2021年12月23日，日經中文網報道指出，純電動汽車(EV)蓄電池使用的電池金屬價格高漲。除了鋰的價格創出歷史新高之外，鈷也處于3年來的高位。在脫碳潮流下，面向純電動汽車的需求猛增，但供應卻一直跟不上。有觀點預測，供應要等到2022年秋季以后才會增加，預計高價狀態仍會持續一段時間。
鈷是三元鋰電池的主要原材料之一，占據三元鋰電池原材料成本近90%。作為稀有礦物，鈷的開采條件極不穩定且價格昂貴，導致供應鏈十分脆弱，極易影響下游產業。這在很大程度上造成三元鋰電池原材料成本居高不下，也給三元鋰電池廠商帶來了很大的成本壓力。
鈷元素價格昂貴直接導致三元鋰電池的裝機量和市場份額下降。相關統計數據顯示，2020年，國內動力電池累計銷量達65.9GWh，其中，三元鋰電池共裝車38.9GWh，占比61.1%，累計下降4.1%;磷酸鐵鋰電池裝車24.4GWh，占比38.3%，累計增長20.6%，也是唯一實現銷量同比增長的動力電池類型。
值得注意的是，近一年來，三元鋰電池的裝機量和市場份額不理想狀態還在繼續，且差距進一步拉開的跡象愈發明顯。
根據中國汽車動力電池產業創新聯盟數據，2021年前11個月，磷酸鐵鋰電池的產量與裝機量均反超三元鋰電池。2021年1-11月，國內三元鋰電池裝車量累計63.3GWh，占總裝車量49.3%，磷酸鐵鋰電池裝車量累計64.8GWh，占總裝車量50.5%。
長期以來，在動力電池市場上，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池“此起彼伏”的角逐從未停止過。發展至今，唯一可以確定的是：目前的動力電池市場，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池還缺一不可，但最終誰會落跑，是可以判斷的趨勢。
當三元鋰電池中的鈷元素價格不斷攀升，其生產成本在長時間內居高不下，三元鋰電池裝機量逐步下降的情況將難以避免。我們可以認為，在動力電池市場，三元鋰電池正在面臨被逐步替代的危機。
為何需要三元鋰電池？
隨著新能源汽車在我國資本市場發展起步，自2009年至2015年，磷酸鐵鋰電池憑借成本低、循環壽命高和安全性高等品質吸引了眾多汽車廠商和動力電池廠商“押寶”。相關數據顯示，高峰時期，磷酸鐵鋰電池最高市場份額占比達到70%(受限于能量密度，當時的純電動乘用車主要以小型和微型為主)。
磷酸鐵鋰電池“好日子”的首次“暫停”發生在2017年，彼時，政策補貼開始朝著鼓勵追求高能量密度轉變，三元鋰電池憑借高能量密度特質反客為主，短時間內將市場份額提升到67%，改寫了磷酸鐵鋰電池的“神話”。
2016年底，財政部、科技部、工信部和發改委聯合發布了新能源汽車補貼新政：自2017年起，新能源汽車按照能量密度進行差異化補貼，能量密度高于120Wh/kg的按照1.1倍補貼。
2017年3月，中央四部委印發了《促進汽車動力電池產業發展行動方案》(以下簡稱《方案》)通知，明確指出了“將提高電池比能量作為今后的重點發展目標之一”。
《方案》提到的關鍵指標和時間節點包括：到2020年，鋰離子動力電池單體比能量>300Wh/kg;系統比能量爭取達到260Wh/kg;成本<1元/瓦時;使用環境達-30℃到55℃;具備3C充電能力;到2025年，單體比能量達500Wh/kg;力爭實現單體電池350Wh/kg、系統260Wh/kg的鋰離子電池產品產業化和整車應用。
彼時，鮮有磷酸鐵鋰電池的能量密度能到達120Wh/kg，但三元鋰電池輕而易舉就能擁有該性能。對于廣大需要動力電池的車企而言，如果將三元鋰電池裝載在續航250公里以上的車型里，可以多獲得4400元的補貼。
值得注意的是，三元鋰電池的利好政策還在繼續。
