三元鋰電池（NCM/NCA）和磷酸鐵鋰電池（LFP）是現(xiàn)階段電動(dòng)汽車動(dòng)力電池領(lǐng)域最主流的兩種技術(shù)路線。隨著電池原材料價(jià)格不斷上漲，具有成本優(yōu)勢(shì)的磷酸鐵鋰電池開始被更多車企采用。

2022年第一季度，磷酸鐵鋰電池的裝機(jī)量已全面反超三元鋰電池，市場(chǎng)份額逐步提升。TrendForce在一份報(bào)告中預(yù)測(cè)，從2024年開始，磷酸鐵鋰電池的市場(chǎng)份額將超過三元鋰電池。

特斯拉是最早大規(guī)模采用磷酸鐵鋰電池的車企，該公司2022年第一季度生產(chǎn)的電動(dòng)汽車中近50%采用了磷酸鐵鋰電池；福特汽車也計(jì)劃推出搭載磷酸鐵鋰電池的電動(dòng)車型，大眾集團(tuán)、小鵬汽車等公司也在推進(jìn)搭載磷酸鐵鋰的電池車型；還有一些電動(dòng)汽車制造商為部分車型增加了磷酸鐵鋰電池版本，Rivian此前宣布推出R1T皮卡、R1S SUV和EDV廂式貨車的磷酸鐵鋰電池版本。

磷酸鐵鋰電池“翻紅”

隨著新能源汽車市場(chǎng)的不斷升溫，作為核心部件的動(dòng)力電池也備受關(guān)注。在動(dòng)力電池行業(yè)發(fā)展過程中，產(chǎn)業(yè)鏈不斷追求一個(gè)三角，那就是 —— 更優(yōu)越的性能、更低的成本、更好的安全性。

目前，動(dòng)力電池的市場(chǎng)份額基本上被磷酸鐵鋰電池以及三元鋰電池所包攬，二者的競(jìng)爭(zhēng)格局也一直在變化。三元鋰電池是“性能派”代表，其能量密度更高、低溫續(xù)航能力更好，但其安全性較差、成本更高；相反，“性價(jià)比派”磷酸鋰電池能量密度較低、低溫續(xù)航較差，但成本更低、更安全、循環(huán)壽命更高。

早期，磷酸鐵鋰電池在國內(nèi)一度占比過半，但隨著中國將發(fā)展新能源汽車上升至戰(zhàn)略高度，為了引導(dǎo)電動(dòng)汽車行業(yè)持續(xù)突破瓶頸，2018年國家新能源車補(bǔ)貼加入了電池能量密度這項(xiàng)考核標(biāo)準(zhǔn)，能量密度的門檻不斷提高。受限于電化學(xué)特性，磷酸鐵鋰電池能量密度只有120Wh/kg左右，同樣的重量下電池容量比高鎳三元鋰電池少了33.3%。

補(bǔ)貼政策和用戶對(duì)能量密度、續(xù)航的需求高居不下，三元鋰電池逐漸成為了更加主流的選擇。當(dāng)然，得益于政策的傾斜，在這幾年里三元鋰電池也得到了高速的發(fā)展。

當(dāng)2019年乘用車領(lǐng)域取消地方補(bǔ)貼，總體的退坡幅度約為60%-67%，磷酸鐵鋰電池又重回行業(yè)焦點(diǎn)。當(dāng)然磷酸鐵鋰這些年也取得了極大進(jìn)步，當(dāng)初磷酸鐵鋰的電動(dòng)車?yán)m(xù)航都超不過200km，而現(xiàn)在磷酸鐵鋰具代表性的比亞迪刀片電池首發(fā)車型續(xù)航已經(jīng)達(dá)到605km。

2021年5月，我國磷酸鐵鋰電池月產(chǎn)量首次超過了三元電池；今年9月，磷酸鐵鋰電池裝車量20.4GWh，占總裝車量64.5%，同比增長(zhǎng)113.8%，環(huán)比增長(zhǎng)18.5%，裝車量已經(jīng)連續(xù)16個(gè)月超越三元鋰電池，且二者占比差距呈現(xiàn)持續(xù)擴(kuò)大。

為何磷酸鐵鋰電池能實(shí)現(xiàn)逆襲？

近年來，隨著磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)技術(shù)不斷突破，能量密度不斷提升、安全性更高、成本更低，不含鎳、鈷等稀少金屬，代表了符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的綠色電池。相比三元鋰電池，磷酸鐵鋰電池有著更強(qiáng)的安全性和更好的穩(wěn)定性，它的正極材料是磷酸鐵鋰，能有效避免因鎳鈷鋁不穩(wěn)定的高溫結(jié)構(gòu)所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

