磷酸鐵鋰的逆襲之路

磷酸鐵鋰電池，是指用磷酸鐵鋰（LiFePO4）作為正極材料的鋰離子電池。

(資料圖)

它還有個更長的名字，叫磷酸鐵鋰鋰離子電池，這名字是由它的充放電過程而得來的。

磷酸鐵鋰電池充電時，正極中的鋰離子通過聚合物隔膜向石墨負極遷移；放電時則相反，鋰離子從負極通過隔膜遷移到正極。

由于磷酸鐵鋰電池的性能特別適用于動力方面的應用，且經國際認證屬于無毒無污染的綠色環保電池，所以受到廣泛看好，在動力型鋰離子電池領域大顯身手。

隨著雙碳政策上升到戰略高度，磷酸鐵鋰電池在儲能端也迎來了高增長。

根據高工鋰電數據，2021年全球儲能鋰電池出貨量70GWh，增長159％，磷酸鐵鋰路線占比超50％。2021年中國儲能鋰電池出貨量48GWh，磷酸鐵鋰路線占比約98．5％。

本文將從以下三部分，闡述磷酸鐵鋰電池波瀾起伏的發展歷程，拆解其商業化進程與市場格局，并分析其在儲能終端的應用：

一、歷經沉浮，涅槃歸來

二、商業化棋局

三、打開新天地

01歷經沉浮，涅槃歸來

性能、安全性與成本，是動力電池行業的“不可能三角”。優越的電池性能、較高的安全性與低廉的成本，三者難以兼得。

這種“三角關系”，貫穿鋰電池的發展歷程，也讓磷酸鐵鋰電池的發家之路有著些許的坎坷。

鋰電池根據正極材料的不同，主要分為鈷酸鋰（LCO）、錳酸鋰（LMO）、磷酸鐵鋰（LFP）、三元材料鎳鈷錳酸鋰（NCM）和鎳鈷鋁酸鋰（NCA）等。

其中鈷酸鋰和錳酸鋰電池分別受到了成本和性能的制約，而鎳鈷錳三元電池則將鈷酸鋰、鎳酸鋰和錳酸鋰材料協同起來，憑借更高的能量密度和更長的續航里程脫穎而出，成為了“性能派”的代表。

相反，磷酸鐵鋰電池能量密度相對較低，低溫續航較差，但具備成本低、安全性高、循環壽命更長的優勢，成為了“性價比派”的代表。

兩派相爭，中國鋰電行業長達十多年的拉鋸戰展開帷幕。

2009年起，國家采取補貼政策推動整個行業發展，磷酸鐵鋰電池與三元電池的出貨量都得到了大幅提高。

2016年開始，隨著中國新能源汽車發展進入戰略階段，電池系統能量密度這一參數，在新能源車補貼考核標準中的要求不斷提高，高能量密度、長續航里程是補貼的重點。這就將市場引向了先天性能更好的三元電池。

到了2019年6月，中國三元電池裝車量占總裝車量比例達到70％以上，占據著絕對優勢，而磷酸鐵鋰電池僅有27％的份額。

然而，三元電池的好景并不長。2022年8月，中國磷酸鐵鋰電池裝車量比例已達總裝車量的62％，三元電池的份額則降到了38％。

分析時局逆轉的原因，主要有三點：

1．政策端補貼退坡：2019年后，乘用車領域取消地方補貼，總體的退坡幅度約為60％－67％，并計劃在2022年底徹底退出。

2．供給端性能優化：大電芯設計方案和系統結構的優化，將磷酸鐵鋰電池的能量密度有效提高，裝備磷酸鐵鋰電池的新能源車續航可達500km以上，能基本滿足城市通勤和短途旅行的需求。

3．需求端重視安全：當續航里程有所保障后，客戶的關注焦點逐漸從更極限的性能提升轉移到更高的安全性，三元電池的邊際優勢相比磷酸鐵鋰電池大幅減弱。

目前在動力領域，三元電池與磷酸鐵鋰電池勝負已分：三元電池在高性能、長續航的高端車市場擁有話語權，磷酸鐵鋰電池則在中低端車市場站穩了腳跟，并隨著系統結構優化，不斷向上滲透。

02商業化棋局

磷酸鐵鋰電池的棋盤，從礦產資源，到隔膜電解液，再到電池制造，環環相扣。

按生產成本來看，磷酸鐵鋰電池原材料中占比最大的是正極材料（26％），其次是負極材料（14％）、隔膜（11％）、電解液（10％），最后是銅箔（6％）。

而如果按單GW投資成本強度來看，則正極材料與銅箔投資強度最大，分別為9000萬和5500萬，說明這兩個環節偏重資產運營，產能擴張需要較大的資金投入。

磷酸鐵鋰正極材料玩家多為具備鋰礦、磷礦等儲備資源的大型化工企業，行業集中度高，但近幾年呈現下降態勢；銅箔行業的壁壘主要在于生箔添加劑配方與設備調試，目前行業格局較為分散。

相比之下，隔膜、電解液與負極材料則是更加優秀的環節，其投資強度較低，行業集中度也更好，能夠在定價時擁有更強的話語權。

正極材料是鋰電池化學性能，如能量密度和安全性等的決定性因素。

磷酸鐵鋰正極材料的制備成本中，鋰源占比59．4％，疊加鐵源、磷源，原材料成本占比近70％，未來降本的方向聚焦在減少原材料損耗以及尋求低成本替代礦源。

磷酸鐵鋰的制備工藝主要有固相法和液相法兩種，其中固相法工業簡單，適合大規模量產，為大部分企業所選擇，而液相法生產的磷酸鐵鋰產品一致性更好、循環性能更優，代表企業為德方納米。

