發表日期 3/10/2022, 6:43:30 PM
2021,對於我國動力電池市場而言,是一個“逆襲”之年。
這一年,磷酸鐵鋰電池裝機量正式反超三元電池。
來源:電車匯,鋰貓實驗室製圖
但這並不是磷酸鐵鋰第一次“站在山巔”。
在三元電池和高端電動汽車崛起之前,磷酸鐵鋰電池就占據瞭國內乘用車大部分裝機量,但後來卻在技術的浪潮下被不斷邊緣化。
而在那時,幾乎隻有比亞迪仍然堅持著磷酸鐵鋰的路綫。哪怕已經被後來者寜德時代超越,走下國內電池第一的王座, 比亞迪也自始至終沒有放棄過磷酸鐵鋰 。
2020年3月29日,比亞迪發布刀片電池,以通過針刺測試的超高安全性、不輸三元電池的能量密度以及超越三元電池的超長壽命,宣告瞭比亞迪和磷酸鐵鋰的歸來。
在一年後的一場論壇活動上,比亞迪董事長兼總裁王傳福不無感慨地說:
“刀片電池以一己之力將磷酸鐵鋰電池拉瞭迴來。”
盡管磷酸鐵鋰的歸來背後還有著方方麵麵的因素,但對於在三元電池的四麵楚歌中“死磕”多年的比亞迪而言,這仍然意味著,它最終還是突圍瞭。
01
磷酸鐵鋰浮沉
磷酸鐵鋰電池的第一次崛起,要歸功於電動商用車的推廣。
2009年,科技部、發改委等多部門啓動新能源汽車“十城韆輛”工程,計劃每年在十個城市推齣1000輛新能源汽車開展示範運行,涉及城市公交、齣租、公務、市政、郵政等領域,為期三年。
在隨後公布的推薦車型名錄中,商用車占據瞭大半篇幅,這也是我國最早的新能源汽車市場。
以正極材料命名的磷酸鐵鋰電池,相比三元電池的鎳鈷錳化閤物正極,成本更低、循環壽命長、安全性好,但電壓平台和壓實密度較低,導緻整體的能量密度也較低。
來源:國際能源網,鋰貓實驗室製圖
但在商用車時代,成本和安全性是首要考慮的問題,其次纔是續航,並且這方麵也能通過增大電池組來彌補,諸如公交車這樣的商用車也並不缺少布局大電池的空間,這也直接決定瞭磷酸鐵鋰成為那一時期主要使用的電池類型。
來源:高工鋰電,鋰貓實驗室製圖
2016年,磷酸鐵鋰電池裝機比例突破70%,鐵鋰正極單價一度超過11萬元/噸。
轉摺點也恰恰齣現在這一年。
2016年11月,四部委《關於調整新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》引入瞭電池能量密度門檻,並且逐步調增續航裏程要求。根據補貼政策,能量密度高於120Wh/kg的新能源汽車將獲得1.1倍補貼。
當時,磷酸鐵鋰電池能量密度主要集中在70-80Wh/Kg,無法滿足“純電動乘用車動力電池係統的質量能量密度不低於90Wh/kg”這一標準,這導緻市場逐步嚮能量密度更高的三元鋰電池偏移,相對更高的成本也由補貼補足。
2018年,國內動力電池纍計産量達70.6GWh,其中三元電池占比55.5%,磷酸鐵鋰電池占比已下降至39.7%。磷酸鐵鋰電池市占率首次被三元電池超越。
到2019年,磷酸鐵鋰動力電池份額已降至32.5%,逐漸邊緣化。
但在這一年,又發生瞭一件事,使得原本以三元電池為主流的格局再度發生改變。
2019年,國傢財政部等多部門發布通知,調整新能源汽車推廣應用財政補貼政策,補貼標準在2018年基礎上平均退坡50%,至2020年底前退坡到位。
在新補貼政策下,原本地方補貼全部取消,能量密度補貼係數最高上限迴調至100%,且隻有能量密度達到160Wh/kg以上的新能源乘用車纔可獲得100%補貼。
來源:太平洋汽車網,鋰貓實驗室製圖
三元電池中,正極材料成本占比約為65%,原材料成本占比高達90%,其中的鎳和鈷都是相對匱乏的金屬,我國生産所用鈷和鎳大部分來自於進口,對外依存度高達80%以上,存在較大波動性。
2022年3月8日,倫敦商品交易所上演“逼空大戰”,倫鎳日內一度暴漲超110%,突破10萬美元/噸,創曆史新高。原料端大漲,下遊的電池和主機廠商成本端恐將進一步承壓。
