鉅大LARGE | 點擊量:1196次 | 2020年03月22日
未來動力鋰電池技術如何選擇?
磷酸鐵鋰對三元鋰會心一笑:“你有的優(yōu)勢我都有,我還更便宜”。
最近一段時間,磷酸鐵鋰技術突破的步伐可謂扎實飽滿,在三元鋰絕對碾壓磷酸鐵鋰的關鍵時刻,磷酸鐵鋰竟殺出重圍,讓業(yè)界對它有了小小的期待。假如將電動汽車的發(fā)展看做是一場要多人多年經營的MMORPG游戲,刷了一圈增益BUFF的磷酸鐵鋰“功力大增”,它能否再次成為全場的“PVP之王”?
四大核心問題:
★特斯拉為何選擇磷酸鐵鋰?
★BUFF上身“魚與熊掌”可兼得?
★磷酸鐵鋰的“第二春”來了?
★未來動力鋰電池技術如何選擇?
關注汽車界新聞的朋友或已獲悉,寧德時代為特斯拉供應磷酸鐵鋰離子電池是一個大概率事件。日前,又有媒體進一步確認,寧德時代今年向特斯拉供應的“無鈷電池”就是磷酸鐵鋰離子電池,且供貨量不少于特斯拉上海超級廠(一期)規(guī)劃產量的40%。
■特斯拉的選擇:曾經的“PVP之王”
目前動力鋰電池重要有磷酸鐵鋰離子電池、三元鋰離子電池、鉛酸電池、鎳氫電池等。其中,用在電動汽車上的重要是三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池。簡單地說,三元鋰離子電池有三種不固定的元素組合,現(xiàn)在重要的“門派”有鎳鈷錳和鎳鈷鋁。鎳鈷鋁目前重要是日韓公司在生產,松下供應給特斯拉的三元鋰離子電池就是鎳鈷鋁;而我國主流的三元鋰離子電池是鎳鈷錳,鎳主管電池容量,鈷掌管壽命長短,錳決定穩(wěn)定性。我們經常聽到的532、622、811就是三元鋰離子電池不斷新增鎳配比,降低鈷配比的一個過程(例如,811電池就是鎳占80%、鈷占10%、錳占10%)。
實際上,磷酸鐵鋰也曾是市場“PVP之王”。2017年以前,其份額還高達70%以上,但到2018年,三元鋰離子電池的份額就超過磷酸鐵鋰,以至于三元鋰在純電動乘用車上一路攻城略地。這一局面的形成,背后除了有技術因素——三元鋰能量密度相對更高,能更好地解決電動汽車“里程焦慮”;此外還有政策因素——新能源補貼政策傾向高續(xù)航里程、高能量密度車型。
既然如此,如今特斯拉為何要“倒退”選擇磷酸鐵鋰?按照特斯拉官方說法,到2020年年中,Model3國產化率要達到70%,年底將實現(xiàn)100%,在國內找到便宜的電池供應迫在眉睫。然而,目前不管是LG化學供應的鎳鈷鋁,還是寧德時代的811鎳鈷錳,都沒法和特斯拉從松下(美國)拿到的優(yōu)惠電池價格相比。
究其原因,重要是三元鋰離子電池的成本被“鈷”死死地卡住了脖子,松下、LG、寧德時代等電池大佬,都不止一次宣布,要開發(fā)出無鈷電池,進而降低電池成本。只不過受制于技術的發(fā)展,“無鈷”目前還沒有實質性的投產信息出來。為了足夠的盈利空間,就只能退而求其次選擇磷酸鐵鋰,業(yè)界猜測磷酸鐵鋰離子電池會裝配在國產Model3和ModelY(參數(shù)|詢價)的標準續(xù)航版上。
■磷酸鐵鋰的修煉:魚與熊掌可兼得
特斯拉的這一選擇會讓磷酸鐵鋰迎來“第二春”?事實上,這并非空穴來潮,我們要從眾多因素的合力來捋順這個因果。
首先,在某種程度上來說,特斯拉在新能源汽車產業(yè)鏈上起到了“鯰魚用途”,只要和特斯拉業(yè)務有相關合作的信息露出,該公司的股票總會蹭蹭上漲。而“硅谷鋼鐵俠”馬斯克一召喚無鈷電池,當日鈷業(yè)股則開盤全線大跌,寒銳鈷業(yè)、華友鈷業(yè)均跌停。
