钜大LARGE | 点击量:1062次 | 2020年03月17日
磷酸铁锂离子电池迎来强复苏?
磷酸铁锂产业链涉及上游原材料磷酸、磷酸铁、碳酸锂,中游正极材料磷酸铁锂以及下游磷酸铁锂池和整车,后端市场还包括动力废旧磷酸铁锂离子电池拆解、梯次利用和湿法回收。
2019年,新能源汽车销量因补贴大幅下降而负上升,预计2020年我国新能源汽车补贴不再退坡,但单车降本压力仍然存在,磷酸铁锂离子电池在成本方面较三元有较大的优势,再次进入市场视线。本文重要阐述铁锂离子电池在动力领域的复苏逻辑,强调铁锂离子电池在低端乘用车领域的应用优势以及部分公司在这方面的积极探索。
成本驱动磷酸铁锂离子电池向乘用车领域持续渗透
从材料到电池,磷酸铁锂技术路线成本优势明显
电池的性能由材料性能水平决定,作为锂离子电池的一种,磷酸铁锂离子电池(LFP电池)优缺点都非常明显:成本低,循环次数高、低温性能差、能量密度低。特殊的指标数据决定了LFP电池在新能源汽车中的份额逐渐被功率密度和能量密度更高的三元电池蚕食,目前的装机重要集中在客车和专用车上,在乘用车领域的装机量份额较低。但随着补贴政策大幅变动,一直追求三元电池高能量密度的方向遇到了成本的阻力。在降成本的压力下,寻找其他电池替换三元电池是车企一直坚持的思路。在价格上较三元电池便宜10%-15%的LFP电池成为车企在低端乘用车型上考虑方案之一。
LFP电池成本较三元电池低10%-15%,差距重要体现在两种电池的材料体系上。在三元电池体系中,电池占整车成本的40%,其中三元正极材料又占电池成本的30%左右。三元正极材料中钴镍锰有价金属含量高,尽管钴价格从最高点68万元/吨下跌至28万/吨,加上镍锰盐和碳酸锂/氢氧化锂材料以及加工成本,三元材料的价格在12-18万元/吨区间。而LFP正极重要由磷酸铁+碳酸锂组成,以两者较低的价格,最终LFP正极价格仅4.1-4.5万元/吨。另外,LFP电池重要使用干法隔膜,价格也较三元电池用的湿法隔膜低。最终体现在电芯价格上,LFP电芯的成本可以做到0.55元/Wh,而三元电芯的成本则在0.65元/Wh左右。两者的价差会因为正极材料价格差异而长期存在。叠加pack环节,两者之间的价差绝对值在0.15元左右。
低端乘用车降本优先,铁锂离子电池配套比例提升
2019年,新能源汽车补贴大幅下降,地方补贴也取消,导致单车平均补贴降幅高达70%。从绝对额上看,微型车和小型车补贴金额从4-5万区间骤降至1.8万元以下,降本是未来2-3年低端乘用车主线。
磷酸铁锂在成本上较三元电池有着较大的优势。从正极材料,到电池系统,再到整车,甚至整个使用过程。降本路径来自于材料端价格不断下降和铁锂离子电池工艺水平的提升。以带电量40度电的小型车为例,三元电池价格约4万元,续航350公里;而磷酸铁锂离子电池的价格3.2万元,续航300公里;牺牲50公里理论续航(实际续航缩减20-30公里)可以给车企带来约8000元降本空间。
而在使用端,全生命周期内铁锂车型较三元车型的平均年度使用成本低约4300元。因此,我们认为低端车型从三元转向铁锂,是车企和消费者共同的目标导向。
从工信部新车推荐目录来看,进入2020年,铁锂离子电池在乘用车中的配套比例明显回升,最新推荐目录显示,乘用车中铁锂离子电池配套比例已经超过20%。其中,上汽集团荣威ei6插电、荣威eRX5插电和名爵MG6插电的改款版车型也确定更换为磷酸铁锂离子电池。这是车企对铁锂离子电池全新认知的变化,铁锂离子电池较三元电池节约成本,且对性能影响不大。插电混动车型本身带电量15度左右,电池重量120公斤,从三元换回铁锂,同等容量下,电池增重仅10公斤,续航里程影响5公里左右,但成本下降3000元。我们预计这一趋势将在2020年继续加强,铁锂在乘用车中的配套有望提速。
