導讀
8月28日，蜂巢能源董事長兼CEO楊紅新先生在第四屆世界新能源汽車大會動力電池技術創新研討會演講中預測，未來鋰電產品分布中，“大無鈷系”電池市場占比將超過70%。其中磷酸鐵鋰占比將超過60%，甚至還要更高。“大無鈷系”主要包括蜂巢能源研發推出的層狀無鈷材料電池以及傳統的磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰等電池體系。根據2022年上半年中國動力(600482)電池裝車量數據分析，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池分別占比58.5%和41.4%，將儲能、兩三輪車、5G基站等數據納入統計后，“大無鈷系”已經占到65%左右的市場份額，那么大無鈷時代的機會與挑戰將會是什么呢？容我一一道來，供大家參考分析。
(資料圖)
行業動態概述
現階段我國境內已發現多處鋰礦，盡管受限于國土資源的審批手續流程，開采進度較慢，但足以滿足未來全球3億多臺汽車全面電動化需求。相較而言，三元鋰電池所需的鈷、鎳資源，較為緊缺。鈷資源主要集中在剛果（金）、印尼和澳大利亞，國內已探明的鈷礦資源僅有13萬噸，占比不到2%；鎳資源相對好一些，但也只有約400萬噸，這意味著，想要發展三元鋰電池，其關鍵原材料鈷、鎳都將高度依賴進口，在目前國際局勢下，很危險。
包括磷酸鐵鋰、錳酸鋰等在內的“大無鈷系”電池與結構上的創新，大幅縮減了與三元鋰電池能量密度的差距，并在上游材料價格暴漲時成本優勢凸顯，未來在整個動力電池市場占比有望超過70%，其中磷酸鐵鋰占比超過60%，甚至還要更高。當前磷酸鐵鋰電池已經覆蓋500~700公里續航的主流市場，并在商用儲能市場對三元鋰電池實施完全替代。
1.寧德時代(300750)將在今年第四季度向特斯拉供應M3P電池，該電池包將達到72kWh，搭載在Model Y車型上，該版本Model Y將于明年初上市。從寧德時代公布的調研紀要來看，M3P并不是單純的磷酸錳鐵鋰電池，而是在磷酸錳鐵鋰材料中摻雜鋁、鋅、鎂等金屬元素生成的磷酸鹽做成正極，用以改善磷酸錳鐵鋰電池充放電的容量及循環穩定性，能量密度較磷酸鐵鋰電池提升約15%，也可以歸于大無鈷系。
2.蜂巢能源目前已經推出全球首款可量產的無鈷電池，已經在歐拉櫻桃貓、閃電貓等車型上規模化量產裝車，并將于2023年推出第二代層狀無鈷電池，預計成本與磷酸鐵鋰電池接近，續航可達到800Km。
3.廣汽埃安在研電動汽車項目，動力電池已經全部鐵鋰化，部分量產電動車型也在做磷酸鐵鋰電池替換三元鋰電的改型。Aion Y目前已經完成95%的磷酸鐵鋰電池的替換；Aion S目前29%是磷酸鐵鋰電池，Aion V 目前33%是磷酸鐵鋰電池，今后都會持續提升磷酸鐵鋰電池的比例。
4.多年來，比亞迪(002594)在動力電池領域一直堅守磷酸鐵鋰路線，但在前幾年爭取國際大廠訂單時，也不得不研發三元鋰電池，其中福特野馬純電SUV——Mustang Mach-E就裝了比亞迪的三元鋰電池。而在今年一汽豐田發布的純電動汽車bZ4X上，筆者驚喜地其發現安裝了比亞迪安徽無為工廠的磷酸鐵鋰電池。比亞迪，這家以電池起家的車企，最終通過改變磷酸鐵鋰動力電池的物體形態，讓這條看似“傳統”的技術路線獲得重生，實現長續航、高穩定性、高安全性，裝備全系車型。
5.7月20日，A股兩大正極材料廠商容百科技(688005)（688005.SH）、當升科技(300073)（300073.SZ），分別在各自的戰略發布會上宣布將要進軍磷酸錳鐵鋰材料領域。其中811三元正極材料最大供應商容百科技收購天津斯科蘭德進軍磷酸錳鐵鋰材料領域更引人注目，其規劃2025年形成磷酸錳鐵鋰材料30萬噸產能。
