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从博弈到共生,磷酸铁锂和三元锂的螺旋发展

igoseo.net   2021年10月14日

  摘要:磷酸铁锂不会一家独大,多元化才是锂电技术的永恒主题

▲ 图源IC

  磷酸铁锂电池正在重回世界主流。

  日前,韩国动力电池巨头SK创新CEO与SK On(电池业务子公司)CEO在接受路透采访时透露,公司发现“车企对磷酸铁锂电池抱有兴趣”,正在考虑生产磷酸铁锂电池,用于低端电动汽车等。据其表示,磷酸铁锂电池在成本及安全方面颇具优势。

  与此同时,另一家韩国电池龙头LG能源(LG Energy Solution)已于去年年底开始研发磷酸铁锂电池,最快有望在明年建设一条试验生产线。此外,苹果,Rivian新款电动汽车也在考虑搭载磷酸铁锂电池。

  自2012年美国A123系统公司申请破产后,磷酸铁锂技术已在国际上被彻底否定,取而代之的则是能量密度更高的三元锂电池,除中国市场外,磷酸铁锂电池已无人问津。但随着成本在动力电池的权重越来越高,磷酸铁锂电池开始重回国际视野。

  从目前的技术来看,三元锂电池的质量能量密度和低温性能更为出色,磷酸铁锂电池则在寿命,体积能量密度,热稳定性,成本上更有优势。两种不同的技术路线都能满足用户不同的出行需求。

  磷酸铁锂电池和三元锂电池共存早已是业内统一的认知,而随着电池技术进一步发展,这两种相互竞争的技术路线,甚至还会产生“共生”关系,即出现在同一块动力电池中。

  两大锂电技术螺旋发展

  在刚刚过去的9月中,磷酸铁锂装机量超过三元锂电池50%。

▲ 图源IC

  据中国汽车动力电池产业创新联盟数据显示,2021年9月,我国动力电池装车量15.7GWh,同比上升138.6%,环比上升25.0%;其中,三元电池共计装车6.1GWh,同比上升45.6%,环比上升15.0%;磷酸铁锂电池共计装车9.5GWh,同比上升309.3%,环比上升32.3%。

  显然,三元锂电池统治乘用车的时代已彻底过去,磷酸铁锂已经完成对三元锂电池的反超。

  在新能源汽车过去的发展中,磷酸铁锂与三元锂电池的博弈是老生常谈的话题,两者往往是“你方唱罢我方登场”,相互交替呈螺旋上升的趋势。其中有几个时间节点颇有意义。

  2012年7月,累计亏损约7亿美元的磷酸铁锂巨头美国A123系统公司申请破产,这一事件,标志着国际上磷酸铁锂技术路线走向没落,取而代之的则是三元锂电池得到广泛认可,此后数年除中国市场外,几乎没有磷酸铁锂电池配套电动汽车。

  在中国市场磷酸铁锂电池也经历了同样的命运。2018年1月,国内最大磷酸铁锂电池制造商比亚迪宣布,旗下所有新能源乘用车将采用三元锂电池。

  至此磷酸铁锂,三元锂的锂电技术路线之争似乎就告一段落,国内磷酸铁锂的大门也终于向乘用车关闭。乘用车以能量密度更高的三元锂为主,客车则以磷酸铁锂为主,开始成为业内共识。

  颇具戏剧性的是,短短两年后,打响磷酸铁锂电池复兴战的正是曾亲手关闭磷酸铁锂乘用车大门的比亚迪。2020年1月,比亚迪发布刀片电池,王传福称要让锂电技术回到正轨,一年后比亚迪称所有新能源车将搭载磷酸铁锂电池。

  事实上,磷酸铁锂与三元锂电池的特性早有定论,只是在不同的阶段,电池特性的权重不一样。例如锂电产业发展早期,稳定性与循环寿命决定了新能源汽车从0到1的突破关键,磷酸铁锂无疑更具优势。

