本文作者:万山红投资网

磷酸亚铁锂重回C位 未来动力电池的竞争格局将如何演变?

万山红投资网 2021-12-25 09:40

证券记者叶

时隔三年,磷酸铁锂电池正装回归,产量和装载量超越三元电池,重回市场中心。中国汽车动力电池产业创新联盟数据显示,今年1-11月,磷酸铁锂电池累计装车量为64.8GWh,占总装车量的50.5%,比三元电池高1.2个百分点。

磷酸铁锂电池为什么会反扑?会完全取代三元电池吗?后续动力电池的竞争格局将如何演变?在大多数受访者看来,在补贴退潮、产业链成本降低的背景下,磷酸铁锂电池重回C位是市场化选择的结果,后续市场份额将进一步提升,但在高端市场仍难以与三元电池抗衡。未来,磷酸铁锂电池和高镍三元电池的双轨发展格局将大概率呈现。目前,多技术路线布局已成为行业共识,掌握了原材料和客户资源、能够打通产业链的企业有望率先发力。

磷酸亚铁锂超过三元。

事实上,作为锂电池的两大技术路线,磷酸亚铁锂与三元电池的市场竞争从未停止。

新能源发展初期,磷酸铁锂电池因其经济性占据主流地位,2015-2016年装载量高达70%。2016年12月,我国首次将电池能量密度纳入补贴参考指标,能量密度较高的三元电池开始崛起,2018年首次超越磷酸铁锂电池,并在随后几年保持领先地位。2020年三元电池装车量为38.9GWh,占比61.1%。

然而,变化来的不经意。中国汽车动力电池产业创新联盟数据显示,今年5月磷酸铁锂电池产量突破三元,当月产量为8.8千瓦时,占总产量的63.6%。1-5月累计产量达29.9 GWh,占比50.3%,超三元0.7个百分点。7月份,磷酸铁锂电池月装载量进一步超过三元电池,月装载量为5.8千瓦时,占总装机量的51.3%,比三元电池高2.6个百分点。随后几个月,磷酸铁锂电池进一步追赶超越,今年11月累计装载量首次突破三元,颠覆了三元电池三年积累的优势。数据显示,1-11月,磷酸铁锂电池累计装车量为64.8GWh,占总装车量的50.5%,比三元电池高1.2个百分点。

数据快速增长的背后是产业链对磷酸亚铁锂路线的竞争追求。汽车方面,特斯拉去年在国产Model 3上安装了磷酸铁锂电池,今年7月推出了搭载磷酸铁锂电池的Model Y标准续航版。特斯拉CEO马斯克也在今年10月透露,未来全球Model 3和Model Y的所有标准续航版本都将被磷酸铁锂电池取代;4月,比亚迪宣布旗下所有纯电动乘用车将搭载磷酸亚铁锂刀片电池;小鹏P7从5月份开始推出磷酸亚铁锂版本。此外,戴姆勒、大众和福特都明确表示,入门级车型将采用磷酸铁锂电池。

在电池工厂方面,除了当代安普瑞斯科技有限公司、比亚迪、亿威锂能、郭萱高新等国内厂商加码磷酸亚铁锂产能之外,更多积极信号来自LG Chem、SKI等韩国电池工厂,他们聚焦三元,也在积极拥抱磷酸亚铁锂路线。LG化学的子公司LG能源解决方案也在开发磷酸铁锂电池。新产品

随着新能源汽车补贴政策的逐渐式微,以高能量密度替代高补贴的时代已经结束,安全性更好、性价比更高的磷酸铁锂电池进入了大多数车企的视野。“目前任何一种电池材料都有自己的优缺点,没有一种能打败世界无敌手,而且性价比很高。”高电(深圳)科技有限公司副总经理李良对证券时报E公司记者表示,“三元材料对应的镍、钴等贵金属价格始终偏高,而磷酸亚铁锂对应的磷、铁价格相对较低。此外,对于两者的共同元素锂,三元电池的用量也较大。具体而言,三元锂系数为0.4或更高,比磷酸亚铁锂中的0.25高60%。当碳酸锂价格高于15万元/吨时,三元电池基本没有优势。”

张宏莉还表示,今年磷酸亚铁锂中的材料有了很大的增长,但即便如此,与三元磷酸铁锂电池相比,电的成本至少是15%~20%。

长期以来,磷酸亚铁锂虽然安全性优越,但其在乘用车领域的应用大多集中在低端车型上,因为其能量密度无法与三元电池媲美。近年来,磷酸亚铁锂的技术不断进步,当代安普瑞斯科技有限公司CTP模块化电池组、比亚迪刀片电池、郭萱高新JTM技术相继涌现,磷酸铁锂电池的电芯单体和模块结构不断优化,能量密度天花板不断突破,性价比优势开始凸显。

