文 | 出行一客，作者 | 周湛，編輯 | 郝洲
今年2月，特斯拉向寧德時代採購磷酸鐵鋰電池消息震動市場。中山證券認為，特斯拉逆向選擇磷酸鐵鋰，原因有二：一是降低電池成本，提升國產車型的售價競爭力；二是寧德時代的CTP技術可使特斯拉續航和降本兼得。此前，寧德時代配套大眾的CTP磷酸鐵鋰電池包，能量密度已提升至160Wh/kg，這一數據不僅可以滿足特斯拉國產車型的續航要求，且能達到補貼政策的標準。
目前來看，寧德時代供貨的磷酸鐵鋰電池只針對上海工廠生產的Model 3標準續航升級一款車型，也是最低配車型，該車型補貼後官方指導價為29.9萬元，且免徵購置稅26465元。若特斯拉2020年底順利實現100%國產化，國產低配版降至20萬元區間並不遙遠。顯然，特斯拉此款車型的主要競爭目標是國內20萬元左右的市場，相應的續航能力和性能要求也較低。特斯拉此舉對小鵬、威馬、廣汽等把部分車型定在24萬到30萬之間的自主品牌來說，將是一個巨大的挑戰。
無獨有偶比亞迪也計劃在2020年中新上市的車型“漢”上採用新型磷酸鐵鋰“刀片電池”。通過扁平化設計，相比傳統電池結構變化較大，“刀片電池”同樣為無模組方案，降低了電池包製作工藝，節省了物料和人工費用，成本或將降低20%-30%。刀片電池單體電芯的體積能量密度並沒有改變，減少加強結構件體積利用率可提升到60%以上，體積能量密度有望提升50%，續航里程可提升20%-30%。
在電動車市場化腳步不斷前進的格局下，多種技術路線並存是動力電池產業的必然生態。通過技術手段提升磷酸鐵鋰電池的能量密度可以讓其重返乘用車市場，並且依然可以保持其在商用車細分領域的絕對優勢。
新型磷酸鐵鋰電池的應用可以為部分乘用車提供性價比更高的電池選擇，有利於低端車型價格下探，吸引更多消費者對電動車的關注。三元電池並不會因此失去市場主導地位，相反，由於三元電池面世時間較短，仍有一定的改良空間，新型磷酸鐵鋰電池將會倒逼三元電池在技術性能、安全性能以及性價比等方面進一步提升，並依舊收到新能源汽車市場中高端車型的青睞。
三元電池逆轉磷酸鐵鋰
回顧2015-2019年動力電池分類型裝機量，三元電池裝機量從2015年的4.4GWh迅速攀升至2019年的38.5GWh，市場佔比從2016年的22.6%大幅提升至2019年的61.7%，如今已佔據市場主流地位。同時，磷酸鐵鋰電池市場佔比有所下滑，過去幾年，磷酸鐵鋰電池裝機一直維持在20.0GWh左右水平，但市場佔比卻從2016年的72.8%持續下滑至2019年的32.0%。值得注意的是，2017年，三元電池實現超150%增長，而磷酸鐵鋰電池首次出現負增長。
三元在新能源乘用車中迅速普及，磷酸鐵鋰則被廣泛應用於商用車及專用車領域。從新能源汽車各細分市場來看，在乘用車領域，三元電池裝機量自2017年起迅速增長，市場佔比也不斷擴大，而由於三元電池增長所帶來的擠出效應，磷酸鐵鋰市場佔比從2015年的51.4%下滑至2019年的4.1%， 2019年乘用車裝機僅1.7GWh，同比下滑36.3%。在客車市場，磷酸鐵鋰則一直保持著絕對的主導，2016-2019年市場佔比均在90%以上；在專用車市場，磷酸鐵鋰市場佔比更是在2019年實現大幅增長，由2018年的42.0%提升至2019年的76.9%。
動力電池在整個新能源汽車市場及其細分領域分化的原因，我們認為主要有三點，一是由材料體系決定的電池性能不同，決定了不同電池在不同領域中的應用優勢；二是補貼政策導向，自2017年起補貼政策向高能量密度傾斜，磷酸鐵鋰電池成本優勢無法彌補其能量密度較低造成的補貼減少，在對價格相對敏感的乘用車領域，被三元電池快速反超；三是成本驅動，客車及專用車無相應補貼扭曲機制，磷酸鐵鋰在商用車及專用車領域性價比優勢明顯。
