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磷酸铁锂产业深度报告:曙光重现,爆款先行

浏览: 发表时间:2020-12-25 17:17:06

 一、磷酸铁锂,本征能和材料优化

  1、稳健正极,瑕瑜互见

  1996-1997 年,日本电信电话株式会社、美国 UT 奥斯汀分校 Goodenough 教授团队等对橄榄石结构的 AMPO4 材料(磷酸铁锂、磷酸锰锂、磷酸镍锂、磷酸钴锂等的统称)及其典型代表磷酸铁锂(后亦简称铁锂,LiFePO4) 展开了早期研究,发现磷酸铁锂可以作为锂离子电池的正极。

  磷酸铁锂的发现晚于钴酸锂(上世纪 79 年代末-80 年代初)。典型正极材料(磷酸铁锂、磷酸锰锂、钴酸锂、 三元材料、尖晶石锰酸锂、尖晶石镍锰酸锂、富锂材料)的容量、电压及寿命、成本、安全性等综合性能归纳 如下。

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  磷酸铁锂的容量偏低(~170mAh/g),对锂电压低(不足 3.5V),这使得铁锂电池单体的“理想质量能量密 度”相比于高镍三元电池有约 25%以上差距。安全性、寿命、成本是磷酸铁锂的主要优势。

  磷酸铁锂的性能由其元素组成和晶体结构决定:磷酸铁锂的橄榄石结构具备聚阴离子框架,结构基元是 LiO6 八面体(锂在体心)、FeO6 八面体(铁在体心)和 PO4 四面体(磷在体心)。磷酸根中强的 P-O 共价键在电池完 全充电的状态下可以稳定氧原子,避免其被氧化释氧。所以该结构使得磷酸铁锂具有很高的安全性和循环寿命。同时,磷酸铁锂的锂离子只拥有一维扩散通道,和层状材料(钴酸锂、三元)的锂离子二位扩散通道相比,离 子电导较低,电子电导也较低。

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  此外,磷酸铁锂正极除锂外没有使用任何昂贵元素,这也使得其在成本理论下限、长期应用规模等方面具 备优势。

  2、铁锂的改性&合成

  磷酸铁锂材料的改性与合成手段以其本征性能优势的发挥及短板的补足为出发点展开。

  铁锂的本征电子电导、离子电导较低,相应的主要改性手段是颗粒均一纳米化、高价离子掺杂、界面包覆 碳材料/导电聚合物等。铁锂的对锂电压较低导致电池能量密度偏低,相应的主要改性手段是试图合成细晶、均 匀的高对锂电压磷酸铁锰锂固溶体。

  铁锂的合成有不同的技术路径。根据铁源的不同进行区分,草酸亚铁、铁红和磷酸铁工艺使用固相法合成 磷酸铁锂;通过液相手段引入对应元素后,也可以在合适条件下采用水热法合成水合磷酸铁锂前驱体,再进行 煅烧获取成品(均多同时进行碳包覆)。

  综合考虑产物的纯度、物相、粒径分布、比表面积与表面状态,合成工艺本身的原料、工艺复杂度、环境 影响等因素后,当前磷酸铁锂的合成手段以磷酸铁-碳酸锂固相法(裕能新能源、贝特瑞),水热合成法(德方 纳米)两种方法为主。

  带着电池单体的能量密度劣势和成本优势,磷酸铁锂电池入局新能源汽车动力电池大潮。

  二、铁锂电池,过往蛰伏

  1、政策不利,优品稀缺

  补贴政策是我国新能源汽车飞速发展的关键助力。随产业发展,纯电动乘用车的重要性不断提升。

  2013-2016 年,纯电动乘用车补贴政策的核心变量是工况续航。彼时工况续航的最高档位是 250km,单车补 贴数额大,补贴退坡幅度小,技术水平要求相对较低。

  2017 年开始,补贴政策进行了以“扶优扶强”为目的的调整。工况续航里程提升、电池系统能量密度提高、 百公里电耗加严,这一方面促进了优质产品面世,另一方面在很大程度上影响了当时条件下电池系统能量密度 相对较低(~100Wh/kg)的磷酸铁锂的应用。