磷酸鐵鋰正極材料市場格局穩定，呈現二強競爭局面，兩大巨頭湖南裕能、德方納米占據了近一半的市場份額，2021年CR2為45．21％。

而從整個正極材料行業來看，磷酸鐵鋰電池需求的快速增長，也帶動了磷酸鐵鋰正極材料成為市場主流。

根據鑫欏鋰電數據，國內正極材料2022年上半年總產量達72．02萬噸，同比增長54．6％，其中磷酸鐵鋰材料累計產量為38．47萬噸，同比增長高達119．1％，占比53％；三元正極材料累計產量為26．38萬噸，同比增長45．9％，占比37％。

同時，我國磷酸鐵鋰和三元正極材料2022上半年的出貨量分別達到41．1和28萬噸，同比上漲136％和48％。出貨量的超級加倍，也使得湖南裕能和德方納米在2021年一躍成為整個正極材料行業的第一名和第二名。

水漲船高，上游原材料與中游電池制造的量價齊升，與下游終端應用的發展驅動關系緊密。在動力電池局打了翻身仗之后，磷酸鐵鋰電池又找到了新大陸。

03打開新天地

碳中和、5G建設等背景下，儲能領域產生的需求缺口正不斷擴大，而鋰電儲能，正是當前國內新型儲能領域中，發展最快的技術路線。

經濟性與安全性是儲能電池最重要的兩把刷子。

風光發電系統成本高、隨環境變化性強，要求配套的儲能電池能夠長久使用、性能穩定、環境適應力強、成本低廉。

磷酸鐵鋰儲能電池的循環壽命遠高于鉛酸蓄電池和三元電池，可達2000次以上，并且容量是鉛酸電池的3－4倍。

同時，磷酸鐵鋰由于其橄欖石狀結構的特點，即使在高溫下仍可保持較穩定的結構，具有遠超其他正極材料的安全性與穩定性，工作溫度范圍很寬。

此外，磷酸鐵鋰電池無記憶效應，可隨充隨用，不需要完全放電后再充電；不含有毒重金屬，綠色環保；且原材料與后期維護成本均較低。

在建設方面，鋰電儲能具有容量配置靈活、站址約束條件少、建設工期短等特點，能夠快速為電力系統提供調節服務。

據統計，2022年前三季度，全國新增投運新型儲能項目裝機規模963．7兆瓦，同比增加120％，其中磷酸鐵鋰儲能占到絕大多數。

有關人士表明，目前磷酸鐵鋰電芯的上游材料處于緊平衡供應狀態，儲能系統每天產線出貨量在十兆瓦時以上，每天需求的電芯在13000顆以上。

在經過組裝調試之后，新生產的磷酸鐵鋰儲能設備大部分會運往風電和光伏基地，作為配套的儲能設施，提升電廠的效率和穩定性。

在通信方面，工信部于2020年8月確認了磷酸鐵鋰儲能電池在5G基站儲能應用領域的主導地位，目前國內已經投運的電源側儲能項目也多采用磷酸鐵鋰電池。

2021 年，我國5G基站新增65萬個。以一個5G基站功耗3500W，應急4小時計算，單個基站備用電源需要14KWh。2021年5G基站儲能市場能提供9．1GWh磷酸鐵鋰電池的需求空間。

國內儲能需求以電力儲能和通信儲能為主，而海外的儲能需求，則更多來自戶儲。主要原因如下：

一是能源價格高。今年以來，歐洲多國能源價格和電力價格持續上升，高昂的零售電價與相關政策補貼，激勵著當地戶儲市場的發展；

二是戶外活動參與度高。美國是最大的戶外活動需求市場，露營、房車、電腦、照明、攝影等戶外休閑場景，使家用的便攜式儲能設備需求大幅增長；

三是應急備災剛需。便攜式儲能產品在日本常年暢銷，2020年被日本防災協會列為防災安全物資認證產品，正在逐步替代傳統燃油機。

海外儲能需求的爆發，也為國內鋰電池企業出海提供了良機。

海關數據顯示，今年前9個月，我國鋰離子蓄電池累計出口達349．11億美元，同比增長83．3％，已經超過2021年全年所有鋰電池出口額。

海外儲能市場成為了國內電力儲能電池企業創收貢獻最大的市場，以寧德時代、比亞迪為代表的國內一線儲能電池企業已經在海外系統集成商和業主群體中打響了名號。

儲能賽道作為一盤獨立的棋局，正在越下越大，而磷酸鐵鋰電池也許正是能夠撬動輸贏的關鍵一子。

04尾聲

內生動力、外部政策、宏觀目標等等變量，決定著一種材料、一個技術，能否從實驗室走向市場，并笑到最后。

從動力電池到儲能領域，磷酸鐵鋰電池憑借著優秀的特性、成熟的產業鏈、廣闊的市場空間，成功渡過了商業化的一道道坎，成為了鋰電產業的主力軍。

不過磷酸鐵鋰電池也并非十全十美，其性能的缺陷讓市場不斷地尋找研究新的升級材料，如磷酸錳鐵鋰等。

技術仍在進步，市場瞬息萬變。動力與儲能領域強有力的發展脈搏，將使磷酸鐵鋰電池奔向更廣闊的舞臺。

關鍵詞： 鐵鋰電池 能量密度 同比增長