正极论：谁才是锂电池正极的最终答案？
时间:2021-10-22 10:15来源:芯锂话 作者:林晓晨
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据中国汽车动力电池创新联盟公布数据显示，今年9月份，中国动力电池销量共23.2GWh，同比增长168.9%；其中三元电池产量9.6GWh，同比增长102.6%；LFP电池产量13.5GWh，同比增长252%，远超三元电池增速。
值得注意的是，9月已经是LFP电池连续第5个月度产量超过三元电池。今年前9月，LFP电池产量合计71.6GWh，同比增长291.4%，而同期三元电池的产量为62.8GWh，仅同比增长131.1%。
显而易见，无论是电池产量还是出货增速，LFP电池都已经全面超越三元电池，若目前趋势延续下去，那么2021年LFP将重新超越三元电池成为出货量最大的动力电池品类。
LFP电池迅猛复苏，三元电池已经不再是锂电池正极的标准答案了？那么未来锂电池的发展趋势又是怎样的呢？
01 至关重要的正极材料
在“碳中和”的宏观趋势下，传统燃油汽车退出只是一个时间问题，而新能源汽车作为接替者担负着重要的使命。
很多投资者将新能源汽车看做是新兴事物，但实际上电动汽车的发明要比燃油车早了近40年。早在1834年，美国发明家Tomas Davenport就成功用直流电驱动汽车前行。在1920年之前，电动车都比燃油车有着较强的优势。
然而，随着内燃机技术的飞跃式进步，动力弱，续航短的电动车逐渐被市场所抛弃，因为与燃油车相比，电动汽车性价比太低了。
直到今日，续航里程和运行成本依然是制约新能源汽车发展的两大痛点。行驶里程不足、价格高昂，造成消费者明知道在燃油车会被替代的情况下，依然钟情于此。
实际上，制约新能源汽车发展的两大痛点可以归结为一个问题，那就是动力电池。
来源：平安证券
动力电池被看做是新能源汽车的心脏，其技术好坏将直接决定新能源汽车整体的质量，关键指标能量密度将直接决定续航里程。同时，电池系统又是新能源汽车造价占比最高的部分，直接影响整车的最终售价。
相关测算显示，电控系统的成本占新能源汽车总成本的65%，远高于燃油车发动机的30%，仅动力电池一项成本占比就超过35%。作为新能源电动车的核心，动力电池已经成为整车厂商较量的底牌。
进一步聚焦，动力电池成本中，正极材料、负极材料、电解液、隔膜分别约占动力电池总成本的40%、15%、15%和30%。单正极材料一项，就几乎占据新能源整车成本的14%，几乎是整车成本中占比最高的单项材料。
动力电池决定了整车的综合性能，而正极材料又是动力电池的核心，因此正极材料就成为新能源汽车发展的关键。
02 第一次路线之争：政策驱动，三元胜出
尽管如今新能源电动车技术已经较为成熟，但对于谁是最合适的正极材料，业内依然存在着分歧。
根据使用材质的差异，主流动力电池的正极大致可以分为LFP和三元聚合物两种。总体来看，LFP正极技术更加成熟，成本较低，也更加稳定，但克容量较低，导致电池能量密度不甚理想；而三元聚合物虽然有着明显较高的克容量，但价格较贵，循环寿命显著低于LFP，安全性也存在隐患。
从2004年进入中国市场开始，LFP就因为出色的安全性，成为中国动力电池的主流路线，而研发三元材料的企业则屈指可数。
就在所有人都认为LFP将成为动力电池正极答案的时候，特斯拉却用出色的电控技术向市场证明，只要技术足够好，那么三元电池的表现将比LFP电池更好。
2013年，特斯拉推出了第二款量产车Model S，它是当时世界上续航里程最远的纯电汽车，续航里程突破480公里，而当时普通新能源车的续航普遍在100公里左右。在Model S的助力下，亏损十年的特斯拉在2013年一季度首次盈利，同时也让世界关注到了三元电池的潜力。
特斯拉犹如黑暗中的星光，为仍处于黑暗摸索中的中国造车人指明了方向。正是看到了特斯拉的成功，曾毓群才会在宁德时代LFP电池订单不断的情况下，毅然决然的投入到三元新技术的研发之中。
如果说特斯拉效应让萌芽中的三元电池受到了关注，那么真正把三元电池推上时代前沿的则是产业政策。
在当时新能源汽车是最火热的风口，凡是人多的地方，势必会有趁机得利者，为了让补贴真正的发放到专注研发的企业，续航里程开始成为衡量新能源汽车的核心指标，补贴也与续航里程直接挂钩。
