比亚迪,“死磕”磷酸铁锂
发布日期:2022-08-08 02:03    点击次数:123

2021,对于我国动力电池市场而言,是一个“逆袭”之年。

这一年,磷酸铁锂电池装机量正式反超三元电池。

来源:电车汇,锂猫实验室制图

但这并不是磷酸铁锂第一次“站在山巅”。

在三元电池和高端电动汽车崛起之前,磷酸铁锂电池就占据了国内乘用车大部分装机量,但后来却在技术的浪潮下被不断边缘化。

而在那时,几乎只有比亚迪仍然坚持着磷酸铁锂的路线。哪怕已经被后来者宁德时代超越,走下国内电池第一的王座,比亚迪也自始至终没有放弃过磷酸铁锂。

2020年3月29日,比亚迪发布刀片电池,以通过针刺测试的超高安全性、不输三元电池的能量密度以及超越三元电池的超长寿命,宣告了比亚迪和磷酸铁锂的归来。

在一年后的一场论坛活动上,比亚迪董事长兼总裁王传福不无感慨地说:

“刀片电池以一己之力将磷酸铁锂电池拉了回来。”

尽管磷酸铁锂的归来背后还有着方方面面的因素,但对于在三元电池的四面楚歌中“死磕”多年的比亚迪而言,这仍然意味着,它最终还是突围了。

1. 磷酸铁锂浮沉

磷酸铁锂电池的第一次崛起,要归功于电动商用车的推广。

2009年,科技部、发改委等多部门启动新能源汽车“十城千辆”工程,计划每年在十个城市推出1000辆新能源汽车开展示范运行,涉及城市公交、出租、公务、市政、邮政等领域,为期三年。

在随后公布的推荐车型名录中,商用车占据了大半篇幅,这也是我国最早的新能源汽车市场。

以正极材料命名的磷酸铁锂电池,相比三元电池的镍钴锰化合物正极,成本更低、循环寿命长、安全性好,但电压平台和压实密度较低,导致整体的能量密度也较低。

来源:国际能源网,锂猫实验室制图

但在商用车时代,成本和安全性是首要考虑的问题,其次才是续航,并且这方面也能通过增大电池组来弥补,诸如公交车这样的商用车也并不缺少布局大电池的空间,这也直接决定了磷酸铁锂成为那一时期主要使用的电池类型。

来源:高工锂电,锂猫实验室制图

2016年,磷酸铁锂电池装机比例突破70%,铁锂正极单价一度超过11万元/吨。

转折点也恰恰出现在这一年。

2016年11月,四部委《关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》引入了电池能量密度门槛,并且逐步调增续航里程要求。根据补贴政策,能量密度高于120Wh/kg的新能源汽车将获得1.1倍补贴。

当时,磷酸铁锂电池能量密度主要集中在70-80Wh/Kg,无法满足“纯电动乘用车动力电池系统的质量能量密度不低于90Wh/kg”这一标准,这导致市场逐步向能量密度更高的三元锂电池偏移,相对更高的成本也由补贴补足。

2018年,国内动力电池累计产量达70.6GWh,其中三元电池占比55.5%,磷酸铁锂电池占比已下降至39.7%。磷酸铁锂电池市占率首次被三元电池超越。

到2019年,磷酸铁锂动力电池份额已降至32.5%,逐渐边缘化。

但在这一年,又发生了一件事,使得原本以三元电池为主流的格局再度发生改变。

2019年,国家财政部等多部门发布通知,调整新能源汽车推广应用财政补贴政策,补贴标准在2018年基础上平均退坡50%,至2020年底前退坡到位。

在新补贴政策下,原本地方补贴全部取消,能量密度补贴系数最高上限回调至100%,且只有能量密度达到160Wh/kg以上的新能源乘用车才可获得100%补贴。

来源:太平洋汽车网,锂猫实验室制图

三元电池中,正极材料成本占比约为65%,原材料成本占比高达90%,其中的镍和钴都是相对匮乏的金属,我国生产所用钴和镍大部分来自于进口,对外依存度高达80%以上,存在较大波动性。

2022年3月8日,伦敦商品交易所上演“逼空大战”,伦镍日内一度暴涨超110%,突破10万美元/吨,创历史新高。原料端大涨,下游的电池和主机厂商成本端恐将进一步承压。

