7月8日，特斯拉官網(wǎng)發(fā)布新增車型Model Y標準續(xù)航版，售價27.6萬元。其價格之所以下探幅度能如此之大，關(guān)鍵是采用了寧德時代的磷酸鐵鋰電池。Model Y近期月銷量已經(jīng)穩(wěn)定過萬，推出磷酸鐵鋰版車型，將會繼續(xù)帶動磷酸鐵鋰電池需求增長。

       至此，今年前6個月賣得最好的10款新能源車型中，五菱宏光MINI EV、特斯拉Model 3、特斯拉Model Y、比亞迪漢EV、廣汽Aion S，歐拉黑貓、奇瑞eQ1、長安奔奔EV等所有純電車型，或是全系采用磷酸鐵鋰電池，或是有了磷酸鐵鋰版本，排名在后面的純電車型中，小鵬P7、哪吒V、零跑T03等也有磷酸鐵鋰車型。

       不僅中國車企如此看好磷酸鐵鋰電池，海外市場上，包括特斯拉、大眾、戴姆勒等巨頭等海外新能源汽車主流企業(yè)均明確了磷酸鐵鋰電池路徑。

       7月9日，中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟發(fā)布了6月份動力電池月度數(shù)據(jù)。6月中國動力電池產(chǎn)量為15.2GWh，同比增184.3%，環(huán)比增10.2%。其中，三元鋰電池產(chǎn)量7.4GWh，占比48.4%，同比增133.6%，環(huán)比增47.1%；磷酸鐵鋰產(chǎn)量7.8GWh，占比51.2%，同比增256.4%，環(huán)比降11.3%。磷酸鐵鋰電池繼5月份產(chǎn)量超出三元鋰電池之后，6月又一次實現(xiàn)了超越。

       而1-6月，中國動力電池總產(chǎn)量74.7GWh，其中三元鋰電池36.9GWh，占比49.3%；磷酸鐵鋰電池37.7GWh，占比50.5%，磷酸鐵鋰電池占比也高于三元鋰電池。

       不過在裝車量上，三元鋰電池還占據(jù)一定優(yōu)勢，1-6月，中國動力電池裝車量52.5GWh，其中三元鋰30.2GWh，占比57.5%；磷酸鐵鋰22.2GWh，占比42.3%。

       隨著補貼政策退坡，新能源汽車的發(fā)展從政策導(dǎo)向轉(zhuǎn)向市場導(dǎo)向，磷酸鐵鋰電池包的改進與能量密度的提升，以及中低端市場的成本需求，讓越來越多的電動汽車企業(yè)開始考慮更具成本優(yōu)勢的磷酸鐵鋰電池。

       這么多熱銷車型采用磷酸鐵鋰電池，帶動磷酸鐵鋰電池在產(chǎn)量上實現(xiàn)了反超。究其原因，既有偶然因素，也有必然因素。

       在必然因素方面，磷酸鐵鋰電池安全性好、壽命長、成本低的固有特性，決定了其在更重視安全、全面市場化的發(fā)展方向下，肯定會更有市場；而補貼政策的退坡和補能設(shè)施的完善等客觀因素，也讓磷酸鐵鋰電池的劣勢得到了彌補，優(yōu)勢更加突出；另外，近期鋰電池原材料整體成本的上升，突顯了磷酸鐵鋰電池的價格優(yōu)勢，是造成了其產(chǎn)量增加的偶然因素。

安全、壽命和成本優(yōu)勢

       從電池特性上看，磷酸鐵鋰電池相比三元鋰電池主要有以下優(yōu)點：

       首先，磷酸鐵鋰電池更為安全。因為磷酸鐵鋰電池的正極材料是磷酸鐵鋰，磷酸鐵鋰晶體就算是在高溫度或者過充的時候也不會結(jié)構(gòu)崩壞，快充或過充時安全性非常高，這也決定了磷酸鐵鋰電池的安全性更高。磷酸鐵鋰不含重金屬，對環(huán)境污染較小。弗迪電池公司副總經(jīng)理孫華軍表示：“在500℃的溫度下，磷酸鐵鋰材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，但三元鋰材料在200℃左右就會發(fā)生分解，且化學(xué)反應(yīng)較劇烈，容易引發(fā)熱失控。”