2021年11月，《鋰離子電池行業規范條件(2021年本)》(征求意見稿)和《鋰離子電池行業規范公告管理辦法(2021年本)》要求，能量型動力電池項目單體能量密度應≥180Wh/kg，電池組能量密度應≥120Wh/kg。不過，目前主流的磷酸鐵鋰電池單體能量密度處于160Wh/kg附近，對于規范中對單體能量密度的要求，大部分磷酸鐵鋰電池尚無法滿足。
毋庸置疑，高能量密度和政策補貼的加持，是三元鋰電池顯而易見的優勢。對比來看，磷酸鐵鋰電池在單體能量密度上可以突破的空間不大，而三元鋰電池的潛力還未充分挖掘出來。實際上，也正是鋰離子電池的高能量密度的發展導向為三元鋰電池帶來了真正的“春天”。
然而，政策補貼和利好趨勢也不能代替市場真正的需求，正如眾多企業家掛在嘴邊的話一樣：消費者會用腳投票，選出真正適合發展的產品。
補貼給不了永久“話語權”
2019年，天際汽車CEO張海亮曾預言：未來3-5年，三元鋰電池將會遭遇技術瓶頸。
如今2022年已來，三元鋰電池的技術難關何時能真正突破尚未可知，但三元鋰電池正在慢慢退出政策照顧的行列已然成為事實。
實際上，三元鋰電池的政策補貼正在“退坡”。
2019年3月，財政部、工業和信息化部、科技部和發展改革委四部委聯合發布《關于進一步完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》(以下簡稱為《通知》)。
《通知》表示，國補力度大幅退坡，補貼基數綜合下降程度超50%，且2019年3月26日至2019年6月25日為過渡期，期間按2018年補貼的0.1倍和0.6倍進行補貼。此外，過渡期后地補(地方補貼)取消，轉為支持充電等配套設施。
換言之，自2019年6月26日起，新能源汽車國家補貼標準降低約50%，地方補貼則直接退出，2019年綜合補貼退坡幅度超70%。
2020 年 4 月，財政部、工信部、科技部、發改委發布《關于完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》提出，將新能源汽車推廣應用財政補貼政策實施期限延長至 2022 年底，平緩補貼退坡力度和節奏，原則上 2020-2022 年補貼標準分別在上一年基礎上退坡 10%、20%、30%。
補貼退坡的力度遠超預期，車企繼續采用三元鋰電池，在不漲價的情況下，已經很難覆蓋成本，降低成本成為車企的主要目標。而降低成本最快的方式就是切換電池種類。
彼時，在技術層面的雙重進步推動下，磷酸鐵鋰電池的能量密度已經大幅提升。以國軒高科為代表的動力電池廠商已經將磷酸鐵鋰電池的能量密度提高達到210Wh/kg。
長期以來，降低成本一直是新能源車企關注的話題，動力電池的價格牽動著新能源車企的心。當三元鋰電池的政策補貼熱潮退去，不含鈷元素的磷酸鐵鋰電池就成為了新能源車企的新選擇。
乘用車市場信息聯席會秘書長崔東樹認為，新能源汽車補貼退坡，使各新能源車企逐漸轉變經營方向，在部分車型上放棄追求更高能量密度的電池，改用相對更廉價的磷酸鐵鋰電池以降低成本。
此外，除了能量密度提升外，2019年以來，前期搭載三元鋰電池的車輛頻繁起火，三元鋰電池的安全性再次引發廣泛關注。
盡管探尋電動汽車起火原因是一個非常復雜的過程，將三元鋰電池歸為“罪魁禍首”也不完全妥當。但不得不承認的是，接連不斷的新能源汽車自燃事件已經讓消費市場的神經高度緊繃，這也無疑會成為動力電池市場選擇的一大顧慮。
2020年，比亞迪總裁王傳福曾表示，在國內的新能源乘用車領域，多個企業間存在續航攀比的現象，而提升續航的主要方法就是提升動力電池的能量密度，這導致電池行業的發展跑偏。當車企普遍選擇能量密度更高的三元鋰電池，并且還在持續增加電池的能量密度，這必然導致電動汽車自燃事件頻頻發生。
一般而言，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的材料在到達一定溫度時都會發生分解，但三元鋰電池的材料在200度左右的環境下就會發生分解，而磷酸鐵鋰電池的材料分解則發生在800度左右的環境下。并且三元鋰電池材料的化學反應更加劇烈，會釋放氧分子，在高溫作用下電解液迅速燃燒，發生連鎖反應。