相比之下,磷酸铁锂原材料价格相对稳定。2016到2019年,铁锂正极材料价格下降超60%,磷酸铁锂动力电池包价格下降近70%。

三元电池的迅速发展,本就与补贴政策紧密相连。这也意味着,当补贴消失, 于小彤下载三元电池成本上的劣势又成为电池厂商和车企不得不考虑的问题。

根据华安证券的测算,磷酸铁锂正极的使用成本约为0.08元/Wh,相比三元正极材料可节省0.15-0.21元/Wh,对应降低成本65%-72%。在新补贴政策下,若将带电量55kWh、续航405公里的三元电池替换为磷酸铁锂电池,成本可下降0.46万元至0.56万元。

随着未来新能源汽车推广范围的逐渐扩大,补贴彻底消失的一天终将会到来。而在过去的两年中,新能源汽车起火的事故频频发生,也让消费者对于高能量密度的三元电池产生忧虑。

在这样的时间点上,刀片电池的诞生显得恰如其分。

发布会上,比亚迪表示,刀片电池的能量密度可达到180Wh/kg,与三元电池不相上下。

至此,续航这一短板的补齐,使得磷酸铁锂电池从成本、安全性、性价比等方面全面反超了三元电池,迎来了第二次崛起。

而这一次,很大程度上与比亚迪多年来的坚持离不开关系。

黎明前夕

在坚守磷酸铁锂的路线中,比亚迪曾经走过一个漫漫长夜。

比亚迪自2005年就开始坚持使用磷酸铁锂电池,而王传福解释的原因是:

“三元电池用了很多钴、镍,中国没有钴,镍也很少,中国不能从石油的卡脖子转成钴、镍的卡脖子,真正大规模使用的电池不能依赖稀有金属。”

但在彼时,新能源汽车还未大面积推广,上游原材料的供应也还未成为“卡脖子”问题,这就意味着,即便比亚迪坚持的磷酸铁锂路线是正确的,但只有当市场发展到了一定程度,供需结构开始呈现不平衡的时候,这种前瞻性才能体现出来。

作为国内最早研制动力电池的企业之一,比亚迪第一款磷酸铁锂电池于2005年面世。随着国内新能源汽车市场的起步,比亚迪的电池开始大规模应用在比亚迪自产的乘用车和商用车上。

在新能源汽车发展的早期,也就是磷酸铁锂路线第一次占据主流的时期,手握着电池技术和政策补贴,比亚迪稳坐行业巨无霸的位置。

来源:EV Obsession,中国汽车百人会,GGII,恒大研究院,锂猫实验室制图

然而,这种情况在2017年,也就是补贴政策推出之后发生了改变。曾经的行业第一比亚迪,被后起之秀宁德时代“斩于马下”。

对于比亚迪被宁德时代反超的原因,业内的一种说法认为,一方面比亚迪押注磷酸铁锂路线出现了失误,没有预见到三元材料电池的崛起,这就被同时采取两条路线的宁德时代抢占了先机。

另一方面,则是比亚迪坚持的“垂直整合”模式限制了它的份额扩张。

这也与比亚迪“过分”的前瞻性有关。

比亚迪第一款新能源汽车诞生于2008年,距离我国实行新能源汽车推广工程还早了一年。

这意味着,在当时的国内市场,新能源汽车几乎还是一片空白,不仅规模小,前景不明朗,更重要的是上游配套十分匮乏。敢于与比亚迪一同“闯关”新能源的合作方寥寥无几,供应商要么不合作,要么就是开出天价。

在寻找合作伙伴的过程中,试错的成本足以拖垮产业。无奈之下,比亚迪选择“自己动手丰衣足食”,开启了垂直整合之路。

垂直整合,即是比亚迪自行研发生产零部件、自行组装整车,乃至于自主开发汽车软件系统。在此战略下,比亚迪最终发展成了国内唯一一家具有电池、电机、电控“三电”技术的新能源车企,也具有了自主研发IGBT芯片能力,布局贯穿上下游。

来源:头豹研究院

然而,掌控了全产业链,并没有给比亚迪带来预想中的成本降低,反而一度引发了大规模的质量问题。

从2008年到2020年,比亚迪的毛利率一直维持在15-20%左右,略高于传统燃油车企业10+%的水平,但在减去营业费用之后,净利润在2012-2014年跌破负值,在2017-2019年也呈现出了负增长,波动非常大。

来源:比亚迪年报,锂猫实验室制图

2011年,比亚迪被曝出安全气囊、雨刮器等部件出现问题。2016年,比亚迪又迎来了变速箱大规模投诉事件。曾有比亚迪员工对媒体表示,在比亚迪的“闭环造车”链条中,无论零部件的质量高不高,售价贵不贵,比亚迪自己的车辆也只能安装自己的零部件。

