锂电池之磷酸铁锂专题报告.docx

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锂电池之磷酸铁锂专题报告

锂电池之磷酸铁锂专题报告：

行业逻辑生变，性价比优势显现

未来智库发布时间：

02-1920:

03

1、为什么看好磷酸铁锂电池？

按照技术路线不同，动力电池主要分为三元电池、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池等。

对于动力电池的性能评价，一般包括成本（元/Wh）、体积能量密度（Wh/L）、质量能量密度（Wh/kg）、安全性、循环性、放电倍率、低温性能等。

相对于三元电池，磷酸铁锂电池的缺点主要是：

1）能量密度较低，特别是体积能量密度过低，从而影响乘用车的续驶里程；2）低温性能较差，不适合在北方冬季环境下使用。

除了以上两点之外，成本、安全性、循环性及放电倍率都是磷酸铁锂电池的优势所在。

从过去几年动力电池装机数据来看，三元电池的份额越来越高，由2016年的23%增长至2019年的62%，而磷酸铁锂电池的装机量占比由72%降至32%。

主要原因在于：

（1）政策层面，补贴直接挂钩续驶里程、能量密度等指标，推动了乘用车三元化的趋势；

（2）技术层面，三元电池能量密度的提升空间更大，从而使得整车续驶里程能够持续提升；（3）成本层面，三元电池技术进步推动成本下降，降本路径更多，降本空间更大。

因此，三元电池的装机量占比提升，而磷酸铁锂电池的装机量占比下降。

从近期情况来看，我们认为，有必要重新审视以上三个因素，磷酸铁锂电池的行业逻辑出现变化：

变化之一：

政策层面，电动车补贴在2019年出现大幅退坡，预计2020年底补贴完全取消，并且《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》（征求意见稿）中不再对能量密度、续驶里程等设定目标，推动乘用车三元化的政策因素逐步弱化，未来行业主要由市场化因素驱动，技术路线可能分化；

变化之二：

技术层面，2019年以来宁德时代、比亚迪出现明显技术进步，通过精简结构的方式提升能量密度成为两大龙头共同的选择，特别是比亚迪“刀片电池”方案更加适用于磷酸铁锂电池，这使得磷酸铁锂电池与三元电池体积能量密度的差距缩小，从而使得搭载磷酸铁锂电池的乘用车（比亚迪“汉”）的续驶里程突破600km；

变化之三：

成本层面，精简结构可以从电池包层面实现降本，磷酸铁锂电池的降本空间超过预期。

根据我们前期的报告《如何优雅地拆解动力电池成本？

——动力电池成本系列报告之一》，磷酸铁锂电池包的成本约0.66元/Wh，结构精简后成本下降约10%-15%，磷酸铁锂电池包的成本有望率先达到0.5X元/Wh的水平。

1.1、变化之一：

市场驱动，技术路线分化

过去几年，国内电动车的发展主要依赖补贴政策的推动。

根据表1的梳理，电动车特别是纯电动乘用车主要根据续驶里程划档补贴，续驶里程越高，单车补贴额也越高，例如，2019年，续航在250-400km之间的车辆补贴为1.8万元，大于400km续航的车辆补贴2.5万元；补贴系数则根据电池质量能量密度划档，动力电池系统的质量能量密度低于120Wh/kg无补贴，120-140Wh/kg的车型按0.8倍补贴，140-160Wh/kg的车型按0.9倍补贴，160Wh/kg及以上的车型按1倍补贴。

这样的补贴政策引导车企推出更长续驶里程的车辆，搭载更高能量密度的电池，乘用车纷纷搭载三元电池，磷酸铁锂电池的需求受到压制。

中短期来看，压制磷酸铁锂电池需求的政策因素逐步弱化。

2019年12月，工信部等部门起草的《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》（征求意见稿）对外公开征求意见，下表梳理了四个规划文件，可以清晰地看到政策思路的变化，新版规划未设定能量密度、续驶里程等指标。

展望未来，随着消费者对新能源汽车认可度的提高，市场将起决定性作用，企业的自主选择权将增强，产品及技术路线的多样性将增加。

1.2、变化之二：

技术进步，体积密度提升

根据我们的动力电池成本模型，其他参数设定一致的情况下，磷酸铁锂电池包体积能量密度要比三元电池包低15%-25%，这意味着在同一辆电动车里面，磷酸铁锂电池的带电量要比三元电池低15%-25%，也就是说，搭载磷酸铁锂电池的电动车续驶里程更短。

“刀片电池”方案使得磷酸铁锂电池体积能量密度取得突破。

2020年1月11日，比亚迪董事长兼总裁王传福在中国电动汽车百人会论坛（2020）上发言，比亚迪开发的“刀片电池”属于新一代磷酸铁锂电池（超级磷酸铁锂电池），将于2020年量产，体积比能量密度比传统磷酸铁锂电池提升50%，具有高安全、长寿命等特点。

