本文来自微信公众号“EBSCN电新研究”。
本文要点
为什么看好磷酸铁锂电池？
与三元电池相比，成本、安全性、循环性都是磷酸铁锂电池的优势所在，其缺点主要包括：1）能量密度较低，特别是体积能量密度过低；2）低温性能较差。过去几年，三元电池的装机量占比由2016年的23%增长至2019年的62%，而磷酸铁锂电池的装机量占比由72%降至32%。主要原因在于：（1）补贴政策推动了乘用车三元化的趋势；（2）三元电池能量密度的提升空间更大；（3）三元电池降本空间更大。
从近期情况来看，我们认为，有必要重新审视以上三个因素，磷酸铁锂电池的行业逻辑出现变化：1）变化之一：政策层面，推动乘用车三元化的政策因素逐步弱化，技术路线可能分化；2）变化之二：技术层面，2019年以来宁德时代、比亚迪(01211)出现明显技术进步，特别是比亚迪“刀片电池”方案更加适用于磷酸铁锂电池，这使得磷酸铁锂电池与三元电池体积能量密度的差距缩小；3）变化之三：成本层面，精简结构可以从电池包层面实现降本，磷酸铁锂电池的降本空间超过预期，磷酸铁锂电池包的成本有望率先达到0.5X元/Wh的水平。
需求：立足商用车，渗透中低端乘用车。
商用车的需求与磷酸铁锂电池的匹配度较高。根据GGII的数据，客车领域磷酸铁锂的装机比例在85%以上，专用车领域磷酸铁锂的装机比例不断提升，2019年均值近70%。在乘用车领域，磷酸铁锂的装机量占比不断下降，2019年以来占比基本维持在5%左右。对于中高端车型，动力电池的成本占比在30%以下，与品牌、性能、驾驶体验等因素相比，较高的电池成本这一因素明显弱化；在十万级别以下的车型中，搭载磷酸铁锂电池可以显著降低成本。我们预测2022年国内磷酸铁锂动力电池装机量将达到42Gwh，2020-2022年CAGR接近30%。
格局：电池一超多强，材料相对分散。
2019年国内磷酸铁锂电池装机量排名中，宁德时代以11.3Gwh的装机量位居国内第一，市占率达到54%，国轩高科、比亚迪、亿纬锂能是第二梯队。整体来看，磷酸铁锂动力电池的竞争格局相对稳定。2019年国内磷酸铁锂正极材料产量约9.3万吨，同比增长36.1%。德方纳米的磷酸铁锂产量达到2万吨水平，而贝特瑞、国轩高科达到1.5万吨规模。
投资建议：
电动车行业未来几年从政策驱动向市场驱动转变。中低端车型，对电池成本更加敏感，磷酸铁锂电池更具性价比优势。建议关注：（1）电池环节的优质企业，包括宁德时代、比亚迪、国轩高科、亿纬锂能等；（2）材料环节的优质企业，包括德方纳米、中国宝安、湘潭电化等。
风险提示：
政策风险、技术路线变更风险、竞争加剧风险、原材料价格波动风险。
01为什么看好磷酸铁锂电池？
按照技术路线不同，动力电池主要分为三元电池、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池等。对于动力电池的性能评价，一般包括成本（元/Wh）、体积能量密度（Wh/L）、质量能量密度（Wh/kg）、安全性、循环性、放电倍率、低温性能等。相对于三元电池，磷酸铁锂电池的缺点主要是：1）能量密度较低，特别是体积能量密度过低，从而影响乘用车的续驶里程；2）低温性能较差，不适合在北方冬季环境下使用。除了以上两点之外，成本、安全性、循环性及放电倍率都是磷酸铁锂电池的优势所在。
从过去几年动力电池装机数据来看，三元电池的份额越来越高，由2016年的23%增长至2019年的62%，而磷酸铁锂电池的装机量占比由72%降至32%。主要原因在于：（1）政策层面，补贴直接挂钩续驶里程、能量密度等指标，推动了乘用车三元化的趋势；（2）技术层面，三元电池能量密度的提升空间更大，从而使得整车续驶里程能够持续提升；（3）成本层面，三元电池技术进步推动成本下降，降本路径更多，降本空间更大。因此，三元电池的装机量占比提升，而磷酸铁锂电池的装机量占比下降。
从近期情况来看，我们认为，有必要重新审视以上三个因素，磷酸铁锂电池的行业逻辑出现变化：
