鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:933次 | 2020年04月20日
如何選擇未來(lái)動(dòng)力電池技術(shù)?
磷酸鐵鋰對(duì)三元鋰會(huì)心一笑:“你有的優(yōu)勢(shì)我都有,我還更便宜”。
最近一段時(shí)間,磷酸鐵鋰技術(shù)突破的步伐可謂扎實(shí)飽滿(mǎn),在三元鋰絕對(duì)碾壓磷酸鐵鋰的關(guān)鍵時(shí)刻,磷酸鐵鋰竟殺出重圍,讓業(yè)界對(duì)它有了小小的期待。假如將電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展看做是一場(chǎng)要多人多年經(jīng)營(yíng)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(chǎng)的“PVP之王”?
四大核心問(wèn)題:
★特斯拉為何選擇磷酸鐵鋰?
★BUFF上身“魚(yú)與熊掌”可兼得?
★磷酸鐵鋰的“第二春”來(lái)了?
★未來(lái)動(dòng)力鋰離子電池技術(shù)如何選擇?
關(guān)注汽車(chē)界新聞的朋友或已獲悉,寧德時(shí)代為特斯拉供應(yīng)磷酸鐵鋰離子電池是一個(gè)大概率事件。日前,又有媒體進(jìn)一步確認(rèn),寧德時(shí)代今年向特斯拉供應(yīng)的“無(wú)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(jí)廠(一期)規(guī)劃產(chǎn)量的40%。
■特斯拉的選擇:曾經(jīng)的“PVP之王”
目前動(dòng)力鋰離子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(dòng)汽車(chē)上的重要是三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池。簡(jiǎn)單地說(shuō),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(mén)派”有鎳鈷錳和鎳鈷鋁。鎳鈷鋁目前重要是日韓公司在生產(chǎn),松下供應(yīng)給特斯拉的三元鋰離子電池就是鎳鈷鋁;而我國(guó)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(zhǎng)短,錳決定穩(wěn)定性。我們經(jīng)常聽(tīng)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(gè)過(guò)程(例如,811電池就是鎳占80%、鈷占10%、錳占10%)。
實(shí)際上,磷酸鐵鋰也曾是市場(chǎng)“PVP之王”。2017年以前,其份額還高達(dá)70%以上,但到2018年,三元鋰離子電池的份額就超過(guò)磷酸鐵鋰,以至于三元鋰在純電動(dòng)乘用車(chē)上一路攻城略地。這一局面的形成,背后除了有技術(shù)因素——三元鋰能量密度相對(duì)更高,能更好地解決電動(dòng)汽車(chē)“里程焦慮”;此外還有政策因素——新能源補(bǔ)貼政策傾向高續(xù)航里程、高能量密度車(chē)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(shuō)法,到2020年年中,Model3國(guó)產(chǎn)化率要達(dá)到70%,年底將實(shí)現(xiàn)100%,在國(guó)內(nèi)找到便宜的電池供應(yīng)迫在眉睫。然而,目前不管是LG化學(xué)供應(yīng)的鎳鈷鋁,還是寧德時(shí)代的811鎳鈷錳,都沒(méi)法和特斯拉從松下(美國(guó))拿到的優(yōu)惠電池價(jià)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(shí)代等電池大佬,都不止一次宣布,要開(kāi)發(fā)出無(wú)鈷電池,進(jìn)而降低電池成本。只不過(guò)受制于技術(shù)的發(fā)展,“無(wú)鈷”目前還沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的投產(chǎn)信息出來(lái)。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(cè)磷酸鐵鋰離子電池會(huì)裝配在國(guó)產(chǎn)Model3和ModelY(參數(shù)|詢(xún)價(jià))的標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版上。
■磷酸鐵鋰的修煉:魚(yú)與熊掌可兼得
