三元鋰電池VS磷酸鐵鋰電池，是二分天下還是一方獨(dú)霸？

關(guān)于新能源車動(dòng)力電池，市場上一直有三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池技術(shù)路線的爭論，前者成本高但續(xù)航時(shí)間長，后者續(xù)航略差但成本低且安全性高。

過去由于新能源政策補(bǔ)貼，2017年到2019年，能量密度高的三元鋰電池成為市場主導(dǎo)。但2019年補(bǔ)貼逐步退坡后，磷酸鐵鋰電池憑借成本優(yōu)勢(shì)和技術(shù)突破，又贏得了市場青睞，磷酸鐵鋰2021年裝機(jī)量有望反超三元鋰。

11月18日，工信部的意見稿再次提高對(duì)鋰電池能量密度的要求。市場預(yù)期，成本優(yōu)勢(shì)會(huì)讓磷酸鐵鋰正極材料在中低端的份額擴(kuò)大，中高端乘用車以三元正極材料為主，且三元正極會(huì)朝著高鎳化的趨勢(shì)發(fā)展。容百科技、長遠(yuǎn)鋰科等三元材料廠商中，誰能在高鎳化的趨勢(shì)下脫穎而出?

政策傾斜三元鋰材料主導(dǎo)市場

新能源汽車的快速發(fā)展及普及，離不開動(dòng)力電池性能的突破、成本的下降。作為新能源汽車的“心臟”，動(dòng)力電池的成本在整車中占比約40%，其性能更是直接決定了整車的安全性和續(xù)航里程。

新能源汽車動(dòng)力電池的發(fā)展存在鋰離子電池、燃料電池、鈉離子電池等技術(shù)路線，目前應(yīng)用最為廣泛的是鋰離子電池。鋰離子電池主要由正極材料、負(fù)極材料、隔膜、電解質(zhì)和電池外殼等材料組成，其中正極材料主要決定了電池的能量密度及安全性，進(jìn)而影響電池的綜合性能。此外，正極材料在鋰離子電池成本中占比約為40%，其成本也影響了電池整體成本的高低，進(jìn)而影響了整車成本。按正極材料的不同，鋰離子電池又可分為錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池等類型。

其中，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池是絕對(duì)主力。中國汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2021年前10個(gè)月，我國動(dòng)力電池累計(jì)裝車量107.5GWh，其中三元電池和磷酸鐵鋰電池的裝車量占總裝車量比例為99.8%。三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池各有優(yōu)點(diǎn)，三元鋰電池由不同比例的鎳、鈷、錳(鋁)元素組成，具備耐低溫、能量密度高等特性，但成本高、易燃易爆炸;磷酸鐵鋰電池的優(yōu)點(diǎn)在于成本低、循環(huán)壽命高、熱穩(wěn)定性好、安全性能高等優(yōu)點(diǎn)，但不足之處在于不耐低溫、能量密度低、續(xù)航差。過去幾年，由于政策補(bǔ)貼、成本等因素，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的市場份額此消彼長。新能源汽車發(fā)展初期，考慮到排放以及燃油經(jīng)濟(jì)性，政策向商用車傾斜，磷酸鐵鋰的安全性、循環(huán)壽命等優(yōu)勢(shì)讓其迅速成為正極的首選，市占率遙遙領(lǐng)先。

2016年，磷酸鐵鋰電池在國內(nèi)動(dòng)力電池市場的占有率高達(dá)69%。然而，2017年隨著國家調(diào)整新能源汽車補(bǔ)貼政策，首次將電池能量密度納入補(bǔ)貼參考指標(biāo)后，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的市場地位發(fā)生了改變。當(dāng)時(shí)，磷酸鐵鋰電池能量密度主要集中在70—80Wh/Kg，無法滿足“純電動(dòng)乘用車動(dòng)力電池系統(tǒng)的質(zhì)量能量密度不低于90Wh/kg，對(duì)高于120Wh/kg的按1.1倍給予補(bǔ)貼”這一標(biāo)準(zhǔn)，這導(dǎo)致市場逐步向能量密度更高的三元鋰電池偏移。2018年，磷酸鐵鋰電池的市占率首次被三元鋰電池超越。根據(jù)動(dòng)力電池聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2018年，國內(nèi)動(dòng)力電池累計(jì)產(chǎn)量達(dá)70.6GWh，其中三元電池占比55.5%，磷酸鐵鋰電池占比下降至39.7%。2020年一季度，三元鋰電池的市占率提升到76%，有一家獨(dú)大的趨勢(shì)，就連部分券商也認(rèn)為三元材料將主導(dǎo)正極市場。然而，誰也沒料到鋰電池競爭格局又出現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)。

