磷酸鐵鋰電池,中國的“香餑餑”
在新能源汽車與儲能市場雙輪驅(qū)動的浪潮下,磷酸鐵鋰電池憑借安全、經(jīng)濟(jì)、長壽命的核心優(yōu)勢,已然成為產(chǎn)業(yè)變革的“中流砥柱”。在中國,磷酸鐵鋰電池從2021年裝車量反超三元電池,到2025年上半年占動力電池總出貨比例高達(dá)78%,其崛起軌跡折射出中國產(chǎn)業(yè)鏈對技術(shù)路線的精準(zhǔn)把控——比亞迪刀片電池、寧德時代麒麟電池等創(chuàng)新產(chǎn)品持續(xù)突破能量密度瓶頸。據(jù)EV Tank報告顯示,去年全球儲能電池中磷酸鐵鋰占比更是高達(dá)92.5%。
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為什么磷酸鐵鋰電池在中國成為主流?
據(jù)了解,1996年,John B.Goodenough教授團(tuán)隊首次報道了磷酸鐵鋰作為鋰離子電池正極材料的可行性,他們發(fā)現(xiàn)有著橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰電池具有較高的熱穩(wěn)定性、安全性和循環(huán)壽命,不會像當(dāng)時常見的鈷酸鋰那樣在高溫下容易分解,而且其主要原料是鐵和磷,工藝穩(wěn)定價格低廉,可以顯著降低電池的生產(chǎn)成本,磷酸鐵鋰還不含有材料毒性,清潔環(huán)保無污染。
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圖片來源:德克薩斯大學(xué)
但是,由于磷酸鐵鋰的能量密度較低,在較長一段時間內(nèi)都是無人問津。進(jìn)入20世紀(jì),全世界都在大力研究新能源車,當(dāng)時日本全力研究氫能源,而歐美主要研究三元鋰電池,但對中國來說這兩者或許都不是特別好的路線。氫能源方面最容易實現(xiàn)的技術(shù)都已被日本設(shè)置了專利壁壘,只剩下一些“難啃的骨頭”,比如氫燃料的運輸和存儲。三元鋰電池中的鈷和鎳主要來自于非洲和印尼,長期被美、西方控制,想要獲取也不容易,前路未明。
中國在多條路線中探索中發(fā)現(xiàn),磷酸鐵鋰完全符合我國當(dāng)前的戰(zhàn)略方向,一方面,我國含有豐富的磷礦資源,是磷酸鐵鋰的主要原材料之一;另一方面,磷酸鐵鋰在某些應(yīng)用場景中可以勝任,比如說公共交通領(lǐng)域,市場廣闊。
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圖片來源:pixabay
磷酸鐵鋰電池能量密度低的缺點是可以被公交車包容的,無非就是開慢點、多充電,同時因為公交車體積大,所以可以使用較大的電池包。磷酸鐵鋰電池還具有高安全性,所以北京奧運前后,我國就開始將鋰電池電動公交車投入使用并逐步推廣。2010年相關(guān)部門再次調(diào)整策略,明確提出以公共領(lǐng)域用車為突破口,逐步帶動新能源車私人消費市場的方針。
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2024年,磷酸鐵鋰電池已經(jīng)占到全球EV電池市場容量的40%,并且占比在迅速上升,在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域,磷酸鐵鋰電池也正逐步得到應(yīng)用,而我國在全球磷酸鐵鋰產(chǎn)能中的占比更是超過了98%。
取長補(bǔ)短:磷酸鐵鋰和三元鋰電池
磷酸鐵鋰(LFP)與三元鋰(NCM/NCA)是目前電動汽車最常見的兩種鋰離子電池正極材料。從全球范圍看,幾乎所有量產(chǎn)電動車都采用這兩種類型。在中國,兩者的裝機(jī)量目前來看磷酸鐵鋰電池稍占優(yōu)勢。但是,磷酸鐵鋰和三元鋰電池從來不是非此即彼的關(guān)系,磷酸鐵鋰電池勝在安全壽命長、成本低,更適合大眾化規(guī)模化車型,三元鋰電池則更傾向追求高能量密度和超長續(xù)航的高端車上。
一個追求安全與成本,一個追求動力和續(xù)航,但在技術(shù)進(jìn)化的過程中我們會發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象,不同的路線并不會永遠(yuǎn)分道揚鑣,而是會通過各種工程補(bǔ)丁逐漸靠近,比如磷酸鐵鋰可以通過摻雜錳提升快充,以及刀片電池結(jié)構(gòu)來補(bǔ)充能量密度的短板。