相比之下,磷酸鐵鋰原材料價格相對穩定。2016到2019年,鐵鋰正極材料價格下降超60%,磷酸鐵鋰動力電池包價格下降近70%。
三元電池的迅速發展,本就與補貼政策緊密相連。這也意味著,當補貼消失,三元電池成本上的劣勢又成為電池廠商和車企不得不考慮的問題。
根據華安證券的測算,磷酸鐵鋰正極的使用成本約為0.08元/Wh,相比三元正極材料可節省0.15-0.21元/Wh,對應降低成本65%-72%。在新補貼政策下,若將帶電量55kWh、續航405公裏的三元電池替換為磷酸鐵鋰電池,成本可下降0.46萬元至0.56萬元。
隨著未來新能源汽車推廣範圍的逐漸擴大,補貼徹底消失的一天終將會到來。而在過去的兩年中,新能源汽車起火的事故頻頻發生,也讓消費者對於高能量密度的三元電池産生憂慮。
在這樣的時間點上,刀片電池的誕生顯得恰如其分。
發布會上,比亞迪錶示,刀片電池的能量密度可達到180Wh/kg,與三元電池不相上下。
至此,續航這一短闆的補齊,使得磷酸鐵鋰電池從成本、安全性、性價比等方麵全麵反超瞭三元電池,迎來瞭第二次崛起。
而這一次,很大程度上與比亞迪多年來的堅持離不開關係。
02
黎明前夕
在堅守磷酸鐵鋰的路綫中,比亞迪曾經走過一個漫漫長夜。
比亞迪自2005年就開始堅持使用磷酸鐵鋰電池,而王傳福解釋的原因是:
“三元電池用瞭很多鈷、鎳,中國沒有鈷,鎳也很少,中國不能從石油的卡脖子轉成鈷、鎳的卡脖子,真正大規模使用的電池不能依賴稀有金屬。”
但在彼時,新能源汽車還未大麵積推廣,上遊原材料的供應也還未成為“卡脖子”問題,這就意味著,即便比亞迪堅持的磷酸鐵鋰路綫是正確的,但隻有當市場發展到瞭一定程度,供需結構開始呈現不平衡的時候,這種前瞻性纔能體現齣來。
作為國內最早研製動力電池的企業之一,比亞迪第一款磷酸鐵鋰電池於2005年麵世。隨著國內新能源汽車市場的起步,比亞迪的電池開始大規模應用在比亞迪自産的乘用車和商用車上。
在新能源汽車發展的早期,也就是磷酸鐵鋰路綫第一次占據主流的時期,手握著電池技術和政策補貼,比亞迪穩坐行業巨無霸的位置。
來源:EV Obsession,中國汽車百人會,GGII,恒大研究院,鋰貓實驗室製圖
然而,這種情況在2017年,也就是補貼政策推齣之後發生瞭改變。曾經的行業第一比亞迪,被後起之秀寜德時代“斬於馬下”。
對於比亞迪被寜德時代反超的原因,業內的一種說法認為,一方麵比亞迪押注磷酸鐵鋰路綫齣現瞭失誤,沒有預見到三元材料電池的崛起,這就被同時采取兩條路綫的寜德時代搶占瞭先機。
另一方麵,則是比亞迪堅持的“垂直整閤”模式限製瞭它的份額擴張。
這也與比亞迪“過分”的前瞻性有關。
比亞迪第一款新能源汽車誕生於2008年,距離我國實行新能源汽車推廣工程還早瞭一年。
這意味著,在當時的國內市場,新能源汽車幾乎還是一片空白,不僅規模小,前景不明朗,更重要的是上遊配套十分匱乏。敢於與比亞迪一同“闖關”新能源的閤作方寥寥無幾,供應商要麼不閤作,要麼就是開齣天價。
在尋找閤作夥伴的過程中,試錯的成本足以拖垮産業。無奈之下,比亞迪選擇“自己動手豐衣足食”,開啓瞭垂直整閤之路。
垂直整閤,即是比亞迪自行研發生産零部件、自行組裝整車,乃至於自主開發汽車軟件係統。在此戰略下,比亞迪最終發展成瞭國內唯一一傢具有電池、電機、電控“三電”技術的新能源車企,也具有瞭自主研發IGBT芯片能力,布局貫穿上下遊。
來源:頭豹研究院
然而,掌控瞭全産業鏈,並沒有給比亞迪帶來預想中的成本降低,反而一度引發瞭大規模的質量問題。
從2008年到2020年,比亞迪的毛利率一直維持在15-20%左右,略高於傳統燃油車企業10+%的水平,但在減去營業費用之後,淨利潤在2012-2014年跌破負值,在2017-2019年也呈現齣瞭負增長,波動非常大。
來源:比亞迪年報,鋰貓實驗室製圖
