受益于下游新能源汽車發(fā)展，作為主要中游產(chǎn)業(yè)，動(dòng)力電池也隨之進(jìn)入爆發(fā)期，全球動(dòng)力電池出貨量8年增長(zhǎng)超過百倍，由2011年的1.08GWh上升至2019年的116.6GWh。

年初以來(lái)，資本市場(chǎng)連續(xù)出現(xiàn)CTP技術(shù)、刀片電池、特斯拉無(wú)鈷電池技術(shù)等多個(gè)與動(dòng)力電池相關(guān)的新聞熱點(diǎn)，引發(fā)業(yè)界和投資者對(duì)2020年及未來(lái)電池技術(shù)路線的無(wú)限遐想。數(shù)據(jù)顯示，一臺(tái)新能源汽車中電池系統(tǒng)成本占到30％——40％，可以說電池是新能源汽車時(shí)代最重要最核心的配件。

技術(shù)迭代動(dòng)力電池技術(shù)路線逐漸清晰

從全球范圍來(lái)看，目前動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展尚未達(dá)成共識(shí)，各國(guó)和地區(qū)各個(gè)技術(shù)路線均有涉及，包括鋰離子電池、全固態(tài)電池等。其中，鋰離子電池因?yàn)槟芰棵芏雀吆脱h(huán)使用壽命長(zhǎng)，成為電動(dòng)汽車乃至大多數(shù)電子產(chǎn)品的常用電池。

事實(shí)上，鋰離子電池由正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液四個(gè)部分組成，其中正極材料成本達(dá)到30％-40％，是當(dāng)前提升電池性能的關(guān)鍵。根據(jù)使用材料不同分為鎳鈷鋁、鎳鈷錳、磷酸鐵鋰、鈦酸鋰、錳酸鋰和鈷酸鋰等六種，其中，前兩種又被稱為三元鋰電池。

從性能指標(biāo)來(lái)看，動(dòng)力電池性能指標(biāo)主要有儲(chǔ)能密度、循環(huán)壽命、充電速度、抗高低溫和安全性五個(gè)維度。根據(jù)麥肯錫2016年進(jìn)行的一項(xiàng)電動(dòng)車消費(fèi)者習(xí)慣調(diào)查顯示，中美德三國(guó)消費(fèi)者對(duì)于電動(dòng)車的疑慮依次是產(chǎn)品價(jià)格、續(xù)航里程、充電便利性、車型/品牌。

綜合分析來(lái)看，汽車電動(dòng)化的必要條件就是在滿足安全性的前提下，以能夠接受的成本緩解消費(fèi)者的續(xù)航里程焦慮。也就是說，儲(chǔ)能密度和安全性是動(dòng)力電池的兩大剛需。

其中，鈦酸鋰電池和錳酸鋰電池因?yàn)閮?chǔ)能密度太低而被拋棄，鈷酸鋰則因安全性太差而被棄用，這就導(dǎo)致三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池成為新能源汽車兩個(gè)主流的電池技術(shù)路線，分別被應(yīng)用于乘用車市場(chǎng)和客車市場(chǎng)。

根據(jù)中國(guó)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2020年1-2月，我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)量累計(jì)1.7GWh，同比下降85.1％。其中三元鋰電池產(chǎn)量累計(jì)0.83GWh，占總產(chǎn)量47.9％；磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量累計(jì)0.89GWh，占總產(chǎn)量51.6％。磷酸鐵鋰電池累計(jì)產(chǎn)量不僅反超三元鋰電池，還超過了除磷酸鐵鋰電池之外所有電池類型的總和。

但從動(dòng)力電池裝機(jī)量來(lái)看，三元鋰電池仍是主流。1-2月三元鋰電池累計(jì)裝機(jī)量2.1GWh，占比為72.4％；磷酸鐵鋰電池裝機(jī)量0.8GWh，占比為27.6％。

按材料類型劃分的動(dòng)力電池2020年1——2月產(chǎn)量和裝機(jī)量（單位：MWh）

制表：金融界上市公司研究院數(shù)據(jù)來(lái)源：動(dòng)力電池聯(lián)盟

三元鋰電池VS磷酸鐵鋰電池

從技術(shù)角度而言，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池各有千秋，不存在絕對(duì)的好壞。