沉浸在“垂直整合”中的比亚迪,就像生长在自己建造的温室中的花,远离了市场竞争,也丧失了竞争力。而这个时候,宁德时代已经获得了雪铁龙、宝马、北汽、吉利等一众国内外主流车企客户。

随着2017年补贴新规推出,三元电池崛起,到2019年时,比亚迪电池装机量仅为宁德时代的三分之一。

目睹曾经占有的份额正在一点点被对手挤走,王传福终于开始了对比亚迪进行改革,引进外部供应商的同时,让内部零部件部门走出去:

赚比亚迪的钱那不叫本事,你要赚其他车企的钱,那才叫本事。

同时,比亚迪也开始向宁德时代学习“两条腿走路”,开拓三元电池产能,向外部客户供应电池。

2019年5月,比亚迪宣布成立包括弗迪电池、弗迪动力、弗迪科技等5家“弗迪系”公司,将原有的零部件配套体系拆分独立,对外进行销售。这次为比亚迪“劈开”一条路的刀片电池,正是出自弗迪电池。

不过,走向开放的比亚迪要想实现反超,还有很长的一段路。

撼动宁德时代的霸主地位并不容易,一方面,后者已经建立起了C端的号召力,消费者即使对电池技术不了解,也会想选择第一的品牌;另一方面,宁德时代也已与国内外各大车企建立深度绑定关系,其融资能力、产业链布局、口碑、品牌已经产生势能,这个“墙角”没那么好挖。

万事开头难,好在现在第一步已经迈出去了。

2021年2月,工信部申报信息显示,红旗旗下E-QM5将搭载重庆弗迪生产的磷酸铁锂电池,而重庆弗迪正是目前刀片电池唯一的生产基地。

随着首个刀片电池外供客户的到来,比亚迪的长夜也终于迎来了晨光熹微。

另一方面,车端也迎来了好消息:1月的销售数据显示,比亚迪车辆销售以9.33万辆的成绩荣登全球榜首,挤掉了此前一直霸榜的特斯拉。

尾声:新世界

成功“突围”的比亚迪,来到的是一个对手林立的新世界。

经过数年的角逐,电池厂商们的技术比拼已经从材料转移到了形态之争。

2019年,宁德时代就发布了CTP技术,这种被称为“无模组”的技术,也是通过简化电池结构的方式提升安全性和能量密度。在此之后,宁德时代还获得了来自特斯拉的CTP磷酸铁锂电池订单。

2021年,广汽埃安发布弹匣电池,实现了三元锂电池整包针刺不起火的突破;同年,长城汽车也推出大禹电池,宣称在电池包内任意位置、单个或多个电芯触发热失控的情况下,均能实现不起火、不爆炸。

2022年初,特斯拉宣布,4680电池实现量产,这种更大的圆柱型电池有望进一步提高电池的能量密度。

对手源源不断,新技术层出不穷。

另一方面,三元与磷酸铁锂也并不是技术的终点,固态电池已经山雨欲来风满楼。

网上流传的一则信息称,比亚迪内部已经通过相关实验,固态电池可以随时做到量产装车,所有的电池路线,比亚迪都有研究和相应专利储备。

一项统计显示,国内固态电池专利数量方面,比亚迪以76项专利居首位。

面对这个新世界,比亚迪已经做好了准备。

 

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参考文献:

《三元锂电池VS磷酸铁锂电池,是二分天下还是一方独霸?》公司研究室

《新能源锂电池系列报告之四:锂电正极高镍三元与磷酸铁锂两翼齐飞》华安证券

《正极风云:磷酸铁锂VS三元锂电》锦缎研究院

《重重挑战下,比亚迪如何重回王位?》妙投APP

《从“垂直整合”到“开放创新”比亚迪的“答案”到底是什么?》鬼斗车

《动力电池的战国时代 | 回望2021》AutoR智驾

《王传福的电池大冒险》澎湃新闻

《比亚迪狂飙》中国企业家

《LFP电池十年复盘与未来远望》高工锂电

《刀片电池是比亚迪反击的利刃,但不是翻盘的核武》未来汽车日报

《比亚迪搞大事情 王传福要“手撕”垂直整合?》投资中国网

 

本文作者:周晓雯,编辑:陈晨,来源:锂猫实验室,原文标题:《比亚迪,“死磕”磷酸铁锂》

 

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