变化之一：政策层面，电动车补贴在2019年出现大幅退坡，预计2020年底补贴完全取消，并且《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》（征求意见稿）中不再对能量密度、续驶里程等设定目标，推动乘用车三元化的政策因素逐步弱化，未来行业主要由市场化因素驱动，技术路线可能分化；
变化之二：技术层面，2019年以来宁德时代、比亚迪出现明显技术进步，通过精简结构的方式提升能量密度成为两大龙头共同的选择，特别是比亚迪“刀片电池”方案更加适用于磷酸铁锂电池，这使得磷酸铁锂电池与三元电池体积能量密度的差距缩小，从而使得搭载磷酸铁锂电池的乘用车（比亚迪“汉”）的续驶里程突破600km；
变化之三：成本层面，精简结构可以从电池包层面实现降本，磷酸铁锂电池的降本空间超过预期。根据我们前期的报告《如何优雅地拆解动力电池成本？——动力电池成本系列报告之一》，磷酸铁锂电池包的成本约0.66元/Wh，结构精简后成本下降约10%-15%，磷酸铁锂电池包的成本有望率先达到0.5X元/Wh的水平。
1.1变化之一：市场驱动，技术路线分化
过去几年，国内电动车的发展主要依赖补贴政策的推动。根据表1的梳理，电动车特别是纯电动乘用车主要根据续驶里程划档补贴，续驶里程越高，单车补贴额也越高，例如，2019年，续航在250-400km之间的车辆补贴为1.8万元，大于400km续航的车辆补贴2.5万元；补贴系数则根据电池质量能量密度划档，动力电池系统的质量能量密度低于120Wh/kg无补贴， 120-140Wh/kg的车型按0.8倍补贴，140-160Wh/kg的车型按0.9倍补贴，160Wh/kg及以上的车型按1倍补贴。这样的补贴政策引导车企推出更长续驶里程的车辆，搭载更高能量密度的电池，乘用车纷纷搭载三元电池，磷酸铁锂电池的需求受到压制。
中短期来看，压制磷酸铁锂电池需求的政策因素逐步弱化。2019年12月，工信部等部门起草的《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》（征求意见稿）对外公开征求意见，下表梳理了四个规划文件，可以清晰地看到政策思路的变化，新版规划未设定能量密度、续驶里程等指标。展望未来，随着消费者对新能源汽车认可度的提高，市场将起决定性作用，企业的自主选择权将增强，产品及技术路线的多样性将增加。
1.2变化之二：技术进步，体积密度提升
根据我们的动力电池成本模型，其他参数设定一致的情况下，磷酸铁锂电池包体积能量密度要比三元电池包低15%-25%，这意味着在同一辆电动车里面，磷酸铁锂电池的带电量要比三元电池低15%-25%，也就是说，搭载磷酸铁锂电池的电动车续驶里程更短。
“刀片电池”方案使得磷酸铁锂电池体积能量密度取得突破。2020年1月11日，比亚迪董事长兼总裁王传福在中国电动汽车百人会论坛（2020）上发言，比亚迪开发的“刀片电池”属于新一代磷酸铁锂电池（超级磷酸铁锂电池），将于2020年量产，体积比能量密度比传统磷酸铁锂电池提升50%，具有高安全、长寿命等特点。由于磷酸铁锂电池的安全性更好，因此“刀片电池”更适合磷酸铁锂电池。表3是比亚迪“刀片电池”专利中的数据，利用“刀片电池”新方案，电池包体积能量密度比对照组明显提升。
1.3变化之三：成本下降，油车平价渐近
动力电池成本的下降主要依赖：（1）技术进步（提升电压、精简基材等）；（2）使用更具性价比的材料体系（高镍三元、磷酸铁锂等）；（3）更低的物料价格；（4）精简电池结构；（5）工艺改进（提升材料利用率、良品率）；（6）设备改进（提升自动化水平、减少设备投入、降低故障率等）。
动力电池Pack主要由电芯、模组硬件、电池包硬件构成。根据我们的动力电池成本模型，电芯硬件在Pack中成本占比不到5%，模组硬件占比约15%。因此，整合精简电芯、模组硬件成为动力电池降本的重要路径之一。
根据我们的动力电池成本模型，参考CATL提出的CTP技术（Cell To Pack），假设模组硬件物料成本降低80%，减掉相应的模组组装设备和人员，那么与Pack成本原值相比，结构精简后的电池包成本下降约10%-15%。从图8来看，采用CTP技术方案后，磷酸铁锂电池包的成本由0.66元/Wh降至0.57元/Wh。