       搭載三元鋰電池的特斯拉、蔚來、比亞迪等車企的電動車都發(fā)生過起火事件。今年6月，采用LG化學(xué)三元鋰電池的現(xiàn)代KONA電動汽車，在大規(guī)模召回70%以上出售車輛后，又在韓國和挪威連續(xù)發(fā)生起火事件。這不禁讓消費者開始重新審視過度追求電池組能量密度帶來的安全風(fēng)險隱患，我國新頒布的《電動汽車用動力蓄電池安全要求》也增加了電池單體發(fā)生熱失控后，電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火不爆炸的要求。

       其次，磷酸鐵鋰電池穩(wěn)定性耐久性更為優(yōu)秀。磷酸鐵鋰放電功率高，無記憶效應(yīng)，循環(huán)壽命高，循環(huán)了3500次才需要更換，而三元鋰電池循環(huán)了2000次就需要更換了。也就是說，磷酸鐵鋰電池可以用10年以上，而三元鋰電池的使用壽命最多只有8年。

       第三，磷酸鐵鋰電池成本更容易控制。三元電池用了很多鈷和鎳，鈷是一種稀缺金屬，全球鈷資源都非常稀缺，探明儲量僅750萬噸，超45%還集中在局勢動蕩的剛果(金)，國內(nèi)儲量僅占1%，高度依賴進口。

       華安證券的一份研報稱，在極限測算下，磷酸鐵鋰電池較三元電池在正極和電芯層面分別有55%和22%的成本優(yōu)勢。在當(dāng)前補貼方案下，即使考慮到補貼的差異，由三元鋰電池換成磷酸鐵鋰電池也會帶來9~11%的成本降低，在補貼退坡后這一降本效果則會更為顯著。

       針對磷酸鐵鋰電池單體電池能量密度較低、低溫性能差、產(chǎn)品一致性略差等缺點，多家電池企業(yè)已經(jīng)拿出了應(yīng)對的解決方案。

       比如比亞迪刀片電池直接將電池拉長，從而讓空間利用率達到了60%，讓電池空間能量密度更高；寧德時代的CTP技術(shù)，除了能提升15%的電池包能量密度還能大量節(jié)省電池成本。

       針對磷酸鐵鋰電池低溫性能差的缺點，車企逐漸摸索出各種電池?zé)峁芾砑夹g(shù)，通過消耗少量電量給電池加熱，實現(xiàn)汽車行駛時動力電池工作溫度提升，大幅改善了磷酸鐵理電池低溫性能差的弱點�，F(xiàn)在只要溫度不低于零下20攝氏度，可以實現(xiàn)將鋰離子活性降低幅度控制在20%以內(nèi)。

補貼政策的變化

       除了電池本身的原因，國家補貼政策的變化和電動汽車使用環(huán)境的變化，也推動了磷酸鐵鋰電池的超越。

       2016年底，國家調(diào)整新能源汽車推廣補貼政策，首次將電池能量密度納入補貼參考指標，提出“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”，而當(dāng)時磷酸鐵鋰電池能量密度水平主要集中在70Wh/kg-80Wh/kg左右，無法享受這波政策優(yōu)惠。當(dāng)時新能源汽車國家、地方補貼最高可達6.6萬元，裝載磷酸鐵鋰電池的電動車，一輛會少拿6600元補貼。

       當(dāng)時電動汽車續(xù)航里程大多不超過400公里，而且水分不小，在消費者長續(xù)航需求和國家鼓勵高能量密度電池的政策下，車企紛紛倒向三元鋰電池陣營，就連過去一直堅持磷酸鐵鋰電池路線的比亞迪也開始全系車型搭載三元鋰電池。2018年以后，磷酸鐵鋰電池的市占率逐漸落后于三元電池。

       安馳科技創(chuàng)始人、總經(jīng)理徐小明在2021年中國汽車藍皮書論壇上表示，由于政策驅(qū)動，從2016年到2020年，三元鋰電池裝車量占比出現(xiàn)持續(xù)暴漲。磷酸鐵鋰的裝車量基本上沒有增長，至少有80%的做磷酸鐵鋰動力電池的企業(yè)已經(jīng)被淘汰了。

       2019年新能源汽車的補貼退坡平均約50%，讓磷酸鐵鋰電池再次有了與三元鋰電池一爭高下的可能。2020年4月，《關(guān)于完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》提出將補貼期限延長至2022年底，原則上2020-2022年補貼標準分別在上一年基礎(chǔ)上退坡10%、20%、30%。根據(jù)最新補貼政策情況，地補基本已退出，純電動乘用車國補最高1.8萬元，而且電池組質(zhì)量能量密度再大也只能拿到1倍補貼。