高壓密磷酸鐵鋰或?qū)⒊蔀槲磥碇髁?/strong>
磷酸鐵鋰作為鋰電池中最廣泛使用的正極材料之一,應(yīng)用場景主要是新能源汽車動力電池和儲能電池等領(lǐng)域。當(dāng)前市場主流的是第三代磷酸鐵鋰產(chǎn)品,依賴電池包結(jié)構(gòu)創(chuàng)新(如CTP)提升能量密度,其受限于壓實密度(≤2.50 g/cm3),快充能力普遍在2C左右。而第四代磷酸鐵鋰,也稱高壓密磷酸鐵鋰,通過更高壓實密度(≥2.60 g/cm3)縮短鋰離子遷移路徑,顯著降低阻抗,支持4C-6C快充。
目前的市場趨勢是,第四代磷酸鐵鋰憑借高壓實密度實現(xiàn)了磷酸鐵鋰電池能量密度與快充性能的雙重躍升,成為高端電池的技術(shù)標(biāo)桿;而第三代因性能局限,正逐步退出主流競爭。
據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,截至2024年年底,高壓密磷酸鐵鋰月度出貨量已超3.5萬噸。 從市場需求看,2025年隨著神行電池持續(xù)放量及更高性能神行Plus電池的裝車,神行電池的出貨比例預(yù)計進(jìn)一步提升;同時,比亞迪2025年有望推出二代刀片電池,能量密度、充電倍率預(yù)計較一代刀片電池提升;此外,欣旺達(dá)、蜂巢能源等電池廠的高性能鐵鋰電池預(yù)計逐步開始放量,從而帶動高壓密磷酸鐵鋰產(chǎn)品需求進(jìn)一步放量。
目前,行業(yè)內(nèi)已有多家能夠大規(guī)模生產(chǎn)高壓密磷酸鐵鋰的企業(yè),主要有湖南裕能、富臨精工、德方納米、龍蟠科技、萬潤新能、安達(dá)科技、瑞翔新材等。
磷酸鐵鋰大單頻現(xiàn)
今年以來,頭部電池廠密集派發(fā)磷酸鐵鋰大單。
1月,龍蟠科技發(fā)布公告,控股孫公司鋰源(亞太)與Blue Oval簽訂長期供貨協(xié)議,將向后者銷售磷酸鐵鋰正極材料,初始供應(yīng)期為5年,即2026年至2030年。另外,龍蟠科技在6月初、9月中旬相繼公告,鋰源(亞太)分別獲得億緯鋰能馬來西亞子公司、寧德時代長協(xié)訂單,供貨量分別為15.2萬噸、15.75萬噸磷酸鐵鋰正極材料,按照當(dāng)時市場價格估算,累計銷售金額預(yù)計約110億元。
5月,萬潤新能拿下寧德時代長協(xié)訂單,預(yù)計將在2025年5月至2030年向后者供應(yīng)132.31萬噸磷酸鐵鋰產(chǎn)品。
9月,寧德時代與富臨精工子公司江西升華簽訂預(yù)付款協(xié)議,擬向江西升華支付15億元預(yù)付款,用于鎖定磷酸鐵鋰供應(yīng)量,并支持后者布局更有競爭力的原材料建設(shè)。按照此前約定,在2025至2029年期間,寧德時代年度磷酸鐵鋰采購量不低于江西升華承諾產(chǎn)能的80%。除業(yè)務(wù)層面外,寧德時代還將目光投向了股權(quán)綁定,為磷酸鐵鋰供應(yīng)加上“雙保險”。繼上半年斥資4億元取得江西升華18.74%的股權(quán)后,寧德時代在9月底與富臨精工等達(dá)成協(xié)議,擬共同對江西升華增資擴(kuò)股。其中寧德時代增資金額為25.63億元,交易完成后將持有江西升華51%股權(quán),升格為新任控股股東。
10月20日,豐元股份宣布旗下子公司獲楚能新能源三年期磷酸鐵鋰長單,累計供貨量為10萬噸。
小結(jié)
2019年,三元鐵鋰電池市場占有率65%,占據(jù)主導(dǎo)地位,后來隨著刀片電池等磷酸鐵鋰創(chuàng)新產(chǎn)品的陸續(xù)推出,以及消費者對新能源汽車安全問題的愈發(fā)關(guān)注,為磷酸鐵鋰電池需求增長帶來了強(qiáng)勁動力。自2020年起,磷酸鐵鋰電池呈現(xiàn)回暖態(tài)勢,并在2021年7月實現(xiàn)裝車量的反超。今年上半年,磷酸鐵鋰材料出貨161萬噸,占比正極材料總出貨量比例近77%。從目前的市場趨勢來看,磷酸鐵鋰電池憑借其安全性和成本優(yōu)勢,有望在未來繼續(xù)保持增長態(tài)勢,進(jìn)一步擴(kuò)大市場份額。


