磷酸铁锂:新电池路线回潮

继3月4日中国移动发布招标公告,将采购6.102亿Ah(规格3.2V)磷酸铁锂电池(约合1.95GWh),用于通信领域后,中国铁塔也宣布将大规模采购磷酸铁锂电池。3月11日,中国铁塔发布《2020年备电用磷酸铁锂蓄电池组产品集约化电商采购项目采购公告》,将招标采购2GWh磷酸铁锂电池组产品。

此次计划采购磷酸铁锂蓄电池组约2GWh,包括51.2V的20、50、100、150、200Ah等型号,采购周期为1年。此次招标采购中标人数5个,份额依次为40%、28%、17%、10%、5%,同时要求申请人须具有自2018年1月1日至2020年3月11日累计不低于5000万元人民币磷酸铁锂电池组(仅限于备电类、储能类、动力类)的销售业绩,且须具有磷酸铁锂电池组的生产能力 (含磷酸铁锂电芯自主生产能力)。

截至今年2月底,中国铁塔已累计建成5G基站20万个,根据中国移动、中国联通和中国电信的目标,到今年年底将开通60万个5G基站,市场缺口仍然巨大。而5G技术的大规模应用,必将需要规模更为庞大的基站数量建设,同时再加上对现有3G/4G通信基站的升级,都将为磷酸铁锂需求提供更大空间,5G基站市场对于磷酸铁锂电池的需求将具有持续性。

5G基站能耗大幅提升,这就对于基站电源电池性能要求更高,铅酸蓄电池的短板越来越明显。有业内人士指出,“基站储能电池由磷酸铁锂替代铅酸将是必然趋势。”目前包括中国铁塔、中国移动、中国联通、中国电信、华为等通信及设备企业都在加大其对通信领域磷酸铁锂电池的替换。

5G建设的加速,为磷酸铁锂产业链打开了基站储能的市场空间;而在成本压力和技术突破下,固守商用车的铁锂电池有望与三元电池再战新能源乘用车市场,“蛰伏”多年的磷酸铁锂电池将回归到新一轮周期。

磷酸铁锂:新电池路线回潮

当前动力电池正极材料主要有磷酸铁锂和三元两种技术路线,其体系所对应材料体系不同,磷酸铁锂动力电池体系主要对应环节为磷酸铁锂正极材料,干法隔膜,动力电解液,碳纳米管导电剂。各环节对应的材料类型都与三元体系形成竞争关系。

根据高工锂电数据,2019年我国锂电正极材料出货40.4万吨,同比增长32.5%,其中三元正极材料出货19.2万吨,同比增长40.7%,磷酸铁锂材料出货8.8万吨,同比增长29.3%,钴酸锂和锰酸锂分别出货6.6和5.7万吨。

从材料到电池,磷酸铁锂技术路线成本优势明显电池的性能由材料性能水平决定,作为锂电池的一种,磷酸铁锂电池(LFP电池)优缺点都非常明显:成本低,循环次数高、低温性能差、能量密度低。

特殊的指标数据决定了磷酸铁锂电池在新能源汽车中的份额逐渐被功率密度和能量密度更高的三元电池蚕食,目前的装机主要集中在客车和专用车上,在乘用车领域的装机量份额较低。

但随着补贴政策大幅变动,一直追求三元电池高能量密度的方向遇到了成本的阻力。在降成本的压力下,寻找其他电池替换三元电池是车企一直坚持的思路。在价格上较三元电池便宜10%-15%的磷酸铁锂电池成为车企在低端乘用车型上考虑方案之一。

在2018年以前,由于磷酸铁锂技术主要应用于客车市场,而客车需求在2017年以来增长停滞,因此2017-2019年磷酸铁锂材料的动力类需求基本零增长。

进入2019年下半年,随着磷酸铁锂价格持续走低,5G基站电源、低速车等非动力类需求得到激活,拉动了磷酸铁锂材料需求实现产量8.9万吨,然而价格降幅进一步扩大至30%以上,从而导致2019年行业产值未实现正增长。

按2019年的新能源补贴政策要求补贴系数分为3档,三元体系对应补贴系数1,铁锂目前对应补贴系数0.8,2020年有望提升至0.9 。2020年新能源汽车的抢装和磷酸铁锂动力电池渗透率提升将对对应环节向好。

磷酸铁锂:新电池路线回潮

磷酸铁锂产业链涉及上游原材料磷酸、磷酸铁、碳酸锂,中游正极材料磷酸铁锂以及下游磷酸铁锂池和整车,后端市场还包括动力废旧磷酸铁锂电池拆解、梯次利用和湿法回收。

2019年磷酸铁锂行业龙头效应凸显,行业走向集中。过往行业长期供大于求的环境下,产品利润呈现逐步下滑态势,最终在比拼成本控制能力的阶段,头部企业通过规模效应、客户粘性和历史经验逐步取得竞争优势,市场集中度呈现上升态势。头部企业逐步扩大市占率,2017~2019年,CR3分别为41%、43%、57%,CR5分别为51%、55%、83%。