我国热销MPV电动化,磷酸铁锂离子电池有望复苏
五菱宏光引领,我国热门车型创造产销奇迹
在我国汽车工业发展的大进程中,自主车企始终处于被动的局面,但仍有一些车型成为老百姓口中的神车。之所以用“神车”这个词,是因为它们在车市激烈的竞争中脱颖而出,创造了销量神话和优质口碑。以五菱宏光为首的我国国产神车以高品质、低价格、开不坏、低成本的特点给消费者留下了深刻的印象,五菱宏光更是被誉为“秋名山神车”。
上汽通用五菱旗下的A级MPV车型五菱宏光首款车型2010年上市,定位成微型面包车。五菱宏光在动力性和经济性的完美平衡,以及在操控性和安全性上的实力表现,颠覆了人们对商务车的传统印象。自上市以来,该车持续7年霸占MPV细分市场销量排行榜冠军,巅峰时月销高达8.25万辆。2019年,五菱宏光累计销量销量37.5万辆,在国内汽车销量中排名第四,在自主车型中排名第二,仅次于哈弗H6。截止2019年底,五菱宏光系列车型累计销量高达450万辆,强大的用户积累、优秀的口碑反馈和极高的性价比是五菱宏光系列车型持续畅销的重要因素。
此外,上汽通用五菱旗下另一款专用车五菱荣光2019年销量也达到16万辆的规模,位列19年自主车型销量排行榜第7位。大微客五菱荣光自2008年推出首款车型,定位微型面包车,商货两用。
2012年五菱荣光全面升级,其中加长款产品将整车长度延伸至4490mm、宽度和高度分别为1615mm、1900mm,由原来的7座升级为9座,空间更大。经过三代改款,目前五菱荣光已经延伸出V、S、加长版、单双排和小卡等多个版本。
自主车企是电动化主力,但2019年销量top10自主车型的电动化率却比较低,仅3款车型有对应的电动汽车在售。自主车企并未有效利用热销车型的高销量、高口碑效应来开拓电动市场。一方面,基于油车平台的车型纯电话,在续航上会有一定的劣势;另一方面,油电车型同台竞争也是车企的考量因素之一。我们认为,车企更愿意推出基于纯电动平台的新车来打市场,但新平台不等于新品牌,热销品牌在消费市场的穿透效果要明显好于新品牌。
五菱宏光/荣光纯电版进推荐目录,有望带动铁锂离子电池装机回潮
2019年下半年,上汽通用五菱开始了相关热门车型的电动化进程,五菱宏光和荣光两款神车领衔,双双进入工信部公布的第326批新车公示名单。两者均将推出高低续航版的纯电动汽车型,并细分为多功能版和运输版。从电池配套来看,五菱宏光高续航版本由宁德时代配套磷酸铁锂离子电池,电池参数是(335V/125Ah),折合带电量41.88KWh。低续航版本由国轩高科配套磷酸铁锂离子电池,参数是(323V/105Ah),折合带电量33.92KWh。五菱荣光由鹏辉能源独家配套磷酸铁锂离子电池,高续航版电池参数是(368V/113Ah),折合41.58度电,低续航版电池参数(314V/113Ah),折合35.48度电。
继新车公示之后,两款神车很快进入工信部推荐目录。根据2019年第11批推荐目录,五菱荣光车型高续航版本310公里,能量密度131Wh/kg;低续航版本260公里,能量密度126Wh/kg。五菱荣光车型高续航版本41.6度电,续航300公里,能量密度125Wh/kg;低续航版本35.4度电,续航252公里,能量密度125Wh/kg。此外挂牌广西汽车的五菱牌厢式运输车续航里程为270公里,由鹏辉能源供应磷酸铁锂离子电池配套。
