“蛰伏”多年的磷酸铁锂电池在2020年表现可谓“高光”。在政策、技术和市场的共同推动下，磷酸铁锂产业链由此开启新一轮的市场周期。“预计2021年磷酸铁锂国内市场装机量将迎来40GWh至50GWh的需求，尤其是在个人乘用车、储能、二三轮电动车等市场。”中关村新型电池技术创新联盟秘书长于清教预测。
2020年重回“C”位
从2020年初比亚迪刀片电池问世，到年中特斯拉国产Model 3入门车型换“心”，再到年末“扎堆”新能源乘用车销售榜单，磷酸铁锂电池在刚刚过去的2020年迎来“高光时刻”。
据中国汽车动力电池产业创新联盟发布的数据，2020年我国动力电池累计销量65.9GWh，同比下降12.9%。其中，三元锂电池累计销售34.8GWh，同比下降34.4%；磷酸铁锂电池累计销售30.8GWh，同比增长49.2%，成为唯一实现同比增长的动力电池类型。
被三元电池挤占市场份额多年后，磷酸铁锂电池终于“扬眉吐气”了。
2016年12月，新能源补贴政策调整，首次将电池系统能力密度纳入考核标准，补贴“门槛”逐年增加，高能量密度、长续航里程成为核心指标，磷酸铁锂电池在乘用车市场的份额因此被三元电池蚕食。2019年，磷酸铁锂电池乘用车的装机量占比仅约为4%，总装机量占比从2017年的49%下降至36%。与此同时，三元电池的总装机量从16.31GWh增长至39.12GWh，占比提升至63%。
进入2020年，政策的“有形之手”将磷酸铁锂电池重新拽回了乘用车“赛道”。
当年4月，新能源补贴政策发布，不仅规定补贴前售价须在30万元以内，还明确未来2年平缓补贴退坡力度和节奏，且维持电池系统能量密度指标不变，2021年至2022年原则上保持技术指标总体稳定。
在此背景下，乘用车主机厂加速推出磷酸铁锂电池主力车型。工信部最新一批新能源汽车申报目录显示，23款标明电池类型的纯电车型中，有9款采用磷酸铁锂电池，占比近四成。值得关注的是，其中一汽集团的红旗E-QM5和奔腾E05两款车型所搭载的动力电池来自弗迪电池，这意味着继全系车型加速切换后，比亚迪刀片电池正式开启外供。
“磷酸铁锂电池去年推出的刀片电池或者CTP，能量密度提高了，成本下降了。去年还在试行，今年随着技术的成熟、产能的提升，磷酸铁锂在乘用车里的装车量会大幅度提升。”在汽车行业分析师张翔看来，磷酸铁锂电池加速“上车”的趋势还将延续。
于清教认为，公共领域电动化程度的提升，将被悉数转变为磷酸铁锂电池的装机量。“磷酸铁锂在公共领域电动化市场的占有率更高，氢燃料车短时间内还难大面积推广。”
性价比“算出”市场选择
“2020年，新能源汽车可持续发展能力更强，因此也被行业定义为新能源汽车市场化发展的元年，整个产业发展进入了一个新阶段。”工信部装备工业一司汽车发展处副处长马春生在2020年底的一场媒体沟通会上做出如此判断，依据的是新能源汽车市场的两点变化：一是个人消费比例从两年前的20%大幅提升至近70%；二是非限购城市购买比重达到60%。
随着销售端主体的转变，“量入为出”成为消费者和车企的共同选择。
在乘联会统计的2020年新能源汽车零售排行榜上，前10名中至少有4款车型搭载磷酸铁锂动力电池，分别为特斯拉Model 3、宏光Mini EV、奇瑞eQ和比亚迪汉EV，全年累计销量分别为13.75万辆、11.28万辆、3.82万辆和2.88万辆。
从售价上看，四款车型呈现两极分化。特斯拉国产Model 3和比亚迪汉EV的价格超过20万元，宏光Mini EV和奇瑞eQ的售价仅为几万元。其中，特斯拉国产Model 3的入门车型因换装宁德时代的磷酸铁锂电池，售价下探至25万元以内，令当月的产量环比提高约1万辆达到2.29万辆。
磷酸铁锂电池的“高低端通吃”，得益于其与生俱来的性价比优势和技术革新不断提升的能量密度。
“左右用户决定的因素有很多，用哪种电池并不是关键因素。但对主机厂来说，电动车的性价比、安全等却跟电池紧密相关。”一位车企高管解释称。
华安证券测算，磷酸铁锂的使用成本约为0.08元/Wh，相比三元正极材料可以节省0.15至0.21元/Wh，对应降低成本65%至72%。在现行补贴政策下，带电量55kWh、续航405公里的三元电池替换为磷酸铁锂电池，成本可下降0.46万元至0.56万元。
另一方面，“殊途同归”的刀片电池、CTP等新型电池工艺相继问世，使得磷酸铁锂电池的系统能量密度可达160Wh/kg，不仅满足车企达到补贴系数0.9的技术要求，更因体积利用率的提升和电池包结构简化等而降低成本。