從電池廠商排名來看更顯特斯拉的光環(huán)效應。由于特斯拉上海廠二月產量達3898輛,超過比亞迪位列我國新能源汽車產量榜首,導致我國動力鋰電池市場發(fā)生變化,外資電池廠商松下和LG化學憑借特斯拉Model3市場份額攀升,位列行業(yè)第二和第四。
其次,假如只是成本因素讓特斯拉退而求其次,也未免有些太武斷了。特斯拉其實更多的是看中寧德時代的CTP無模組動力鋰電池包技術。簡單地說,CTP技術能新增電池包的能量密度,進而提升續(xù)航里程。根據(jù)此前消息來看,寧德時代為大眾e-Delivery系列車型供應的CTP磷酸鐵鋰離子電池的電池包,能量密度已經達到160Wh/kg。這樣的數(shù)據(jù)基本上可以滿足特斯拉國產車型標準升級版的續(xù)航要求,同時也能達到國家新能源補貼政策的最低標準。
除了特斯拉的光環(huán)效應,另一個最可能讓磷酸鐵鋰在2020年放出異彩的,是比亞迪的“刀片電池”。此前,磷酸鐵鋰離子電池雖然更加穩(wěn)定,壽命也更長,但在最關鍵的能量密度方面卻無法和三元鋰離子電池媲美,僅僅可以達到三元鋰離子電池的80%左右。而“刀片電池”的神奇用途,就是補足了磷酸鐵鋰離子電池在能量密度和體積利用率上的短板,在體積能量密度上比傳統(tǒng)磷酸鐵鋰離子電池提升了50%,系統(tǒng)能量密度最高達到160Wh/kg。在更加安全的同時,“刀片電池”在性能上也抓住了主流三元鋰離子電池的小尾巴。
『比亞迪“刀片電池”』
從工信部公布的第二批新能源推廣目錄中,可得知首次搭載“刀片電池”的比亞迪漢NEDC續(xù)航里程超過600km。這意味著磷酸鐵鋰離子電池不僅可以在低端乘用車中廣泛應用,也可以在中高端車型中出現(xiàn)身影。
『比亞迪漢』
誰說魚與熊掌不能兼得?解決了消費者最為關心的“里程焦慮”后,磷酸鐵鋰不由自主地對三元鋰得意一笑:“你有的優(yōu)勢我都有,我還便宜、更安全?!?/p>
“去年,幾乎平均每1.5天就有一起電動汽車自燃事故發(fā)生。”這是《新能源汽車國家監(jiān)管平臺大數(shù)據(jù)安全監(jiān)管成果報告》得出的數(shù)據(jù)。在已查明的著火原因中,電池問題占比最高,其中又以搭載三元鋰離子電池的車型為主。
在成本方面,真鋰研究創(chuàng)始人墨柯也算過一筆賬,目前車企的磷酸鐵鋰離子電池系統(tǒng)采購成本大約0.8元/Wh,而NCM523三元鋰離子電池要1元/Wh。一個總電量30kWh的電池包,假如使用磷酸鐵鋰能便宜6000元。相關研究也顯示,寧德時代的CTP技術,與原電池包成本相比,結構精簡后的電池包成本還能再下降10%-15%,由0.66元/Wh降至0.57元/Wh。比亞迪的“刀片電池”成本則能節(jié)約30%。
■市場的反饋:一股暖流強勁襲來
有了特斯拉和比亞迪這兩家最大的新能源汽車制造商的助攻,再加上寧德時代這家電池巨頭發(fā)力磷酸鐵鋰,勢必會給磷酸鐵鋰帶來一股暖流。事實上,在此之前已有征兆。從工信部新車推薦目錄來看,進入2020年,磷酸鐵鋰離子電池在乘用車中的配套比例已超過20%,有明顯回升跡象。其中,上汽集團榮威ei6插電、榮威eRX5插電和名爵MG6插電的改款版車型也確定更換為磷酸鐵鋰離子電池。在日前剛公布的工信部第330批《道路機動車輛生產公司及產品通告》中,北汽新能源EU5新車型(之前搭載的是三元鋰)和榮威Ei5電動汽車也采用磷酸鐵鋰。