“回到2010年,磷酸铁锂电池的能量密度只有90-100Wh/kg,现在郭萱高新已经做到了210Wh/kg。按照目前的水平,磷酸铁锂电池要达到500公里的续航里程并不难,几乎可以和三元电池抗衡。”在张宏莉看来,磷酸铁锂电池技术的快速发展是将其推回C位的最根本原因。

“随着以特斯拉为代表的龙头企业大规模使用磷酸铁锂电池,整个行业逐渐改变了以往对磷酸铁锂电池的偏见,使其走出了低端困境。”李良说。

从资源供给侧来看,磷酸亚铁锂上游材料供给比三元更可控。

,能给业内企业带来足够的安全感。

“作为三元最重要的金属元素之一,全球的钴资源总共约700万吨储量,且2/3依赖于非洲的刚果金,目前全球的钴开采量每年才14万吨左右;而磷酸铁锂所需的磷,全球累计储量达700亿吨,相较于钴,完全是两个数量级。”李梁表示。

三元电池

高镍化势不可挡

磷酸铁锂势如破竹,是否意味着三元电池就此歇火?在采访中,多数受访者给出了否定答案,并表示高镍化有望在后续为三元电池扳回一城。

宁德时代相关负责人告诉证券时报·e公司记者,未来,三元和磷酸铁锂都将保持高速增长,齐头并进,在不同的细分市场服务消费者。对于追求长续航的高端车型,三元仍是市场的主流选择;而对于续航里程要求较低、更加追求经济性的车型而言,磷酸铁锂更具吸引力。此外,储能电池对能量密度的要求较低,更注重成本、循环寿命等因素,磷酸铁锂电池在储能领域具有天然适配性。

“今年磷酸铁锂放量,一个主要原因是我国汽车智能化的进展相对来讲不及预期,电动车辆的定位仅仅是代步工具,在这种情况下用磷酸铁锂电池暂时还是能满足需求的。从具体的数据来看,其实今年磷酸铁锂电池在乘用车上的装机反弹,主要由特斯拉和比亚迪拉动,其他的整车厂目前在高端车型上其实没有太多跟进。”真锂研究首席分析师墨柯表示,除此之外,原来磷酸铁锂电池在客车、微型车、小型车上本来就有广泛的应用场景,今年这部分市场依然没有丢掉,比如爆款五菱宏光MINI EV用的就是磷酸铁锂电池。

真锂研究数据显示,今年1~10月比亚迪磷酸铁锂电池累计装机量为15.28GWh,比去年全年高出11.52GWh,增幅超300%;特斯拉磷酸铁锂电池累计装机量为8.92GWh,相对去年全年的1.43GWh增长超5倍,两家车企贡献的磷酸铁锂装机增量占总装机增量的40%。

在墨柯看来,磷酸铁锂、三元两种技术路线会长期并存,各自会逐步寻找到更适合自己的市场去发展,去生根。随着电动汽车智能化的推进,能量密度要求会进一步提升,三元电池后续肯定会往“高镍低钴”方向走。

按照镍、钴、锰三种元素的占比不同,三元材料常见的型号主要有早期的NCM111、中镍523、中高镍622及高镍811,镍含量越来越高,钴含量越来越低;另外镍钴铝NCA电池以铝代锰,常见配比为8:1.5:0.5,也属于高镍系列。

此前,我国三元电池以NCM523为代表的5系中镍为主,但近年来,高镍在三元材料中的渗透率不断提升。据鑫椤资讯数据,今年7月国内高镍材料产量达到13820吨,占三元总产量的41.6%,首次超越主流5系材料,顺利登顶。随后几个月,高镍三元材料市占率一直维持高位,其中8系市占率稳定在40%以上。据容百科技投资者调研记录,行业数据显示,今年前三季度高镍三元装机量增幅达260%,而磷酸铁锂装机量增幅为160%~170%,高镍增幅超出磷酸铁锂。当升科技亦表示,公司高镍8系产品在总销量中的占比正在快速提升,主要出口海外和供应给车企客户。

