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磷酸鐵鋰電池卷土重來

作者:趙建國 來源:中國汽車報 發布時間:2019-10-05 瀏覽:
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中國儲能網訊:一段時間以來,電動汽車發生的多起自燃事故,令人們對電動汽車動力電池的質量憂心忡忡。因此,有關動力電池的一舉一動,都吸引著眾人的目光。

近日,工信部2019年第八批《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》(以下簡稱《目錄》)公布,其中有5款車型選裝了磷酸鐵鋰電池,包括奇瑞新能源新款車型小螞蟻,其將現款車型所使用的三元鋰電池更換為磷酸鐵鋰電池。事實上,在補貼退坡、電動汽車存安全隱憂的背景下,一些車企又重新瞄準了磷酸鐵鋰電池。

“這是車企在綜合安全、性能、成本、市場等多種因素后作出的選擇,雖然磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池在一些參數上互有參差,但隨著一些動力電池企業技術的進步,磷酸鐵鋰電池的優勢正日益顯現。”湖南大學材料科學與工程學院教授黃宏文在接受《中國汽車報》記者采訪時表示。

磷酸鐵鋰電池占比提升

從市場來看,目前磷酸鐵鋰電池成本低于三元鋰電池,像小螞蟻這樣的A00級微型電動汽車,采用磷酸鐵鋰電池主要出于性價比考慮。在奇瑞之前,江淮新能源已經開始為旗下iEV6E車型搭載磷酸鐵鋰電池,并且同款產品還包括搭載三元鋰電池的高續駛里程版本。在A00級電動汽車中,除了奇瑞小螞蟻和江淮iEV6E之外,上汽通用五菱的寶駿E100和E200也分別采用了三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池,這也在工信部公布的2019年第7批《目錄》中得到了證實。

此外,從2019年工信部已經發布的數批《目錄》來看,磷酸鐵鋰電池配套裝車占比也在逐步提升。今年第一批《目錄》中,配套選裝磷酸鐵鋰電池的車型有73款,占比50%;在今年第二批《目錄》中,配套選裝磷酸鐵鋰電池的車型有49款,占比達58.3%;在今年第三批《目錄》中,配套選裝磷酸鐵鋰電池的車型有164款,占比61.9%;在今年第四批《目錄》中,配套選裝磷酸鐵鋰電池的車型有244款、占比達到69.7%。不難發現,第四批《目錄》的占比竟然高達近七成,僅此四批累計車型就多達530款。因此,今年第八批《目錄》中的車型有所減少,是因為一些使用磷酸鐵鋰電池的車型已經基本完成選裝,進入了一個相對穩定的時期。

“越來越多的車企、車型選用磷酸鐵鋰電池,是因為其安全性能相對較好,這也在一定程度上反映了市場的安全需求。”北京大學化學與分子工程學院教授、新能源材料與技術實驗室主任其魯在接受《中國汽車報》記者采訪時認為。

兩種電池孰優孰劣

其實,除了奇瑞、江淮之外,還有些車企也在瞄準磷酸鐵鋰電池。其中,既造車也生產動力電池的比亞迪,其動作值得關注。

日前,比亞迪透露,將于2020年5月推出全新一代磷酸鐵鋰電池,體積比能量密度將提升50%,壽命長達8年,成本還可以節約30%。

據介紹,比亞迪之所以看重磷酸鐵鋰電池,是因為磷酸鐵鋰電池固有的優勢,即穩定性高、價格相對便宜。然而,目前磷酸鐵鋰電池的能量密度仍然不及三元鋰電池。作為磷酸鐵鋰電池領域的龍頭之一,比亞迪一直在努力突破其能量密度的天花板。2018年,比亞迪曾表示磷酸鐵鋰電池單體能量密度可達到165Wh/kg,包體140Wh/kg。未來兩年,其規劃將磷酸鐵鋰電池的單體能量密度提升至180Wh/ kg以上,包體提升至160Wh/kg。

從市場角度看,磷酸鐵鋰電池的應用與新能源汽車補貼密切相關。2017年以前,磷酸鐵鋰電池在新能源汽車領域的裝機量占比高達70%,在新能源汽車補貼向高能量密度和長續駛車型傾斜后,磷酸鐵鋰電池的市場占比逐漸下滑,進入今年后市場份額下降至39%。但今年恰是一個轉折點,隨著新能源汽車補貼退坡力度越來越大,鑒于降低成本等壓力,車企也在把目光重新轉向成本更低的磷酸鐵鋰電池。

