磷酸鐵鋰電池復興 國內產(chǎn)品有望走向全球?
同樣價格區(qū)間,續(xù)航相差20公里不會成為消費者選擇大眾ID.4,放棄標準續(xù)航版特斯拉Model 3的決定性因素。但是對于大眾和特斯拉,ID.4采用的三元鋰電池和Model 3搭載的磷酸鐵鋰電池的成本差距卻在近一年半的時間中越來越大。
制造三元鋰電池需要用到的鈷和鎳,價格在持續(xù)上漲。據(jù)統(tǒng)計,2021年初到2022年5月,鈷價格上漲一倍以上,鎳價格幾乎翻了一番,是近10年未見水平。麥肯錫分析,三元鋰電池溢價接近80%,需要更高的生產(chǎn)成本,而磷酸鐵鋰電池技術則能夠將成本降低約20%。對汽車行業(yè)而言,電池金屬正變得和石油一樣重要。
2015-2022年5月,電池原料(鋰、鈷、鎳)價格變化數(shù)據(jù)來源:國際能源署
優(yōu)勢擴大,劣勢扭轉
價格的變化已經(jīng)在市場上有所體現(xiàn)。全球范圍內,雖然含鎳、鈷的鋰電子電池在2021年仍占據(jù)動力電池市場的主導地位,但歸因于中國電動汽車對磷酸鐵鋰電池使用量的增加,磷酸鐵鋰電池在全球需求占比進一步提升。2021年需求占比達15%,較2020年7%的占比,增長一倍。
中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示,2021年國內動力電池裝機量159.6GWh,其中磷酸鐵鋰電池裝機量81.69GWh,市場占比51.2%,同比增幅251.7%,是三元鋰電池增速的4倍。2022年1-5月,磷酸鐵鋰電池累計裝車量49.0GWh,占比58.9%,占比優(yōu)勢持續(xù)擴大。
比亞迪、寧德時代等國內動力電池主流生產(chǎn)企業(yè)通過技術改進,扭轉了磷酸鐵鋰電池能量密度低、續(xù)航差等劣勢。RK Equity(鋰離子電池行業(yè)咨詢公司)合伙人Rodney Hooper在接受CNN Business采訪時就舉了特斯拉Model 3和大眾ID.4的例子,并表示“兩者(續(xù)航)不相上下。”
安全方面,磷酸鐵鋰電池如果其中一個電池出現(xiàn)故障,產(chǎn)生的熱量遠低于三元鋰電池,大多數(shù)熱失控情況下更加穩(wěn)定,降低起火概率。進一步提升磷酸鐵鋰電池的市場競爭力。
圖片來源:比亞迪刀片電池發(fā)布會
美國阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory)專注電池研究的Jarod Kelly還表示,磷酸鐵鋰電池每單位能量的溫室氣體排放量比含鎳、鈷電池少20%。此外,與含鎳、鈷的鋰電池相比,磷酸鐵鋰電池性能更穩(wěn)定、不易起火,可以反復充電,使用壽命更長。
“朋友圈”持續(xù)擴列
特斯拉創(chuàng)始人馬斯克在2021年就表示,特斯拉未來將會逐步轉向采用磷酸鋰鐵電池的方案,未來三分之二的特斯拉汽車將使用磷酸鐵鋰電池,而作為磷酸鐵鋰電池的產(chǎn)能大戶,比亞迪為特斯拉供應電池的消息不是空穴來風。特斯拉工程高級副總裁Drew Baglino今年4月也稱,特斯拉現(xiàn)在約有一半的車輛出廠時配備了磷酸鐵鋰電池(來自寧德時代等)。
美國電動汽車初創(chuàng)企業(yè)Rivian也公開表示,磷酸鐵鋰電池具有“難以置信的潛力”,有計劃將磷酸鐵鋰電池用于標準續(xù)航里程的車輛。大眾、福特同樣對磷酸鐵鋰電池表達過“關注”,梅賽德斯-奔馳去年宣布未來奔馳的部分電動汽車將使用磷酸鐵鋰電池。
汽車制造商對磷酸鐵鋰電池的追捧,引發(fā)上游電池生產(chǎn)廠商爭相入局擴產(chǎn)。全球動力電池裝車量排名前五的電池廠商寧德時代、LG新能源、松下、比亞迪、SKI,只有松下還未宣布研發(fā)磷酸鐵鋰電池(專注于4680電池)。
根據(jù)信達證券測算,2025年全球磷酸鐵鋰需求可達181萬噸。但據(jù)電池中國不完全統(tǒng)計,各廠商宣布的磷酸鐵鋰擴產(chǎn)規(guī)模加上現(xiàn)有產(chǎn)能已超500萬噸,規(guī)劃產(chǎn)能顯著高于需求。
圖片來源:比亞迪官網(wǎng)
另一方面,得益于新材料和新工藝的發(fā)展,動力電池多元技術路線并存,大圓柱電池技術、硅負極電池、鈉離子電池等都在發(fā)展,單一電池技術的生命周期可能并不會長。
此外,動力電池回收方面,美國動力電池專家認為,回收商更看重稀缺的鎳和鈷,磷酸鐵鋰電池的使用不利于循環(huán)經(jīng)濟。電池回收商Li-Cycle首席執(zhí)行官Ajay Kochhar表示,磷酸鐵鋰電池會讓回收商的商業(yè)動力變得很小,可能需要政府或者消費者付費回收這類電池。
小結
目前,磷酸鐵鋰電池的市場主要在中國。根據(jù)電池行業(yè)Benchmark Mineral Intelligence數(shù)據(jù),如今在中國銷售的電動汽車中有44%使用磷酸鐵鋰電池,歐洲為6%,美國和加拿大為3%。
原因之一是中國企業(yè)受制于磷酸鐵鋰電池專利技術,涉及磷酸鐵鋰電池的3項核心專利(磷酸鐵鋰基礎結構、碳包覆、碳還原)都被海外公司和機構掌握。一旦中國產(chǎn)品出海,就需要繳納高額的專利許可費用。不過,彭博社認為,現(xiàn)在越來越多的車企開始高度依賴中國電池供應鏈,并且轉向磷酸鐵鋰電池的懷抱。一個利好消息是,雖然個別地區(qū)(如加拿大魁北克省)將碳包覆專利延期至2025年,但大多數(shù)地區(qū)的核心專利于今年到期。

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