比亞迪,“死磕” 磷酸鐵鋰

華爾街見聞
2022.03.10 03:24
portai
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面對新世界,比亞迪已經做好了準備。

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,磷酸鐵鋰電池就佔據了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,幾乎只有比亞迪仍然堅持着磷酸鐵鋰的路線。哪怕已經被後來者寧德時代超越,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,比亞迪發佈刀片電池,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,宣告了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説:

“刀片電池以一己之力將磷酸鐵鋰電池拉了回來。”

儘管磷酸鐵鋰的歸來背後還有着方方面面的因素,但對於在三元電池的四面楚歌中 “死磕” 多年的比亞迪而言,這仍然意味着,它最終還是突圍了。

1. 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 “十城千輛” 工程,計劃每年在十個城市推出 1000 輛新能源汽車開展示範運行,涉及城市公交、出租、公務、市政、郵政等領域,為期三年。

在隨後公佈的推薦車型名錄中,商用車佔據了大半篇幅,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合物正極,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,導致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,其次才是續航,並且這方面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佈局大電池的空間,這也直接決定了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。

轉折點也恰恰出現在這一年。

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》引入了電池能量密度門檻,並且逐步調增續航里程要求。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系統的質量能量密度不低於 90Wh/kg” 這一標準,這導致市場逐步向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,國內動力電池累計產量達 70.6GWh,其中三元電池佔比 55.5%,磷酸鐵鋰電池佔比已下降至 39.7%。磷酸鐵鋰電池市佔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,又發生了一件事,使得原本以三元電池為主流的格局再度發生改變。

2019 年,國家財政部等多部門發佈通知,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回調至 100%,且只有能量密度達到 160Wh/kg 以上的新能源乘用車才可獲得 100% 補貼。

來源:太平洋汽車網,鋰貓實驗室製圖

三元電池中,正極材料成本佔比約為 65%,原材料成本佔比高達 90%,其中的鎳和鈷都是相對匱乏的金屬,我國生產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,創歷史新高。原料端大漲,下游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。這也意味着,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 公里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。

隨着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產生憂慮。

在這樣的時間點上,刀片電池的誕生顯得恰如其分。

發佈會上,比亞迪表示,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,續航這一短板的補齊,使得磷酸鐵鋰電池從成本、安全性、性價比等方面全面反超了三元電池,迎來了第二次崛起。

而這一次,很大程度上與比亞迪多年來的堅持離不開關係。

黎明前夕

在堅守磷酸鐵鋰的路線中,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:

“三元電池用了很多鈷、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,新能源汽車還未大面積推廣,上游原材料的供應也還未成為 “卡脖子” 問題,這就意味着,即便比亞迪堅持的磷酸鐵鋰路線是正確的,但只有當市場發展到了一定程度,供需結構開始呈現不平衡的時候,這種前瞻性才能體現出來。

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 年面世。隨着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產的乘用車和商用車上。

在新能源汽車發展的早期,也就是磷酸鐵鋰路線第一次佔據主流的時期,手握着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,也就是補貼政策推出之後發生了改變。曾經的行業第一比亞迪,被後起之秀寧德時代 “斬於馬下”。

對於比亞迪被寧德時代反超的原因,業內的一種説法認為,一方面比亞迪押注磷酸鐵鋰路線出現了失誤,沒有預見到三元材料電池的崛起,這就被同時採取兩條路線的寧德時代搶佔了先機。

另一方面,則是比亞迪堅持的 “垂直整合” 模式限制了它的份額擴張。

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了一年。

這意味着,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,更重要的是上游配套十分匱乏。敢於與比亞迪一同 “闖關” 新能源的合作方寥寥無幾,供應商要麼不合作,要麼就是開出天價。