02需求：立足商用车，渗透中低端乘用车
2.1商用车：铁锂电池的主战场
商用车的特点包括：（1）车型较大，对电池体积的要求较低；（2）客车对安全性的要求更高；（3）使用频次比私人轿车高，对电池循环性的要求更高。可见，商用车的需求与磷酸铁锂电池的匹配度较高。根据GGII的数据，客车领域磷酸铁锂的装机比例在85%以上，专用车领域磷酸铁锂的装机比例不断提升，近一年平均近70%。
我们假设：（1）2020年是补贴收官之年，客车、专用车销量比2019年小幅增长，往后两年客车销量逐年下降，专用车销量小幅增长；（2）客车和专用车中搭载磷酸铁锂电池的比例逐年提升；（3）单车电池带电量逐年提升。最终测算出2020-2022年磷酸铁锂电池在商用车的装机量。
2.2乘用车：铁锂电池适合中低端车型
过去几年，在乘用车领域，磷酸铁锂的装机量占比不断下降，2019年以来占比基本维持在5%左右。从当前数据来看，磷酸铁锂主要搭载在A00级车型上。
我们认为，新能源乘用车行业的发展路径可能是：（1）前期由中高端车型带动，Model 3畅销市场，欧美车企的爆款车型也有望陆续出现，这些爆款车型会培育出用户的消费习惯；（2）随着电池成本下降、充电桩逐步普及、保值率提升，面对更广泛用户群的十万级别车型将会迅速普及，新能源汽车渗透率将会大幅提升。对于中高端车型，动力电池的成本占比在30%以下，与品牌、性能、驾驶体验等因素相比，较高的电池成本这一因素明显弱化；在十万级别以下的车型中，搭载磷酸铁锂电池可以显著降低成本。
我们假设：（1）A0、A00级纯电动乘用车销量占比逐年降低，其他车型包含B级车（如Model 3），因此销量占比明显提升，PHEV的销量占比逐年下降；（2）磷酸铁锂电池在A00、A0级等中低端车型中更具优势，因此在A00、A0级车型的搭载比例大幅提升；（3）插混车型带电量保持稳定，纯电动车型单车带电量逐年提升。最终测算出2020-2022年磷酸铁锂电池在乘用车的装机量。
综合以上计算结果，我们预测2022年国内磷酸铁锂动力电池装机量将达到42Gwh，2020-2022年CAGR接近30%。
03格局：电池一超多强，材料相对分散
2019年国内磷酸铁锂电池装机量排名中，宁德时代以11.3Gwh的装机量位居国内第一，市占率达到54%，国轩高科、比亚迪、亿纬锂能是第二梯队。整体来看，磷酸铁锂动力电池的竞争格局相对稳定。
2019年国内磷酸铁锂正极材料产量约9.3万吨，同比增长36.1%。从产量排名来看，德方纳米的磷酸铁锂产量达到2万吨水平，而贝特瑞、国轩高科达到1.5万吨规模，湖北万润、湖南裕能等企业达到1万吨规模。
4投资建议
电动车行业未来几年从政策驱动向市场驱动转变。model3引领中高端市场，品牌、性能、驾驶体验等因素覆盖了目前较高的电池成本；中低端的十万级别车型，对电池成本更加敏感，磷酸铁锂电池更具性价比优势。
我们看好磷酸铁锂产业链，龙头技术路线已经出现变化，比亚迪在旗舰车型转回磷酸铁锂方向，“刀片电池”方案突破明显，体积能量密度提升，今年装车的比亚迪汉续驶里程有望达到600公里。
建议关注：（1）电池环节的优质企业，包括宁德时代、比亚迪、国轩高科、亿纬锂能等；（2）材料环节的优质企业，包括德方纳米、中国宝安、湘潭电化等。
5风险分析
（1）政策变化影响行业发展的风险：新能源汽车行业的发展仍属于早期阶段，政策会对行业产生较大影响，若监管部门发布相关政策，可能会冲击行业发展。
（2）技术路线变更的风险：技术进步是新能源汽车行业发展的驱动力之一，新产品的产业化可能会对上一代产品产生冲击，进而替代原有的技术路线。
（3）市场竞争加剧的风险：新能源汽车行业拥有很大发展空间，有大量企业参与竞争，行业产能可能在短期内超过需求，从而出现产能过剩的风险。
（4）原材料价格大幅波动的风险：钴、锂是动力电池的重要原材料，如果价格大幅波动，会影响电池材料的价格，进而导致动力电池成本发生预期之外的变动。
(编辑：李国坚)