  长续航、高电池系统能量密度整车受补贴“优待”金额较高的时代,磷酸铁锂乘用车产品寥寥。低端产品 如知豆 D1,工况续航不足 100km;中端产品如比亚迪 e6,工况续航 300km;江淮 iev6e 青春版,工况续航 310km;长续航/高端产品如 e6 2017 年第 10 批目录版本,带电量 91kWh,工况续航 450km;腾势 2018 年版本,带电量 70kWh,工况续航 451km 等。但中低端产品工况续航性能不足,高端产品性价比不佳等原因和补贴的不利因素 一起,导致磷酸铁锂乘用车销量萎靡、市场份额很低。相比之下,使用三元正极的锂电池对应整车“爆款”层 出不穷。北汽 EU5,比亚迪秦、元,上汽 Ei5,广汽 Aion S 等车型一方面把电池系统能量密度拓展至 160Wh/kg 以上、把工况续航拓展至 400-500km 以上,另一方面也使三元电池成为市场,尤其是纯电动乘用车市场主流。

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  2、电车增长,铁锂徘徊

  据中汽协统计,2015 年到 2019 年,我国新能源汽车产销规模从 30 余万辆增加至 120 万辆以上。

  根据合格证数据,纯电动乘用车的电池装机规模和占比逐步提升,到 2017 年基本和纯电客车持平,到 2018 年成为动力电池第一大装机去向。

  和纯电动乘用车的重要性提升同步,三元电池在乘用车领域的高渗透率直接引领其装机规模与份额共同提 升。而同期对磷酸铁锂而言几乎只有商用车方面的装机,2016-2019 年堪称磷酸铁锂装机规模在 20GWh 附近的 “徘徊的四年”。

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  铁锂式微似乎已是市场共识。但拐点——2020 年,悄然到来。

  三、曙光重现,爆款先行

  1、补贴退坡,铁锂重回乘用车主流视野

  2020 年 4 月,财政部、工信部、科技部、发改委发布《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》 (财建〔2020〕86 号),以支持新能源汽车产业高质量发展,做好新能源汽车推广应用工作,促进新能源汽车 消费。《通知》要求:延长补贴期限,平缓补贴退坡力度和节奏;适当优化技术指标,促进产业做优做强;完善 资金清算制度,提高补贴精度;强化资金监管,确保资金安全;完善配套政策措施,营造良好发展环境;2020 年 4 月 23 日至 2020 年 7 月 22 日为过渡期。过渡期期间,符合 2019 年技术指标要求但不符合 2020 年技术指标 要求的销售上牌车辆,按照 2019 年对应标准的 0.5 倍补贴。

  补贴退坡且电池系统能量密度不再提高要求相当程度上缩小了铁锂车型和三元车型的补贴获取差距。只要 铁锂车型的工况续航在 400km 以上,且电池系统能量密度在 125Wh/kg 以上,则对比工况续航同样较长,只是 电池系统能量密度稍高的三元车型,补贴额度差值只有 2250/4500 元。如果考虑电池包层面铁锂每 Wh 约 0.1 元 的成本优势,和超过 50kWh 的电池包,再考虑虽有差距但基本可控的百公里电耗差距,可以认为铁锂车型和三 元车型的购置成本差已经持平甚至铁锂占优。那么,“爆款”产品的推出就成为了磷酸铁锂电池用于纯电动乘用 车的“现实拐点”。

  2、特斯拉 Model 3 磷酸铁锂版:中高端爆款

  和此前使用三元圆柱电池的标准续航版相比,整车工况续航略有提升;整备质量有所增加;百公里电耗略 有提升;功率性能(车速)有所提升;电池系统能量密度有相当程度下降。和长续航版相比,整备质量一致, 续航差约 200km。

  可以看出,Model 3 磷酸铁锂版综合性能完全覆盖了此前的标准续航版(瞬时最高车速、30 分钟最高车速、 工况续航占优;功率转速扭矩持平;电耗不及但考虑续航时电耗已计算在内)。

  定价方面,Model 3 磷酸铁锂版补贴后售价不足 25 万元,相比于此前的标准续航版有 2 万余元的降幅。

  我们认为,Model 3 磷酸铁锂版的推出有多重考量。

  成本方面,当前和三元圆柱电池相比铁锂方形电池度电成本降幅在约百元以上,电池包成本降幅在约万元 以上,可以为整车定价带来更大的弹性空间,并保证盈利能力。

  整车推出周期方面,特斯拉此前均使用圆柱高镍 NCA/NCM 电池,短时间内切换方形电池技术路线已经略 有挑战,再使用安全性相对较差的三元材料方形动力电池则对整车安全设计的要求更高,使用铁锂电池利用铁 锂材料本征安全裕度有利于保证整车及时推出并较快爬升产能规模。

