噸，占全年產(chǎn)量的三分之二，其中49%用于動力電池。2020年8月底開始，六氟磷酸鋰的價(jià)格從6.95萬元/噸一路上漲至最新約11萬元/噸；電池級碳酸鋰的漲價(jià)也從2020年10月開始啟動，目前約為6.5萬元/噸。
“六氟磷酸鋰的生產(chǎn)門檻高，成本占比也低，每次都是先漲價(jià)。”一位磷酸鐵鋰電池主要廠商的工作人員說，“2020年三季度開始所有的材料都在漲，一般是協(xié)議鎖量鎖價(jià)，漲價(jià)前也會跟我們協(xié)商。”
對于短期內(nèi)上游材料漲價(jià)的預(yù)期，電池廠商表示，因?yàn)橛心旰笊a(chǎn)儲備的需求，進(jìn)貨比較集中；材料廠家則稱，由市場供需關(guān)系決定價(jià)格走勢。
“從2021年開始，全球鋰電池市場需求將有明顯提升，但目前來看，全產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)能供給相對較慢，有效供給不足。”寧德時代董事長曾毓群日前表示，未來5年，鋰電產(chǎn)業(yè)市場將迎來井噴期，快速進(jìn)入TWh時代（1TWh=1000GWh）。
據(jù)中信證券測算，預(yù)計(jì)2020年、2021年和2022年磷酸鐵鋰正極材料需求分別為13萬噸、24萬噸和34萬噸。考慮到未來全球動力電池與儲能電池需求，預(yù)計(jì)2025年全球磷酸鐵鋰正極材料需求約為98萬噸，對應(yīng)市場規(guī)模約為280億元。
隨著市場需求逐步擴(kuò)大，上游材料廠商啟動新一輪擴(kuò)產(chǎn)周期，下游電池龍頭企業(yè)也勢必要深入合作，以保障材料的穩(wěn)定供應(yīng)。
在此背景下，德方納米、富臨精工（江西升華）、湖南裕能等鐵鋰材料企業(yè)率先啟動擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，磷酸鐵鋰電池出貨量第一的寧德時代則以出資參股的方式深度綁定上述公司，比亞迪也出現(xiàn)在湖南裕能的增資名單中。
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