6.為緩解鎳等原材料的供應緊張，降低儲能產品成本，去年，特斯拉已將其每單元最大電池容量為3MWh的Megapack儲能產品改用磷酸鐵鋰電池。值得期待的是，有特斯拉的示范效應，磷酸鐵鋰電池可能大部分替換三元鋰電池，成為海外儲能主流電池技術路線，而國內早就如此了。
本章小結：通過對幾家主要鋰電池及鋰電材料企業動態分析，包括磷酸鐵鋰、錳酸鋰等在內的“大無鈷系”電池市場份額在迅速增大，在中國大概率將超過80%以上，在全球范圍里可能超過70%。
上游：新的需求促進創新更加活躍
1.近兩年伴隨車企對于電動汽車降低成本、提高安全穩定性的要求越來越高，磷酸鐵鋰電池在裝車量上取得階段性優勢。但包括磷酸鐵鋰、錳酸鋰等在內的“大無鈷系”電池，在能量密度上較之三元鋰電池有天生劣勢，因此能夠改善磷酸鐵鋰電池的能量密度、低溫、快充、循環等性能各種添加劑、導電劑等需求將在未來猛增。以導電劑為例，1GWh的三元鋰電大致需要200噸，而磷酸鐵鋰電池就需要300噸以上，增加50%以上。
2.同樣由于“大無鈷系”電池能量密度上天生不如三元鋰電池，為了降低電池包整體重量，高效成組，電池結構創新方興未艾，國內有寧德時代推出的CTP、CTC，有比亞迪推出的“刀片”電池，中創新航推出的“彈匣”電池，蜂巢能源推出的L600短刀電池等等，國外有美國特斯拉推出的4680大圓柱電池等。這些結構創新會帶來輕型材料、高性能膠等需求增加。
3.這些電池材料創新和結構創新，必將產生新的需求，促進行業創新與投資行為活躍。比如7月29-30日，筆者就以評委身份參加了由蜂巢能源發起、并聯合蜂巢資本、36氪以“創新成就你我”為主題的“先蜂產業合作伙伴全球招募”活動評選。活動旨在招募鋰電新材料、新工藝、新技術，以及極限制造的優秀團隊，并為符合條件的創新技術項目提供扶植基金，與蜂巢能源直接簽約成為其全球產業戰略合作伙伴。本次活動吸引了127個技術領先企業及高校團隊參加，歷時三個月，通過項目征集、35強評選、35進8路演、簽約四個階段，最終決出了8支入圍團隊，目前都在盡調階段。
本章小結：大無鈷時代帶來材料、結構的變化，帶來新的增長點，也帶來新的投資機會。
下游：汽車、儲能、5G基站三點開花，外形向方型、短刀集中
1.政策與市場雙驅動，促進新能源汽車需求旺盛。在“ 雙碳”目標背景下，中國經濟社會發展的綠色轉型駛入快車道，新能源產業蒸蒸日上。作為影響實現“雙碳”目標的關鍵動力之一，中國新能源(600617)汽車市場發展欣欣向榮，行業駛入市場驅動新階段。2022年上半年，國內新能源汽車銷量累計達260萬輛，同比大幅增長1.2倍，滲透率攀升至21.6%，預期未來幾年仍將以較快速度上升，2025年滲透率有望達到40-45%左右。
2.新能源發電并網，電化學儲能方興未艾。隨著全球能源結構調整的推進，作為解決光伏、風電等新能源發電電源調峰、削峰填谷的重要抓手以及推動可再生能源發電在能源系統中占比不斷提升的重要路徑，“新能源+儲能”方興未艾，正在成為能源行業變革的重要趨勢。受原材料價格高企和供應不足以及其他因素（如安全問題和對更持久、更堅固的儲能系統的技術要求不斷變化）的推動，國外儲能行業正在逐漸采用磷酸鐵鋰等替代長久以來使用的三元鋰電池，而國內更是在6月29日發布《防止電力生產事故的二十五項重點要求(2022年版)(征求意見稿)》。《意見稿》中特別明確，新建中大型電化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池。2022年上半年中國并網、投運的儲能項目一共66個，其中有51個電化學儲能項目，總裝機容量391.697MW/919.353MWh，較去年上半年同比增長261.3%。
