据了解,相较三元电池,磷酸铁锂电池安全性高、循环寿命长。在安全性上,铁锂电池 250 °C以上出现自热,700-800°C时发生分解,分解不会释放氧分子,燃烧不如三元材料剧烈,三元电池 180°C以上出现自热,200°C时发生分解并释放氧气,迅速燃烧。
在循环寿命上,磷酸铁锂电池单体电芯的循环寿命在2000次以上,理论最高可以做到6000 次,而三元单体电芯循环寿命在 1000 次左右,理论最高不超过2000次。除此之外,磷酸铁锂还具有原材料来源广泛、价格低、无毒无污染、可在高温下环境使用等优点。
得益于铁锂电池技术的不断进步,包括 CTP封装技术、比亚迪刀片电池等,铁锂电池能量密度不断突破,宁德时代铁锂电池系统能量密度从搭载于Model 3的125Wh/kg提升至搭载于 ModelY的 126Wh/kg;比亚迪汉EV所搭载的刀片电池为 140Wh/kg,唐 EV已经可达到150Wh/kg。
此外,封装工艺的改进提升体积利用率、能量密度带来单位电池成本的下降,根据9月30日金属价格测算,铁锂电池成本低于三元电池约0.22元/wh。考虑铁锂电池自身属性安全性能好、循环寿命长,叠加技术进步带来的能量密度瓶颈突破、成本下降,铁锂电池具备较高性价比。
从车企端看,主流车企标准版本逐步切换成铁锂电池,2021年4月,比亚迪王朝全系(2021 款唐 EV、秦PLUS EV、宋 PLUS EV 及 2021款 e2 四款纯电车型)换装刀片电池;DM-i 超级混动平台也选用功率型刀片电池;小鹏G3、G3i、P7、P5均推出铁锂版本;特斯拉国产Model3、ModelY 推出铁锂版本。
大众集团在power day明确了入门级车型搭载磷酸铁锂电池路线,特斯拉明确储能电池全部切换为LFP电池。电池厂商纷纷开始布局,LG新能源已开始研发磷酸铁锂电池技术,计划2023年量产,SK正开发铁锂电池。
在动力电池领域,磷酸铁锂在客车和专用车市场占绝对主导地位,乘用车中铁锂占比迅速提升至 58%。在动力电池领域,磷酸铁锂装机量在客车和商用车市场占绝对主导地位,装机占比均超过90%;在乘用车市场,磷酸铁锂应用场景逐渐扩大,装机占比迅速提升,已从 2021年1月的29%大幅提升至2022年8月的58%,反超三元电池。
综上,铁锂电池整体装机量迅速增长,2021年起装机份额显著提升。受益于A00级销量爆发及以比亚迪、特斯拉为代表的B/C级车向铁锂切换,铁锂电池装机份额迅速提升。
根据中国汽车动力电池产业创新联盟,铁锂电池装机份额已从2021年1月的 38% 逐步提升至 2022年8月的62%,2022年1-8月铁锂电池装机量 96gwh,同比增长172%,
累计装机份额59%。
铁锂正极材料产量份额持续提升
从产量数据来看,2022 年8月铁锂正极产量9.89万吨,同比增长192%,环比增长2.7%,占比达 66%,2022年1-8月铁锂正极产量57.53万吨,同比增长185%,占比61%,产量份额远超三元。
2021 年铁锂正极全年份额达 50%,2022 年以来份额基本逐月提升,从年初 59%增至 8 月的 66%,且月度同比增速均在 140%以上,远超三元正极及正极行业增速,铁锂正极趋势不减。
储能市场爆发式增长,铁锂电池充分受益
储能锂电市场呈现爆发增长,预计未来储能电池出货高增。2021 年,全球储能锂离子电池出货量达 60GWh,同比高增 140%,其中中国储能锂离子电池出货量为 15GWh,同比翻倍增长。
预计 2025 年国内储能锂电池出货量有望达到 181GWh,比 2020 年规模增长 10 倍以上,2021-2025 年复合增长率超 80%,2025 年全球市场储能电池出货量有望达到 760GWh,2021-2025 年复合增速近 90%,储能市场空间广阔。
铁锂电池优势显著,为电化学储能主流技术方向。从 2015-2020 年电化学储能的电池来看,锂离子电池尤其是磷酸锂铁电池,从安全性、能量密度、成本、发展路径等方面性价比最高的技术方向。
测算 2021 年磷酸铁锂储能已达到 1.5 元/Wh 的系统成本,储能经济性的拐点到来,随电池成本和 BOS 成本的进一步降低,打开庞大潜在市场。
5G基础设施建设全面铺开,带动铁锂电池需求增长
5G 基站备用电源储能市场增幅明显,带动磷酸铁锂材料需求提升。新能源发电并网配套储能、5G 基站备用电源储能市场增幅明显,带动发电侧和用户侧储能在电化学储能市场占比提升。
综合考虑锂电池性能及储能的度电成本,目前国内已投运的电源侧储能项目多采用磷酸铁锂电池,另外从三大运营商 5G 基站建设规划及招标项目要求来,磷酸铁锂电池成为基站备用电源储能电池最优的选择。
2020 年,我国5G基础设施建设全面铺开。根据工信部《2020 年通信业统计公报》数据显示,截止到 2020年底,我国5G基站总数已达到71.8万个。根据兴业银行研究披露,预计到 2025年,我国5G基站数量将达到816万个。
以一个5G基站单站功耗2700W左右、应急4小时进行估算,2021-2025 年,5G基站储能市场将提供15.5GWh的磷酸铁锂电池需求空间,对应的磷酸铁锂材料需求约 3.6 万吨。
铁锂正极需求空间可观,未来三年复合增速 70%
铁锂正极需求空间广阔,预计 2022-2025 年复合增速 70%。汽车电动化趋势明显,预计 2022 年全球电动车销量超 1000 万辆,国内/国外电动车销量预计 680 /380 万辆+,对应国内/海外动力电池装机量分别 295/174GWh。
国内/海外铁锂电池装机量为172/21GWh,叠加储能和消费相关的铁锂需求,预计 2022 年磷酸铁锂电池需求达292GWh,铁锂正极实际需求达 100 万吨,同比+146%。2025 年预计全球铁锂正极需求 493 万吨,2022-2025 年复合增速 70%。