左手电动车、右手储能，磷酸铁锂万亿市场稳了？

主导成本和安全的磷酸铁锂真的是动力锂电池的未来吗？

作者/罗静

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来源：鹿鸣财经

近日，据媒体报道，苹果公司正在与宁德时代（300750，股吧）和比亚迪就苹果电动汽车项目的电池供应进行谈判。在电池类型方面，苹果更喜欢使用磷酸铁锂电池。尽管谈判仍处于早期阶段，最终是否会达成协议尚不确定，但很明显，苹果也很重视磷酸铁锂电池的优势。

美国通过了《美国清洁能源法案》，并提出了改变新能源汽车补贴的详细规则。其中，取消了车企累计销售20万辆新能源汽车后补贴返利的限制。改为三年内逐步取消退税补贴，直至美国新能源汽车渗透率达到50%。超市预计会出台补贴政策。

需要注意的是，2020年美国新能源电动汽车渗透率仅为2.2%，明显低于欧洲的14.9%和中国的9.8%。然而，随着政策的实施和补贴退税的大幅延迟，新能源汽车公司将大幅受益，带动全球新一轮增长，相关板块市场将全面启动。

作为电动汽车的心脏，动力电池占汽车总成本的近40%，正极材料占整个动力电池的30-40%。

目前电动汽车的主流正极材料有两种，即三元材料和磷酸铁锂。两者各有千秋，三元能量密度高，续航里程长，多用于乘用车；磷酸铁锂具有良好的安全性和较长的使用寿命，用于商用车。

乘用车尺寸较小，随车电池不宜过大，否则会压缩车身内部空间，同时需要“小车身、大容量”电池，三元电池即可满足；

商用车体积较大，如公交车、卡车、卡车等，可以携带更多的锂电池。磷酸铁锂电池成本低、耐用，更符合B端客户追求经济效益的需求。

但截至2020年9月，磷酸铁锂电池在乘用车和纯电动汽车中的渗透率分别达到99%和91%，市场空间几乎饱和。一个月后，每吨磷酸铁锂价格跌至每吨3.2万元的历史新低。

没想到，原本预计会一路下跌的磷酸铁锂，却在当时开始了触底反弹。截至今年5月，纯价格已回升至5.1万元，呈V型反转趋势，迄今涨幅为47.1%。

这次磷酸铁锂死灰复燃的背后发生了什么？这与过去有什么不同？未来会出现逆转吗？

增量01万亿元的新战场

在新能源商用车领域独占鳌头的磷酸铁锂电池，凭借创新的电池组结构、低成本、卓越的安全性等因素，在乘用车市场重新流行起来。在流行车型的帮助下，装机容量逐渐增加。

自去年10月以来，磷酸铁锂电池负载量与三元电池负载量的总差距不断缩小，并在2020年12月一度超过。

从铁锂电池和三元电池的负载比例来看，二者已经不相上下。2021 3月，两种电池的负载量分别达到3.89GWh和5.09GWh，分别占43%和57%，剪刀差缩小到14%。

使用磷酸铁锂作为正极材料的动力电池的复兴与一些热门车型的需求不断增加密不可分。

目前，新能源汽车的渗透率在不同级别的乘用车市场上各不相同。在A0/A/B/C级，新能源汽车的渗透率仅为3.7%/3.3%/8.2%/4.5%。但在A00级领域，新能源车的渗透率高达96.9%，远高于5.9%的平均水平。

A00级乘用车是指轴距在2米至2.2米之间，续航里程在0至400公里之间，一般可容纳2-4人的车辆。代表车型包括五菱宏光Mini EV、欧拉黑猫等。这些车型被市场定位为通勤车型，销售对象主要是白领。

在《2020年全国重点城市通勤检查报告》中，北京、上海和广州的上班族每日通勤距离分别约为11公里、9公里和8.5公里。一线城市每日通勤距离均超过5公里。此外，还有一些购买杂货、接送儿童等使用场景，中短途通勤需求巨大。

在2020年A00级新能源汽车销量排行榜中，五菱宏光MINI EV以11.9万辆的全年销量位居榜首，市场份额为37.4%。此外，在上市不到三个月的时间里，这款车成为所有新能源汽车中的销量冠军，并在八个月内保持榜首。截至今年4月底，五菱宏光Mini EV的销售额已超过20万元。

即使是一辆简单的代步车，五菱宏光也有三个版本来满足不同的续航要求，包括120公里/小时和170公里/小时，都使用磷酸铁锂电池，价格从2.88万元到3.76万元不等。

今年1月，A00级电动汽车销量排名第二的欧拉黑猫推出萌宠版，将三元电池改为磷酸铁锂电池，并将节省下来的电池成本用于内饰等设备，更好地服务用户体验。

除了A00级别的电动汽车，其他级别的乘用车也推出了锂铁版本。3月初，小鹏汽车宣布推出小鹏P7后驱标准续航车型，该车型采用磷酸铁锂电池。G3还增加了460c快乐版，搭载磷酸铁锂电池；

