前言
這兩年，三元鋰電池絕對是新能源乘用車當之無愧的主角，然而近期在第336批《道路機動車輛生產企業及產品》目錄中披露的資訊中顯示，搭載磷酸鐵鋰電池的車型在新能源乘用車中的佔比接近50%，如果放到全部申報的新能源汽車產品來看，這個比例已經擴大到75%。
品牌車型電池型別北汽EU5磷酸鐵鋰寶駿E100磷酸鐵鋰比亞迪唐EV磷酸鐵鋰尤拉好貓磷酸鐵鋰奇瑞小螞蟻磷酸鐵鋰思皓e-40X磷酸鐵鋰五菱宏光MINI EV磷酸鐵鋰榮威Ei5磷酸鐵鋰
在這次的工信部公告之前，磷酸鐵鋰其實早已重新“登上舞臺中心”。今年從年初比亞迪造勢自家刀片電池，力推磷酸鐵鋰材料開始，到後來特斯拉Model 3的磷酸鐵鋰版本出現在工信部新車名單之中，再到如今工信部新車公告中頻現磷酸鐵鋰新車，讓市場認識到“鐵電池時代”真的來了。
同時多家一線電池製造商也不斷擴大磷酸鐵鋰電池產能，除了國內兩大動力電池巨頭寧德時代和比亞迪之外，國軒高科的表現令人吃驚。七月份國軒高科裝機量環比增長超過80％，其中最大的貢獻便來自宏光MINI EV這款車型，國軒高科為該車提供磷酸鐵鋰電芯。可以預見的是，在未來一段時間內，搭載磷酸鐵鋰電池的車型會越來越多。
磷酸鐵鋰電池之所以能捲土重來，再現輝煌，是多方面因素共同作用的結果，筆者認為原因有兩點：安全、便宜。
①在行業發展初期，“里程焦慮”是電動車的“阿克琉斯之踵”般的致命短板，於是追求高能量密度和高續駛里程成為各家車廠彰顯技術實力的焦點賽道。於是，能量密度較高的三元鋰電池成為了動力電池應用舞臺當仁不讓的主角。但是，大規模應用三元鋰電池導致的純電動汽車自燃事故頻發，無論是特斯拉，還是北汽、蔚來等均未能倖免，對行業未來和車企的品牌都造成了惡劣的影響；而採用磷酸鐵鋰的車型，自燃的風險則極低，縱然能量密度稍低，但仍能滿足使用需求，在“自燃風險”這把懸頭利劍的高壓之下，重新使用安全係數更高的磷酸鐵鋰電池就顯得合情合理了。
②經計算，磷酸鐵鋰不僅安全可靠，綜合使用成本也遠低於三元鋰電池，設計簡單，效能穩定。在電池能量密度要求不高的商用車和專用車領域，磷酸鐵鋰一直都是各家車廠的首選。
下面我們就係統的分析一下三元鋰和磷酸鐵鋰電池的成本都差在哪裡，差了多少。
動力電池在不同的正負極材料下其成本有一定差別，整體來看材料成本佔比較大，人工成本、折舊及其他製造費用佔比較小，而材料成本則主要以正負極材料、隔膜、電解液和元件為主。我們在動力電池成本模型裡將 PACK 成本拆分成材料成本和生產成本，其中材料成本又包括電芯材料、模組材料及 PACK 材 料，生產成本包括人力成本、折舊及其他製造費用。我們參考 ANL 的成本測算模型，選取方形電池進行成本拆分。
我們假設單車帶電量 60kWh，包括 1 個電池包，20 個模組和 240 個電芯，以上假設主要用於測算模組和 PACK 元件成本。我們選取三元動力鋰電池 523 型和磷酸鐵鋰電池作為研究物件進行分析比較。參考當升科技公告資料，我們假設三元（523）正極材料實際克容量為 157mAh/g。參考國軒高科和豐元股份公告資料，目前國內磷酸鐵鋰正極材料實際克容量基本已經達到150mAh/g，我們取 145mAh/g 的平均水平作為磷酸鐵鋰正極材料實際克容量假設。參考杉杉股份公告資料，我們假設負極活性材料（人造石墨）實際克容量為 350 mAh/g。
1、正極材料
正極材料包括正極活性材料、正極用碳新增劑（導電劑）、正極粘合劑、正極集流體（鋁箔）和正極元件正極端子。據我們測算，目前三元 523 正極活性材料、導電劑、粘合劑、鋁箔、正極端子度電成本分別為 195.25、1.81、5.42、6.08、6.53 元/kWh，磷酸鐵鋰電池分別為 73.59、2.19、6.57、6.74、6.55 元/kWh，活性材料均佔成本的絕大比重。考慮到材料損耗，我們測算得出三元 523 正極材料度電總成本為 238.99 元/ kWh，磷酸鐵鋰正極材料度電總成本為 106.27 元/ kWh，兩者正極材料成本相差較大，主要是由於近年來磷酸鐵鋰價格下降較快，而三元正極材料價格受貴金屬相對稀缺影響價格降幅相對較小。