政策成本導向，動力電池選擇分化
- 磷酸鐵鋰成本低安全性高，三元能量密度佔優
鋰電池工作原理是將電能轉化為化學能儲備在電極中，在需要的時候可以重新以電能釋放。其核心材料是正極、負極、電解液和隔膜，其中正極材料直接決定了電池的能量密度、安全性、循環壽命等性能。因此，動力電池一般按照正極材料體系可劃分為鈷酸鋰（LCO）、錳酸鋰（LMO）、磷酸鐵鋰（LFP）以及三元材料（鎳鈷錳酸鋰NCM、鎳鈷鋁酸鋰NCA）等。
鈷酸鋰壓實密度優於其他材料，故大規模使用在對價格不敏感的消費電子領域，如手機、筆記本電腦等；錳酸鋰的電化學性能較為平庸，但價格低廉，故使用在對價格較敏感的領域，如兩輪電動車；磷酸鐵鋰以及三元材料則是動力電池的最佳選擇，被廣泛應用於汽車、船舶等領域。
作為在新能源汽車動力電池中廣泛應用的兩種正極材料，磷酸鐵鋰和三元材料在性能上有明顯的差異，直接導致在不同領域的優勢差異。
能量密度高，三元材料對乘用車續航性能提升作用大。三元材料理論比容量為280mAh/g左右，遠高於磷酸鐵鋰的170mAh/g。同時，振實密度為2.2-2.8 g/cm3，也遠高於磷酸鐵鋰的0.7-1.4g/cm3，因此三元材料具有體積比能量密度優勢。這意味著在有限空間內帶電量多，有利於續航里程的提升，這對於空間有限的乘用車十分關鍵。
循環壽命長，且安全性高，磷酸鐵鋰受商用車廠商青睞。新能源客車主要應用於公共交通領域，公用用車對安全性要求極高，因此磷酸鐵鋰憑藉其循環壽命長、安全性高的材料特性，在該領域佔據絕對主流地位，佔新能源客車電池裝機量90%以上。
- 政策驅動：補貼向高能量密度傾斜，三元成市場主流
新能源汽車發展初期，考慮到排放及燃油經濟性以及社會示範效應，政策向商用車傾斜，新能源客車成為最早的汽車電動化市場，磷酸鐵鋰憑藉其循環壽命長、安全性高等優勢迅速成為鋰電池正極材料的最佳選擇，2017年以前，市佔率遙遙領先。隨著2017年補貼政策將能量密度納入考核要求，將其與補貼係數直接掛鉤，且標準逐年提升，以比亞迪乘用車磷酸鐵鋰電池為例，2017-2019年能量密度最高為125/140/149Wh/kg，對應可獲得的補貼倍數為1.1/1.1/0.9，而其他技術相對較弱的公司，可獲得對相應補貼倍數更低。因此，市場份額開始逐步向能量密度高的三元電池轉移。
另外，隨著商用車的普及率提升，後續需求空間有限，而乘用車受眾基數較大，發展潛力更足。在乘用車領域，磷酸鐵鋰電池成本優勢無法彌補能量密度較低帶來的補貼減少，磷酸鐵鋰的市場發展空間也相應受限。因此，動力電池主流供應商也紛紛選擇以三元為主的技術路線。
- 成本驅動：磷酸鐵鋰在商用車市場佔絕對主導
儘管2017年之後，補貼政策的傾斜使磷酸鐵鋰在乘用車市場大幅萎縮，但憑藉成本優勢，其在客車及專用車市場仍佔據絕對主導。除了由於政策原因，客車領域未開放三元配套之外，在補貼持續退坡且友好乘用車的趨勢下，新能源專用車廠在關注動力電池安全性及循環壽命的同時，也更加關注動力電池的性價比，磷酸鐵鋰材料也憑藉成本優勢越來越受專用車廠青睞。根據高工鋰電的統計，2017年和2018年新能源專用車磷酸鐵鋰電池裝機量分別為2.15GWh和2.75GWh，同比增長28%，佔比提升至42%。2019年佔比更是提升至79.6%。從工信部新能源汽車推廣應用推薦車型目錄來看，2016-2019年，搭載磷酸鐵鋰電池的純電動客車的比例不斷上升；搭載磷酸鐵鋰電池的純電動專用車也在2019年攀升至65%。