  最后是整车性能方面,Model 3 磷酸铁锂版设置如此的技术参数,有尽量满足动力性(以及快充能力)需求 的原因,有整车开发周期相对较短参数调教略保守的原因,但是也有磷酸铁锂电池的本征原因:有模组设计条 件下,铁锂/三元电池包的体积成组效率、质量成组效率均接近,所以铁锂电池系统能量密度比较受限。我们不 排除后续特斯拉及其供应商在进一步改进其磷酸铁锂电池包的可能。

  我们看好 Model 3 磷酸铁锂标准续航版后续放量。生产端,除 2020 年 6 月标准续航版产量受到长续航版产 量威胁外,7-9 月均是标准续航版产量(据真锂研究统计,除了 9 月数台铁锂版之外,均为三元版)规模更大;销售端,标准续航版的预计交付周期是 4-6 周,而长续航版的预计交付周期是 1-4 周,给定标准续航版此前的产 销规模更大,可以得出持续性标准续航版更受消费者欢迎。再考虑到前述铁锂标准续航版比三元标准续航版的 综合性能更强,Model 3 磷酸铁锂标准续航版后续放量是大概率事件。我们估计,Model 3 磷酸铁锂版月产销规 模大概率将稳定在万辆以上,而且在其综合性能和使用体验得到消费者验证的条件下,产销规模有一定程度的 超预期可能。

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  3、比亚迪汉 EV:中高端爆款

  2019 年下半年到 2020 年上半年,比亚迪纯电动乘用车/插混乘用车销量陷入沉寂。2020 年 1-6 月,纯电动 乘用车同比销量下滑超过 50%。

  其纯电动车型下半年乃至长期的胜负手是无模组磷酸铁锂电池(刀片电池)技术的应用(无模组电池技术 对磷酸铁锂的协同作用后述)。先发车型比亚迪汉 EV 已上市销售。

  暂不考虑整车智能化属性,从传统的续航、电耗、车速、内饰、空间感等方面比较,比亚迪汉 EV 完全具 备高端乘用车的基本素质。

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  售价方面,比亚迪汉 EV 起售价不足 23 万元(补贴后),尚未和 Model 3 直接重叠,但也是继唐 EV/DM 之 后的第二次高端化尝试。

  自 2020 年年中,比亚迪汉 EV 开始产能爬坡,产量逐月攀升。根据真锂研究统计,其产量从 7 月的不足千 辆攀升至 9 月的四千辆以上。我们估计,汉 EV 的稳态产销规模将保持在五千辆以上,且有较大可能性超预期。

  3、宏光 mini EV:极致性价比爆款

  和 Model 3、汉 EV 不同,宏光 mini EV 把摆脱补贴、按需购置的性价比路线走到极致。作为“买菜车”、“网 红车”,拥有超过 100km 的续航和不足 4 万元的价格,宏光 mini EV 在一线城市和三四线城市均有较高知名度。

  宏光 mini EV 不同续航里程的车型均有三元、铁锂版本。据真锂研究统计,到 9 月产量爬坡,搭载铁锂电 池的产品总量和占比均有相当程度提升。我们估计铁锂电池的性价比优势或在千元以上。

  4、国内新能源车市回暖,爆款铁锂元素逐渐显现

  进入 2020 年,我国新能源汽车市场环比改善明显;进入 7 月,同比改善开始显现。据乘联会秘书长崔东树统计,7-9 月新能源乘用车批发销量均创同期历史新高。

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  比亚迪汉 EV、特斯拉 Model 3 磷酸铁锂版两个定位中高端-高端市场的磷酸铁锂爆款车型先后上市交付, 加之宏光 mini EV 上市高销量,在新能源汽车产销明显回暖的背景下,磷酸铁锂电池重新吸引了业界、消费者 与资本市场的目光与畅想。

