三元正极行业报告：锂电池高镍趋势（35页）

行业报告下载 2021年06月16日 06:42 管理员

量对比三元和铁锂的性能差异发现，三元正极除了活泼的层状晶格结构相对铁锂的橄榄石结构带来的正极比容量和电池能量密度优势外，其低温性能也优于铁锂，零下 20℃下电池释放容量相比铁锂高 15pct，这一性能差异将使搭载三元电池的汽车在冬季相比铁锂电池具备更好的续航里程。而铁锂材料因更为稳定的晶格结构，在高温条件下安全稳定性明显占优。同时，铁锂稳定的结构也带来的相比三元更高的首效和和循环寿命。同时，铁锂材料因构成元素主要为廉价的铁、磷，相比三元材料中更为稀缺的镍钴锰而言具备明显价格和成本优势。此外，三元和铁锂材料在电化学性能差异还在于 SOC 曲线的不同。三元电池的 SOC 曲线随其电压水平呈相对线性关系，而铁锂电池的 SOC 曲线由于其较长的充放电平台和平台期后的电压突变而无法轻易地通过其电压变换来判断电池剩余电量。三元电池的 SOC 估计值偏离其实际值在 1-2％以内，而铁锂电池的 SOC 估计值则可能偏离其实际值 10％左右。因 SOC 曲线的差异，三元电池车型更能紧缺计算显示剩余续航里程，而铁锂车型易出现续航里程显示系数突降的情况，进而带来车主使用体验的差异。

车企与补贴政策博弈，三元铁锂反复拉锯。2019 年以前，300km 以上乘用车单车补贴金额达 4 万以上，同时对电池能量密度在 140wh/kg 的车型给与超额补贴系数，这使得更多车企愿意选择能量密度更高的三元电池来达到高续航进而获得更多补贴。而 19 年之后补贴断崖式退坡，400km 以上车型补贴金额仅在 2 万左右，占整车购置成本已较低。同时，国家为了防止车企冒进追求高能量密度造成安全风险，不再进一步提升电池能量密度考核门槛，三元相对铁锂在获取补贴能力上的相对优势削弱。2020 年比亚迪推出搭载刀片电池的汉，电池体积能量密度达 229Wh/L，续航里程为 605km。比亚迪汉的轴距为 2.92 米，电池包的预留安装空间较大，而普通 A、B 级车轴距分别为 2.3-2.5、2.6-2.7 米，电池包能量密度提升空间有限。根据现有车型电池包电量和续航参数，模拟其从传统电池包切换为刀片铁锂电池包后的带电量和续航里程。以荣威ER6为例，传统三元电池包模拟切换为铁锂刀片后，虽然空间利用率提升，但因为铁锂相对较低的能量密度，导致续航降从 600km 下降到 435km。因此，比亚迪汉刀片电池的成功更多是基于其 C 级车的设计基础，而在体积相对有限的 A 级车中，刀片铁锂仍难以让其续航突破 500km，这会限制一部分对续航里程偏好较高的 A 级车主的消费选择，进而影响车企对铁锂电池选择的远期渗透率。