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从“蛰伏”到“惊蛰” 磷酸铁锂加速逆袭从“蛰伏”到“惊蛰” 磷酸铁锂加速逆袭

来源:上海证券报 作者:周健 人气: 发布时间:2021-01-23
摘要: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

“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。

  鑫椤资讯显示,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。

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