具體來(lái)看，在儲(chǔ)能密度上，根據(jù)2020年1月14日工信部發(fā)布的《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄（2020年第1批）》顯示，純電動(dòng)乘用車使用的三元鋰電池系統(tǒng)的能量密度基本在160Wh／kg及以上，最高達(dá)191Wh／kg，而大部分的純電動(dòng)客車使用的磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)的能量密度集中在140Wh／kg及以上，最高為161．27Wh／kg。從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，各國(guó)和地區(qū)普遍計(jì)劃到2030年單體能量密度達(dá)500Wh/kg。

在循環(huán)壽命上，磷酸鐵鋰電池要優(yōu)于三元鋰電池。磷酸鐵鋰電池充放電循環(huán)次數(shù)大于3500次后才會(huì)開始衰減，也就是說其使用壽命可長(zhǎng)達(dá)十年左右，而三元鋰電池的充放電循環(huán)次數(shù)則僅為2000次，意味著其使用壽命約為6年。當(dāng)然，決定動(dòng)力鋰離子電池使用壽命的因素有很多，包括體系本身的特性，以及制造工藝、使用工況等。優(yōu)質(zhì)的電池體系，外加科學(xué)的管理系統(tǒng)，可以在一定程度上延長(zhǎng)使用壽命。

在抗低溫上，與磷酸鐵鋰電池低溫下限值零下20度相比，三元鋰電池低溫使用下限值為零下30度更有優(yōu)勢(shì)。同時(shí)在相同低溫條件下，三元鋰電池冬季衰減不到15％，而磷酸鐵鋰電池衰減高達(dá)30％以上。

在成本上，磷酸鐵鋰電池的正極材料不含鈷等貴重元素，原料價(jià)格低且磷、鐵等資源豐富，不會(huì)存在供料問題；而三元鋰電池的正極材料使用鎳、鈷等金屬，其價(jià)格相對(duì)較高，且易受到鈷、鎳原料價(jià)格波動(dòng)影響。當(dāng)然隨著電池技術(shù)的逐步成熟，三元鋰電池成本也在逐漸下降。

綜上所述，三元鋰電池的優(yōu)勢(shì)在于儲(chǔ)能密度高，抗低溫，而磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢(shì)則在于循環(huán)壽命長(zhǎng)，成本低。盡管在材料和電池設(shè)計(jì)方面，鋰電池生產(chǎn)成本下降的路徑非常清晰，但在安全性與過程能力的雙重約束下，推行降本工藝都以技術(shù)進(jìn)步為前提。

據(jù)外媒報(bào)道，韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院（KIST）儲(chǔ)能研究中心的Hun-GiJung博士及其研究團(tuán)隊(duì)宣布，已開發(fā)出新型硅負(fù)極材料。與石墨負(fù)極材料相比，采用這種材料的電池可將容量提升4倍，并且支持快速充電，在5分鐘之內(nèi)充電至80％以上。若用在電動(dòng)車動(dòng)力電池上，預(yù)計(jì)汽車的續(xù)航里程或?qū)⒃黾右槐兑陨稀?/p>

對(duì)于車企而言，其對(duì)于電池的選擇要從駕駛安全，續(xù)航里程，成本等多方面進(jìn)行考慮，適合自己的才最重要。然而，在新能源車整體補(bǔ)貼退坡路徑已經(jīng)明確的情況下，如何降本以保持盈利能力成為行業(yè)首要問題。因此，對(duì)于那些成本變化更為敏感的車型來(lái)說，磷酸鐵鋰的成本優(yōu)勢(shì)可能會(huì)更加突出。但從續(xù)航角度來(lái)看，高端市場(chǎng)中三元電池仍是頭號(hào)選擇。如目前特斯拉Model3長(zhǎng)續(xù)航版仍然采用三元鋰電池。

此外，對(duì)于電池廠商而言，還需要防范技術(shù)在固態(tài)電池、鋰硫電池、鋰-空氣電池等低成本新技術(shù)路線出現(xiàn)突破，這或?qū)?duì)現(xiàn)有格局產(chǎn)生較大沖擊。

附：2019年國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池裝機(jī)量top10廠商一覽

制表：金融界上市公司研究院數(shù)據(jù)