2、負極材料
負極材料包括負極活性材料、負極粘合劑、負極集流體（銅箔）和負極元件負極端子。據我們測算，目前三元 523 負極活性材料、粘合劑、銅箔、負極端子度電成本分別為 48.66、0.99、41.37、19.32 元/kWh，磷酸鐵鋰電池分別為 52.27、1.07、45.81、19.54 元/kWh，負極材料中活性材料、銅箔和負極端子成本佔比較高，粘合劑佔比較低。考慮到材料損耗，我們測算得出三元 523 負極材料度電總成本為 122.59 元/ kWh，磷酸鐵鋰負極材料度電總成本為 131.87 元/ kWh。由於能量密度的不同以及其他材料接近的原因，磷酸鐵鋰電池的負極材料成本高於三元電池。
3、隔膜
三元和磷酸鐵鋰電池隔膜的度電成本較為接近，三元為 31.29 元/ kWh，磷酸鐵鋰的為 34.86 元/kWh，區別同樣在於磷酸鐵鋰電池能量密度較低導致材料用量多於三元。
4、電解液
電芯材料中電解液佔比較隔膜略低。三元 523 電解液的度電成本為 20.93 元/ kWh，磷酸鐵鋰為 25.28 元/ kWh。
5、電芯其他材料
除以上外，電芯其他成本主要還包括外殼和導熱片，整體佔比較低。三元 523 和磷酸鐵鋰電池其他電芯材料的度電成本分別為 12.18 和 12.69 元/ kWh。
6、模組、PACK 材料
按照工藝順序電芯之後是模組和 PACK，其中模組材料包括電壓控制器、模組端子、模組外殼以及模組聯結器，PACK 材料主要包括 PACK 端子、匯流條和 PACK 外殼。據我們測算，三元 523 電池的模組材料和 PACK 材料度電成本分別為 102.8 和 58.15 元/ kWh，磷酸鐵鋰的分別為 105.77 和 58.19 元/ kWh。至此，我們已完成 PACK 總材料成本的測算，經加總後得出三元 523 和磷酸鐵鋰的 PACK 所有材料的總度電成本分別為 586.92 和 474.93 元/ kWh。考慮電池管理系統和熱管理元件成本的情況下，我們測算得出目前三元 523 和磷酸鐵鋰電池系統材料總度電成本分別為 660.92 和 548.93 元/ kWh。
7、人工成本、折舊及其他製造費用
動力電池生產成本包括人工成本和製造費用，製造費用其中有包括裝置和房屋建築折舊及其他製造費用。我們假設 1GWh 產能裝置投資價值 3 億元，人工 400 人，每年工作 300 天，每天工作 8 小時，人工小時數為 960000 小時/年，工時費 25 元/時，對應 2400 萬元/年，得出人工成本 24 元/KWh；裝置折舊年限為 8 年，年折舊率為 12.5%，得出裝置折舊 37.5 元/KWh；單GW 產線佔地面積 4500 平方米，房屋建築固定資產支出 15000 元/平方米，折舊年限為 20 年，年折舊率 5%，得出房屋建築固定資產折舊為 3.38 元/KWh。整體上，我們測算得出三元 523 和磷酸鐵鋰電池人工的度電成本分別均為 24 元/KWh，折舊對應的度電成本分別均為 40.88 元/KWh，其他製造費用對應的度電成本分別均為 11.29 元/KWh。
總 結
僅考慮電芯的情況下，三元 523 和磷酸鐵鋰電芯的度電成本分別為 486.96 和 374.44 元/kWh。
在考慮模組、PACK 及電池系統的情況下，三元 523 和磷酸鐵鋰電池系統的總度電成本分別為 724.91 和 612.40 元/kWh。