由于磷酸铁锂电池的安全性更好，因此“刀片电池”更适合磷酸铁锂电池。

表3是比亚迪“刀片电池”专利中的数据，利用“刀片电池”新方案，电池包体积能量密度比对照组明显提升。

1.3、变化之三：

成本下降，油车平价渐近

动力电池成本的下降主要依赖：

（1）技术进步（提升电压、精简基材等）；

（2）使用更具性价比的材料体系（高镍三元、磷酸铁锂等）；（3）更低的物料价格；（4）精简电池结构；（5）工艺改进（提升材料利用率、良品率）；（6）设备改进（提升自动化水平、减少设备投入、降低故障率等）。

动力电池Pack主要由电芯、模组硬件、电池包硬件构成。

根据我们的动力电池成本模型，电芯硬件在Pack中成本占比不到5%，模组硬件占比约15%。

因此，整合精简电芯、模组硬件成为动力电池降本的重要路径之一。

根据我们的动力电池成本模型，参考CATL提出的CTP技术（CellToPack），假设模组硬件物料成本降低80%，减掉相应的模组组装设备和人员，那么与Pack成本原值相比，结构精简后的电池包成本下降约10%-15%。

从图35来看，采用CTP技术方案后，磷酸铁锂电池包的成本由0.66元/Wh降至0.57元/Wh。

2、需求：

立足商用车，渗透中低端乘用车

2.1、商用车：

铁锂电池的主战场

商用车的特点包括：

（1）车型较大，对电池体积的要求较低；

（2）客车对安全性的要求更高；（3）使用频次比私人轿车高，对电池循环性的要求更高。

可见，商用车的需求与磷酸铁锂电池的匹配度较高。

根据GGII的数据，客车领域磷酸铁锂的装机比例在85%以上，专用车领域磷酸铁锂的装机比例不断提升，近一年平均近70%。

我们假设：

（1）2020年是补贴收官之年，客车、专用车销量比2019年小幅增长，往后两年客车销量逐年下降，专用车销量小幅增长；

（2）客车和专用车中搭载磷酸铁锂电池的比例逐年提升；（3）单车电池带电量逐年提升。

最终测算出2020-2022年磷酸铁锂电池在商用车的装机量。

2.2、乘用车：

铁锂电池适合中低端车型

过去几年，在乘用车领域，磷酸铁锂的装机量占比不断下降，2019年以来占比基本维持在5%左右。

从当前数据来看，磷酸铁锂主要搭载在A00级车型上。

我们认为，新能源乘用车行业的发展路径可能是：

（1）前期由中高端车型带动，Model3畅销市场，欧美车企的爆款车型也有望陆续出现，这些爆款车型会培育出用户的消费习惯；

（2）随着电池成本下降、充电桩逐步普及、保值率提升，面对更广泛用户群的十万级别车型将会迅速普及，新能源汽车渗透率将会大幅提升。

对于中高端车型，动力电池的成本占比在30%以下，与品牌、性能、驾驶体验等因素相比，较高的电池成本这一因素明显弱化；在十万级别以下的车型中，搭载磷酸铁锂电池可以显著降低成本。

我们假设：

（1）A0、A00级纯电动乘用车销量占比逐年降低，其他车型包含B级车（如Model3），因此销量占比明显提升，PHEV的销量占比逐年下降；

（2）磷酸铁锂电池在A00、A0级等中低端车型中更具优势，因此在A00、A0级车型的搭载比例大幅提升；（3）插混车型带电量保持稳定，纯电动车型单车带电量逐年提升。

最终测算出2020-2022年磷酸铁锂电池在乘用车的装机量。

综合以上计算结果，我们预测2022年国内磷酸铁锂动力电池装机量将达到42Gwh，2020-2022年CAGR接近30%。

3、格局：

电池一超多强，材料相对分散

2019年国内磷酸铁锂电池装机量排名中，宁德时代以11.3Gwh的装机量位居国内第一，市占率达到54%，国轩高科、比亚迪、亿纬锂能是第二梯队。

整体来看，磷酸铁锂动力电池的竞争格局相对稳定。

2019年国内磷酸铁锂正极材料产量约9.3万吨，同比增长36.1%。

从产量排名来看，德方纳米的磷酸铁锂产量达到2万吨水平，而贝特瑞、国轩高科达到1.5万吨规模，湖北万润、湖南裕能等企业达到1万吨规模。

4、投资建议

电动车行业未来几年从政策驱动向市场驱动转变。

model3引领中高端市场，品牌、性能、驾驶体验等因素覆盖了目前较高的电池成本；中低端的十万级别车型，对电池成本更加敏感，磷酸铁锂电池更具性价比优势。

我们看好磷酸铁锂产业链，龙头技术路线已经出现变化，比亚迪在旗舰车型转回磷酸铁锂方向，“刀片电池”方案突破明显，体积能量密度提升，今年装车的比亚迪汉续驶里程有望达到600公里。

建议关注：

（1）电池环节的优质企业，包括宁德时代、比亚迪、国轩高科、亿纬锂能等；

（2）材料环节的优质企业，包括德方纳米、中国宝安、湘潭电化等。