文章来源:太平洋证券
一、铁锂的潮起潮落
1 动力电池2大主流技术路线:铁锂+三元
新能源汽车是我国政府重点扶持的产业。在2014年,习近平总书记在上海考察时,就指出“发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路”。根据工信部、发改委和科技部2017年发布的《汽车产业中长期发展规划》,目标到2020年,我国新能源汽车年产销达到200万辆,到2025年,新能源汽车占汽车产销20%以上。
在政府的大力扶持下,我国新能源汽车行业实现了高速发展。2018年我国新能源汽车销量125.6万辆,同比增长62%。其中新能源乘用车销量105万辆,同比增长82%。目前我国新能源乘用车市场已经成为全球最大的市场,2018年我国新能源乘用车销量占全球市场份额的55%,而美国和欧洲市场分别占比不到20%。
动力电池是新能源汽车的核心零部件,直接影响新能源汽车的续航里程、充电性能、安全性等关键指标。从新能源汽车产业链来看,新能源车上游主要包括锂矿、钴矿等,中游包括“三电”系统,下游车企。动力电池位居新能源车产业中游,原材料主要是正极、负极、电解液和隔膜等,下游主要面向车企。
我国动力电池主要有4种商业化技术路线:磷酸铁锂(简称“铁锂”)、三元、锰酸锂和钛酸锂。锰酸锂电池主要是因为能量密度偏低,而钛酸锂电池主要是因为成本较高,两者在动力电池市场份额总占比不到5%。铁锂路线与三元路线成为动力电池市场的主体路线,共占据市场份额的~95%。
2、2010~2016,铁锂的崛起:高安全性
我国新能源车起源于“十城千辆”工程。2009年由科技部、财政部、发改委和工信部启动“十城千辆”工程,主要内容是通过提供财政补贴,计划用3年左右的时间,每年发展10个城市,每个城市推出1000辆新能源汽车开展示范运行。2010年到2016年,我国新能源汽车行业爆发式增长。新能源汽车年销量从不到5千辆增长到50.7万辆,增长超过100倍。中游动力电池出货量增速也是超过100倍。
这一轮爆发式扩张中,动力电池市场铁锂路线成为最大的赢家。2016年我国动力电池出货量28GWh,其中磷酸铁锂动力电池出货量20.3GWh,占比72.5%,三元电池出货量6.29GWh,占比22.4%。铁锂+三元共占~95%。
铁锂的崛起很大程度上是由于“铁锂的安全性高于三元”。早期我国政府选择公交车市场作为推广切入口,主要是因为公交车集中式管理便于充电设施建设,并且行驶路线固定可以回避电池技术不成熟,续航里程短等问题。因此“安全性”成为动力电池的主要关注点。
铁锂的高安全性无论是在产业界,还是在政府层面,都有着高度的共识。标志性事件,2016年1月,工信部装备工业司司长张相木表示,出于对动力电池安全问题的考虑,暂停三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录。当时国内宁德时代、比亚迪、国轩高科等动力电池企业的主推技术路线均为磷酸铁锂技术路线。
3、2017~2018,铁锂的潮落:能量密度低
从2017年到2018年,磷酸铁锂动力电池出货量增速陷入增长瓶颈。2016年铁锂出货量20GWh,2017年出货量18GWh,同比下滑10%。2018年铁锂出货量同比有所增长,出货量22GWh。2016~2018年,铁锂动力电池出货量基本持平。而我国整个动力电池市场出货量依然保持高速增长。从2016年到2018年,我国动力电池出货量年均复合增长率达到43%。2017年和2018年三元动力电池成为市场的热点。
从新能源车的产业发展背景来看,2015年新能源车行业出现骗补现象,2016年1月四部委启动新能源车补贴核查,并于2016年9月、2017年2月对苏州吉姆西等车企做出行政处罚,并且骗补主要集中于商用车领域。为了防止出现骗补现象,2017年国补政策要求运营类新能源汽车的运营里程需要达到3万公里才能申请补贴,并于2018年下调到2万公里。补贴的推迟发放大幅增加商用车企的资金压力。2017年和2018年新能源商用车市场增速逐步放缓,新能源乘用车市场成为主战场。
在新能源乘用车市场,动力电池技术路线面临选择,铁锂还是三元?目前我们看的结果是,新能源乘用车市场三元技术路线占据了绝对的主体地位,而铁锂的出货量增速陷入瓶颈。我们认为这主要是由于两方面原因引起。
第一方面,海外三元技术路线的安全性不断被验证。2016年之前,国内三元动力电池出货量不大,产业界对三元电池的安全性还存有质疑。海外市场特斯拉采用的是松下的三元电池技术路线,并且用的还是三元中最不安全的NCA(镍钴铝酸锂)技术路线。特斯拉销量从2012年仅有2650辆,增长到2016年的7.8万辆,增长了28倍。特斯拉的成功给予了国内产业界对三元技术路线安全性的信心。
另外一方面,政策引导,能量密度指标和补贴标准挂钩。2015年新能源车行业发生骗补,并且还有大量资本涌入新能源车产业。我国政府为了引导产业升级,采取了扶优扶强的补贴策略,即高技术指标的产品能拿到高补贴的政策方案。其中动力电池能量密度是最重要考核指标。纯电动乘用车市场,2016年我国国补政策对动力电池能量密度不考核,2017年考核门槛是90Wh/kg,2018年105~120Wh/kg仅能拿到0.6倍补贴,考核门槛实质上提高到120Wh/kg。在能量密度指标上,三元技术路线具有天然的优势。在这一轮技术路线竞争中,三元技术路线完胜。
二、铁锂的三大优势:高安全、低成本与长寿命
动力电池市场,铁锂与三元两条技术路线相互竞争,并且各有优势。尽管目前铁锂处于落后位置,但是从铁锂路线本质上来看,我们认为磷酸铁锂动力电池还是具有三大核心优势:高安全、低成本和长寿命。
1、铁锂优势一:高安全性
汽车的安全是个系统性工程,某一个零部件的不够安全并不代表汽车本身的不安全。新能源汽车核心零部件动力电池包,是由电芯经过串并联后做成电池模组,再串并联,并加上冷却系统、结构件、外壳等组成。对于动力电池包而言,电芯某些性能的不足,可以通过电池包的设计,结构件的辅助等,达到动力电池包的安全性指标要求。
因此,由于磷酸铁锂正极材料的高热稳定性以及铁锂电池热失控时低放热量,在电芯其他材料相同,电池包结构设计相同,结构件相同等条件下,磷酸铁锂动力电池的安全性一般要高于三元动力电池。
2、铁锂优势二:低成本
磷酸铁锂动力电池除了安全性比较高之外,另一显著优势就是低成本。这一优势主要来源磷酸铁锂正极材料中的主要原料磷、