在尋找合作伙伴的過程中,試錯的成本足以拖垮產業。無奈之下,比亞迪選擇 “自己動手豐衣足食”,開啓了垂直整合之路。

垂直整合,即是比亞迪自行研發生產零部件、自行組裝整車,乃至於自主開發汽車軟件系統。在此戰略下,比亞迪最終發展成了國內唯一一傢俱有電池、電機、電控 “三電” 技術的新能源車企,也具有了自主研發 IGBT 芯片能力,佈局貫穿上下游。

來源:頭豹研究院

然而,掌控了全產業鏈,並沒有給比亞迪帶來預想中的成本降低,反而一度引發了大規模的質量問題。

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 年也呈現出了負增長,波動非常大。

來源:比亞迪年報,鋰貓實驗室製圖

2011 年,比亞迪被曝出安全氣囊、雨刮器等部件出現問題。2016 年,比亞迪又迎來了變速箱大規模投訴事件。曾有比亞迪員工對媒體表示,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只能安裝自己的零部件。

沉浸在 “垂直整合” 中的比亞迪,就像生長在自己建造的温室中的花,遠離了市場競爭,也喪失了競爭力。而這個時候,寧德時代已經獲得了雪鐵龍、寶馬、北汽、吉利等一眾國內外主流車企客户。

隨着 2017 年補貼新規推出,三元電池崛起,到 2019 年時,比亞迪電池裝機量僅為寧德時代的三分之一。

目睹曾經佔有的份額正在一點點被對手擠走,王傳福終於開始了對比亞迪進行改革,引進外部供應商的同時,讓內部零部件部門走出去

賺比亞迪的錢那不叫本事,你要賺其他車企的錢,那才叫本事

同時,比亞迪也開始向寧德時代學習 “兩條腿走路”,開拓三元電池產能,向外部客户供應電池。

2019 年 5 月,比亞迪宣佈成立包括弗迪電池、弗迪動力、弗迪科技等 5 家 “弗迪系” 公司,將原有的零部件配套體系拆分獨立,對外進行銷售。這次為比亞迪 “劈開” 一條路的刀片電池,正是出自弗迪電池。

不過,走向開放的比亞迪要想實現反超,還有很長的一段路。

撼動寧德時代的霸主地位並不容易,一方面,後者已經建立起了 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;另一方面,寧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、產業鏈佈局、口碑、品牌已經產生勢能,這個 “牆角” 沒那麼好挖。

萬事開頭難,好在現在第一步已經邁出去了。

2021 年 2 月,工信部申報信息顯示,紅旗旗下 E-QM5 將搭載重慶弗迪生產的磷酸鐵鋰電池,而重慶弗迪正是目前刀片電池唯一的生產基地。

隨着首個刀片電池外供客户的到來,比亞迪的長夜也終於迎來了晨光熹微。

另一方面,車端也迎來了好消息: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,擠掉了此前一直霸榜的特斯拉。

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了形態之爭。

2019 年,寧德時代就發佈了 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,寧德時代還獲得了來自特斯拉的 CTP 磷酸鐵鋰電池訂單。

2021 年,廣汽埃安發佈彈匣電池,實現了三元鋰電池整包針刺不起火的突破;同年,長城汽車也推出大禹電池,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,特斯拉宣佈,4680 電池實現量產,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,新技術層出不窮。

另一方面,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產裝車,所有的電池路線,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面,比亞迪以 76 項專利居首位。

面對這個新世界,比亞迪已經做好了準備。

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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

《新能源鋰電池系列報告之四: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,比亞迪如何重回王位?》妙投 APP

《從 “垂直整合” 到 “開放創新” 比亞迪的 “答案” 到底是什麼?》鬼斗車

《動力電池的戰國時代 | 回望 2021》AutoR 智駕

《王傳福的電池大冒險》澎湃新聞

《比亞迪狂飆》中國企業家

《LFP 電池十年覆盤與未來遠望》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” 垂直整合?》投資中國網

本文作者:周曉雯,編輯:陳晨,來源:鋰貓實驗室,原文標題:《比亞迪,“死磕” 磷酸鐵鋰》