磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的技術(shù)路線之爭已經(jīng)持續(xù)多年。

(資料圖)

2021年，磷酸鐵鋰在中國動力電池市場首次實現(xiàn)對三元鋰的逆轉(zhuǎn)，成為裝機量最大的電池類型；今年磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的份額差距進一步拉大。但是全球范圍來看，三元鋰依舊牢牢把控著動力電池市場絕對多數(shù)的份額。

磷酸鐵鋰、三元鋰究竟未來誰主沉浮？蜂巢能源科技股份有限公司（下稱“蜂巢能源”）董事長兼CEO楊紅新近日向第一財經(jīng)記者表示，包括磷酸鐵鋰、錳酸鋰等在內(nèi)的“大無鈷系”，未來在整個動力電池市場占比有望超過70%，其中磷酸鐵鋰占比超過60%，甚至還要更高。

“中國乃至全球，都會是這個比例。”楊紅新表示，過去幾年磷酸鐵鋰技術(shù)與結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新，大幅縮減了與三元鋰電池能量密度的差距，并在上游材料價格暴漲時成本優(yōu)勢凸顯。當前磷酸鐵鋰電池已經(jīng)覆蓋500~700公里續(xù)航的主流市場，并在商用儲能市場對三元鋰電池實施替代。而三元鋰電池的未來，則集中在更高密度和超級快充市場，以及尚未商業(yè)化落地的固態(tài)電池領(lǐng)域。

兩次逆轉(zhuǎn)

短短幾年時間，中國動力電池市場已經(jīng)出現(xiàn)過兩次逆轉(zhuǎn)。

新能源汽車發(fā)展早期，由于成本、安全、循環(huán)壽命等優(yōu)勢，磷酸鐵鋰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)動力電池市場的占有率高達69%。然而，同一時期采用磷酸鐵鋰電池的乘用車有效續(xù)航往往在200~300公里左右，隨著技術(shù)的逐步進步，到2020年也才400公里左右。行駛里程的制約，使得新能源汽車的推廣極其緩慢。

2017年，國家相關(guān)部委調(diào)整新能源汽車補貼政策，首次將電池能量密度納入補貼參考指標，“純電動乘用車動力電池系統(tǒng)的質(zhì)量能量密度不低于90Wh/kg，對高于120Wh/kg的按1.1倍給予補貼”。這使得能量密度更高的三元鋰電池裝機量迅速攀升，磷酸鐵鋰電池市場份額急劇萎縮。

據(jù)動力電池聯(lián)盟數(shù)據(jù)，2018年，國內(nèi)動力電池累計產(chǎn)量達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%。2019年，磷酸鐵鋰電池占比進一步下降至33%，三元鋰電池占比達到58%。2020年一季度，三元鋰電池的市占率提升到76%，一家獨大的趨勢更加明顯。一些研究機構(gòu)在當時提出三元材料將主導(dǎo)正極市場。

2020年3月，比亞迪發(fā)布了一款震驚新能源汽車領(lǐng)域的“重磅炸彈”——刀片電池。相比傳統(tǒng)造型的電芯，刀片電池有效增加了空間利用率，在同樣的空間內(nèi)能裝入更多的電芯，體積利用率提升了50%以上，續(xù)航里程提升50%以上，達到了接近高能量密度三元鋰電池的同等水平。

“早幾年使用磷酸鐵鋰電池的汽車，續(xù)航里程400公里就不錯了。比亞迪通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，使得磷酸鐵鋰電池的續(xù)航里程達到了500公里，隨著電化學(xué)體系的升級，可以做到600公里，覆蓋了最主銷的500公里左右的市場。”楊紅新說道，通過磷酸鐵鋰球形化技術(shù)、添加新的電解液、改善負極材料，基本上解決了磷酸鐵鋰低溫性能差的制約。

此外，通過克容量和壓實面積的提升，顆粒結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，磷酸鐵鋰能夠做到每公斤195瓦時的電量，這樣就能支撐800公里的續(xù)航，覆蓋B級車和C級車的續(xù)航需求。今年初，磷酸鐵鋰與磷酸錳鋰混摻誕生的磷酸錳鐵鋰，能量密度提高到210瓦時/公斤，相比起磷酸鐵鋰體積和重量進一步降低了10%~15%。

2021年7月，磷酸鐵鋰電池裝機量首次實現(xiàn)對三元鋰電池的逆轉(zhuǎn)，此后差距逐漸拉大，最終2021整年度磷酸鐵鋰以52%的市占率勝出。

另一方面，隨著新能源汽車銷量激增，嚴重的供給失衡導(dǎo)致上游原材料價格暴漲，三元鋰電池受材料成本上漲壓力更大。以鈷為例，鈷在三元鋰電池的正極材料成本中占重要部分，以三元 523電池體系為例，鈷的材料成本占比達20%，其價格波動會直接影響到電芯成本。而且，全球66%鈷產(chǎn)量都出自政局不穩(wěn)定的剛果（金），中國鈷儲量僅占全球儲量的1%左右，鈷資源的稀缺嚴重威脅動力電池供應(yīng)鏈安全。

2021年10月，特斯拉宣布，受制于高昂的鈷價格，全球范圍內(nèi)的標準續(xù)航版Model 3和Model Y，將全部改用無鈷的磷酸鐵鋰電池。

“特斯拉使用磷酸鐵鋰是一個極具示范性效應(yīng)的事件。”楊紅新說，2021年之前，國際大車廠主要和日韓電池廠合作，它們一直使用三元鋰電池，不太了解磷酸鐵鋰電池。2021年底，歐美車廠重新認知磷酸鐵鋰，開始和中國的公司接觸，去測評、開發(fā)磷酸鐵鋰的產(chǎn)品。

