我們認為磷酸鐵鋰產業鏈底部已過、2020年有望迎來明顯改善。電池環節有望直接受益于鐵鋰離子電池帶來的成本下降與競爭力提升；正極環節需求彈性顯著，龍頭公司優勢凸顯；碳酸鋰環節需求邊際向好。

鐵鋰可帶來多少成本下降？

鐵鋰價格與成本當前顯著低于三元電池

►價格：鐵鋰低于三元15%以上。根據GGII數據，至4Q19，三元與鐵鋰PACK的不含稅價格為0.83、0.75元/Wh，而至2M20，根據CIAPS數據，三元與鐵鋰PACK的不含稅價格已下降至0.77、0.64元/Wh，而三元與鐵鋰電芯的價格已下降至0.64、0.51元/Wh。鐵鋰當前單位價格低于三元15%以上。

►成本：我們測算鐵鋰低于三元20%以上。根據我們對寧德時代成本的測算，材料價格導致的正極成本下降與更簡單的熱管理、BMS導致的PACK環節成本的下降使得寧德時代當前三元成本較鐵鋰低20%以上。

圖表: 鐵鋰價格當前低于三元15%以上

資料來源：GGII，CIAPS，中金公司研究部

圖表: 我們測算認為鐵鋰成本較三元低20%以上

資料來源：GGII，CIAPS，中金公司研究部

鐵鋰性能適用于什么車型？

關于鐵鋰離子電池在乘用車的應用，核心問題在于性能是否滿足現有市場要求？

►優勢：鐵鋰離子電池具備低成本、高循環壽命、高安全性的優點。

►劣勢：鐵鋰離子電池在體積能量密度、質量能量密度、低溫性能、倍率性能上，較三元電池性能位于劣勢。特別是在能量密度方面，是制約鐵鋰離子電池在乘用車應用的重要原因。

市場要什么樣性能的電池？

►從能量密度與里程兩個維度看，我們認為終端需求成本能量密度高于140Wh/kg，同時續航里程短時間來看350km以上，中長期來看400-600km的車型會是市場主導。

►從電池配套角度，能量密度方面我們認為400km及以下的中低里程車型適配于140-150Wh/kg能量密度鋰電，而500km以上車型更適配于160Wh/kg以上能量密度鋰電。快充、低溫性能我們認為更多要對使用場景與區域進行進一步細分定位。

圖表: 純電乘用車當前平均能量密度高于145Wh/kg

資料來源：寧德時代通告，CIAPS，GGII，中金公司研究部

圖表: 純電乘用車平均續航在300-400km

資料來源：萬得資訊，中金公司研究部

龍頭公司具備將鐵鋰離子電池批量應用于400km車型的能力，但要結合CTP技術。

►寧德時代可通過CTP，實現乘用車140-150Wh/kg鐵鋰成組能量密度，并降低體積能量密度差的影響。從下表可以看到，寧德時代在客車中已實現91%的成組率，達到最高161Wh/kg的成組能量密度，單體層面則已達到178Wh/kg。寧德時代應用于乘用車最大的單體電芯容量228Ah，我們以寧德時代同級別231Ah鐵鋰電芯為基準，當成組率在80-85%級別時，成組能量密度可達140-150Wh/kg。考慮到乘用車帶電量小于客車，且空間較客車也更小，因此90%以上成組率較難。參考國軒當前80%左右成組率，我們認為85%的成組率在寧德時代CTP技術應用下可達到，對應寧德時代有望實現在乘用車150Wh/kg的鐵鋰成組能量密度。

►考慮到CTP對電芯的更高要求，我們認為有能力在頭部車企批量供應鐵鋰電芯的鋰電公司并不多。CTP由于進一步省去模組，因此PACK層面直接監控單體電芯，若電池PACK出現局部故障，則不能如以往替換模組，而要直接替換完整的PACK。因此CTP應用下，關于批量電芯的一致性、安全性、穩定性較非CTP下的PACK，要求更嚴苛。

圖表: 我們認為寧德時代有能力在乘用車上利用鐵鋰離子電池達到140-150Wh/kg的成組能量密度

資料來源：CIAPS，GGII，松下財報，特斯拉財報，中金公司研究部

比亞迪與寧德時代均推進CTP應用，但技術路線有所不同。

►比亞迪通過刀片電池，首次實現鐵鋰電芯下乘用車里程超600km。比亞迪刀片電池技術是通過電芯與模組層面共同的創新以實現，在電芯層面通過多軟包小電芯的內串聯實現長條型類電芯，并將長條型刀片電芯密集組合為PACK，大幅提升體積能量密度，質量能量密度方面也受中間結構件減少有所提升，實現140Wh/kg成組能量密度與605km NEDC續航。

►寧德時代是基于現有大電芯產品，通過去少模組或去模組化，來實現CTP。寧德時代在電芯層面沿用現有的方形產品，在模組層面通過正向的設計以實現減少模組，以降低中間結構件耗材，提升體積與質量能量密度。

►寧德時代CTP更易推廣商業化，同時我們認為當前NCM811的CTP依舊有難度。寧德時代由于未使用新電芯，創新重要是在PACK設計層面，對現有的產量可充分利用，更易于商業化。同時，考慮到NCM811單體安全性較523有所減弱，我們認為模組層面的設計依舊要，來強化NCM811 PACK的安全性。