  四、长续航车型不断推出,无模组加持前方光明

  1、多个品牌推出长续航磷酸铁锂车型

  如前所述,优质产品是技术路线的最终载体。除特斯拉 Model 3 磷酸铁锂版、比亚迪汉 EV 等车型外,比 亚迪、上汽、长安、东风、江淮等车企都开发了工况续航 400km 以上的铁锂车型(比亚迪除汉 EV 外还有其他 车型)。

  和部分车企 2019 年推出的,采用三元电池的中端主流车型相比,铁锂车型综合性能不落下风。如工况续航 约 400km 的上汽 Ei5。而比亚迪的“刀片电池”甚至可能覆盖其“王朝”系列产品:除汉以外,宋、秦等均可 以直接对标工况续航。这也启发我们思考,磷酸铁锂动力电池及对应整车的“性能上限”,以及铁锂和三元在动 力电池领域“终极之战”的结果究竟如何。

  2、无模组电池技术,铁锂“持久战”新增根据地

  补贴退坡与公平化、新车型的推出,无疑促进了铁锂动力电池应用的回暖;但可以看出,以比亚迪汉 EV 为首,采用磷酸铁锂正极“刀片电池”对应的整车其工况续航被拔高到骎骎然比肩超长续航三元竞品的地步。换言之,无模组电池技术已经体现出了和磷酸铁锂正极的很高契合度,并使其在用户最关注的使用性能方面具 备了较强竞争力。与无模组电池技术协同,磷酸铁锂动力电池的应用范围可能有望得到有效的向上拓展。

  我国动力电池双雄宁德时代、比亚迪均掌握了“无模组”电池技术(宁德时代从电池单体-电池包角度出发 命名为“CTP”,比亚迪从电池单体形状角度命名为“刀片电池”,以下非必要情况不做区分),动力电池包的体 积成组效率(及部分质量成组效率)可由此获得提升;且零部件数量减少,生产效率也得到提升。

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  我们估计,无模组电池技术对磷酸铁锂电池包的性能(以对应整车工况续航论)提升幅度超过对三元电池 包的性能提升幅度。

  再一次从材料本征特性出发,对于三元正极材料来说,在 200oC 以上即开始释氧放热相当严重地影响了电 池安全性,而磷酸铁锂的放热温度和程度均显著优于三元材料。或者说,铁锂材料的“安全冗余”更多。

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  有模组设计条件下,铁锂/三元电池包的体积成组效率、质量成组效率均接近,所以铁锂电池系统能量密度 比较受限,电池包性能差距和电池单体性能差距类似,面对三元电池劣势较多。但是无模组电池包的本质是节 省“辅助组元”的质量/体积变为电池活性材料,磷酸铁锂的高安全性使得其对应电池包可以设计得更激进,以 及以活性材料的更大安全冗余换取电池包内的更多活性材料质量/体积占比。在无模组电池包的设计思路下,磷 酸铁锂电池包性能落后三元电池包的性能差小于磷酸铁锂电池单体落后三元电池单体的性能差。

  对于未来乘用车动力电池包的性能竞争,我们进行如下基本假设并开始分析:

  考虑 3 种不同体积的电池包:约 372L(蓝本为特斯拉 Model 3 的电池包,用于代表中大型乘用车的电池包 选择);约 300L(用于代表紧凑型乘用车的选择),和约 171L(蓝本为长城欧拉 R1/黑猫,用于代表经适型乘用 车的选择);每种体积的电池包分别以有模组的 523、811、铁锂方形电池单体和无模组的 523、811、铁锂方形 电池单体组成,无模组技术对电池包质量能量密度和体积能量密度均有提升;811 受制于较低的材料本征安全 性,无模组技术的好处有限;铁锂受惠于较高的材料本征安全性,无模组技术对能量密度尤其是体积能量密度 的积极影响更多,而且随电池包的增大递增。对应整车的整备质量随带电量增加线性提升,电耗也线性增加。

  关键假设参数(约)列于下表。

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  在此基础上,我们比较不同电池包对应车型的工况续航(认为 450km 以上“里程焦虑”顾虑显著减轻,550km 以上基本无里程焦虑,650km 以上无里程焦虑),和电池包自身的成本(认为随整车定位下降,消费者对价格的 敏感度提升)。

  对于中大型组的 372L 电池包,我们的估算结果如下:

