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，從產量、裝車量全面反超三元電池，重回市場中心。根據中國汽車動力電池產業創新聯盟數據，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？后續動力電池競爭格局又將如何演變？在多數受訪人士看來，在補貼退潮、產業鏈降本等背景下，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，未來大概率將呈現磷酸鐵鋰電池與高鎳三元電池雙軌發展的格局。目前，多技術路線布局已成業內共識，而掌握原材料、客戶資源，能夠打通產業鏈的企業有望占得先機。

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。

新能源汽車發展初期，磷酸鐵鋰電池以其經濟性占據主流位置，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，變化就在不經意間來到。中國汽車動力電池產業創新聯盟數據顯示，今年5月，磷酸鐵鋰電池在產量上超越三元，當月產量為8.8GWh，占總產量的63.6%；1~5月累計產量達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勢。數據顯示，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。

數據快速增長的背后，是產業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標準續航版，特斯拉CEO馬斯克更在今年10月透露，未來全球范圍內的標準續航版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、國軒高科等國內廠商加碼磷酸鐵鋰產能外，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磷酸鐵鋰電池，新產品將采用軟包形式，預計將在2022年試生產，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勢，主動研發、設計搭載磷酸鐵鋰電池的車型，引發產業鏈共振。

“從三元電池切換到磷酸鐵鋰電池，在三年內應該是一個趨勢。”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%的優勢。

一直以來，磷酸鐵鋰雖在安全性上占優，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化，能量密度天花板不斷突破，性價比優勢開始凸顯。

“回想2010年，磷酸鐵鋰電池的能量密度僅為90-100Wh/kg，而今國軒高科已經做到了210Wh/kg。按照當前的水平，磷酸鐵鋰電池續航里程做到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大規模使用磷酸鐵鋰電池，整個產業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，能給業內企業帶來足夠的安全感。

“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，多數受訪者給出了否定答案，并表示高鎳化有望在后續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。對于追求長續航的高端車型，三元仍是市場的主流選擇；而對于續航里程要求較低、更加追求經濟性的車型而言，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。從具體的數據來看，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。

真鋰研究數據顯示，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。據鑫欏資訊數據，今年7月國內高鎳材料產量達到13820噸，占三元總產量的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系市占率穩定在40%以上。據容百科技投資者調研記錄，行業數據顯示，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，生產同等能量密度的電池，NCM811的生產成本比NCM523低11%。容百科技表示，在技術進步和規模化生產作用下，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飆升，動力型磷酸鐵鋰均價已經從年初的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被磷酸鐵鋰電池的原材料碳酸鋰超越，按照現在的趨勢，磷酸鐵鋰電池的度電成本將逐漸不再具備絕對的吸引力。”華北地區一位電池材料廠內部人士告訴記者，特別是2022年，印尼的鎳礦逐漸有產出，非洲的鈷礦陸續恢復，鎳、鈷的價格還會逐漸回歸，高鎳三元材料的價格競爭優勢會慢慢體現出來。

多技術路線布局漸成趨勢

寧德時代表示，新能源產業已進入到多層次、多類型、多元化發展階段，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主流，市場份額大概率會穩定在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，至少短期內看不到。

從產能布局來看，國內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領先優勢，據韓國研究機構SNE Research統計，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”的產品路線，目前高能量密度300Wh/kg三元電芯已實現裝車，并將研發目光瞄準了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業化布局；比亞迪、國軒高科、蜂巢能源等電池廠在固態電池方面也都投入了研發力量。

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的華友鈷業與興發集團簽署合作框架協議，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。根據規劃，華友鈷業2025年磷酸鐵鋰產能將達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20萬噸磷酸鐵及磷酸鐵鋰材料生產線一體化項目；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，產業鏈競相擴產，前端原材料風險已經顯現。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，據統計中國動力電池規劃產能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很明顯地反映出了動力電池產業鏈的問題。產能口號是很容易喊出來，但后續能否有效釋放，關鍵在于保證供應鏈安全，以穩定支撐產能。未來，對于原材料的爭奪將更為激烈，而能夠構建生態閉環、保障材料供應的企業將更具競爭優勢。”張宏立表示。

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