圖表: 寧德時代CTP的路徑是大電芯下的去模組化

資料來源：寧德時代，中金公司研究部

圖表: 比亞迪CTP路徑為刀片電芯直接成組

資料來源：比亞迪專利說明書，中金公司研究部

鐵鋰需求彈性幾何？

2014-19年間磷酸鐵鋰份額由82%下降至32%。2019年，我國動力鋰電池裝機量62GWh、同比上升9%。其中三元電池裝機量38GWh、同比上升24%，份額占比提升近8ppt至62%；而磷酸鐵鋰離子電池裝機量20GWh、同比下降8%，其份額約32%、相比2018年下降約6ppt，相比2014年下降近50ppt。

圖表: 我國分類型動力鋰電池裝機量

資料來源：GGII，Marklines，中金公司研究部

圖表: 我國分類型動力鋰電池裝機市占率

資料來源：GGII，Marklines，中金公司研究部

目前磷酸鐵鋰廣泛應用于商用車，而純電乘用車中裝機占比僅4%。據我們統計與測算，2019年純電乘用車、純電客車、純電專用車、插電混乘用車、插電混客車中，鐵鋰離子電池占比分別4%、96%、80%、0%、20%。其中，磷酸鐵鋰在純電乘用車中的裝機占比自2014年以來下降51ppt，在插電混乘用車中的裝機占比自2014年的95%以來持續下降驅零，而在客車、專用車中保持著較高水平。

圖表: 2019年我國動力鋰電池裝機拆分（分車型）

資料來源：GGII，Marklines，中金公司研究部

圖表: 2019年我國各車型的磷酸鐵鋰離子電池裝機占比

資料來源：GGII，Marklines，中金公司研究部

我們預計磷酸鐵鋰產業鏈拐點已至，對應正極環節彈性顯著，碳酸鋰供大于求格局邊際改善。

►磷酸鐵鋰正極：我們測算2020年，純電乘用車中磷酸鐵鋰離子電池裝機占比每提升1ppt、將帶來2.5-3%的磷酸鐵鋰正極需求彈性。我們預計2020年我國新能源汽車銷量約156萬輛、對應同比上升34%，動力鋰電池裝機量約82GWh、對應同比上升31%。而其中，我們認為2020年磷酸鐵鋰重要彈性在于純電乘用車，因此我們假設2020年，純電乘用車中磷酸鐵鋰離子電池裝機占比分別提升至5%、10%、15%、20%四種情景，對應2020年我國磷酸鐵鋰動力鋰電池總裝機量分別22、25、28、31GWh，分別對應11%、25%、40%、54%的同比增速。

圖表: 2020年磷酸鐵鋰動力鋰電池預測

資料來源：GGII，Marklines，中金公司研究部

►碳酸鋰：磷酸鐵鋰動力鋰電池占總需求比例有限，我們預計將邊際改善需求、但不會影響實質性的供需格局。據安泰科數據及我們統計預測，2019年，全球碳酸鋰需求中，動力鋰電池占比約38%、而其中磷酸鐵鋰占比僅約26%，對應磷酸鐵鋰動力鋰電池占碳酸鋰總需求約10%。而據中金有色組預計，2019-20年全球碳酸鋰需求量分別約29.7/35.0萬噸，而供給-需求量分別約11.6/8.3萬噸，因此，磷酸鐵鋰動力鋰電池的需求回暖將改善碳酸鋰邊際需求，但是無法改變2020年供大于求的格局。整體上看，我們認為鋰總需求在未來3年有望實現20%左右的復合上升，供給端的過剩或將在2020~2021年逐漸消化，碳酸鋰價格有望自2020年底開始逐步回升，氫氧化鋰由于供需格局良好，價格上行動能更強。

圖表: 2019年全球碳酸鋰需求拆分、及其中新能源汽車需求分材料拆分

資料來源：安泰科，GGII，Marklines，中金公司研究部

正極環節公司格局怎么看？

截至2019年底，磷酸鐵鋰正極需求及價格已跌至谷底。2017年初至2019年底，磷酸鐵鋰正極均價由10.5萬元/噸斷崖式下降至4.1萬元/噸。

目前產業鏈尾部已經基本出清，格局明晰，龍頭具備高產量利用率、及進一步擴產量力。我國磷酸鐵鋰正極產業鏈在過去經歷了“需求上升之下大規模投產——產量嚴重過剩——價格及公司盈利大幅下降——尾部出清、龍頭集中度提升”的階段，目前格局已經趨于穩定。龍頭公司產量、擴產計劃、產量利用率全面領先。

圖表: 磷酸鐵鋰正極產量及增速

資料來源：CIAPS，中金公司研究部

圖表: 磷酸鐵鋰正極均價

資料來源：CIAPS，中金公司研究部

圖表: 2019年磷酸鐵鋰正極公司市占率

資料來源：CIAPS，中金公司研究部

圖表: 鐵鋰正極重要公司的產量及計劃、產量利用率

資料來源：CIAPS，中金公司研究部

投資建議：我們認為磷酸鐵鋰產業鏈底部已過、2020年有望迎來明顯改善。電池環節有望直接受益于鐵鋰離子電池帶來的成本下降與競爭力提升；正極環節需求彈性顯著，龍頭公司優勢凸顯；碳酸鋰環節需求邊際向好。

風險提示：新能源車銷量不及預期，動力鋰電池成本下降與性能進步不及預期。

原標題:電動汽車用鐵鋰離子電池意味著什么？