另一股造车新势力蔚来也在4月底推出了磷酸铁锂电池包。

据信，今年以来，由于通货膨胀，大宗原材料不断上涨，侵蚀了下游车企的利润空间。因此，汽车企业纷纷将目光投向低成本的磷酸铁锂电池。

不过，磷酸铁锂电池再次受到新能源车企的青睐。这不是一个缓慢的行动，而是针对不同消费者需求的战略定位。

如果我们将人们使用汽车的需求与电动汽车的范围结合起来，我们可以将其分为几个层次。0-200km里程主要满足农村基本交通需求；城市交通201-400公里；401～600公里，满足运营车辆和城际出行需求；长途旅行600～800公里；800公里以上，您可以实现完全无忧的里程数。

针对不同的需求，车企会为同一车型配置不同需求的电池。例如，磷酸铁锂电池可用于400公里以下的车辆；400-600公里采用磷酸铁锂+CTP电池组或三元NCM523；600-800公里使用NCM523+CTP电池组或NCM811；对于800以上的配置NCM811或NCA。

以B级车特斯拉Model 3为例，它可以分为标准续航里程和远程续航里程。前者的里程为450-468公里/小时，而后者的里程为668公里/小时；国内标准续航版本分为磷酸铁锂和三元。搭载宁德时代CTP磷酸铁锂电池包的Model3续航能力优于三元电池。

这与目前的智能手机完全相同，有三种规格：低配、标配和高配。内存和存储容量等基本性能可以满足消费者的多样化需求。

铁锂版车型有助于电动汽车公司以更优惠的价格占领中低端价格的消费者群体，这也是整个汽车市场的主要消费群体。根据中国汽车工业协会的数据，中国70%的人的汽车消费价格在8万至25万元之间，其中8万至12万元的比例最大，约为30%。

根据不同级别的续航里程灵活配置电池路线是一种趋势，这并不是由于散装原材料的增加而临时推出的铁锂版本。早在去年8月的中国汽车论坛上，大众汽车就明确表示未来将使用磷酸铁锂电池；

梅赛德斯-奔驰在10月的战略发布会上提出了将磷酸铁锂电池用于中低续航版本的想法。

除了汽车，磷酸铁锂电池还将取代铅酸电池，在两轮电动汽车等领域发挥动力。

尽管磷酸铁锂电池的价格是铅酸的两倍，但在能量密度和循环寿命方面比后者高出四倍，单循环使用成本远低于铅酸。

2019年，中国铅酸电池产量达到202.5 GWh，占全球市场份额的40%，其中两轮电动汽车电池占33%，市场规模396亿元。

在交通运输以外的领域，磷酸铁锂电池也将满足万亿级储能市场的需求。

在2030年碳峰值和2060年碳中和的背景下，风电、光伏等非化石能源消费的比例需要大幅提高。然而，光伏和风能等新能源易受天气影响，需要使用储能电池来提高其吸收能力。

从成本、循环寿命、环保、无等因素来看，磷酸铁锂电池优于三元电池和铅酸电池，将成为未来储能电池的主力军。

目前，国内市场上使用的储能电池几乎都是磷酸铁锂电池。GGII数据显示，2020年中国储能电池出货量为16GWh，同比增长68.4%。预计到2025年，中国锂储能电池的出货量将达到68GWh，是2020年的4.2倍，年复合增长率超过33%。

5月初，CATL宣布与ATL签署合资合同，CATL持有70%，ATL持有30%。计划共同投资140亿元成立一家新的电池公司，从事家用储能、电动两轮车等中型电池的研发、生产和销售。

这两家巨头正在共同努力，以看到储能电池市场需求的光明未来。据川财证券测算，到2025年，全球5G基站、新能源汽车和可再生能源并网为磷酸铁锂提供的空间将超过1万亿元，国内市场空间也将达到6000亿元。磷酸铁锂电池的翻身之战已经吹响。

02磷酸铁锂底部气体

磷酸铁锂的复兴本质上归功于电池组结构部件的创新，如比亚迪的刀片电池和宁德时代的CTP（Cell-to-pack）。

对于消费者和车企来说，续航里程几乎是衡量性能的第一个指标。通过结构部件创新，磷酸铁锂电池组的续航能力得到了显著提高。

磷酸铁锂电池的优点在于安全性高、循环寿命长，但缺点也很明显，尤其是能量密度不足、低温性能差。与可以达到210和260Wh/kg的三元材料5和8相比，单体磷酸铁锂只有150Wh/kg。在低温环境下，电池的放电容量显著衰减，在-20℃时，磷酸铁锂的有效范围将减少近一半。

由于单个磷酸铁锂目前可以达到并接近理论极限的能量密度，改进的空间非常小。因此，解决电池寿命不足问题的主流方案是电池组创新，一些辅助措施包括再建造几个充电桩，以最大限度地提高快速充电性能，全面优化用户充电体验。

