三元鋰電池為何成市場(chǎng)主流？ 比亞迪或掀起磷酸鐵鋰熱潮

3月29日，比亞迪發(fā)布了新一代磷酸鐵鋰電池“刀片電池”。比亞迪集團(tuán)副總裁兼弗迪電池董事長(zhǎng)何龍透露：“幾乎所有汽車品牌，都在與比亞迪探討基于‘刀片電池’技術(shù)的合作方案。”

更有業(yè)內(nèi)人士表示，“刀片電池”就是比亞迪之刀，將重新“切割”動(dòng)力電池的市場(chǎng)格局。

三元鋰電池為何成市場(chǎng)主流

在比亞迪刀片電池發(fā)布之前，三元鋰電池才是動(dòng)力電池市場(chǎng)的主流選擇，不管是裝機(jī)量，還是市場(chǎng)份額，都在逐年擴(kuò)大。

相關(guān)資料顯示，2016年三元鋰電池的裝機(jī)量為6．3GWh，市場(chǎng)份額為22．6％；至2019年，三元鋰電池的裝機(jī)量達(dá)38．5GWh，市場(chǎng)份額也攀升至61．7％。與此同時(shí)，磷酸鐵鋰的市場(chǎng)占比卻逐漸年下滑，2016年磷酸鐵鋰的裝機(jī)量為20．3GWh，市場(chǎng)份額為72．7％；2019年磷酸鐵鋰的裝機(jī)量為20GWh，市場(chǎng)需求量變化不大，但是市場(chǎng)份額卻跌至32％。

造成三元鋰電池與磷酸鐵鋰的市場(chǎng)份額對(duì)調(diào)的關(guān)鍵因素在于，政府補(bǔ)貼在過去今年不斷向高續(xù)航高能量密度的車型傾向。

根據(jù)新能源汽車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，2017年，續(xù)航里程超過100公里的電動(dòng)汽車就可以享受國(guó)家補(bǔ)貼；2018年，續(xù)航里程超過150公里的電動(dòng)汽車才能享受到國(guó)家補(bǔ)貼；進(jìn)入2019年，享受國(guó)家補(bǔ)貼的門檻提升至250公里。

與此同時(shí)，乘用車上留給電池的空間終究有限，裝載的電池越多、能量密度越高，才有可能滿足政府補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)。在能量密度方面，磷酸鐵鋰電池單體能量密度通常在90－120Wh／kg之間，而三元鋰電池單體能量密度可以達(dá)到200Wh／kg左右，可見三元鋰電池的能量密度優(yōu)勢(shì)較為明顯。同時(shí)，磷酸鐵鋰電池振實(shí)密度僅0．7－1．4g／cm3，遠(yuǎn)低于三元材料的2．2－2．8g／cm3，導(dǎo)致體積比能量密度弱勢(shì)明顯。

市場(chǎng)方向錯(cuò)了？

但是，比亞迪卻并不認(rèn)可三元電池成為市場(chǎng)主流發(fā)展方向。在比亞迪“刀片電池”發(fā)布會(huì)上，王傳福稱：“我相信，‘刀片電池’將倒逼整個(gè)新能源汽車行業(yè)做出改變，讓行業(yè)進(jìn)入良性發(fā)展的快車道?！?/p>

盡管三元電池?fù)碛心芰棵芏雀叩葍?yōu)勢(shì)，但是在性價(jià)比、安全性等方面卻難以與磷酸鐵鋰電池相比。

在性價(jià)比方面，磷酸鐵鋰電池核心優(yōu)勢(shì)則在于價(jià)格低廉，由于磷酸鐵鋰正極材料不含鈷等稀有金屬，相比三元材料成本優(yōu)勢(shì)明顯，以2019年底的市場(chǎng)行情來算，磷酸鐵鋰正極材料價(jià)格僅4．3萬元／噸，而三元523正極價(jià)格為13．8萬元／噸，三元811正極價(jià)格高于18萬。