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  存在电池模组时,磷酸铁锂版车型的工况续航刚刚超过 500km,和对应三元 523 的续航差距超过 200km, 和 811 的差距接近 300km。无模组技术使得铁锂竞争优势大幅提高,工况续航接近 700km,和有模组 523 的续 航差距约 50km,和有模组 811 的续航差距超过 100km;和无模组 523 的续航差距约 150km,和无模组 811 的续 航差距约 200km。

  分析无模组技术带来的性能优势,无模组 523 电池包对应车型的续航超过了有模组 811 电池包对应车型, 同时成本也略有降低。无模组 811 电池包对应车型的工况续航更接近 900km,相当于即使考虑工况续航的局限 性,也可以实现从北京到太原(不到 500km)单次充电完成单程驾车旅行,瓶颈从整车续航不足变为驾驶员体 力精力不足。

  无模组铁锂车型在续航里程得到有效提升同时也拥有经济性优势:和无模组三元车型相比,150km 的续航 差距对应成本优势约 2 万元;200km 续航差距对应成本优势约 2.5 万元。考虑到此档次车型的定价通常应处于 25 万元以上,磷酸铁锂车型的实际成本优势在 10%或以内。

  另外,523 的卖点为更高速的快充和更佳的低温性能,而 811 的卖点则是极限续航能力。同时也不难分析, 可以通过使用三元电池获取和铁锂电池同样的工况续航,然后以更高的成本(接近 1 万元)换取更大的车内可 用空间(减小三元电池包体积约 60L)。

  对于紧凑型组的 300L 电池包,我们的估算结果如下:

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  存在电池模组时,磷酸铁锂版车型的工况续航不足 450km,和对应三元 523 的续航差距接近 200km,和 811 的差距约 250km。电池包体积减小,但是无模组技术仍较为有效提升了铁锂的竞争优势,工况续航超过 550km, 和有模组 523 的续航差距超过 50km,和有模组 811 的续航差距超过 100km;和无模组 523 的续航差距约 150km, 和无模组 811 的续航差距约 200km。另外,无模组 523 的续航超过了有模组 811。总体而言此组别的“里程焦 ”除有模组铁锂车型外也基本不复存在。

  分析无模组技术带来的性能优势,无模组 523 电池包对应车型的续航超过了有模组 811 电池包对应车型, 同时成本也略有降低。无模组 811 电池包对应车型的工况续航约 750km,相当于即使考虑工况续航的局限性, 也可以实现从北京到济南(约 400km)单次充电完成单程驾车旅行。

  无模组铁锂车型在续航里程得到有效提升同时也拥有经济性优势:和无模组三元车型相比,150km 的续航 差距对应成本优势约 1.7 万元;190km 续航差距对应成本优势约 2 万元。考虑到此档次车型的定价届时约 20 万 元,磷酸铁锂车型的实际成本优势在 10%或以内。

  和大电池包组别类似,523 的卖点为更高速的快充和更佳的低温性能,而 811 的卖点则是极限续航能力。同时也不难分析,可以通过使用三元电池获取和铁锂电池同样的工况续航,然后以更高的成本(接近 0.6 万元) 换取更大的车内可用空间(减小三元电池包体积约 50L)。

  如果将上述两个组别混合比较,观察中大型铁锂车型和紧凑型三元车型的表现,我们得到下图:

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  有模组时,中大型铁锂车型续航表现一般。但应用无模组技术后,中大型铁锂车型的续航已可以和有模组 811/无模组 523 紧凑型车型媲美,而且电池包成本更低(估计整车成本接近)。换言之,无模组技术使得铁锂弥 补了续航短板,且占据了空间感优势;对应三元车型的快充优势和低温性能优势(523)、部分续航优势(811) 仍存。

  对于经适型组的 171L 电池包,我们的估算结果如下:

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  电池包体积减小,无模组的作用有所削弱,铁锂电池车型续航均不足 350km,三元电池车型在 350km 以上,或达 400km。但是此时用户对经济性的敏感程度较高,铁锂车型在保证 300km 以上续航同时可以取得 0.5-1 万 元的成本优势,或相当于整车成本的 10%以上;而且此定位的车型成本考量权重较高,无模组铁锂的成本优势 也会其获得较高市场份额。