       與此同時，不少經(jīng)過結(jié)構(gòu)改良的磷酸鐵鋰電池也能拿到0.8倍補貼，而搭載比亞迪的刀片電池甚至可以拿到0.9倍補貼，和最高補貼的差距，已經(jīng)遠遠低于裝機811三元鋰電池以及電池容量提升所帶來的成本提升。

       在電動汽車從政策驅(qū)動向市場驅(qū)動轉(zhuǎn)變之后，汽車生產(chǎn)制造企業(yè)以及供應(yīng)鏈成本壓力增加。各家車企紛紛求變，試圖縮減成本，面向更多的潛在消費者。如此背景之下，磷酸鐵鋰電池的成本優(yōu)勢也被突顯出來。

       用徐小明的話說就是：“因為2020年國家對PACK能量密度的追求告一段落，將安全性的要求提到新的高度，磷酸鐵鋰的技術(shù)因為良好的穩(wěn)定性、安全性以及卓越的成本優(yōu)勢再次站到舞臺中央。”

補能環(huán)境的改善

       工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)一司副司長郭守剛在2021中國汽車論壇的主題演講中表示，“十四五”是我國汽車發(fā)展的重要時期，為此工信部提出四項重點內(nèi)容，其中第三項是錨定智能網(wǎng)聯(lián)發(fā)展方向，推進新能源充電、換電、加氫以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。

       住建部聯(lián)合15部門發(fā)布《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等15部門關(guān)于加強縣城綠色低碳建設(shè)的意見》中也提出，推廣綜合智慧能源服務(wù)，加強配電網(wǎng)、儲能、電動汽車充電樁等能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

       在國家政策鼓勵下，眾多企業(yè)的努力下，新能源汽車配套環(huán)境日趨完善。截至今年4月，全國已累計建設(shè)充電站6.5萬座、換電站644座，各類充電樁187萬個，建成覆蓋176個城市、超過5萬公里的高速公路快充網(wǎng)絡(luò)。

       據(jù)中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進聯(lián)盟數(shù)據(jù)，截止2021年6月，全國充電基礎(chǔ)設(shè)施（公共+私人）累計數(shù)量為194.7萬臺，同比增加47.3%。

       截至2021年6月30日，特斯拉在中國大陸現(xiàn)已建成870+座超級充電站、6700+個超級充電樁、700+座目的地充電樁，已經(jīng)涵蓋全國320+個城市。2021年特斯拉在上海投產(chǎn)超級充電樁工廠，初期規(guī)劃年產(chǎn)能高達10000根，主要為V3超級充電樁。

       截至到2021年7月9日，蔚來在全國建設(shè)了301座換電站，204座超充站，擁有充電樁1606根。目的地充電站381座、2135根，接入第三方充電樁超過38萬根。換電站+超充站+目的地充電站的總數(shù)是885座。

       小鵬汽車的整體充電網(wǎng)絡(luò)布局已達到 164 個城市，1140 個免費充電站，19019 個免費充電樁（部分為小鵬自建樁），預(yù)計2021年底將覆蓋全國超過200個主要城市。

       此外，大眾（中國）、一汽股份、江淮汽車、萬幫新能源合資組建了充電運營商 “CAMS開邁斯” ，與小鵬汽車的模式類似，也采取了開放+部分封閉（地鎖）相結(jié)合的運營模式。

       目前主流電動車的續(xù)航里程達到400-600公里，加上充電設(shè)施的逐步完善，電動汽車消費者充電更加方便，對于電動汽車的里程焦慮進一步減弱，人們已經(jīng)不再執(zhí)著超長續(xù)航里程，而對電動汽車的安全更加重視，從而在消費端推動了磷酸鐵鋰電池的普及。

原材料價格波動的影響

       全球新能源汽車銷量大漲的同時，動力鋰電池原料的供給卻供不應(yīng)求。動力電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)，材料成本約占80%，其中正極材料、負極材料、電解液和隔膜等四大材料占比較大，所以材料價格的波動對于電芯成本的影響最為明顯。

       截至6月22日，鈷價為354666.66元/噸，與2月9日331833.34元/噸的價格相比，漲幅達到6.9%。據(jù)生意社網(wǎng)站最新報價，7月6日，電池級碳酸鋰最新報價為85000元/噸，電池級氫氧化鋰價格已達到93000元/噸，較今年年初已分別上漲65.49%和89.80%。另外，電解液的核心原料六氟磷酸鋰和部分溶劑和添加劑也都漲價，從而帶動鋰離子電池的正極材料和電解液兩大原料價格均出現(xiàn)不同程度的上漲。