2015至2018年間，鈷的價(jià)格上漲了兩倍，最高時(shí)價(jià)格一度到達(dá)8萬美元／噸，是三元鋰電池中最貴的材料。歐盟聯(lián)合研究中心（JRC）報(bào)告指出，預(yù)計(jì)2030年需求缺口或?qū)⒊^6．4萬噸。

在實(shí)驗(yàn)條件下，磷酸鐵鋰電池循環(huán)5000次后，剩余容量為84％，三元鋰電池循環(huán)3900次后，剩余容量只剩下66％，相比之下，磷酸鐵鋰電池的循環(huán)壽命要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于三元鋰電池。

在安全性方面，三元鋰電池正極材料的分解溫度在200℃左右，磷酸鐵鋰電池正極材料的分解溫度在700℃左右，短路的磷酸鐵鋰電池單體，基本不會(huì)出現(xiàn)著火的情況，三元鋰電池則不然。

比亞迪認(rèn)為，安全才是動(dòng)力電池最核心的因素。王傳福表示：“刀片電池最大的特點(diǎn)就是安全，將引領(lǐng)全球動(dòng)力電池技術(shù)路線重回正道，“把‘自燃’這個(gè)詞從新能源汽車的字典里徹底抹掉?！?/p>

在比亞迪公布的對(duì)三種電池進(jìn)行針刺實(shí)驗(yàn)中，在同樣的測(cè)試條件下，三元鋰電池在針刺瞬間出現(xiàn)劇烈的溫度變化，表面溫度迅速超過500℃，并發(fā)生極端的熱失控——?jiǎng)×胰紵F(xiàn)象，；傳統(tǒng)塊狀磷酸鐵鋰電池在被穿刺后無明火，有煙，表面溫度達(dá)到了200℃～400℃；“刀片電池”在穿透后無明火，無煙，電池表面的溫度僅有30℃－60℃左右。

寧德時(shí)代、國(guó)軒高科再跟進(jìn)

除了比亞迪，寧德時(shí)代也對(duì)電池技術(shù)進(jìn)行深度開發(fā)。日前，特斯拉方面曾傳出消息，在國(guó)產(chǎn)Model 3上使用寧德時(shí)代CTP無模組動(dòng)力電池包技術(shù)。

資料顯示，CTP，其全稱為Cell To Pack。CTP技術(shù)最直接的作用就是提升電池包的能量密度，進(jìn)而提升續(xù)航能力。由于磷酸鐵鋰電池能量密度低主要受制于磷酸鐵三種材料的電化學(xué)特性，短時(shí)間是沒有辦法在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破，所以寧德時(shí)代通過改變PACK形式來提升能量密度。

此前有消息稱，寧德時(shí)代為大眾汽車提供的CTP磷酸鐵鋰電池的電池包，能量密度已經(jīng)達(dá)到了160Wh／kg。這樣的數(shù)據(jù)基本上可以滿足特斯拉國(guó)產(chǎn)車型標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航升級(jí)版的續(xù)航要求，同時(shí)也能達(dá)到國(guó)家新能源補(bǔ)貼政策的最低標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)然，除了成本更低外，磷酸鐵鋰電池的另一個(gè)特性就是電池穩(wěn)定性好，安全性更高，且壽命也更長(zhǎng)。但不可忽略的劣勢(shì)除了能量密度低外，LFP電池在低溫情況下性能表現(xiàn)會(huì)明顯遜色于三元鋰電池。還有就是特斯拉一直強(qiáng)調(diào)的超充技術(shù)，目前也無法確定其是否可以在LFP電池上得以延續(xù)。

此外，國(guó)軒高科也在研發(fā)新型工藝。今年2月底，國(guó)軒高科方面表示，通過對(duì)PACK工藝技術(shù)改進(jìn)以及電池包設(shè)計(jì)優(yōu)化，國(guó)軒高科磷酸鐵鋰電池單體能量密度實(shí)驗(yàn)階段已突破200Wh／kg
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