除了這些案例以外,五菱宏光純電版車型多個型號進入工信部推薦目錄也讓人眼前一亮。眾所周知,五菱宏光一直以高品質、低價格、開不壞的特點給消費者留下了深刻的印象,創(chuàng)造了以450萬輛的累計銷量拿下國內乘商兩用MPV領域80%的市場份額。如今一代“國民神車”即將迎來電動化,且搭載的是正是磷酸鐵鋰離子電池,續(xù)航水平在250-300km。預計該車在2020年內上市,或將在城市物流領域打開市場空間,這必然也將帶動磷酸鐵鋰離子電池的裝機量。
實際上,車企選擇電池技術路線是經過深思熟慮的,不會隨意切換?!八麄冎圆捎昧姿徼F鋰路線,是在補貼大幅退坡的情況下,磷酸鐵鋰離子電池的優(yōu)勢被凸顯出來?!焙媳娖囇芯吭焊痹洪L鄧曉光表示。磷酸鐵鋰離子電池此前重要應用微小型車上,續(xù)航里程普遍250km以下,現(xiàn)在,隨著比亞迪刀片電池的推出和寧德時代CTP電池包技術的提升,搭載磷酸鐵鋰離子電池的車型在性能上已與三元鋰離子電池差別不大,再疊加其成本低和安全性的優(yōu)點,磷酸鐵鋰會越來越受到車企的青睞。
據(jù)透露,合眾汽車目前量產的哪吒N01有部分車型采用磷酸鐵鋰,未來或許會大比例使用。奇瑞新能源公司研究院院長倪少勇也表示:“不僅一部分小螞蟻車型要用到磷酸鐵鋰離子電池,未來400km級別的乘用車,都會有一部分采用磷酸鐵鋰路線。”
相信無論是哪種電池技術路線占據(jù)上風,一個不變的基準點就是:在確保安全前提下,誰的性能更出色就偏向哪方。
要注意的是,磷酸鐵鋰的重新“上位”并不代表三元鋰不再是主流方向,只是給了電動汽車更多的選擇。三元鋰的技術也正在不斷突破中。例如,特斯拉與寧德時代研發(fā)的“無鈷”技術正在路上,國產Model3長續(xù)航版本仍然選用三元鋰;通用汽車日前與LG化學成立合資公司,共同研發(fā)和生產含鈷量較低的Ultium電池,目標將三元鋰離子電池成本降低至100美元/kWh以內,續(xù)航里程有望達到640km;未來,還將有更值得期待的固態(tài)電池出現(xiàn)。
『通用汽車公布第三代電動汽車平臺及Ultium電池』
沉浸在磷酸鐵鋰技術得到突破的狂歡中也要冷靜思考,某汽車行業(yè)電池工程師就對此表示:“比亞迪的‘刀片電池’雖在體積能量密度有較大提升,但在材料上并沒有改進,理論能量密度依然低于三元體系電池,并未根本動搖含鈷三元體系在動力鋰電池主導地位。另外。刀片電池也將倒逼三元鋰離子電池組裝技術升級,如特斯拉的干電池技術,未來三元體系電池在電池設計和組裝方面也有提升空間?!?/p>
我們有理由大膽猜測,未來這兩種技術路線將在很長一段時間內共存,公司將各取所需,三元鋰離子電池也不再是一邊倒地碾壓局勢?!皬拈L期看乘用車領域,預計國內50%的微小型車型,30%的緊湊型車型,10%的中大型車以及30%的插電車型有望配套磷酸鐵鋰離子電池,以2020年各車型銷量預測數(shù)據(jù)計算,對磷酸鐵鋰離子電池裝機的增量為10GWh,達到30.37GWh,2021-2022年將分別達到36GWh和42.6GWh。”相關研究做出預測。
磷酸鐵鋰能否再次成為全場的“PVP之王”?相信你的心中也一定有了答案,刷了一圈增益BUFF的磷酸鐵鋰“功力大增”,即使不能碾壓全場,也絕對是一支值得爭取的盟軍。