在成本端来看,高镍三元具备较大的降本空间。信达证券研报指出,生产同等能量密度的电池,NCM811的生产成本比NCM523低11%。容百科技表示,在技术进步和规模化生产作用下,随着大圆柱电池的推出,高镍电池的制造成本会快速下降;而一旦CTP、CTC等技术应用到三元层面,三元能量密度至少还有10%~15%的提升空间,从而间接降低单位成本。

“事实上,随着下游需求暴增和预期拉升,今年以来磷酸铁锂正极材料价格持续飙升,动力型磷酸铁锂均价已经从年初的3.9万元/吨上涨至近期9.3万元/吨左右,涨幅超130%;而目前高镍三元电池原材料的氢氧化锂价格已经被磷酸铁锂电池的原材料碳酸锂超越,按照现在的趋势,磷酸铁锂电池的度电成本将逐渐不再具备绝对的吸引力。”华北地区一位电池材料厂内部人士告诉证券时报·e公司记者,特别是2022年,印尼的镍矿逐渐有产出,非洲的钴矿陆续恢复,镍、钴的价格还会逐渐回归,高镍三元材料的价格竞争优势会慢慢体现出来。

多技术路线布局渐成趋势

宁德时代表示,新能源产业已进入到多层次、多类型、多元化发展阶段,单一技术路线不足以满足市场多元化的需求。

张宏立告诉证券时报·e公司记者,在2025年之前,磷酸铁锂和三元这两大路线仍会占据主流,市场份额大概率会稳定在7:3。当然,未来不排除有新的技术路线替代,但这个过程还比较漫长,至少短期内看不到。

从产能布局来看,国内的主流电池厂很少会押注单一技术路线,一般会坚持两条腿走路。宁德时代目前在三元高镍、磷酸铁锂电池两条技术路线上均占据领先优势,据韩国研究机构SNE Research统计,2021年1~10月,宁德时代动力电池装机量位居全球第一,市占率为31.2%;今年4月,以刀片电池见长的比亚迪向福特在华的首款电动车Mustang Mach-E供应高镍811电池;国轩高科制定了 “做精铁锂,做强三元,做大储能”的产品路线,目前高能量密度300Wh/kg三元电芯已实现装车,并将研发目光瞄准了260Wh/kg磷酸铁锂和400Wh/kg三元电芯;中航锂电、蜂巢能源、亿纬锂能等电池厂也实现了铁锂、三元全覆盖。

除前述主流路线外,宁德时代目前已启动钠离子电池产业化布局;比亚迪、国轩高科、蜂巢能源等电池厂在固态电池方面也都投入了研发力量。

向上追溯,正极材料厂也在谋划新局。今年12月,专注三元前驱体生产的华友钴业与兴发集团签署合作框架协议,拟成立合资公司在宜昌宜都市投建30万吨/年磷酸铁项目,随后公司火速筹划收购津巴布韦前景锂矿,拟作价4.2亿美元。根据规划,华友钴业2025年磷酸铁锂产能将达100万吨,2035年磷酸铁锂市场占比35%;同月,以高镍低钴三元前驱体为主营的中伟股份拟在贵州开阳县建设年产20万吨磷酸铁及磷酸铁锂材料生产线一体化项目;三元材料厂商当升科技也在近期表示,已开发出高性能的磷酸铁锂、磷酸锰铁锂材料,并将加快磷酸铁锂业务拓展。

在李梁看来,三元材料的核心技术在前驱体合成,磷酸铁锂材料的关键技术在造粒和包碳。对于三元材料而言,能否拿到或自产好的前驱体是最重要的;而磷酸铁锂包碳和造粒技术如果不达标,则需要降级销售,而且规模大了才有利润。“前述厂商进行技术转型或是在对冲市场风险,能否后来居上目前还不好说。磷酸铁锂材料技术已经比较成熟了,关键看是否有充足的客户。”

另一方面,在强大的市场预期下,产业链竞相扩产,前端原材料风险已经显现。日前,中国科学院院士欧阳明高在中国电动汽车百人会媒体沟通会上指出,据统计中国动力电池规划产能2023年达10亿千瓦时,2025年接近25亿千瓦时。在装机量方面,据电动汽车百人会预测,2025年动力电池年装机量将达6亿千瓦时左右,为2021年的4倍,2030年将进一步增长至15~20亿千瓦时。“今年上游材料供不应求、大幅上涨的情况就已经很明显地反映出了动力电池产业链的问题。产能口号是很容易喊出来,但后续能否有效释放,关键在于保证供应链安全,以稳定支撑产能。未来,对于原材料的争夺将更为激烈,而能够构建生态闭环、保障材料供应的企业将更具竞争优势。”张宏立表示。

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