比亚迪的刀片电池和宁德时代的CTP有相似之处，也有不同之处，都属于电池组的创新，减少了结构模块的数量，提高了电池组的整体能量密度以增加续航里程。

刀片电池的核心是通过多个软包装小电池的内部串联，在电池单元级别实现长型电池单元，并将其密集组合成pack，减少结构……的数量……

组件，使它们看起来又长又平。因此，它被形象地命名为“刀片电池”。

比亚迪“汉”配备了这种电池，与同等体积的电池组相比，它的能量密度提高了50%，成本降低了30%。它可以实现605公里的续航里程，与主流三元电池相比毫不逊色。

宁德时代的CTP还减少了模块，减少了结构部件耗材。CTP电池组的体积利用率提高了20%，组件数量减少了40%，能量密度超过180Wh/kg，可与NCM333相比，续航里程为468km。

由于磷酸铁锂作为正极材料的导电性差，在低温环境中容易发生极化，从而降低电池容量。此外，电池内部的负极石墨也受到低温的影响，导致锂插入速度降低，金属锂在表面析出。如果在充电后立即使用，则不够安全；在低温下，电解质的粘度会增加，锂离子迁移阻抗也会增加；

还有粘合问题

各种问题交织在一起，导致磷酸铁锂电池在冬季零度以下时容量下降尤为严重。在-10℃的低温环境下，电池容量会下降20~30%，在-20℃时会下降近50%，汽车的实际续航里程会直接减半。

因此，每年冬天，磷酸铁锂电动汽车无法运行的消息满天飞，更不用说在冬天享受车内供暖了。

目前，下游汽车制造商和锂电池制造商已经在这方面提出了相应的解决方案。前者以BMS为重点，利用热管理技术、余热回收、电池加热等手段将电池单体温度稳定在合理范围内。

锂电池制造商主要从电池化学系统入手，以鹏辉能源（300438，股吧）为例。通过各种尝试和探索，他们在-20℃时实现了91%的放电保持率，并在性能上取得了重大突破。

03左三元，右铁锂

自去年10月以来，磷酸铁锂行业景气度有所回升，磷酸铁铁锂单吨价格从3.2万元/吨的历史低点反弹至5.1万元/顿，迄今底部涨幅为47.1%。

其中，不仅有需求侧的拉动，也有供给侧的改善。目前，铁锂行业竞争格局清晰，德国纳米（300769，股吧）、国轩高科（002074，股吧。

磷酸铁锂CR3在经历了“需求增长导致大规模扩产、产能过剩、数量和价格同时下降、尾部产能清零”等一系列阶段后，从2014年的6%大幅增长到2020年的51%，CR5也达到了89%。

相比之下，三元材料的竞争格局更加分散，CR3和CR5分别占35%和52%。容百、八莫、昌昌锂业等头部公司的市场份额差异不大。

目前，排名前三的铁锂企业占整个行业产能的50%，其中德国Nano和Beiteri分别保持95%和89%的高产能利用率，而尾部企业只有10-20%的水平。

产能利用率与企业的单位制造成本直接挂钩。利用率越高，单位制造成本和劳动力成本就越低。

通过拆解德国纳米磷酸铁锂阴极产品的成本构成，锂、铁、碳、磷等原材料约占总成本的70%，制造成本约占20%，人工成本约占10%。换句话说，如果产能利用率提高50%，公司毛利率就有10-20%的空间。

此外，该行业的扩张计划集中在顶级公司。根据中金公司的计算，未来三年，该行业将释放16万吨产能，其中11.5万吨的扩张将来自德国顶尖公司，如Nanotech、Betray和安达科技，占未来总增长的71.8%。

由于顶级正极材料公司与下游动力电池制造商之间的深度连接，可以保持较高的产能利用率，而终端公司的销售额较低，难以盈利，整个行业的马太效应进一步凸显。

值得注意的是，短期内，磷酸铁锂行业的复苏并不意味着高景气将持续。从长远来看，磷酸铁锂电池面临技术瓶颈，未来三元电池的成本下降将赶上磷酸铁锂。

对于汽车公司和电池制造商来说，成本降低不仅仅是数字价格的降低，而是由于电池能量密度的增加而导致的单位Wh原材料消耗的降低。

如前所述，单体磷酸铁锂的能量密度已经接近理论极限，换句话说，l…的成本降低……

磷酸铁锂只能依靠原材料的单价和规模效应。

未来，三元材料将不断提高材料配比，降低钴元素的比例，并不断提高能量密度，从而降低单位Wh的成本。

德邦证券预计，到2025年，磷酸铁锂与三元电池的销售价格差距将从20%缩小到5%，有望实现三元平价。

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因此，对于动力电池制造商来说，聚焦三元高镍和持续推广磷酸铁锂是两条平行的路径。他们与汽车公司一起，从不同的消费者需求水平考虑电池和车型之间的兼容性。

参考：

德邦证券“三元正极系列之一：高镍趋势下行业集中度提升”

华安证券《从供需角度探索磷酸铁锂的变化与发展——新能源锂电池系列报告三》

中国国际金融股份有限公司“铁锂阴极：商业周期开始，供应模式清晰”

从中金公司需求看高镍锂电池中长期发展的必要性

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