補(bǔ)貼退坡后磷酸鐵鋰電池卷土重來

常見的三元正極材料由鎳鈷錳組成，化學(xué)式為LiNixCoyMn1-x-yO2，型號(hào)有NCM333、NCM523、NCM622、NCM811。其中，333和811等數(shù)字指的是NCM材料中Ni/Co/Mn的摩爾系數(shù)比。以NCM333和NCM811做對(duì)比，NCM811就是一種高鎳低鈷的三元正極材料。

由于鈷是一種資源相對(duì)匱乏的金屬，且鈷的市場價(jià)格較高，鈷含量越高動(dòng)力電池的成本也會(huì)增加。通過提高價(jià)格較低的鎳金屬含量，減少價(jià)格較高的鈷金屬含量，不僅能提高能量密度，還能降低三元正極材料成本，于是三元正極材料逐漸向高鎳化甚至是無鈷化發(fā)展，NCM622、NCM811和NCA(鎳鈷鋁)等高鎳材料成為主流。

三元正極材料在2017年后的快速發(fā)展，少不了補(bǔ)貼的助力，而2019年以來，隨著新能源車補(bǔ)貼的逐步退坡，成本成為各家整車廠商不得不考慮的事情。隨著寧德時(shí)代CTP技術(shù)以及比亞迪刀片電池技術(shù)的相繼推出，成本較低、性能提升的磷酸鐵鋰電池又獲得了整車廠的青睞。

根據(jù)華安證券2021年初的研報(bào)，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—0.21元/Wh，對(duì)應(yīng)降低成本65%至72%。在現(xiàn)行補(bǔ)貼政策下，例如帶電量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。

于是，成本端的優(yōu)勢(shì)讓磷酸鐵鋰材料增速再次遠(yuǎn)高于三元材料。公開數(shù)據(jù)顯示，2020年國內(nèi)動(dòng)力電池產(chǎn)量達(dá)83.4GWh，同比下降2.3%。但磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量同比增長24.7%達(dá)到34.6GWh，三元電池產(chǎn)量同比下降12%為48.5GWh。2020年下半年以來，上游大宗商品價(jià)格暴漲，整車廠成本端的壓力在2021年顯得更為突出，多家整車廠商紛紛加速由三元電池轉(zhuǎn)向磷酸鐵鋰電池。

2021年4月，比亞迪宣布全系純電乘用車型將搭載磷酸鐵鋰刀片電池。7月，馬斯克表示，未來特斯拉將使用2/3的磷酸鐵鋰電池和1/3的三元電池。10月，特斯拉宣布，全球范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版Model 3和Model Y，將全部改用磷酸鐵鋰電池。此外，大眾、福特、奔馳都已明確會(huì)在入門級(jí)車型上使用磷酸鐵鋰電池。

2021年前10個(gè)月，磷酸鐵鋰裝車量增速316.4%，三元材料裝車量增速為100.1%。盡管前10個(gè)月，三元鋰裝車量為54.1GWh，較磷酸貼鋰電池裝車量53.2WH略高一些，但2021年7月以來，磷酸鐵鋰裝車量連續(xù)3個(gè)月超過三元鋰，按照這一趨勢(shì)，2021年磷酸鐵鋰材料的市場份額有望反超三元材料。

短短4、5年間，動(dòng)力電池正極材料市場競爭格局就發(fā)生了兩次反轉(zhuǎn)。11月18日，工信部電子信息司發(fā)布《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范條件(2021年本)》(征求意見稿)，進(jìn)一步提高對(duì)鋰電池能量密度要求，三元鋰與磷酸鐵鋰的競爭還將繼續(xù)下去。

高鎳化趨勢(shì)下三元材料廠商誰占有先機(jī)?