除了穩(wěn)定性，成本及穩(wěn)定的原材料供應(yīng)，是磷酸鐵鋰電池一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)，這也是很多車型選擇磷酸鐵鋰電池的重要原因。三元鋰電池正極中包含鎳、鈷、錳三種元素組成的“三元前驅(qū)體”，因此在電池能量密度方面具有性能優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，受關(guān)鍵材料價(jià)格上漲的影響也較大。

01 磷酸鐵鋰電池不含鎳、鈷等稀少金屬

近年來，新能源汽車發(fā)展迅速，三元鋰電池使用大量的鎳、鈷資源整體處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，導(dǎo)致了原材料價(jià)格暴漲。反觀磷酸鐵鋰電池，鋰資源和磷酸鐵資源充足，所以相關(guān)成本相對(duì)較低。更穩(wěn)定的原材料、更低的成本，也讓磷酸鐵鋰電池再次成為市場(chǎng)主流。

全球700萬噸的鈷儲(chǔ)量，在新能源汽車滲透率僅保持20%的情況下，一年就使用掉全球2%的鈷資源。但實(shí)際上，新能源汽車的發(fā)展速度不會(huì)是等比例的，對(duì)鈷資源的需求在持續(xù)快速增長(zhǎng)。

如果實(shí)現(xiàn)100%新能源滲透率，即實(shí)現(xiàn)汽車全面電動(dòng)化，電動(dòng)汽車的鈷儲(chǔ)量就需要340萬噸，全球700萬噸鈷儲(chǔ)量根本不夠用。照目前新能源汽車推廣應(yīng)用的加速度，如果不加以去鈷干涉，全球鈷儲(chǔ)量可使用時(shí)間可能不足10年。

同時(shí)，預(yù)估到2050年，鎳年度消費(fèi)量將從當(dāng)前的250萬噸增至920萬噸。照此計(jì)算，全球9400萬噸鎳儲(chǔ)量，僅大概夠用10年時(shí)間。從可持續(xù)發(fā)展考慮，去鈷去鎳勢(shì)在必行。

面對(duì)新能源車滲透率提升、鈷鎳原材料價(jià)格飆升、供需矛盾加劇等挑戰(zhàn)，越來越多的產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)加入到磷酸鐵鋰行列，要擺脫對(duì)不可再生資源的依賴，加速去鈷、去鎳，布局更安全可靠、更綠色環(huán)保的電池路線。

02 解決磷酸鐵鋰電池的硬傷

2020年三元鋰電池的發(fā)展逐漸放緩，但是磷酸鐵鋰電池則突飛猛進(jìn)。能量密度低和低溫性能差，一直是磷酸鐵鋰電池的硬傷，電化學(xué)特性很難改變，但是可以用輔助技術(shù)來克服。

2019年底，寧德時(shí)代正式發(fā)布了CTP（Cell To Pack）技術(shù)，簡(jiǎn)單來說這個(gè)技術(shù)就是改變電池包內(nèi)部的布局結(jié)構(gòu)，去掉模組將電芯直接組成Pack。這種無模組的結(jié)構(gòu)帶來的好處就是電池包的體積利用率上升15-20%，能量密度提升10-15%，零部件數(shù)量減少40%，生產(chǎn)效率提升50%。

結(jié)果就是磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)能量密度可以超過160Wh/kg，成功摸到了補(bǔ)貼政策的大門。這是個(gè)很重要的前提，如果鐵鋰電池達(dá)不到補(bǔ)貼政策的要求，也就達(dá)不到降本的目的，那就還不如繼續(xù)用三元鋰電池。

采用類似技術(shù)的，還有一直在磷酸鐵鋰電池領(lǐng)域奮斗的比亞迪。在2020年初，比亞迪正式發(fā)布了刀片電池，原理上和寧德時(shí)代的CTP技術(shù)非常相似，都是通過去掉電池模組的方式，在電池包有限的空間里放下更多的電池，以提高Pack的整體能量密度。

另外，針對(duì)磷酸鐵鋰電池低溫性能差的痛點(diǎn)，寧德時(shí)代也在2019年發(fā)布了電芯自加熱技術(shù)，通過使用BMS控制算法和整車動(dòng)力總成架構(gòu)，可以控制電芯在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行快速充放電。讓電芯從內(nèi)部發(fā)熱，實(shí)現(xiàn)電芯的自加熱效果。

除了電池本身的提升以外，基礎(chǔ)建設(shè)的提升也是磷酸鐵鋰電池的重要推手。越來越方便的充電環(huán)境下，用戶也對(duì)續(xù)航的敏感度逐漸下降，這也是磷酸鐵鋰出現(xiàn)的重要契機(jī)。

03 磷酸鐵鋰電池的價(jià)格是核心競(jìng)爭(zhēng)力

磷酸鐵鋰電池讓電池廠家和車企主動(dòng)使用磷酸鐵鋰電池的最核心的原因是：價(jià)格。

2020年10月，特斯拉第一次使用三元鋰以外的電池類型，正式推出了采用寧德時(shí)代磷酸鐵鋰電池版本的Model 3，標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版車型NEDC續(xù)航從之前的445km提升至了468km，但是售價(jià)卻從27.15萬元降低至24.99萬元，購車門檻進(jìn)一步降低。