整体来看,磷酸铁锂动力电池的竞争格局相对稳定。经过一轮洗牌以后,磷酸铁锂电池集中度大幅提升。据中国化学与物理电源行业协会数据,2019年国内磷酸铁锂电池装机量排名中,宁德时代以11.3Gwh的装机量位居国内第一,市占率达到54%,国轩高科(15%)、比亚迪(13%)、亿纬锂能(8%)是第二梯队。头部企业将通过规模效应形成成本优势,并不断在产品性能、管理等方面自我强化。

在宁德时代本月发布的定增预案中,30亿元明确用于储能研发项目,另有江苏时代和宁德车里湾项目均包含储能电池的产能投资。2019年11月,国轩高科表示将投资55亿元在唐山建设7GWh产能的5G新能源产业基地;在稍早的6月,该公司与华为签订了采购合作协议。磷酸铁锂上游材料企业也在加码。德方纳米10日公告,公司拟在曲靖投资10亿元建设“磷酸铁锂正极材料生产项目”。

2019年铁锂正极总产量8.9万吨,同比增长52.4%。受补贴退坡以来市场需求走弱,铁锂凭借高安全性、高性价比等优势,在储能和专用车领域应用需求回暖。正极材料厂商出货规模受其客户影响,由于部分电池厂商自产磷酸铁锂正极材料,同时在采购策略上相对分散,因此集中度较电池环节低。

据鑫椤资讯数据,2019年磷酸铁锂正极材料TOP5企业市占率达72.3%,同比提升3.6个百分点,集中度进一步提高。其中,德方纳米属行业第一梯队,2019年出货量超2万吨,贝特瑞及国轩高科为为第二梯队,出货量在1.5万吨左右,湖北万润和湖南裕能出货量在1万吨左右。

宁德时代外部供应商主要为德方纳米、贝特瑞(中国宝安持有26.98%股权)及湖南裕能(湘潭电化持有16.07%股权);比亚迪自供40%,外部供应商主要为万润及安达科技;国轩高科自产磷酸铁锂;亿纬锂能供应商为德方纳米。


磷酸铁锂:新电池路线回潮

为了减弱磷酸铁锂在能量密度方面的劣势,未来方向一方面在电芯层面,提升磷酸铁锂电芯的体积及能量密度,如据国轩高科公告,其已实现磷酸铁锂单体能量密度190Wh/kg的产品升级,2020年将进一步提升至200Wh/kg;另一方面在PACK端升级,当前国内两大龙头宁德时代和比亚迪已均有相关布局。通过精简结构的方式提升能量密度成为两大龙头共同的选择。

2019年9月,宁德时代在法兰克福车展推出其全新的CTP(CelltoPack)高集成动力电池开发平台,即将电芯直接集成为电池包,由于省去了电池模组组装环节,较传统电池包,CTP电池包体积利用率提高了15%-20%,电池包零部件数量减少40%,生产效率提升了50%,电池包能量密度提升了10%-15%。虽然公司当前CTP方案主要针对三元领域,但其带来的能量密度及效率提升效果明显,磷酸铁锂生产有望借鉴相关思路,弥补能量密度方面劣势。

特别是比亚迪“刀片电池”方案更加适用于磷酸铁锂电池,这使得磷酸铁锂电池与三元电池体积能量密度的差距缩小,从而使得搭载磷酸铁锂电池的乘用车(比亚迪“汉”)的续驶里程突破600km。比亚迪表示该车所用的磷酸铁锂刀片电池更加安全,电池内部短路几率接近0,同时抗变形、耐挤压和抗穿刺的能力也更强,拥有超过100万公里的使用寿命。

伴随CTP、刀片电池等技术迭代,磷酸铁锂电池市场有望回暖。

磷酸铁锂:新电池路线回潮

从工信部新车推荐目录来看,进入2020年,铁锂电池在乘用车中的配套比例明显回升,最新推荐目录显示,乘用车中铁锂电池配套比例已经超过20%。其中,上汽集团荣威ei6插电、荣威eRX5插电和名爵MG6插电的改款版车型也确定更换为磷酸铁锂电池。这是车企对铁锂电池全新认知的变化,铁锂电池较三元电池节约成本,且对性能影响不大。

插电混动车型本身带电量15度左右,电池重量120公斤,从三元换回铁锂,同等容量下,电池增重仅10公斤,续航里程影响5公里左右,但成本下降3000元。这一趋势将在2020年继续加强,铁锂在乘用车中的配套有望提速。

随着动力电池的进一步发展,磷酸铁锂体系在补贴作用小的市场格局中竞争力凸显,在乘用车中装机量份额有望从4%提升至14%,并带动上游配套产业链快速发展,如磷酸铁锂+碳纳米管正极,天然石墨负极,干法隔膜,又由于单位Gwh电解液用量提升30%以上,电解液用量将大幅提升。2020年工信部对全年新能源补贴额度下调力度将大大减小,在补贴最后期限和政策继续支持的双重刺激下有望出现抢装行情,磷酸铁锂在2020年将随之进一步打开市场空间。

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