補貼持續退坡，市場正在變遷
- 補貼退坡，磷酸鐵鋰向乘用車滲透跡象明顯
過去，磷酸鐵鋰電池在新能源汽車中的份額主要集中在客車和專用車上，在乘用車領域的份額較低。隨著補貼的持續退坡，2019年補貼大幅下滑，地方補貼取消，單車平均補貼降幅達70%，降本成了低端乘用車的發展主線。材料端價格的優勢，使得磷酸鐵鋰再次進入市場視線。
正極材料價格低廉，磷酸鐵鋰電池現階段成本優勢明顯。磷酸鐵鋰及三元電池系統價格自2015年起逐年下降，自2018年第三季度，磷酸鐵鋰電池系統價格已低於三元電池，且呈持續下降趨勢，現階段磷酸鐵鋰電池成本較三元電池低約10%-15%，且兩者的差價會因為正極材料價格差異而長期存在。從正極材料成本來看，三元正極材料中，鈷鎳錳有價金屬含量高，加上鎳錳鹽和碳酸鋰/氫氧化鋰材料及加工成本，三元材料價格在12-18萬元/噸之間。而磷酸鐵鋰電池正極主要由磷酸鐵和碳酸鋰組成，兩者價格均較低，磷酸鐵鋰正極價格僅4.1-4.5萬元/噸。
從工信部新車推薦目錄來看，從2019年下半年開始，磷酸鐵鋰電池在乘用車中的配套比例回升明顯。根據工信部2020年第2批推薦目錄乘用車的情況顯示，符合2019年補貼新政產品技術要求的乘用車有44款，其中9款車型搭載磷酸鐵鋰電池，佔比達20%；2020年第3批推薦目錄中，符合2019年補貼新政產品技術要求的乘用車有23款，搭載磷酸鐵鋰電池的車型佔9%，均較2019年全年7.8%的佔比有所提升。
頭部電池企業領銜，提升磷酸鐵鋰性能短板
後補貼時代，頭部電池廠商紛紛提出新技術，在採用磷酸鐵鋰路線的基礎上，通過改進電芯成組方式，提升成組效率，來進一步提高電池包的能量密度和空間利用率等性能。
比亞迪
“刀片電池”方案，中高端乘用車試水鐵鋰電池
比亞迪計劃在2020年中新上市的車型“漢”上採用磷酸鐵鋰“刀片電池”。通過扁平化設計，相比傳統電池結構變化較大。刀片電池長度最長可達2.5m，可針對車型定製化設計。該方案為無模組方案，降低了電池包製作工藝，節省了物料和人工費用，成本或將降低20%-30%。刀片電池單體電芯的體積能量密度並沒有改變，但電芯自身可承擔加強作用，從而減少加強結構件，體積利用率可提升到60%以上，體積能量密度有望提升50%，續航里程可提升20%-30%，搭載刀片電池的比亞迪漢續航能力最高可提升至600公里。
寧德時代
CTP方案，磷酸鐵鋰和三元均適用
高工鋰電資料顯示，寧德時代2019年在德國法蘭克福國際車展上推出全新的CTP（Cell to Pack）高集成動力電池開發平臺，同樣採用無模組方案，將電芯直接集成到電池包。傳統電池包需要多個模組為電芯提供支撐、固定及保護，佔用電池包內大量空間的同時增加重量，而 CTP電池包省去模組環節，體積利用率提高15%-20%，電池包零部件數量減少40%，生產效率提升50%。另外，通過CTP方案，三元523電池可達到三元811電池能量密度，磷酸鐵鋰可達到三元523的能量密度，能量密度提升10%-15%。
寧德時代的CTP方案對磷酸鐵鋰和三元均適用，而磷酸鐵鋰方案應用CTP則相對更成熟。日前，已有消息表明，未來中國版特斯拉將搭載的正是寧德時代的CTP+磷酸鐵鋰電池，而目前寧德時代給北汽、威馬配套均為三元523+CTP方案。
市場化推動磷酸鐵鋰回暖，三元仍是長期主流
- 政策將繼續推助動力電池需求增長