特斯拉的這一選擇會(huì)讓磷酸鐵鋰迎來(lái)“第二春”?事實(shí)上,這并非空穴來(lái)潮,我們要從眾多因素的合力來(lái)捋順這個(gè)因果。
首先,在某種程度上來(lái)說(shuō),特斯拉在新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈上起到了“鯰魚(yú)用途”,只要和特斯拉業(yè)務(wù)有相關(guān)合作的信息露出,該公司的股票總會(huì)蹭蹭上漲。而“硅谷鋼鐵俠”馬斯克一召喚無(wú)鈷電池,當(dāng)日鈷業(yè)股則開(kāi)盤(pán)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(lái)看更顯特斯拉的光環(huán)效應(yīng)。由于特斯拉上海廠二月產(chǎn)量達(dá)3898輛,超過(guò)比亞迪位列我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)量榜首,導(dǎo)致我國(guó)動(dòng)力鋰離子電池市場(chǎng)發(fā)生變化,外資電池廠商松下和LG化學(xué)憑借特斯拉Model3市場(chǎng)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(shí)更多的是看中寧德時(shí)代的CTP無(wú)模組動(dòng)力鋰離子電池包技術(shù)。簡(jiǎn)單地說(shuō),CTP技術(shù)能新增電池包的能量密度,進(jìn)而提升續(xù)航里程。根據(jù)此前消息來(lái)看,寧德時(shí)代為大眾e-Delivery系列車(chē)型供應(yīng)的CTP磷酸鐵鋰離子電池的電池包,能量密度已經(jīng)達(dá)到160Wh/kg。這樣的數(shù)據(jù)基本上可以滿(mǎn)足特斯拉國(guó)產(chǎn)車(chē)型標(biāo)準(zhǔn)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)。
除了特斯拉的光環(huán)效應(yīng),另一個(gè)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(zhǎng),但在最關(guān)鍵的能量密度方面卻無(wú)法和三元鋰離子電池媲美,僅僅可以達(dá)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(bǔ)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(dá)到160Wh/kg。在更加安全的同時(shí),“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(guò)600km。這意味著磷酸鐵鋰離子電池不僅可以在低端乘用車(chē)中廣泛應(yīng)用,也可以在中高端車(chē)型中出現(xiàn)身影。
『比亞迪漢』
誰(shuí)說(shuō)魚(yú)與熊掌不能兼得?解決了消費(fèi)者最為關(guān)心的“里程焦慮”后,磷酸鐵鋰不由自主地對(duì)三元鋰得意一笑:“你有的優(yōu)勢(shì)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(dòng)汽車(chē)自燃事故發(fā)生。”這是《新能源汽車(chē)國(guó)家監(jiān)管平臺(tái)大數(shù)據(jù)安全監(jiān)管成果報(bào)告》得出的數(shù)據(jù)。在已查明的著火原因中,電池問(wèn)題占比最高,其中又以搭載三元鋰離子電池的車(chē)型為主。
在成本方面,真鋰研究創(chuàng)始人墨柯也算過(guò)一筆賬,目前車(chē)企的磷酸鐵鋰離子電池系統(tǒng)采購(gòu)成本大約0.8元/Wh,而NCM523三元鋰離子電池要1元/Wh。一個(gè)總電量30kWh的電池包,假如使用磷酸鐵鋰能便宜6000元。相關(guān)研究也顯示,寧德時(shí)代的CTP技術(shù),與原電池包成本相比,結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)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(chǎng)的反饋:一股暖流強(qiáng)勁襲來(lái)