  而在电动汽车从能用到好用的过程中,续航焦虑成为首要问题,能量密度具有天然优势的三元锂电池不断蚕食着磷酸铁锂的市场空间。

  随着技术进一步发展,新能源汽车市场井喷式扩张,上游供给严重不足,对稀有原材料依赖度更小的磷酸铁锂,凭借成本优势又变得更受车企青睐。

  此消彼长的螺旋式发展中,磷酸铁锂,三元锂电池逐渐走向成熟,也凭借不同的特色满足着差异化的出行场景。

  技术的脚步不会停止,在更远的未来,同时包含三元锂电池,磷酸铁锂电池的动力电池包很可能走向市场,两大技术取长补短的新型电池也将凭借自身属性的均衡性在电池市场中占据一席之地。

  从博弈到共生

  如今,新能源汽车刚刚经历能用到好用的过程,市场处于快速增长期。在这一背景下,成本的权重开始凸显,市场明显向磷酸铁锂技术路线倾斜。

  以特斯拉为例。2020年10月,刚刚将宁德时代磷酸铁锂电池纳入生产的国产特斯拉Model 3标准续航升级版,补贴后售价从27.155万元降低至24.99万元,降幅多达2.165万元,与此同时,标准续航升级版的续航里程从之前的445公里增加到了468公里。

  这一波降价直接带动了特斯拉销量,2020年11月,12月,特斯拉Model 3销量实现跨越式增长,分别为21604辆和23804辆。

  2021年7月,特斯拉发布国产Model Y标准续航版,采用磷酸铁锂电池,购置税减免补贴后实际售价为人民币27.6万元起,相较 长续航版和高性能版价格分别低7万元和10万元,而续航仅仅缩短了60公里左右。这一降价,直接导致特斯拉Model Y“爆单”。

  电池成本已然成为当下电动汽车市场竞争的重要砝码。国轩高科工程研究总院常务副院长徐兴无向财经汽车(ID:caijingqiche)表示,“按照目前全球规划,钴资源可用20年,镍资源可用30年,锂资源可用600年。”

▲ 图源IC

  稀缺意味着昂贵,意味着价格受供需关系影响十分巨大。事实上,原材料涨价正是今年全球汽车工业的主旋律之一,动力电池亦不能免俗。在满足需求的基础之上,车企更青睐使用成本更低的磷酸铁锂电池。

  需要指出的是,磷酸铁锂的复苏并不意味着,三元锂电池的没落。从电池特性来看,三元锂电池的质量能量密度和低温性能更为出色,磷酸铁锂电池则在寿命,体积能量密度,热稳定性,成本上更有优势。两种不同的技术路线都能满足用户不同的出行需求。

  从实际情况来看,绝大部分电池企业也都选择两条腿走路,徐兴无就明确向财经汽车(ID:caijingqiche)表示,“国轩高科不会放弃三元锂电池。”

  除磷酸铁锂和三元锂电池外,固态电池,钠离子电池等新型技术也崭露头角,每一种技术都有自身的特点,对应着不同的应用场景,多元化才是未来技术路线的主旋律。

  在融合创新的时代,甚至还可能出现多种技术路线集成在同一动力电池上的场景,此时磷酸铁锂,三元锂电池再也不分你我,类似于自然界的“共生”关系。

  中国电子科技集团公司第十八研究所研究员肖成伟向财经汽车(ID:caijingqiche)表示,“混合电池是不错的技术创新,它既有磷酸铁锂的安全性和成本控制,又兼顾了三元锂电池的能量密度。”

  事实上,类似的多技术路线电池早已出现。例如2021年7月底,宁德时代首次发布钠离子电池时,就发布了独创的AB电池包模式,即电池包中即含有钠离子电池,又含有锂离子电池。

  这对BMS系统(电池管理系统)提出了极高的要求。但效果也十分显著,平衡了钠离子电池和锂离子电池优缺点的新型电池,不再有明显短板,可以满足更多元的市场需求。

  无独有偶,在固态电池量产化的过程中,为了暂时避开固态电解质导电率,内阻,界面阻抗及相容性等技术难点,不少企业将产品方向转为半固态电池,既有液态电解质又有固态电解质,其量产难度远远低于全固态电池。

  未来电池技术充满了想象空间,但可以确定的是,磷酸铁锂不会一家独大,越来越多的电池种类会投放在市场中,多元化才是电池技术永恒的主题。

  文章来源:财经汽车

  文| 李阳

标签:三元锂电池 磷酸铁锂电池 我要反馈 
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