上汽通用五菱基于神车五菱宏光和荣光燃油车,一共推出3个品牌,累计10个型号纯电动汽车。此外,在乘用车领域,上汽通用五菱也即将推出E300/E300L等低端乘用车型,有望打开小型车渗透空间。我们假设五菱宏光和荣光车型销量渗透率20%,叠加E100/200增量和E300新车型,上通五电动汽车转型有望带动铁锂离子电池增量超过5GWh。
BYD刀片电池领衔,中高端乘用车试水铁锂离子电池
后补贴时代,车企对铁锂离子电池的接受到有了很大的提升,铁锂离子电池不仅在低端乘用车中广泛应用,中高端车型中也开始出现铁锂离子电池的身影。在中高端领域,比亚迪率先推出最新刀片电池,采用磷酸铁锂路线,系统能量密度最高达到160Wh/kg,改款电池应用在旗下高端车型汉上,实际能量密度140Wh/kg,最高续航达到605公里,是铁锂车型续航的最大突破。
简单来说,所谓“刀片电池”,就是比亚迪开发的长度大于0.6米的大电芯,是长电芯方案,通过阵列的方式排布在一起,就像“刀片”相同插入到电池包里面。将电芯进行扁长化涉及,提高电池包的集成效率。提升重要体现在动力锂离子电池包的空间利用率,体积能量密度可提高50%;重量能量密度也有所提升。另一方面,长电芯方案两侧直接与外壳相接,能够保证电芯具有足够大的散热面积,可将内部的热量传导至外部,从而匹配较高的能量密度。体现在成本上,刀片电池较传统结构电池成本下降10%左右,能够有效节约电池成本。
多款铁锂车型即将上市,LFP动力锂离子电池增量空间广阔
三元电池对铁锂离子电池份额的挤压始于2016年,在乘用车领域,三元迅速取代铁锂,装机份额逐渐提升。在专用车领域,三元的装机量也有较大上升,而客车领域由于政策的原因,未放开三元电池配套。2019年全年,我国动力锂离子电池装机量达到62GWh,乘用车装机量42GWh,客车装机量14.55GWh,专用车装机量5.4GWh,乘用车已经成为拉动电池装机的重要领域。因此三元的份额在装机总量中快速提升,达到40GWh,装机份额65%,较18年新增10GWh;而铁锂离子电池的装机量仅20GWh,装机量持续三年出现上升瓶颈,装机份额下降至32%。
基于补贴变动向成本导向转变,我们坚定看好铁锂在乘用车领域的配套的持续提升。铁锂在新能源汽车应用的复苏是一个长期的过程,在动力装机量中的份额会维持一个稳定的比例。从单一车型来看,五菱荣光/宏光神车电动版本产销规模有望达到10万辆级别,贡献装机量达到4GWh;而从长期看,我们预计国内50%的A00车型,30%的A0车型,10%的A级车以及30%的插电车型有望配套LFP电池,以2020年各车型销量预测数据计算,对LFP电池装机的增量高达10GWh,铁锂装机量达到30.37GWh,2021-2022年分别达到36GWh和42.6GWh。而随着全球主流车企低端车型也开始转向LFP电池,我们认为长期来看,LFP电池的在新能源汽车领域的增量空间更可观。
LFP产业链相关标的梳理
磷酸铁锂产业链涉及上游原材料磷酸、磷酸铁、碳酸锂,中游正极材料磷酸铁锂以及下游磷酸铁锂池和整车,后端市场还包括动力废旧磷酸铁锂离子电池拆解、梯次利用和湿法回收。从产业集中度和公司纯度来看,正极和电池厂业务相对更纯粹,是投资首选环节。
电池环节:
宁德时代:铁锂离子电池份额第一,发力乘用车
