鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:955次 | 2020年03月30日
新能源汽車(chē)大放光芒 磷酸鐵鋰離子電池成爆發(fā)點(diǎn)
二月二十日,針對(duì)有媒體報(bào)道目前和特斯拉的合作僅停留在意向性協(xié)議階段,具體細(xì)節(jié)均未定的消息,寧德時(shí)代方面回應(yīng),合作并非意向性協(xié)議,公司目前與特斯拉已經(jīng)簽訂了量產(chǎn)供貨定價(jià)協(xié)議,特斯拉將向?qū)幍聲r(shí)代采購(gòu)鋰離子動(dòng)力鋰電池,一切以通告內(nèi)容為準(zhǔn)。
從寧德時(shí)代的回應(yīng)可知,特斯拉已經(jīng)確定采用了國(guó)產(chǎn)廠商寧德時(shí)代的動(dòng)力鋰電池。而動(dòng)力鋰電池作為電動(dòng)汽車(chē)制造成本中的大頭,使用本地化產(chǎn)品后,其成本價(jià)也有有所下調(diào),反應(yīng)到整車(chē)售價(jià)方面,未來(lái)特斯拉的國(guó)產(chǎn)車(chē)型售價(jià)還有望會(huì)進(jìn)一步下探。
目前,特斯拉車(chē)型所采用的電池廠商為外資的日本松下和合資的韓國(guó)的LG化學(xué)。不過(guò)不同于松下在國(guó)內(nèi)沒(méi)有建廠,LG化學(xué)在南京同吉利汽車(chē)集團(tuán)成立了一家合資公司,生產(chǎn)汽車(chē)動(dòng)力鋰電池。
但電池作為電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)中最重要的零部件,特斯拉顯然會(huì)十分重視它的供應(yīng)安全與價(jià)格的穩(wěn)定。而此次同國(guó)產(chǎn)電池巨頭寧德時(shí)代,簽訂采購(gòu)協(xié)議后,除了能新增電池供應(yīng)的產(chǎn)量之外,還會(huì)依靠國(guó)產(chǎn)電池的優(yōu)勢(shì)降低采購(gòu)成本。
此前十九日,英國(guó)《金融時(shí)報(bào)》在一篇有關(guān)特斯拉使用我國(guó)電池對(duì)鈷礦形成打擊的文章中提到,消息人士透露特斯拉已經(jīng)同意采購(gòu)寧德時(shí)代供應(yīng)的不含鈷的LFP(磷酸鐵鋰)電池。
與此同時(shí),英國(guó)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)BenchmarkMinerals創(chuàng)始人西蒙摩爾斯(SimonMoores)也在社交媒體上透露,出于成本原因,特斯拉將從寧德時(shí)代購(gòu)買(mǎi)方形磷酸鐵鋰離子電池,這是特斯拉首度使用非圓柱形的電池。
摩爾斯還表示,LFP電池將被用于我國(guó)廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)版Model3,長(zhǎng)續(xù)航版仍將使用LG生產(chǎn)的NCM811電池。
投行摩根士丹利的分析師表示,這一消息對(duì)鎳和鈷構(gòu)成潛在利空。該投行表示,2025年,磷酸鐵鋰離子電池電動(dòng)汽車(chē)電池用量每新增10%,鎳需求將新增1.8萬(wàn)噸,鈷需求將新增4000噸。
招商證券指出,二月十八日,特斯拉將使用寧德時(shí)代的無(wú)鈷電池,目前動(dòng)力鋰電池應(yīng)用情況,主流類(lèi)型分為磷酸鐵鋰和三元,其中三元有分為鎳鈷錳三元(NCM)和鎳鈷鋁三元(NCA),其中三元又有不同配比,如111、523、622、811等,關(guān)于三元材料而言,鈷重要起到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的用途,目前在三元材料上無(wú)鈷化較難做到,所以判斷此次特斯拉選擇的無(wú)鈷電池大概率為磷酸鐵鋰。
我國(guó)目前已成為世界上最大的鋰離子電池生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)家(占比超一半),鋰離子電池下游重要應(yīng)用于消費(fèi)電子、動(dòng)力和儲(chǔ)能等領(lǐng)域,且行業(yè)處于成長(zhǎng)期。
近幾年我國(guó)動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)經(jīng)歷了爆發(fā)式上升,電池技術(shù)是其核心競(jìng)爭(zhēng)力。目前動(dòng)力鋰電池重要包括磷酸鐵鋰離子電池、錳酸鋰離子電池和三元鋰離子電池等體系。