       三元鋰電池正極材料主要包括鎳、鈷、錳、鋰四種元素。正極材料中各種元素的來源分別為硫酸鎳、硫酸鈷、硫酸錳以及碳酸鋰。其負極材料主要使用天然石墨材料及人造石墨材料。

       磷酸鐵鋰電池的正極材料磷酸鐵鋰，磷酸鐵鋰來源主要有草酸亞鐵、鐵紅和磷酸鐵等不同鐵源以及碳酸鋰、氫氧化鋰等，其碳酸鋰和氫氧化鋰的消耗量遠遠低于三元鋰電池。據(jù)有關(guān)資料顯示，每Gwh磷酸鐵鋰電池消耗549噸碳酸鋰、356噸氫氧化鋰；而三元鎳鈷錳是710噸碳酸鋰、461噸氫氧化鋰；三元鎳鈷鋁是679噸碳酸鋰，441噸氫氧化鋰。負極材料是石墨或近似石墨結(jié)構(gòu)的碳材料。

      但在電池另一關(guān)鍵材料電解液上，磷酸鐵鋰電池的使用量要高于三元鋰電池，目前磷酸鐵鋰電池中電解液使用量約1500-1600噸/GWh，而三元電池中電解液使用量約1100-1200噸/GWh，鐵鋰電池對電解液的需求量較三元電池高了約 30%。

       由此可見，磷酸鐵鋰電池不含有鎳、鈷等價格昂貴的稀有金屬，且其他共用原材料的消耗也低于三元鋰，但電解液的消耗量要大于三元鋰電池。

       綜合起來看，在鋰電池原材料整體上漲的情況下，由于磷酸鐵鋰材料對鈷、鎳和鋰的需求和消耗遠小于三元鋰電池，即使在原材料漲價的情況下，與三元鋰電池相比，性價比仍有優(yōu)勢。

       根據(jù)彭博社在去年12月份發(fā)布的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，全球市場三元鋰電芯的價格已經(jīng)下探至平均 102美元/kWh，而磷酸鐵鋰電芯則為80美元/kWh。根據(jù)鑫欏資訊的統(tǒng)計，截至2021年6月末，國內(nèi)三元電池包的價格為0.78元/wh，磷酸鐵鋰電池的價格則為0.63元/wh。

       隨著新能源汽車補貼大幅退坡甚至未來被取消，主機廠會越來越看重電池的成本，磷酸鐵鋰電池為車企降本提供了很好的條件，而磷酸鐵鋰電池的成本優(yōu)勢也為其產(chǎn)量和裝車量的增長提供了基礎(chǔ)。

磷酸鐵鋰最新進展

       業(yè)內(nèi)人士分析指出，未來磷酸鐵鋰需求量有望持續(xù)超預(yù)期，預(yù)計2025年中國磷酸鐵鋰需求量可達207萬噸。隨著近年來電池企業(yè)技術(shù)研發(fā)的進步，磷酸鐵鋰電池在能量密度、低溫性能上的劣勢正在得以彌補。

       比亞迪是磷酸鐵鋰電池最堅定的支持者，比亞迪總裁王傳福在6月13日的2021年中國汽車重慶論壇上表示：“比亞迪刀片電池以一己之力把磷酸鐵鋰從邊緣化拉回來。”

       2020年3月，比亞迪推出磷酸鐵鋰“刀片電池”，通過陣列的方式排布，減少了冗余零部件，形成類似蜂窩鋁板的結(jié)構(gòu)。目前刀片電池電池包的能量密度是140Wh／kg，體積利用率提升50%以上，未來將會在電芯層面從材料本身和設(shè)計方面進一步提升，預(yù)計到2025年有望大于180Wh／kg。比亞迪表示磷酸鐵鋰電池材料仍有提升空間，在單體能量密度上也會通過材料體系和工藝的優(yōu)化繼續(xù)提升。

       寧德時代是全球動力電池產(chǎn)量和裝機量最大的企業(yè)，特斯拉、小鵬、蔚來等頭部車企的供貨商都是寧德時代，從財報不難看出，磷酸鐵鋰電池已經(jīng)成為寧德時代取得更大盈利的全新增長點。

       4月9日，在上海交通大學(xué)新能源與新能源智能汽車企業(yè)家校友高端對話上，寧德時代董事長曾毓群曾表示，隨著充電樁越來越多，消費者的里程焦慮癥會緩解，電動汽車的續(xù)航里程就不需要那么長，因此磷酸鐵鋰比例會逐漸增加，三元鋰占比會減少。寧德時代在未來3-4年間將逐漸增加磷酸鐵鋰電池產(chǎn)能占比，三元鋰電池產(chǎn)能則會逐漸減少。