過去，動力電池的分化發展很大程度受政策影響，未來，政策也將繼續在動力電池發展變遷中扮演重要角色。動力電池的需求總量跟新能源汽車的產量息息相關，而新能源市場依然會在很大程度上依賴政策扶持力度。我們認為，受疫情影響，新能源汽車市場開局較弱，出於恢復市場信心考慮，2020年新能源汽車政策總體上將會比較積極，這也將進一步帶動動力電池的需求增長。
從2020年新能源汽車相關的各項政策來看，中央政府加大新能源汽車推廣力度的同時，各地政府也紛紛相應，推出新的補貼政策（如廣州推出對新能源車補貼1萬元/輛的激勵政策）。可以預見，隨著各種鼓勵政策的出臺，消費者的購車慾望和車企的主觀能動性都將被積極調動起來，對產銷的促進將有積極作用。另外，日前的中共中央政治局常務委員會會議將充電樁納入新型基礎設施建設範疇，這將使充電樁建設全面提速，在電池性能不斷提升的基礎上，從補電條件方面緩解新能源汽車“里程焦慮”問題。
發佈單位政策內容中共中央政治局常務委員會會議會議指出要加快5G網絡、數據中心等新型基礎設施建設進度。 新型基礎設施建設包括特高壓、新能源汽車充電樁、5G基站建設、大數據中心、人工智能、工業互聯網和城際高速鐵路和城市軌道交通等七大領域。國務院發佈《藍天保衛戰三年行動計劃》，加大新能源汽車推廣應用力度及產銷規劃佈局。以2020年為重要時間節點，全面推動新能源汽車發展。國務院《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012―2020年)》中提出的到2020年完成累計超過500萬輛的關鍵時點。國家發改委、商務部等向各省市聯合發佈《關於促進消費擴容提質 加快形成強大國內市場的實施意見》。其中，在“鼓勵使用綠色智能產品”一項中，《意見》提出要促進汽車限購向引導使用政策轉變，鼓勵汽車限購地區適當增加汽車號牌限額。廣州市人民政府發佈了《廣州市堅決打贏新冠肺炎疫情防控阻擊戰努力實現全年經濟社會發展目標任務的若干措施》(後簡稱《措施》)，其中在汽車消費中，個人消費者購買新能源汽車給予每車10000元綜合性補貼，購買國六標準新車給予3000元補助。
特斯拉領銜，磷酸鐵鋰回暖可期
近期，關於特斯拉的新聞引起廣泛討論，首先路透社稱，特斯拉向寧德時代採購“無鈷”電池，大概率是磷酸鐵鋰電池；其次特斯拉將在4月電池日公佈自主研發電池信息，或將使用Maxwell乾電極技術。
我們認為，特斯拉之所以選擇磷酸鐵鋰，原因有兩點：1）降低電池成本，使國產車型的售價更具市場競爭力。三元電池的成本受“鈷”成本影響下降空間受限，多家頭部電池廠都不止一次表示希望通過“去鈷”降低電池成本，然而受技術發展的限制，至今仍不能完全實現“無鈷”，故磷酸鐵鋰成了現階段降成本的好途徑。2）寧德時代的CTP技術可使特斯拉續航和降本兼得。此前，寧德時代配套大眾的CTP磷酸鐵鋰電池包，能量密度已提升至160Wh/kg，這一數據不僅可以滿足特斯拉國產車型的續航要求，且能達到補貼政策的標準。另外，採購寧德時代磷酸鐵鋰或與自建電池並不矛盾，乾電極技術為工藝創新，材料體系是否會有重大突破仍需觀察。
目前來看，寧德時代供貨的磷酸鐵鋰電池只針對上海工廠生產的Model 3標準續航升級一款車型，也是最低配車型，該車型補貼後官方指導價為29.9萬元，且免徵購置稅26465元。若特斯拉2020年底順利實現100%國產化，國產低配版降至20萬元。顯然，特斯拉此款車型的主要競爭目標是國內20萬元左右的市場，相應的續航能力和性能要求也較低。