據(jù)高工鋰電統(tǒng)計(jì),2019年全國(guó)動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量62.4GWh,同比上升10%,受到補(bǔ)貼大幅度退坡影響,相比于2018年增速大幅回落。其中三元電池裝機(jī)量40.8GWh,同比上升23%,滲透率依然在提升,而磷酸鐵鋰離子電池裝機(jī)量占比從39%進(jìn)一步下降至34%,收縮幅度相比往年明顯收窄。
高工產(chǎn)業(yè)研究院(GGII)通過(guò)公布的《月度動(dòng)力鋰電池?cái)?shù)據(jù)庫(kù)》統(tǒng)計(jì)顯示,2019年我國(guó)新能源汽車(chē)?yán)塾?jì)配套磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池約16.9萬(wàn)輛,同比下降17%,裝機(jī)量約19.98GWh,同比下降7%。其中,排名前十磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池公司合計(jì)裝機(jī)量約為19.62GWh,占磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池整體的98%。
磷酸鐵鋰正極材料是橄欖石型結(jié)構(gòu)材料,六方密堆積排列,在磷酸鐵鋰正極材料的晶格中,P占據(jù)在四面的位置,八面體的空隙位置由Li和Fe填充,晶體八面體和四面體形成了一個(gè)整體空間架構(gòu),在各個(gè)點(diǎn)的密切聯(lián)系下形成一種鋸齒狀的平面結(jié)構(gòu)。
磷酸鐵鋰離子電池的充放電電壓平臺(tái)長(zhǎng)且平穩(wěn);另外,在充電過(guò)程完成后,正極FePO4的體積相對(duì)LiFePO4僅減少6.81%,而充電過(guò)程中碳負(fù)極體積輕微膨脹,起到了調(diào)節(jié)體積變化、支撐內(nèi)部結(jié)構(gòu)的用途,因此,磷酸鐵鋰離子電池在充放電過(guò)程中表現(xiàn)出了良好的循環(huán)穩(wěn)定性,具有較長(zhǎng)的循環(huán)壽命。
磷酸鐵鋰正極材料因其高安全性,加上循環(huán)壽命長(zhǎng)、資源豐富、價(jià)格較低的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)電動(dòng)汽車(chē)尤其是電動(dòng)客車(chē)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
與動(dòng)力鋰離子電池相比,儲(chǔ)能用鋰離子電池對(duì)能量密度的要求較為寬松,但對(duì)安全性、循環(huán)壽命和成本要求較高。三元電池的重要優(yōu)勢(shì)在于高能量密度,其循環(huán)壽命和安全性較為局限,因而更適合用作動(dòng)力鋰電池。從這方面看,磷酸鐵鋰離子電池是現(xiàn)階段各類(lèi)鋰離子電池中較為適合用于儲(chǔ)能的技術(shù)路線(xiàn),目前已投建的鋰電儲(chǔ)能項(xiàng)目中大多也都采用這一技術(shù)。
鋰離子電池產(chǎn)量集中在中日韓等亞洲地區(qū)
鋰離子電池產(chǎn)量當(dāng)前重要集中在中日韓等亞洲地區(qū),而特斯拉、戴姆勒、大眾、奔馳、標(biāo)志雪鐵龍、通用和奧迪等品牌前期均遭遇電池供應(yīng)有限導(dǎo)致的整車(chē)產(chǎn)量受限矛盾,部分亦開(kāi)始自己投資布局動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域,以減少對(duì)亞洲鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的依賴(lài)。2019年底美國(guó)計(jì)劃大幅上調(diào)新能源汽車(chē)補(bǔ)貼,德國(guó)計(jì)劃提高和擴(kuò)大新能源汽車(chē)財(cái)政補(bǔ)助力度。疊加海外傳統(tǒng)汽車(chē)整車(chē)廠電動(dòng)化轉(zhuǎn)型動(dòng)力鋰電池需求大增,歐洲動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)也正快速崛起。
國(guó)內(nèi)鋰離子電池廠商加速?lài)?guó)內(nèi)和海外的高端產(chǎn)量布局,日韓公司也不甘落后,韓國(guó)LG化學(xué)、SKI和三星SDI、日本松下均在我國(guó)市場(chǎng)和海外市場(chǎng)新建鋰離子電池產(chǎn)量。業(yè)內(nèi)普遍看好行業(yè)發(fā)展前景,隨著新增產(chǎn)量逐步投產(chǎn),預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)高端產(chǎn)量供給不足的現(xiàn)象將很快緩解,低端產(chǎn)量面對(duì)淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。