數據顯示,2019年磷酸鐵鋰電池電芯的市場報價已降至0.7元/Wh以下,三元電池電芯的報價則在0.9元/Wh左右徘徊,兩者差距開始擴大。伴隨著2021年新能源汽車補貼將全面退出,磷酸鐵鋰電池的價格優勢將不斷凸顯。汽車行業分析師鐘師表示,如果一款純電動汽車從三元鋰電池換成磷酸鐵鋰電池,新能源汽車補貼退坡后補貼雖減少約2000元,但電池成本可節約1.2萬元。

除了成本,還有安全因素。從材料特性上看,磷酸鐵鋰電池的熱失控溫度一般在500℃以上,而三元鋰電池的臨界點則低于300℃,一些高鎳三元鋰電池更是低至200℃。

據介紹,隨著磷酸鐵鋰電池技術的進步、能量密度的提高,將有可能打破其原有續駛里程瓶頸,其三大優勢將更為突出,一是安全性能突出;二是循環充電次數可達到3500次,幾乎是三元鋰電池2000次的近2倍,這將大大降低用戶更換電池的成本;三是電池制造無需貴金屬材料,尤其是不會用稀有金屬鈷,這讓其制造成本趨于低廉,將大大降低用戶購車成本。這些優勢,在新能源汽車補貼取消后更為凸顯。

當然,磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池相比,目前還有明顯的缺點,除了能量密度外,抗低溫能力也較差,這將制約磷酸鐵鋰電池在北方市場的使用。在氣溫低于﹣10℃的低溫條件下,磷酸鐵鋰電池衰減得非常快,經過不到100次充放電循環,電池容量將下降到初始容量的20%。而三元鋰電池的低溫性能優異,即使在﹣30℃條件下,仍可保持正常電池容量,更適應北方低溫地區的使用條件。

未來或將并行發展

日前發布的《動力電池藍皮書》(2019)指出,純電動乘用車絕大多數采用三元電池,隨著產銷量的占比增加,三元鋰電池已占據主流市場。2018年電動乘用車在市場上表現強勢,三元鋰電池的總配套量首次年度超過磷酸鐵鋰電池,占據市場頭把交椅,市場份額占比達到58%。而磷酸鐵鋰電池市場份額占比39%,主要應用于客車市場。

總體來看,目前大多數企業發力點還是集中在三元鋰電池上,如寧德時代、比克電池、億緯鋰能、遠東福斯特等動力電池企業均發力三元鋰電池產品。日本松下、韓國LG化學、三星SDI等動力電池企業也多采用三元鋰電池的技術路線。

而對于磷酸鐵鋰電池,行業人士指出,能量密度是磷酸鐵鋰電池的最大挑戰。從現階段看,它在能量密度上無法像三元電池一樣向高鎳化發展,這一特性讓磷酸鐵鋰電池局限在特定應用上,目前,磷酸鐵鋰電池在市場上主要應用在商用車上。

不過,在新能源汽車財政補貼穩步退坡的形勢下,在新能源汽車強調高質量、低成本發展的背景下,動力電池產業發展正面臨日益嚴峻的市場競爭和挑戰,未來,磷酸鐵鋰電池和三元電池將呈現怎樣的發展格局將備受關注。

隨著財政補貼逐漸退坡,2018年發展并不占優的磷酸鐵鋰電池已有反攻之勢。除了新能源公交車,磷酸鐵鋰電池的應用范圍正在擴大,如江淮就瞄準了可應用磷酸鐵鋰電池的低續駛乘用車市場。在江淮看來,從長遠來看,我國電動汽車市場不只集中在一二線城市,對于三四線城市甚至鄉鎮的消費者來說,主打長續駛特性的三元電池產品并不適合其通勤路程短的使用特點,相反,價格低、壽命長的磷酸鐵鋰電池更具競爭力。

行業人士認為,未來兩類電池或將同步發展。“隨著技術的進步,如果能各自揚長避短,磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池都能找到適合自己的市場,是最好的選擇。”鐘師認為,這是發展新能源汽車不可或缺的重要基礎。

關鍵字:磷酸鐵鋰電池

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