随着政策的不断升级，使得能量密度更高的三元电池成为新宠，尤其是很多高端电动车上，使用的几乎都是三元电池。同样带电量情况下，三元电池的体积、重量都要远远高于LFP电池。
来源：华安证券
从2017年开始，LFP电池就逐渐失去优势，市场份额开始被三元电池反超。至2019年，LFP电池的市场份额一度被压缩至30%左右，而三元电池则百花齐放，各种配比的产品层均出现稳定增长。
就连券商此前给出的业绩预测中，都始终认为三元电池将会延续对LFP电池的强势，NCM 811电池将会不断成熟并成为最佳正极。
一时间，三元电池俨然成为新能源汽车发展的正确答案。
03 第二次路线之争：LFP电池重新崛起
人类总是不断的预测未来，但它们却往往都是错的。
今年上半年，LFP电池用强势回归之姿，向市场证明自身依然是动力电池最优的方案之一。总体而言，LFP电池的强势回归主要受自身、对手、需求三方面因素影响。
就自身而言，LFP虽然受制于克容量，在能量密度方面较三元电池有明显的差距，但实际应用中，电池厂商却可以通过异构化的电池包来提升效率。
比亚迪的刀片电池就是最好的例子。竭力将单体电芯尺寸做大，从而在有限空间内放置更多的电芯单体，通过压缩多余连接件的方式，提升电池包内电芯占比，从而最终有效降低成本，提升能量密度。数据显示，同样体积刀片电池的效率提升在50%以上。
当然，电池包异构并非LFP电池的特例，宁德时代和特斯拉都推出了通过电池包异构的方式提升效果的产品。只不过在LFP电池上，电池包异构很好的解决了LFP的续航问题，大幅缩减了LFP与5系三元电池之间的差距。
竞争对手方面，由于三元电池常年来的紧供应状态，导致上游金属耗材钴的价格飙升。为了有效降低钴给三元电池带来的成本压力，电池厂商普遍采用“提镍去钴”的方式，减少钴在三元电池中的占比。
按照材料成本不同，NCM三元电池可以分为111、523、622、811等若干种。其中，NCM811是钴占比最低的产品，宁德时代已经于2019年实现量产。
尽管电池厂商已经竭力降低成本，但三元电池的价格依然远高于LFP电池，同样发电量，两种电池的成本价相差十倍，居高不下的成本，导致三元电池多被应用在中高档车型中。甚至新能源电动车天花板特斯拉也开始考虑将会采用LFP电池来降低成本。
最后回归行业层面，新能源汽车补贴的退坡让车企开始更关注产品的性价比，因此与其追求高续航的性能优势，倒不如控制产品造价，以此来换取销量。
纵观近两年中国新能源汽车市场，可以惊奇的发现，卖的最好的电动车不是特斯拉，而是五菱宏光。
来源：乘联会
去年7月，五菱宏光推出了一代神车“宏光MINI”，小巧的外形加上2.88万元的低廉起售价，满足了很多中低端消费者的新能源需求，同时也激发了LFP电池的回春。
补贴退坡+A0级别汽车需求的放量，让车企重新聚焦新能源汽车的性价比，从而带动了LFP电池销量飙升。
04 锂电池正极存在最终答案吗？
从目前趋势看，无论是LFP电池，还是三元电池，其都不会一家独大，成为动力电池领域的唯一答案。
在未来很长一段时间内，锂电池正极行业大概率会呈现出LFP电池和三元电池共存的产业格局。虽然整体产业结构可能没有发生变化，但LFP电池和三元电池的销量均会显著增长，动力电池仍是资本市场的巨大风口。
但同时，LFP和三元两条技术线路实则都已经出现遭遇瓶颈的迹象。在NCM 811量产之后，其几乎已经达到理论极限：低钴/无钴电池的安全存疑、三元电池最大的成本问题难以解决；另一方面，LFP电池克容量也即将达到极限，缺乏继续挖掘的潜力。
谁会是锂电池正极的最终答案？那么它一定需要满足成本、安全和性能三方面的平衡。经济学中，不可能同时满足资本流动自由，货币政策的独立性和汇率的稳定性称，这被称为不可能三角，
与之类似，我们认为动力电池领域也很难有能够同时满足成本、安全和性能三方面需求的正极产品。
放眼未来，新的元素方向、四元锂电池、固态化都将是锂电池发展的方向。正极一定会持续迭代，但无论哪一款产品一定都有着它的瑕疵，以及不同的应用场景。
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