為此，2020年5月，工信部頒布了一系列電動汽車強制標準，其中就包括一條“要求電池單體發生熱失控后，電池系統在5分鐘內不起火不爆炸，為乘員預留安全逃生時間”。這條強制標準也被業內認為是針對三元鋰電池，從之前發生的自燃事件來看，多款搭載了三元鋰電池的電動汽車從自燃到著火的時間在幾十秒內。
市場選擇，巨頭轉身
根據億歐數據，從國內整個動力電池賽道來看，中國前十動力電池廠商總市值/估值約為2.55萬億元，其中一半廠商分布在生產制造行業，共計市值/估值為5788.27億元，約占中國前十動力電池廠商總市值/估值的22.70%。
從一定程度上來說，起初寧德時代能夠迅速占領市場是因為恰到好處地乘上了政策補貼的“東風”。2012年，寧德時代率先獲得了來自寶馬汽車真正意義上的大訂單;2014年，寧德時代再次拿到了來自寶馬另一款純電動汽車530Le的供應商訂單。這兩筆讓動力電池廠商垂涎已久的大訂單，使得寧德時代在動力電池市場內迅速變得火熱起來。
值得注意的是，彼時的寧德時代兼顧了三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池兩種技術路線。在對續駛里程敏感的乘用車領域，寧德時代主要選擇了能量密度更高的三元鋰電池;在商用車領域，則主要選擇了磷酸鐵鋰電池。
2016年，補貼政策引入能量密度要求后，以寧德時代為代表的三元鋰電池廠商市場份額不斷擴張。2017年，寧德時代動力電池的配套車型和供貨車企數量分別達到390款和64家。于是，借著補貼政策的東風，寧德時代登上全球出貨量冠軍的寶座，一舉奠定了其在動力電池市場的地位。
如今，動力電池市場格局再次發生變動，當三元鋰電池的發展勢頭較磷酸鐵鋰電池遜色，補貼政策的“東風”也動力不足，很多觀望者在思考寧德時代將會如何面對此次“動蕩”。
實際上，寧德時代一直在居安思危，已經開始在技術路線發展戰略上進行轉移，加大對磷酸鐵鋰電池的投入。
2021年11月，據《科創板日報》報道，針對“寧德時代已在韓國設立分部，為向現代汽車供貨提供支持”的傳聞，有接近寧德時代的知情人士透露：“情況屬實，三元、磷酸鐵鋰電池都有在供給。”
相關數據顯示，2021年寧德時代磷酸鐵鋰電池裝機量為30.2GWh，三元鐵鋰電池裝機量為35.7GWh，僅為磷酸鐵鋰電池裝機量的1.2倍。行業預計，2022年寧德時代的磷酸鐵鋰電池裝機量會大幅超過該企業的三元鋰電池裝機量，整個發展重心會發生變化。
2020年5月，工信部發布了第333批《道路機動車輛生產企業及產品》，其中申報信息顯示，特斯拉Model 3的電池換成了磷酸鐵鋰電池。
此外，彼時有媒體報道，特斯拉的磷酸鐵鋰電池將會由寧德時代提供。報道稱寧德時代的磷酸鐵鋰電池模組度電成本已經降到了500元以內，電池組的成本將會在600元以下。對比此前特斯拉所用的高鎳三元鋰電池度電成本在1000元左右。
2021年7月，特斯拉推出配備磷酸鐵鋰電池的Model Y標準續航版;2021年10月，特斯拉CEO馬斯克透露，未來全球范圍內的標準續航版Model 3和Model Y，將全部改用磷酸鐵鋰電池。
實際上，在動力電池市場內，選擇磷酸鐵鋰電池的頭部企業并不在少數。
2020年3月，比亞迪發布刀片電池，刀片電池通過結構創新，在成組時可以跳過“模組”，大幅提高了體積利用率，最終達成在同樣的空間內裝入更多電芯的設計目標。
相較傳統的有模組電池包，“刀片電池”的體積利用率提升了50%以上，續航里程已經達到了高能量三元鋰電池的同等水平。刀片電池讓磷酸鐵鋰電池有了低成本、安全性高、使用壽命長和體積能量密度大等優勢，這讓磷酸鐵鋰電池重回一線又有了更多的加持。