由於補貼退坡等因素，2019年中國新能源汽車銷量不盡如人意，自主品牌正在承受著降本與轉型的雙重壓力，特斯拉此舉對小鵬、威馬、廣汽等，這些把新車定在24萬到30萬之間的自主品牌來說，將是一個挑戰。此外，加上來自特斯拉在車載軟件、外觀設計及品牌方面的多重的競爭壓力，必將促進自主品牌的自我提升，或降價、或提升續航、或優化軟件配置等。據悉，小鵬P7即將於4月份上市，預售價24萬-37萬. 值得注意的是，官方宣稱小鵬P7的續航里程達706km，趕超特斯拉，或成為對特斯拉降價搶市場的有力回應。此外，做工質量、售後服務、及銷售渠道等也是影響汽車銷量和消費者選擇偏好的關鍵因素，如果自主新能源車型能在掌握更多核心技術的同時，各方面綜合提升，在國內市場與特斯拉勢均力敵也並非不可能。
磷酸鐵鋰三元將長期共存
有了特斯拉的助攻，及寧德時代和比亞迪新技術的發力，磷酸鐵鋰電池有望繼續提升其在新能源乘用車的滲透率，尤其是在中低端乘用車的份額。從工信部新車推薦目錄來看，2020年以來，磷酸鐵鋰在乘用車中的配套比例已超過20%。我們認為，當政策不再對現有技術做出新要求，補貼退坡已經使磷酸鐵鋰的成本優勢更明顯，能有效緩解補貼大幅下降導致的成本急劇上升，對電池成本敏感的中低端車型將受益。我們觀察到，除特斯拉外，更多自主車企也逐步開始認同鐵鋰在現階段的優勢，續航在250-400km的配套鐵鋰電池的車型已經進入推薦目錄。
磷酸鐵鋰的重新“上位”並不意味著三元電池不再是主流，未來磷酸鐵鋰和三元電池將是長期共存的局面。從技術方面看，雖然磷酸鐵鋰電池能夠在技術上取得突破，但三元電池也一定不會原地踏步。三元較磷酸鐵鋰在能量密度方面有更大的潛力，且成本下行空間大，三元鋰電池還是會成為許多廠家的首選。特別是如今主流的400-500km 純電續航還是無法滿足多數消費者的使用需求，純電續航600km以上的車型在短期內還是離不開高能量密度的三元鋰電池。因此，中高端車型為保持競爭力未必跟隨採用磷酸鐵鋰電池，將依然以高能量密度的高鎳三元電池為主流。從多個合資品牌的新車上市規劃來看，大眾、寶馬等計劃於2020下半年在華推出的新車型，均配套三元電池，也印證了這一趨勢。
- 客車、專用車長期主流仍是磷酸鐵鋰
商用車方面，在安全性作為首要考慮問題的客車領域，我們認為，基於我國磷酸鐵鋰電池產業化、技術成熟度較高的背景下，純動力客車領域還是傾向於使用安全性更高的動力電池，磷酸鐵鋰將繼續佔有絕對主要地位。
在專用車領域，我們觀察到，在2020年第三批新能源專用車推薦目錄中，專用車搭載電池類型相較前兩批呈現一定分散，不是高度集中在磷酸鐵鋰電池上，大概率是因為受疫情影響，市場購買力有一定下降，在保證安全的前提下，各企業根據自身情況選擇成本相對有吸引力的產品，有利於疫情過後的市場競爭。但顯然，磷酸鐵鋰佔比依舊超過60%，憑藉其高安全性及高性價比，相信長期來看主流地位不易被撼動。
- 三元主流地位難以撼動，磷酸鐵鋰佔據細分市場
在電動車市場化腳步不斷前進的格局下，多種技術路線並存是動力電池產業的必然生態。通過技術手段提升磷酸鐵鋰電池的能量密度可以讓其重返乘用車市場，並且保持其在商用車細分領域的絕對優勢。新型磷酸鐵鋰電池的應用可以為部分乘用車提供性價比更高的電池選擇，有利於低端車型價格下探，吸引更多消費者對電動車的關注。三元電池並不會因此失去市場主導地位，相反，由於三元電池面世時間較短，仍有一定的改良空間，新型磷酸鐵鋰電池將會倒逼三元電池在技術性能、安全性能以及性價比等方面進一步提升，繼續佔領中高端新能源汽車市場。（責編/楊佩謙）
（作者李湛為中山證券首席經濟學家）
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