3.5G基站與戶外運動興起，需求持續向好。“新基建”結合了新一輪科技革命與產業變革特征，面向國家戰略需要并為經濟社會未來發展提供支撐，其中5G通信行業受益于其中半數領域，正值風口。2022年上半年，我國新建5G基站42.9萬個，總數達到185.4萬個，占移動基站總數的17.9%，占比較上年末提高3.6%。
4.4680大圓柱電池存在技術難點，很難快速普及。4680大圓柱的工藝創新帶來了電池生產過程中的眾多難點：1）分切環節：切疊法是特斯拉采用的全極耳制作工藝，極耳在分切時需要斜切成片并疊起，使得表面起伏度較大，易造成極耳因接觸程度不一致而導致內阻一致性差。2）注液環節：由于兩端被極耳封閉，難以連續注液生產。3）揉平環節：揉平法是國內使用較多的一種全極耳方案，通過超聲波或機械將極耳揉成端面。極耳在揉平過程中容易產生金屬碎屑，導致電芯自放電過大，甚至發生內短路，另外揉平后端面較為致密，電解液難以進入電芯內部。4）激光焊環節：從傳統兩個極耳的點焊到全極耳面焊，焊接工序和焊接量都變多，激光強度和焦距不容易控制，易焊穿燒到電芯內部或者沒有焊全。5）特斯拉4680配套的干式涂布技術難以突破，制造工藝復雜，現階段無法大規模量產。目前各企業4680電池難點主要集中于焊接環節，直接影響了4680電池良品率，特斯拉加州工廠4680試制線的良品率不到80%。此外，由于4680大圓柱結構非標、各廠商方案有所差異(存在專利壁壘)，給想進入該市場的電池廠帶來較高壁壘。
回想2020年的特斯拉電池日，可謂是萬眾矚目。馬斯克拿出了4680大圓柱， PPT上醒目的數字無一不在提醒觀眾這個新電池非常厲害，具備革命性的意義，贏來了眾多掌聲。但一眨眼兩年過去了，搭載4680電池的車型在性能上并沒有給人驚喜，大家似乎逐漸忘了這個電池的存在，而特斯拉則為大規模量產難題絞盡腦汁，難免讓人唏噓。
5.外形向方型、短刀集中。在電芯品質提升與追求高效制造的過程中，方型電池的卷繞壓實工藝在寧德時代迅猛發展帶動下越來越成熟，而方型鋁殼電芯的結構創新則產生了比亞迪刀片電池和蜂巢短刀電池，多個刀片通過陣列的方式排布在一起通過CTP設計在保證了電池包的強度前提下，省去了橫梁、縱梁以及螺栓等附件，讓刀片電池側面可以承擔支撐作用。這一系列設計可以讓刀片電池跳過模組環節，直接組成電池包，從而提升空間利用率。這樣的結構可以大幅提高電池體積利用率，在有限的汽車空間內裝下更多的電池，從而使磷酸鐵鋰電池在續航里程上匹敵三元鋰電池。
本章小結：目前新能源汽車行業景氣依舊，電化學儲能快速增長有望貢獻磷酸鐵鋰電池第二大需求增量，5G基站與戶外運動興起帶來新的鋰電需求。大無鈷時代的電池封裝形式將以方型、短刀為主，軟包為輔。
最后
目前行業內企業都在通過材料創新與系統集成的方法，把所有關鍵技術集成到一起，在“大無鈷系”電池領域形成一個高成組效率的方案，為新能源汽車、儲能、5G基站、戶外活動等新興消費領域提供更好的動力與電源解決方案。
在動力電池排位賽接近尾聲之時，儲能、5G基站與戶外運動的興起，促進了大無鈷時代的快速到來，給行業從業者與投資人既帶來了新的挑戰，也孕育著新的希望與機會，值得廣大從業者為之拼搏，為之奮斗！
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