王傳福表示，刀片電池將改變行業對三元鋰電池的依賴，讓動力電池的技術路線回歸正道，并重新定義新能源汽車的安全標準。2021年4月，比亞迪宣布旗下全系純電乘用車型將搭載磷酸鐵鋰刀片電池。
此外，億緯鋰能、國軒高科等國內廠商也在加碼磷酸鐵鋰電池，專注于三元鋰電池的LG化學、SKI等韓國電池廠商，也在投身磷酸鐵鋰路線。
在國軒高科工研總院副院長張宏立看來，磷酸鐵鋰電池占比逐漸提升并不意外，這是市場選擇的結果。
動力電池技術革命進行時
動力電池技術正在發生一場深遠的變革。
獨立汽車分析師張翔表示，在三年內，從三元鋰電池切換到磷酸鐵鋰電池是一個趨勢，2022年三元鋰電池的份額大概率會進一步降低。
但這并不是動力電池市場的最終結果，專注于研發動力電池多條技術路線的廠商們希望可以給市場提供更多選擇。
在動力電池賽道中，除了三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池和氫燃料電池外，還有四元鋰電池。
2020年3月，通用與LG化學推出一款電池產品Ultium，且該電池電芯使用LG化學最新研發的NCMA四元鋰電池。在NCMA四元正極材料中，鈷元素含量從NCA/NCM 622中的20%下降至5%，成本進一步降低。
彼時，LG與通用表示，此前LG化學NCM 622的量產成本約為148美元(約合人民幣1027元)，但NCMA四元鋰電池的量產成本為100美元(約合人民幣694元)，成本下降32.4%。
更重要的是，NCMA四元鋰電池正極材料的熱穩定性更高。
四元鋰電池的技術原理是通過向NCM三元鋰正極材料，混入少量的鋁元素，使原本性質活躍的高鎳三元正極材料在保持高能量密度的同時，也能維持穩定狀態。研究表明，NCMA四元鋰電池的正極材料放熱峰值反應溫度為205攝氏度，高于NCA正極材料的202攝氏度與NCM正極材料的200攝氏度。
四元鋰電池能夠在高能量密度的基礎上，兼顧實現高安全性和低成本，這無疑像動力電池廠商們所期待看到的那樣，兼顧了磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的優質特性。
降低鈷元素的含量，是降低生產成本的關鍵因素之一。為此，動力電池廠商們不斷在鈷元素上做“減法”，甚至干脆剔除鈷元素，推出無鈷電池。
2020年5月，長城汽車的動力電池公司蜂巢能源發布徹底去除鈷元素的L6薄片無鈷長電芯。該款電池能量密度提高，成本降低，使用壽命更長，電芯壽命也比多晶高鎳三元高出70%。
還有一部分電池企業在研究固態電池。
本質上，固態電池是三元鋰電池的升級。兩者的區別在于固態鋰電池采用了不可燃、無腐蝕、不揮發、不漏液、高溫下表現良好的固態電解液，安全性更高。同時，在能量密度和充放電性能上，固態鋰電池可以達到500-600Wh/kg，充放電速率可達5C以上，核心參數比目前的三元鋰電池高出一倍多。
2021年，寧德時代獲得兩項固態電池相關專利，并表示已經可以做出固態電池的樣品，2020年預計實現大規模量產;同年9月，國軒高科表示將在2025年后量產固態電池;蜂巢能源與中國科學院寧波材料技術工程研究所共同成立了固態電池技術研究中心，計劃在2025年量產裝車。
此外，2021年9月，國內鐵鋰正極材料行業頭部企業德方納米和當升科技相繼公布其磷酸鐵鋰技術升級產品—磷酸錳鐵鋰(LMFP)的產業化進展。
德方納米表示，已成立“年產10萬噸新型磷酸鹽系正極材料生產基地項目”。該項目的落地被業內認為LMFP的產業化進程正在加速，預計在未來兩年之內會量產裝車。
隨著四元鋰電池、無鈷電池、固態電池和磷酸錳鐵鋰電池的先后入局，如今的動力電池賽道上已經林立各路選手。在下一波技術路線之戰中，或許攻守之勢的轉換不只是發生在三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池之間，更多的玩家、更多的力量和更多的選擇會讓動力電池市場擁有更多的出口。