  综上,传统模组设计条件下铁锂部分回暖,而三元电池极大概率保持明显优势地位;无模组磷酸铁锂电池 包对应整车的工况续航上限得以有效拓展,“里程焦虑”对铁锂车型都可能不复存在,使得铁锂技术在争取较高 级别车型搭载方面也具有了相当竞争力;同等续航相比无模组磷酸铁锂电池的经济性优势得以扩大(估计在 0.5 万元级别),综合考虑无模组磷酸铁锂电池的竞争力显著增强。我们甚至可以推断,如果特斯拉 Model 3 采用无 模组磷酸铁锂电池,其工况续航也可能达到 600km,而非采用有模组磷酸铁锂电池的不足 500km。

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  另一方面,523 体系三元电池对快充的更佳兼容性,811 体系三元电池对极限续航能力的有效满足仍然可以 吸引较多的中高端潜在用户,以及相当部分的主流用户。续航、成本、快充、低温、寿命和极限安全的六项使 用性能比较结果定性归纳于下图。

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  我们认为,未来新能源汽车按客户实际需求选择电池将成为较普遍的方式;从材料、单体到电池包,理论 性能估计到实际需求体现可能会有所不同。在这个过程中,三元正极电池大概率将维持其出货量、配套车型的 主导地位;而依托无模组技术,磷酸铁锂电池满足用户需求的能力将在相当程度上得到提升,市场份额大概率 将进一步回暖,对应整车的产品定位中枢也将在相当程度上获得提升。

  3、饮马长江:铁锂动力电池规模前瞻估计

  我们估计,2020 年是磷酸铁锂回暖的开局之年,2021 年开始是多个有模组、尤其是无模组磷酸铁锂车型规 模化获得市场验证的年份。特斯拉 Model 3 和 Model Y(并不排除其他车型),比亚迪“王朝”系列车型,上汽、 北汽、长安、长城等诸多车企的有关车型均有望大幅贡献销量。为了估计我国 2021-2025 年磷酸铁锂电池的装机量,我们进行如下假设:

  首先,我国新能源汽车产销在 2021-2023 年保持稳步增长;2024-2025 年高等级自动驾驶和新能源汽车的协 同效应显著体现。至 2025 年,新能源乘用车产销规模达到 550 万辆,加上商用车、专用车后接近 600 万辆,基 本实现《新能源汽车产业发展规划(2021-2035 年)》(征求意见稿)的预设目标。

  其次,纯电动乘用车、插电混动乘用车的份额占比保持约 80%-20%,且后者受限于电池包体积、功率性能 需求等,极少使用磷酸铁锂电池。

  再次,纯电动乘用车内部,A00 级车型保持约 20%份额,且磷酸铁锂电池依托成本优势渗透率逐年提升, 最终占据主导地位;A0~A 级车型保持约 50%份额,综合考虑空间、续航、成本和动力性等因素,三元电池保 持主导地位,铁锂占比稳中有升;B~C 级车型一方面受惠无模组铁锂电池技术的发展应用,一方面也因为国际 主机厂龙头对铁锂电池应用的谨慎考虑而难于大幅提升铁锂电池占比(如宝马 iX3,使用宁德时代 NCM811 电 池,电池系统能量密度 154Wh/kg,估计其系统安全程度较高),三元电池仍然保持主导地位。总体而言,磷酸 铁锂动力电池迎来乘用车领域的用量和定位双升。

  最后,纯电动乘用车每类车型的单车带电量逐年小幅提升;商用车总体磷酸铁锂电池用量和商用车规模增 速同步。

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  在上述条件下,我们估算:

  2021 年,我国磷酸铁锂动力电池装机量将达 41.8GWh,其中乘用车装机量占比超过商用车。至 2025 年, 磷酸铁锂动力电池装机量将达 136GWh。磷酸铁锂在动力电池市场中的份额在 40%到 50%之间。如果放眼全球, 考虑到主机厂龙头对磷酸铁锂电池的态度也有所转变,铁锂电池可能有更广阔的的市场空间,我们估计,至 2025 年磷酸铁锂动力电池有望实现约 250GWh 的装机量,和超过 1/3 的装机份额。届时,全球仅用于动力电池的磷 酸铁锂年产量就将达到 50 万吨以上。

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  总之,从产业发展初期的主流选择、产业快速发展期的退守一隅到逐步成熟期的划江而治,磷酸铁锂动力 电池即将迎来蓬勃发展,并有望最终基业长青。