從市場端來看，EV和PHEV去年至今銷量激增，僅中國市場2021年倍增至310萬輛，2022年預(yù)估可以實現(xiàn)600萬輛的銷量規(guī)模。與此同時，中創(chuàng)新航、億緯鋰能、國軒高科、蜂巢能源都大力上馬磷酸鐵鋰等電池產(chǎn)能項目。

特斯拉的示范作用、市場的爆發(fā)，加上供給改善，磷酸鐵鋰突然上量。然而，除了汽車動力電池外，還有一個“萬億”級新藍海正在向磷酸鐵鋰電池招手。

萬億儲能藍海市場

由于風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等新能源發(fā)電方式普遍存在間歇性、波動性問題，居民和工業(yè)用電也存在波動性特征，如何保障和平衡電力供需雙側(cè)的穩(wěn)定性，成為當下及未來必須要克服的難題，而儲能就是解決這一些列問題的關(guān)鍵鑰匙。

儲能和充電寶的原理基本類似，在谷底時充電，在峰頂時放電，把風(fēng)電或光伏等不穩(wěn)定電量儲存起來，再進行變壓和穩(wěn)定輸出。在諸多儲能技術(shù)路線中，隨著電池技術(shù)的進步和成本的降低，電化學(xué)儲能被認為最具發(fā)展?jié)摿Γ窍乱粋€即將爆發(fā)的藍海市場。

相關(guān)統(tǒng)計顯示，2021年國家與地方政府相繼出臺了300多項儲能相關(guān)政策，產(chǎn)業(yè)鏈投資計劃已經(jīng)超過了1.2萬億元。截至今年初，共有25個省份將發(fā)展儲能寫入了政府工作報告。

海通證券在研報中指出，2025年中國新型儲能裝機規(guī)模將達到30GWh以上，截至2021年，新型儲能裝機規(guī)模累計僅為5.7GWh左右，意味著新型儲能裝機規(guī)模至少還有5~6倍的增長空間。光大證券認為，到2025年中國儲能市場規(guī)模將達到0.45萬億元，到2030年將增長至1.3萬億元左右。

能量密度更大的三元鋰電池搶到了儲能市場的頭道湯。但2017年以來，儲能電站起火爆炸事故不斷，其中采用三元鋰電池的韓國共發(fā)生了24起火災(zāi)或爆炸事故，這引起了主管部門對三元鋰電池做儲能電站安全的擔憂。

今年6月29日，國家能源局綜合司發(fā)布了關(guān)于征求《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求（2022年版）（征求意見稿）》意見的函，其中在防止電化學(xué)儲能電站火災(zāi)事故的要求中提到：中大型電化學(xué)儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動力電池。

在此背景下，安全性、成本和壽命都更具優(yōu)勢的磷酸鐵鋰電池開始大舉進軍儲能市場，需要指出的是，磷酸鐵鋰電池獲得的不僅僅是新增儲能電站項目機會，還包括對已建成三元鋰電池項目的替代。

更小單元的戶用儲能需求也在興起，其中又以隨身攜帶電源和可發(fā)電的空調(diào)、冰箱等耗電量大或長時間在線的電器為主。

俄烏沖突后加上極端天氣，歐洲能源危機不斷惡化。歐洲基準天然氣價格在過去12個月飆升了550%，電價一年漲近10倍。法國、德國的情況尤為嚴峻，其中法國明年交付的基本負荷電價達到1130歐元/兆瓦時，歷史上首次突破1000歐元大關(guān)，相比去年同期漲幅超1000%。德國同類產(chǎn)品價格達到995歐元/兆瓦時。

在地緣沖突下的能源危機和政府政策大力支持的雙重刺激下，歐洲市場對戶用儲能產(chǎn)品的需求大幅提升。據(jù)英國太陽能行業(yè)協(xié)會（Solar Energy UK）數(shù)據(jù)，最近數(shù)月每周都有3000余起安裝太陽能板的施工在英國家庭的房頂上進行，與兩年前的夏天相比翻了三倍；低廉的光儲成本使得消費者幾乎3~5年之內(nèi)就能收回投資成本。

在國內(nèi)，可發(fā)電的家用電器趨勢也正在興起。以格力電器宣稱的可發(fā)電空調(diào)為例，在空調(diào)內(nèi)部布置一個儲能電池，在電價便宜時充電，在電價貴時用電池來驅(qū)動空調(diào)，這樣可以極大地降低用戶使用成本，也能夠緩解電力系統(tǒng)壓力。在這個領(lǐng)域，磷酸鐵鋰同樣比三元更具成本和穩(wěn)定性的優(yōu)勢。

“磷酸鐵鋰應(yīng)用場景太多了，這是為什么現(xiàn)在磷酸鐵鋰突然上量，以及未來還會繼續(xù)上量的原因所在。”楊紅新說。

考慮到市場需求、鋰礦供應(yīng)及開采周期、鋰電池廠商擴產(chǎn)周期等要素，楊紅新認為到明年下半年，鎳跟鋰的供需關(guān)系會緩解，隨著電池廠擴建產(chǎn)能的釋放，動力電池價格會有一定的回落。但是到2026年，歐洲、美國動力電池以及儲能廠的投產(chǎn)，會進一步推高需求，因此長期看電池資源仍將處于緊平衡狀態(tài)。

“百年汽車工業(yè)原本很穩(wěn)健，但是電動汽車產(chǎn)業(yè)變量很多，福島地震、澳洲礦山停產(chǎn)、南非港發(fā)不了貨，都可能會導(dǎo)致全世界汽車廠的停產(chǎn)。我最深的一點感受是無論整車企業(yè)、電池企業(yè)，一定要掌握資源，不要讓資源成為瓶頸。但這兩年還要耐得住寂寞，度過艱難時期。”楊紅新說。