       寧德時代新能源科技有限公司技術(shù)副總裁、工程總監(jiān)項延火長城汽車第8屆科技節(jié)碳中和論壇上表示，寧德時代規(guī)劃三代磷酸鐵鋰電池，支撐電動汽車的續(xù)駛里程400-600+公里。在2019年之后，寧德時代大部分產(chǎn)品都是采用CTP集成技術(shù)，磷酸鐵鋰電芯能量密度在180-200Wh/kg區(qū)間內(nèi)，體積能量密度可以做到350-450Wh/L，下一代磷酸鐵鋰電芯的能量密度在210-230Wh/kg，體積能量密度在450-500Wh/L之間。

       國軒高科是目前磷酸鐵鋰電池單體能量密度記錄的創(chuàng)造者。今年1月，國軒高科在第十屆科技大會暨供應(yīng)商大會上發(fā)布了單體能量密度達到210Wh/Kg的磷酸鐵鋰軟包電芯。

       國軒高科高級副總裁徐興無表示，新型磷酸鐵鋰電池主要采用了自主研發(fā)高性能正極材料、硅負極材料以及預(yù)鋰化技術(shù)，電芯能量密度已超過了常規(guī)NCM523三元鋰電池，接近NCM622的水平。國軒高科工程研究總院院長蔡毅表示：“國軒新電解液配方能夠提升鐵鋰電池低溫性能超過20%。”

       在制作工藝上，國軒高科采用了JTM（Jelly Roll to Module）技術(shù)，就是從卷芯直接到模組的一體化制造技術(shù)。JTM產(chǎn)品采用了特殊材料和工藝制作的塑殼，以及更加高效集成的成組技術(shù)，使它以簡單設(shè)計的合成理念，真正實現(xiàn)了從原材料，直接制備模組或電池包的最終目的。徐興無表示，這種工藝非常簡單，成本低，制造過程簡單，易形成標準化。

       長城旗下的蜂巢能源在三元、磷酸鐵鋰，方形、軟包和圓柱都有涉及。蜂巢能源董事長兼CEO楊紅新楊紅新認為，磷酸鐵鋰會成為很長一段時間之內(nèi)的一個很主流的解決方案，蜂巢能源沒有必要放棄它。

       根據(jù)楊紅新的預(yù)測，明年蜂巢能源磷酸鐵鋰電池的產(chǎn)量占比大概在40%左右，與三元占比基本差不多。在從蜂巢能源的電芯技術(shù)路線圖看，2020年底，他們已經(jīng)做到磷酸鐵鋰正極+石墨負極170Wh/Kg的能量密度；2021年，蜂巢能源就將實現(xiàn)采用蜂巢“刀片電池”的CTP技術(shù)；2022年做到200Wh/Kg，2023年負極通過添加硅可以做到230Wh/Kg。

       安馳科技也是以磷酸鐵鋰作為主要研發(fā)方向。據(jù)徐小明介紹，安馳科技通過超細鐵鋰粉體、離子電子傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)等各項技術(shù)，研發(fā)出了寬溫磷酸鐵鋰電池，零下20℃無需加熱直接充電，45℃循環(huán)2000次，高溫情況下也可以有很長的壽命。

       磷酸鐵鋰電池雖然在短期內(nèi)占有成本優(yōu)勢，但單體能量密度能夠做到210Wh/kg已經(jīng)接近配方材料極限，而三元鋰電池的能力密度極限卻能夠達到350Wh/kg，而且安全性有望不斷提升，未來的降價空間可能大于磷酸鐵鋰電池。在固態(tài)電池等新一代技術(shù)發(fā)展成熟之前，相信磷酸鐵鋰和三元的競爭在較長時期內(nèi)共存，各自的材料體系在沒有根本性變化的情況下，會努力實現(xiàn)持續(xù)進步。

       雖然上半年磷酸鐵鋰電池在產(chǎn)量上領(lǐng)先，但在實際裝車量上還落后于三元鋰電池。從短期趨勢來看，隨著磷酸鐵鋰電池車型不斷增加，性能不斷改善，成本持續(xù)降低，相信磷酸鐵鋰電池裝車量會有進一步上升。

       不過，磷酸鐵鋰電池不僅會用于汽車，還會用于兩輪與四輪低速電動車，以及用作儲能電池，使用范圍遠比三元鋰電池廣泛，所以今年下半年裝車量是不是能超過三元鋰電池，目前看仍是未知數(shù)。