宁德时代是电池环节绝对龙头,三元和铁锂离子电池并行。2019年32GWh装机量中,21GWh为三元,11GWh为铁锂。铁锂离子电池重要配套大巴车,自2019年下半年起,公司铁锂离子电池开始向乘用车型配套,这次向特斯拉供应铁锂离子电池有望进一步奠定公司在铁锂细分领域的行业地位。在三元电池方面,公司目前已经与海内外多家主流车企建立起合作关系,并在欧洲设立了电池厂,未来公司有望受益于欧洲电动汽车爆发从而进一步巩固市场份额,高成长型逻辑有望持续兑现。
鹏辉能源:专注LFP动力锂离子电池的低成本玩家
公司是小而美的全能型锂离子电池综合供应商,在消费、动力(含轻型动力)、储能和电动工具领域均有涉及。动力锂离子电池方面,公司19年深度绑定上汽通用五菱,为宝骏E100/200系列供应了60%的电池配套,同时已经拿下上通五五菱荣光纯电车型独家配套。2019年动力锂离子电池装机量0.7GWh,排名国内前10。公司在动力锂离子电池业务上已经将重心转向铁锂离子电池,同时在储能板块对铁塔基站备用电源实现供货,并积极拓展欧洲储能市场。未来公司将受益于动力、3C数码和储能等电池需求爆发,盈利弹性强。
正极环节:
德方纳米:LFP正极材料市场占有率第一,低成本方案不可复制
公司是目前A股最纯正的磷酸铁锂正极材料标的。2018年,纳米磷酸铁锂材料收入10.1亿元,占到公司营收的96.13%。公司是宁德时代铁锂材料的核心供应商,磷酸铁锂正极材料出货量迅速上升,2019年出货量2.2万吨,其中对宁德供应量比达72%,占其采购量的60%。公司铁锂正极在工艺技术和成本上行业领先,采用的“自热蒸发液相合成纳米磷酸铁锂技术”,原材料从碳酸锂、硝酸、铁源、磷酸出发,与行业传统的“碳酸锂+磷酸铁”水热法有显著差别,低成本路径不可复制。
湘潭电化:潜在铁锂正极低估标的
公司是湘潭电化系湘潭市国资委下属控股公司,主营业务为生产销售电解二氧化锰和新能源电池材料、城市污水集中处理、工业贸易等。是湖南杉杉、青岛乾运、桑顿新能源等二次电池生产公司的优质供应商。公司参股裕能新能源16%的股份,裕能新能源是磷酸铁锂核心供应商之一,客户端涉及宁德时代、比亚迪和亿纬锂能。裕能新能源当前拥有3万吨磷酸铁锂正极产量,2019年出货量超过1万吨,销售渠道由湘潭电化帮助搭建。公司和德方纳米共处铁锂正极第一梯队,产品压实密度高。
光华科技:LFP新星,循环产业链已成
公司主营业务PCB电子化学品和化学试剂,2017年进军锂电材料行业,先后布局电池回收、磷酸铁锂&磷酸铁项目、铁锂梯次利用项目。2019年上半年锂电材料业务规模占公司比重达到18%,较18年底提高5个百分点,预计2019年全年占比达到19%。公司已经建成年产1万吨磷酸铁产量,基于电子化学品湿法提纯技术,公司磷酸铁品质优越,产品售价高于市场。磷酸铁锂正极产线建成,目前正在对验证中。在后端市场,公司布局动力锂离子电池回收业务,是五家示范公司之一。公司具备从梯次利用到湿法处理全链条能力,是电池报废放量的直接受益者。铁锂离子电池的梯次利用业务逐渐放量,成为公司收入和利润的上升点。
我国宝安:子公司贝特瑞是LFP正极材料龙头之一
公司持有贝特瑞75%股权,后者是正极领域后起之秀,成长速度亮眼。目前贝特瑞重要正极材料产品包括NCA单晶品和多晶品以及LFP系列。公司2015年起投产正极材料磷酸铁锂,2018年成为国内磷酸铁锂市场排名第三的公司,当前产量3万吨,常州的1.5万吨产量预计年中投产,19年出货量约1.3万吨。公司正极材料占营收比也快速上升,从2015年的9.70%到2018年的36.80%,逐渐成为公司重要营收业务。随着未来公司产量的进一步释放,正极材料对公司盈利情况的拉动将更加明显。