2011年,比亞迪被曝齣安全氣囊、雨颳器等部件齣現問題。2016年,比亞迪又迎來瞭變速箱大規模投訴事件。曾有比亞迪員工對媒體錶示,在比亞迪的“閉環造車”鏈條中,無論零部件的質量高不高,售價貴不貴,比亞迪自己的車輛也隻能安裝自己的零部件。
沉浸在“垂直整閤”中的比亞迪,就像生長在自己建造的溫室中的花,遠離瞭市場競爭,也喪失瞭競爭力。而這個時候,寜德時代已經獲得瞭雪鐵龍、寶馬、北汽、吉利等一眾國內外主流車企客戶。
隨著2017年補貼新規推齣,三元電池崛起,到2019年時,比亞迪電池裝機量僅為寜德時代的三分之一。
目睹曾經占有的份額正在一點點被對手擠走,王傳福終於開始瞭對比亞迪進行改革,引進外部供應商的同時,讓內部零部件部門走齣去:
賺比亞迪的錢那不叫本事,你要賺其他車企的錢,那纔叫本事。
同時,比亞迪也開始嚮寜德時代學習“兩條腿走路”,開拓三元電池産能,嚮外部客戶供應電池。
2019年5月,比亞迪宣布成立包括弗迪電池、弗迪動力、弗迪科技等5傢“弗迪係”公司,將原有的零部件配套體係拆分獨立,對外進行銷售。這次為比亞迪“劈開”一條路的刀片電池,正是齣自弗迪電池。
不過,走嚮開放的比亞迪要想實現反超,還有很長的一段路。
撼動寜德時代的霸主地位並不容易,一方麵,後者已經建立起瞭C端的號召力,消費者即使對電池技術不瞭解,也會想選擇第一的品牌;另一方麵,寜德時代也已與國內外各大車企建立深度綁定關係,其融資能力、産業鏈布局、口碑、品牌已經産生勢能,這個“牆角”沒那麼好挖。
萬事開頭難,好在現在第一步已經邁齣去瞭。
2021年2月,工信部申報信息顯示,紅旗旗下E-QM5將搭載重慶弗迪生産的磷酸鐵鋰電池,而重慶弗迪正是目前刀片電池唯一的生産基地。
隨著首個刀片電池外供客戶的到來,比亞迪的長夜也終於迎來瞭晨光熹微。
另一方麵,車端也迎來瞭好消息:1月的銷售數據顯示,比亞迪車輛銷售以9.33萬輛的成績榮登全球榜首,擠掉瞭此前一直霸榜的特斯拉。
03
尾聲:新世界
成功“突圍”的比亞迪,來到的是一個對手林立的新世界。
經過數年的角逐,電池廠商們的技術比拼已經從材料轉移到瞭形態之爭。
2019年,寜德時代就發布瞭CTP技術,這種被稱為“無模組”的技術,也是通過簡化電池結構的方式提升安全性和能量密度。在此之後,寜德時代還獲得瞭來自特斯拉的CTP磷酸鐵鋰電池訂單。
2021年,廣汽埃安發布彈匣電池,實現瞭三元鋰電池整包針刺不起火的突破;同年,長城汽車也推齣大禹電池,宣稱在電池包內任意位置、單個或多個電芯觸發熱失控的情況下,均能實現不起火、不爆炸。
2022年初,特斯拉宣布,4680電池實現量産,這種更大的圓柱型電池有望進一步提高電池的能量密度。
對手源源不斷,新技術層齣不窮。
另一方麵,三元與磷酸鐵鋰也並不是技術的終點,固態電池已經山雨欲來風滿樓。
網上流傳的一則信息稱,比亞迪內部已經通過相關實驗,固態電池可以隨時做到量産裝車,所有的電池路綫,比亞迪都有研究和相應專利儲備。
一項統計顯示,國內固態電池專利數量方麵,比亞迪以76項專利居首位。
麵對這個新世界,比亞迪已經做好瞭準備。
參考文獻:
《三元鋰電池VS磷酸鐵鋰電池,是二分天下還是一方獨霸?》公司研究室
《新能源鋰電池係列報告之四:鋰電正極高鎳三元與磷酸鐵鋰兩翼齊飛》華安證券
《正極風雲:磷酸鐵鋰VS三元鋰電》錦緞研究院
《重重挑戰下,比亞迪如何重迴王位?》妙投APP
《從“垂直整閤”到“開放創新”比亞迪的“答案”到底是什麼?》鬼鬥車
《動力電池的戰國時代 | 迴望2021》AutoR智駕
《王傳福的電池大冒險》澎湃新聞
《比亞迪狂飆》中國企業傢
《LFP電池十年復盤與未來遠望》高工鋰電
《刀片電池是比亞迪反擊的利刃,但不是翻盤的核武》未來汽車日報
《比亞迪搞大事情 王傳福要“手撕”垂直整閤?》投資中國網
本文作者:周曉雯,編輯:陳晨
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