  五、布局磷酸铁锂技术路线的电池企业、正极材料供应商

  1、电池企业:宁德时代、比亚迪双雄领衔,国轩高科待有效验证

  磷酸铁锂电池的规模化应用始于并发展壮大于我国。

  我国动力电池企业中,宁德时代、比亚迪是磷酸铁锂电池研发与应用的领先者,具备全球竞争力。国轩高 科也有一定规模与技术实力。

  宁德时代是我国动力电池行业龙头企业,具备全球竞争力。在三元、铁锂两条技术路线均有强劲技术实力 和规模优势。成为宝马动力电池的主供应商、为特斯拉 Model 3 供应磷酸铁锂动力电池、吸引本田参加增发并 主动延长锁定期等即是其综合实力的有力印证。

  比亚迪是我国动力电池、新能源汽车龙头企业。经历了为期约一年的销量低潮后,有望通过无模组磷酸铁 锂“刀片电池”的应用重回巅峰。在动力电池技术路线方面,公司对磷酸铁锂技术路线的青睐程度更高。动力 电池及三电系统对外供应等也有望成为公司亮点。

  国轩高科在磷酸铁锂电池领域也有一定规模与技术实力,如近期发布 200Wh/kg 的磷酸铁锂软包动力电池 单体等。其主要问题在于尚未配套爆款车型,市场验证说服力相对较弱。后续和大众的合作有可能使得公司基 本面明显改善。

  2、正极材料企业:德方纳米、湘潭电化(裕能)、贝特瑞等全力以赴

  一年来,磷酸铁锂正极材料价格逐步下降。2020 年 8 月以来,价格稳定在 3.2 万元-3.6 万元/吨。

  我国磷酸铁锂正极材料 2020 年上半年产量逾 4 万吨,CR5 为 65%。除比亚迪、国轩高科两个电池企业外, 德方纳米、湘潭电化(参股裕能新能源)、贝特瑞规模居前。

  德方纳米是我国磷酸铁锂正极龙头企业,2017-2019 年,公司纳米磷酸铁锂销量分别为 1.13 万吨、1.68 万吨和 2.34 万吨,年均复合增长率为 58.57%。公司 DY-1、DY-3 型磷酸铁锂正极材料对应的动力电池(未披露容 量等信息)单体能量密度分别为 160/170Wh/kg,具备 3C 倍率条件下 98%容量释放,循环寿命-容量保持率分别 为 6000/5000 次循环后容量保持率 80%。以单次充放对应整车续航 300km,实际循环 3000 次估计,整车的生命 周期总续航里程可接近 100 万 km。

  湘潭电化从事的主要业务包括电池材料业务和污水处理业务。电池材料业务涵盖电解二氧化锰、锰酸锂、 硫酸锰等锰系电极/锰盐产品,并通过持股湖南裕能新能源切入磷酸铁锂、三元正极领域。2019 年,公司控股 16.07%的湖南裕能新能源实现营业收入 5.21 亿元,实现净利润 0.65 亿元。全年销售磷酸铁锂 1.19 万吨,较去 年增长 226.55%。裕能新能源是宁德时代、比亚迪等动力电池龙头企业的磷酸铁锂正极材料供应商。

  据上海证券报从运输半径角度分析,裕能新能源铁锂工厂和比亚迪“刀片电池”工厂距离合理,可能为比 亚迪“刀片电池”扩产进行正极配套。

  贝特瑞以锂离子电池负极材料和正极材料为核心产品,在负极领域的天然/人造石墨细分技术路线上均有深 入布局,且硅碳负极技术先进。正极材料领域,其三元、铁锂正极均具备相当规模有效产能。其主要客户涵盖 松下、三星、LG 化学、宁德时代等全球一线动力电池供应商。

  投资评价和建议

  我们看好磷酸铁锂电池的应用规模复苏与对应纯电动车型的定位中枢提升。我们认为无模组动力电池包技 术和磷酸铁锂电池的“契合度”更高,获取的相对性能提升幅度更大。由此,我们推荐我国动力电池龙头,新 能源汽车和三电系统先驱比亚迪(由汽车组覆盖);建议关注磷酸铁锂正极材料龙头德方纳米、湘潭电化、贝特 瑞等。

  来源:未来智库

  链接:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIyMzYxNDEzMg==&mid=2247517484&idx=3&sn=ae65a75e5791196d3f01347094ac86f3

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