從逐漸提高的銷量和上海超級(jí)工廠生產(chǎn)的Model 3出口歐洲、日本市場(chǎng)，可以看出特斯拉已經(jīng)完全認(rèn)可了來自中國的磷酸鐵鋰電池，也想依托于磷酸鐵鋰電池的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，獲得更多海外市場(chǎng)。

可以看出磷酸鐵鋰的崛起，讓電動(dòng)車的整體BOM成本大幅下降，也讓電動(dòng)車可以以更高的性價(jià)比觸及到更多想要嘗試純電動(dòng)車的消費(fèi)者，而磷酸鐵鋰電池的出貨量也隨之大漲。

未來動(dòng)力電池市場(chǎng)格局

政策的逐步推出，新能源汽車行業(yè)也將逐漸回到市場(chǎng)化的時(shí)代。消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)車接受度不斷提高后，磷酸鐵鋰電池依靠更低的價(jià)格，替代三元鋰電池覆蓋了一部分價(jià)格敏感性用戶，但是偏低的電池能量密度和更弱的低溫充放電性能也是磷酸鐵鋰電池?zé)o法避開的弱電場(chǎng)景，對(duì)于續(xù)航敏感型的用戶三元仍然是最優(yōu)選擇。

磷酸鐵鋰和三元鋰在當(dāng)今這個(gè)時(shí)代并沒有絕對(duì)的孰優(yōu)孰劣，二者更像是面對(duì)這個(gè)多樣化市場(chǎng)互補(bǔ)的產(chǎn)品。就像燃油車時(shí)代，賣到中東地區(qū)的車型需要更大的散熱水箱，而遠(yuǎn)東地區(qū)的車需要更大的PTC加熱組件。電池也需要更極致的價(jià)值釋放。

值得關(guān)注的是，磷酸鐵鋰雖然市占率不斷提升，但并不意味著三元鋰電池將會(huì)一蹶不振。目前，三元高鎳路線依然占據(jù)大量市場(chǎng)份額，而且隨著新能源汽車市場(chǎng)多元化的發(fā)展路徑，不同的車型、不同的價(jià)格對(duì)于動(dòng)力電池的需求注定也是不同的，兩者之間不會(huì)出現(xiàn)絕對(duì)的替代關(guān)系。

采用磷酸鐵鋰電池的舉措不僅可以在原材料漲價(jià)的趨勢(shì)下保持入門車型的價(jià)格吸引力，還可以更好地將三元鋰電池產(chǎn)量分配給高端長(zhǎng)續(xù)航車型，以此減緩三元鋰電池短缺帶來的供應(yīng)壓力，進(jìn)一步擴(kuò)大電動(dòng)車型整體產(chǎn)能?！?/p>

在市場(chǎng)和技術(shù)以及補(bǔ)貼政策的導(dǎo)向之下，具有壽命、成本、安全性優(yōu)勢(shì)的磷酸鐵鋰電池更多被平民車型、運(yùn)營(yíng)車型、商用車型所選；具有大容量、高能量密度、快充效率更高的三元鋰離子電池多為中、高端車型所選。

除了彼此間的較量，還有其他競(jìng)爭(zhēng)者的出現(xiàn)。動(dòng)力電池的技術(shù)演進(jìn)分為材料迭代和結(jié)構(gòu)迭代，雖然因動(dòng)力電池在化學(xué)配方上突破起來成本高、開發(fā)周期長(zhǎng)，近年結(jié)構(gòu)迭代的步子更大，但是動(dòng)力電池廠商并沒有放棄通過材料顛覆掌握更多行業(yè)話語權(quán)的野心。

日前，寧德時(shí)代透露鈉電池最快于明年三季度量產(chǎn)。相比于鋰電池，鈉電池原材料獲取方便、價(jià)格便宜、循環(huán)壽命長(zhǎng)。鈉電池的成本理想情況下會(huì)比鋰電池成本降低30%左右，有望實(shí)現(xiàn)對(duì)鉛酸、磷酸鐵鋰電池的部分替代。

為了尋找性能更好的電池，現(xiàn)在有的企業(yè)還把“槍”瞄準(zhǔn)到了“燃料電池”。近一年，國家與地方政府也不斷推出關(guān)于燃料電池的政策，想通過燃料電池實(shí)行“彎道超車”。

而且，隨著鈉離子電池、固態(tài)電池等新型電池技術(shù)的研發(fā)布局不斷加快，未來動(dòng)力電池技術(shù)路線將會(huì)開始更加激烈的市場(chǎng)爭(zhēng)奪戰(zhàn)。