国轩高科近期发布了单体能量密度为210Wh/kg的磷酸铁锂软包电池，以及与CTP原理相似的JTM技术，即将卷芯直接安装在模组中。“（磷酸铁锂软包电池）目前已超过三元常规523电池的水平，接近622电池的能量密度。”国轩高科工程研究总院常务副院长徐兴无称。
应用场景不断拓展
近期，美国宾夕法尼亚州立大学王朝阳院士团队发表的一篇文章，让市场意识到磷酸铁锂电池仍有潜能可挖。
文章中，王朝阳展示了一款热调制磷酸铁锂（TM-LFP）刀片电池，通过在普通的磷酸铁锂电池正极增加用于内部加热的镍箔，便能解决其在低温环境下的电化学性能问题，并能在全气候条件下充电10分钟而实现250英里续航里程。此外，其简化的温度管理系统，进一步提升了CTP效率和降低电池系统成本，使用寿命可达200万英里。
“这种电池降低了重量、体积和成本。我很高兴终于找到一种使主流消费者受益的电池，让每个人都买得起电动车。”王朝阳在接受采访时如是说。
有潜能可挖的还有应用场景。除了在乘用车领域与三元动力电池激烈交锋外，磷酸铁锂电池还在不断缩小与铅酸电池的成本差距，挤占后者的传统市场。“铅酸现在是0.4元/Wh，磷酸铁锂是0.5至0.6元/Wh，两者价格差不多，但性价比不一样。我觉得从今年开始，磷酸铁锂电池在电动两轮车、起动启停、船舶电源方面会有大量应用。”于清教表示。
在天能股份董事长张天任看来，磷酸铁锂电池正在通过共享电单车、外卖等增量市场切入电动两轮车领域。“从几家大的整车企业看，磷酸铁锂电池的比例大约在20%。在共享电单车领域，几乎能做到全覆盖。一些新的领域比如外卖，发展也还可以。”
5G基站的建设早已打开了磷酸铁锂电池用于基站储能的市场空间。据天风证券测算，7000次循环寿命下，磷酸铁锂电池的成本仅为传统铅酸电池的三分之一；预计2020年至2023年间，5G基站带来的备用电源储能需求分别为7.6GWh、9.7GWh、10.8GWh和11.9GWh。从2020年初开始，中国移动、中国铁塔等陆续招标采购磷酸铁锂电池用于基站储能。
船舶应用方面，全球电量最大的纯电动商用船舶——“长江三峡1”号游轮在2020年底正式开工，搭载的便是宁德时代的磷酸铁锂电芯组成电池组，总电量达到7.5MWh，超过100辆纯电动汽车的电池容量总和。亿纬锂能、国轩高科等也在跟进布局这一领域。
产业链共解供需失衡
自2020年三季度以来，磷酸铁锂电池的需求和出货量陡增，仅12月就实现6.89Gwh的装机量，领先三元电池近1Gwh。
进入2021年，磷酸铁锂电池旺盛的需求还在延续。“今年春节其实也休息不了几天，现在市场需求还比较旺，排单都比较满。”国轩高科的一位工作人员如是说。
下游厂商放量出货，产业链供需失衡，上游材料价格上扬。
相关数据显示，2020年磷酸铁锂产量呈现明显的前低后高格局，下半年产量达9.64万吨，占全年产量的三分之二，其中49%用于动力电池。2020年8月底开始，六氟磷酸锂的价格从6.95万元/吨一路上涨至最新约11万元/吨；电池级碳酸锂的涨价也从2020年10月开始启动，目前约为6.5万元/吨。
“六氟磷酸锂的生产门槛高，成本占比也低，每次都是先涨价。”一位磷酸铁锂电池主要厂商的工作人员说，“2020年三季度开始所有的材料都在涨，一般是协议锁量锁价，涨价前也会跟我们协商。”
对于短期内上游材料涨价的预期，电池厂商表示，因为有年后生产储备的需求，进货比较集中；材料厂家则称，由市场供需关系决定价格走势。
“从2021年开始，全球锂电池市场需求将有明显提升，但目前来看，全产业链的产能供给相对较慢，有效供给不足。”宁德时代董事长曾毓群日前表示，未来5年，锂电产业市场将迎来井喷期，快速进入TWh时代（1TWh=1000GWh）。
据中信证券测算，预计2020年、2021年和2022年磷酸铁锂正极材料需求分别为13万吨、24万吨和34万吨。考虑到未来全球动力电池与储能电池需求，预计2025年全球磷酸铁锂正极材料需求约为98万吨，对应市场规模约为280亿元。
随着市场需求逐步扩大，上游材料厂商启动新一轮扩产周期，下游电池龙头企业也势必要深入合作，以保障材料的稳定供应。
在此背景下，德方纳米、富临精工（江西升华）、湖南裕能等铁锂材料企业率先启动扩产计划，磷酸铁锂电池出货量第一的宁德时代则以出资参股的方式深度绑定上述公司，比亚迪也出现在湖南裕能的增资名单中。