在工信部征求意見稿公布后，中信證券的研報(bào)認(rèn)為，“在汽車電動(dòng)化和智能化的背景下，動(dòng)力電池對(duì)高能量密度的電池材料的追求不會(huì)止步。三元材料在能量密度等方面的優(yōu)勢(shì)將使其繼續(xù)作為乘用車動(dòng)力電池正極材料的主要選擇。”

不過，中信證券在研報(bào)中也表示，預(yù)計(jì)未來文件的出臺(tái)不會(huì)對(duì)磷酸鐵鋰行業(yè)發(fā)展造成實(shí)際性壓制，磷酸鐵鋰仍將受益于新能源汽車和儲(chǔ)能行業(yè)的快速發(fā)展。11月19日，比亞迪董事長兼總裁王傳福表示，電池的投入問題在于技術(shù)路線，三元還是磷酸鐵、圓柱還是方形，走錯(cuò)方向可能導(dǎo)致100億元打水漂，還會(huì)浪費(fèi)三年時(shí)間。

不僅電池廠商要面對(duì)路線選擇的挑戰(zhàn)和壓力，上游的正極材料廠商同樣要面對(duì)選擇三元鋰還是磷酸鐵鋰的難題。從鋰電池正極材料種類看，三元材料的占比從2016年的33.8%上升至2018年的47.1%，自 2019年開始占比逐年下降，從2019年的45.9%下降至2021上半年的39.2%。而磷酸鐵鋰的占比從2016年的35.8%下降至2018年的21.9%，自2019年開始占比逐年上升，從2019年的22.6%上升至2021上半年的35.6%。

與負(fù)極、電解液、隔膜等行業(yè)相比，正極行業(yè)的市場格局較為分散，CR5的市場份額從2019 年的38%小幅下降至2020年的37%。目前，生產(chǎn)三元材料的主要公司包括容百科技、當(dāng)升科技、長遠(yuǎn)鋰科、振華新材、廈門鎢業(yè)等。其中，當(dāng)升科技和長遠(yuǎn)鋰科以常規(guī)三元材料NCM523、NCM622為主，高鎳三元材料占比相對(duì)較低。2021年前3季度，當(dāng)升科技收入51.71億，同比增長155%;長遠(yuǎn)鋰科收入45.36億，同比增長322.95%。

從市占率來看，三元材料仍然以NCM523為主。2020年，NCM523在三元材料中市占率為53%，NCM811占比22%。但從電動(dòng)車降低成本和提高續(xù)航能力的角度考慮，動(dòng)力電池三元正極材料向高鎳化發(fā)展是大勢(shì)。2020年，常規(guī)三元NCM523占比同比下降9個(gè)百分點(diǎn)，高鎳三元NCM811占比同比提升9個(gè)百分點(diǎn)。不過，高鎳三元材料仍然要攻克成本較高和安全性較差的瓶頸。

目前，國內(nèi)高鎳三元材料龍頭是容百科技，其NCM811正極出貨量在國內(nèi)市場占比超一半。2021年上半年，容百科技收入62.51億，同比增長166.50%。不過，選擇三元鋰還是磷酸鐵鋰，最終還是要看終端市場的需求。新能源補(bǔ)貼退坡后，部分汽車消費(fèi)者對(duì)購車成本的敏感性，轉(zhuǎn)向售價(jià)較低的磷酸鐵鋰電池配套車型，這無疑會(huì)影響整車廠商的選擇，進(jìn)而影響到電池生產(chǎn)商及正極材料生產(chǎn)商。在工信部進(jìn)一步提高鋰電池能量密度要求后，三元材料生產(chǎn)商中，率先攻克高鎳材料成本和安全性問題的公司，或許會(huì)在未來的競爭中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。