受益于下游新能源汽車發(fā)展，作為重要中游產(chǎn)業(yè)，動力鋰電池也隨之進(jìn)入爆發(fā)期，全球動力鋰電池出貨量8年上升超過百倍，由2011年的1.08GWh上升至2019年的116.6GWh。

年初以來，資本市場持續(xù)出現(xiàn)CTP技術(shù)、刀片電池、特斯拉無鈷電池技術(shù)等多個與動力鋰電池相關(guān)的新聞熱點(diǎn)，引發(fā)業(yè)界和投資者對2020年及未來電池技術(shù)路線的無限遐想。數(shù)據(jù)顯示，一臺新能源汽車中電池系統(tǒng)成本占到30％~40％，可以說電池是新能源汽車時代最重要最核心的配件。

技術(shù)迭代動力鋰電池技術(shù)路線逐漸清晰

從全球范圍來看，目前動力鋰電池技術(shù)發(fā)展尚未達(dá)成共識，各國和地區(qū)各個技術(shù)路線均有涉及，包括鋰離子電池、全固態(tài)電池等。其中，鋰離子電池因?yàn)槟芰棵芏雀吆脱h(huán)使用壽命長，成為電動汽車乃至大多數(shù)電子產(chǎn)品的常用電池。

事實(shí)上，鋰離子電池由正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液四個部分組成，其中正極材料成本達(dá)到30％-40％，是當(dāng)前提升電池性能的關(guān)鍵。根據(jù)使用材料不同分為鎳鈷鋁、鎳鈷錳、磷酸鐵鋰、鈦酸鋰、錳酸鋰和鈷酸鋰等六種，其中，前兩種又被稱為三元鋰離子電池。

從性能指標(biāo)來看，動力鋰電池性能指標(biāo)重要有儲能密度、循環(huán)壽命、充電速度、抗高低溫和安全性五個維度。根據(jù)麥肯錫2016年進(jìn)行的一項(xiàng)電動汽車消費(fèi)者習(xí)慣調(diào)查顯示，中美德三國消費(fèi)者關(guān)于電動汽車的疑慮依次是產(chǎn)品價格、續(xù)航里程、充電便利性、車型/品牌。

綜合分析來看，汽車電動化的必要條件就是在滿足安全性的前提下，以能夠接受的成本緩解消費(fèi)者的續(xù)航里程焦慮。也就是說，儲能密度和安全性是動力鋰電池的兩大剛需。

其中，鈦酸鋰離子電池和錳酸鋰離子電池因?yàn)閮δ苊芏忍投粧仐?，鈷酸鋰則因安全性太差而被棄用，這就導(dǎo)致三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池成為新能源汽車兩個主流的電池技術(shù)路線，分別被應(yīng)用于乘用車市場和客車市場。

根據(jù)我國汽車動力鋰電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2020年1-二月，我國動力鋰電池產(chǎn)量累計1.7GWh，同比下降85.1％。其中三元鋰離子電池產(chǎn)量累計0.83GWh，占總產(chǎn)量47.9％；磷酸鐵鋰離子電池產(chǎn)量累計0.89GWh，占總產(chǎn)量51.6％。磷酸鐵鋰離子電池累計產(chǎn)量不僅反超三元鋰離子電池，還超過了除磷酸鐵鋰離子電池之外所有電池類型的總和。

但從動力鋰電池裝機(jī)量來看，三元鋰離子電池仍是主流。1-二月三元鋰離子電池累計裝機(jī)量2.1GWh，占比為72.4％；磷酸鐵鋰離子電池裝機(jī)量0.8GWh，占比為27.6％。

三元鋰離子電池VS磷酸鐵鋰離子電池

從技術(shù)角度而言，三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池各有千秋，不存在絕對的好壞。

具體來看，在儲能密度上，根據(jù)2020年一月十四日工信部公布的《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄（2020年第1批）》顯示，純電動乘用車使用的三元鋰離子電池系統(tǒng)的能量密度基本在160Wh／kg及以上，最高達(dá)191Wh／kg，而大部分的純電動客車使用的磷酸鐵鋰離子電池系統(tǒng)的能量密度集中在140Wh／kg及以上，最高為161．27Wh／kg。從發(fā)展趨勢來看，各國和地區(qū)普遍計劃到2030年單體能量密度達(dá)500Wh/kg。

在循環(huán)壽命上，磷酸鐵鋰離子電池要優(yōu)于三元鋰離子電池。磷酸鐵鋰離子電池充放電循環(huán)次數(shù)大于3500次后才會開始衰減，也就是說其使用壽命可長達(dá)十年左右，而三元鋰離子電池的充放電循環(huán)次數(shù)則僅為2000次，意味著其使用壽命約為6年。當(dāng)然，決定動力鋰離子電池使用壽命的因素有很多，包括體系本身的特性，以及制造工藝、使用工況等。優(yōu)質(zhì)的電池體系，外加科學(xué)的管理系統(tǒng)，可以在一定程度上延長使用壽命。

在抗低溫上，與磷酸鐵鋰離子電池低溫下限值零下20度相比，三元鋰離子電池低溫使用下限值為零下30度更加有優(yōu)勢。同時在相同低溫條件下，三元鋰離子電池冬季衰減不到15％，而磷酸鐵鋰離子電池衰減高達(dá)30％以上。

在成本上，磷酸鐵鋰離子電池的正極材料不含鈷等貴重元素，原料價格低且磷、鐵等資源豐富，不會存在供料問題；而三元鋰離子電池的正極材料使用鎳、鈷等金屬，其價格相對較高，且易受到鈷、鎳原料價格波動影響。當(dāng)然隨著電池技術(shù)的逐步成熟，三元鋰離子電池成本也在逐漸下降。

綜上所述，三元鋰離子電池的優(yōu)勢在于儲能密度高，抗低溫，而磷酸鐵鋰離子電池的優(yōu)勢則在于循環(huán)壽命長，成本低。盡管在材料和電池設(shè)計方面，鋰離子電池生產(chǎn)成本下降的路徑非常清晰，但在安全性與過程能力的雙重約束下，推行降本工藝都以技術(shù)進(jìn)步為前提。

據(jù)外媒報道，韓國科學(xué)技術(shù)研究院（KIST）儲能研究中心的Hun-GiJung博士及其研究團(tuán)隊宣布，已開發(fā)出新型硅負(fù)極材料。與石墨負(fù)極材料相比，采用這種材料的電池可將容量提升4倍，并且支持快速充電，在5分鐘之內(nèi)充電至80％以上。若用在電動汽車動力鋰電池上，預(yù)計汽車的續(xù)航里程或?qū)⑿略鲆槐兑陨稀?/p>

關(guān)于車企而言，其關(guān)于電池的選擇要從駕駛安全，續(xù)航里程，成本等多方面進(jìn)行考慮，適合自己的才最重要。然而，在新能源車整體補(bǔ)貼退坡路徑已經(jīng)明確的情況下，如何降本以保持盈利能力成為行業(yè)首要問題。因此，關(guān)于那些成本變化更為敏感的車型來說，磷酸鐵鋰的成本優(yōu)勢可能會更加突出。但從續(xù)航角度來看，高端市場中三元電池仍是頭號選擇。如目前特斯拉Model3長續(xù)航版仍然采用三元鋰離子電池。

此外，關(guān)于電池廠商而言，還要防范技術(shù)在固態(tài)電池、鋰硫電池、鋰-空氣電池等低成本新技術(shù)路線出現(xiàn)突破，這或?qū)ΜF(xiàn)有格局出現(xiàn)較大沖擊。