國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰離子電池格局:一超兩強(qiáng)
國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰離子電池領(lǐng)域則表現(xiàn)出一超兩強(qiáng)的格局,由于磷酸鐵鋰的適用范圍相對(duì)較為單一,多用于商用巴士以及專(zhuān)用車(chē)領(lǐng)域,且技術(shù)難度較低,因此很難有后來(lái)攪局者打破這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)格局。
磷酸鐵鋰離子電池集中度大幅提升形成寧德時(shí)代(55.8%)、比亞迪(13.8%)、國(guó)軒高科(15.1%)為主的一線(xiàn)梯隊(duì),2019年前三大公司市占率達(dá)到84.7%,集中度進(jìn)一步提升,行業(yè)出清初具成效,相比之下三元電池前三大公司僅為75.9%,除前兩大公司寧德時(shí)代(52.5%)和比亞迪(19.4%)之外尾部公司仍然眾多,市占率均在5%以下。
2018年國(guó)內(nèi)動(dòng)力鋰電池公司磷酸鐵鋰裝機(jī)量排名四到十名的分別是:億緯鋰能、北京國(guó)能、中航鋰電、鵬輝能源、天津力神、蕪湖天戈、春蘭。
早前比亞迪董事長(zhǎng)王傳福先生在參加電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)時(shí)透露,比亞迪已研發(fā)出新一代磷酸鐵鋰離子電池刀片電池,這款電池預(yù)計(jì)今年量產(chǎn),刀片電池在體積比能量密度上比傳統(tǒng)鐵電池提升了50%,具有高安全、長(zhǎng)壽命等特點(diǎn),整車(chē)壽命可達(dá)百萬(wàn)公里以上,能量密度可達(dá)180Wh/kg,相比此前提升大約9%,這一數(shù)據(jù)已經(jīng)不弱于NCM811的三元鋰離子電池,并且能夠解決磷酸鐵鋰離子電池能量密度低的短板問(wèn)題。這款電池將搭載在新車(chē)比亞迪漢上,預(yù)計(jì)于今年六月上市。
在比亞迪提出刀片電池的時(shí)候,給的含義就是高能量密度+大尺寸的磷酸鐵鋰,該方法可以提高電池包體積能量密度50%,并將應(yīng)用在比亞迪漢上,也將在唐的升級(jí)版上應(yīng)用(綜合續(xù)航里程600公里),這進(jìn)一步打開(kāi)了磷酸鐵鋰離子電池應(yīng)用的空間。隨著鐵鋰電芯優(yōu)化和pack效率提高,鐵鋰離子電池包性?xún)r(jià)比不斷上升。
目前寧德時(shí)代推出的CTP技術(shù),供應(yīng)了一種電池包,在滿(mǎn)足電池包輕量化的同時(shí),提高電池包在整車(chē)的連接強(qiáng)度??梢蕴岣唠姵匕芰棵芏?0~15%,并且減少電池包零部件數(shù)量40%,提高生產(chǎn)效率50%。其優(yōu)勢(shì)重要有兩點(diǎn):1)CTP電池包因?yàn)闆](méi)有標(biāo)準(zhǔn)模組限制,可以用在不同車(chē)型上,使用廣泛。2),減少內(nèi)部結(jié)構(gòu)組建,CTP電池包能提高體積利用率,系統(tǒng)能量密度也間接提升,其散熱效果要高于目前小模組電池包。
彭博新能源預(yù)計(jì),到2024年,動(dòng)力鋰電池組的價(jià)格將降至100美元/KWh以下,電動(dòng)汽車(chē)可以在價(jià)格上與傳統(tǒng)燃油汽車(chē)競(jìng)爭(zhēng)。
從寧德時(shí)代過(guò)去幾年的動(dòng)力鋰電池成本,以及19年國(guó)內(nèi)方形三元和鐵鋰離子電池成本來(lái)看,15年至今動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)成本持續(xù)下降,當(dāng)前鋰離子電池成本已不斷接近100美元/kWh,但在要售價(jià)上接近這一水平,預(yù)計(jì)還需時(shí)間。但隨著競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手?jǐn)?shù)量新增,行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇,預(yù)計(jì)鋰離子電池技術(shù)進(jìn)步的步伐將加快。
目前磷酸鐵鋰電能量密度進(jìn)一步提高,此次特斯拉與寧德時(shí)代合作逐步落地,將進(jìn)一步刺激磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)鏈。