锂电池之磷酸铁锂专题报告.docx

1、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：02-1920:031、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

2、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

3、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

4、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

5、，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

6、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

7、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

8、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（Cell To Pack），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

9、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

10、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，Model 3 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

11、，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Model 3），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

12、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。