有了特斯拉和比亞迪這兩家最大的新能源汽車(chē)制造商的助攻,再加上寧德時(shí)代這家電池巨頭發(fā)力磷酸鐵鋰,勢(shì)必會(huì)給磷酸鐵鋰帶來(lái)一股暖流。事實(shí)上,在此之前已有征兆。從工信部新車(chē)推薦目錄來(lái)看,進(jìn)入2020年,磷酸鐵鋰離子電池在乘用車(chē)中的配套比例已超過(guò)20%,有明顯回升跡象。其中,上汽集團(tuán)榮威ei6插電、榮威eRX5插電和名爵MG6插電的改款版車(chē)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(jī)動(dòng)車(chē)輛生產(chǎn)公司及產(chǎn)品通告》中,北汽新能源EU5新車(chē)型(之前搭載的是三元鋰)和榮威Ei5電動(dòng)汽車(chē)也采用磷酸鐵鋰。
除了這些案例以外,五菱宏光純電版車(chē)型多個(gè)型號(hào)進(jìn)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(zhì)、低價(jià)格、開(kāi)不壞的特點(diǎn)給消費(fèi)者留下了深刻的印象,創(chuàng)造了以450萬(wàn)輛的累計(jì)銷(xiāo)量拿下國(guó)內(nèi)乘商兩用MPV領(lǐng)域80%的市場(chǎng)份額。如今一代“國(guó)民神車(chē)”即將迎來(lái)電動(dòng)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(yù)計(jì)該車(chē)在2020年內(nèi)上市,或?qū)⒃诔鞘形锪黝I(lǐng)域打開(kāi)市場(chǎng)空間,這必然也將帶動(dòng)磷酸鐵鋰離子電池的裝機(jī)量。
實(shí)際上,車(chē)企選擇電池技術(shù)路線是經(jīng)過(guò)深思熟慮的,不會(huì)隨意切換?!八麄冎圆捎昧姿徼F鋰路線,是在補(bǔ)貼大幅退坡的情況下,磷酸鐵鋰離子電池的優(yōu)勢(shì)被凸顯出來(lái)?!焙媳娖?chē)研究院副院長(zhǎng)鄧曉光表示。磷酸鐵鋰離子電池此前重要應(yīng)用微小型車(chē)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(shí)代CTP電池包技術(shù)的提升,搭載磷酸鐵鋰離子電池的車(chē)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(diǎn),磷酸鐵鋰會(huì)越來(lái)越受到車(chē)企的青睞。
據(jù)透露,合眾汽車(chē)目前量產(chǎn)的哪吒N01有部分車(chē)型采用磷酸鐵鋰,未來(lái)或許會(huì)大比例使用。奇瑞新能源公司研究院院長(zhǎng)倪少勇也表示:“不僅一部分小螞蟻車(chē)型要用到磷酸鐵鋰離子電池,未來(lái)400km級(jí)別的乘用車(chē),都會(huì)有一部分采用磷酸鐵鋰路線?!?/p>
相信無(wú)論是哪種電池技術(shù)路線占據(jù)上風(fēng),一個(gè)不變的基準(zhǔn)點(diǎn)就是:在確保安全前提下,誰(shuí)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(dòng)汽車(chē)更多的選擇。三元鋰的技術(shù)也正在不斷突破中。例如,特斯拉與寧德時(shí)代研發(fā)的“無(wú)鈷”技術(shù)正在路上,國(guó)產(chǎn)Model3長(zhǎng)續(xù)航版本仍然選用三元鋰;通用汽車(chē)日前與LG化學(xué)成立合資公司,共同研發(fā)和生產(chǎn)含鈷量較低的Ultium電池,目標(biāo)將三元鋰離子電池成本降低至100美元/kWh以?xún)?nèi),續(xù)航里程有望達(dá)到640km;未來(lái),還將有更值得期待的固態(tài)電池出現(xiàn)。
『通用汽車(chē)公布第三代電動(dòng)汽車(chē)平臺(tái)及Ultium電池』
沉浸在磷酸鐵鋰技術(shù)得到突破的狂歡中也要冷靜思考,某汽車(chē)行業(yè)電池工程師就對(duì)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(méi)有改進(jìn),理論能量密度依然低于三元體系電池,并未根本動(dòng)搖含鈷三元體系在動(dòng)力鋰離子電池主導(dǎo)地位。另外。刀片電池也將倒逼三元鋰離子電池組裝技術(shù)升級(jí),如特斯拉的干電池技術(shù),未來(lái)三元體系電池在電池設(shè)計(jì)和組裝方面也有提升空間?!?/p>
我們有理由大膽猜測(cè),未來(lái)這兩種技術(shù)路線將在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)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(shì)?!皬拈L(zhǎng)期看乘用車(chē)領(lǐng)域,預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)50%的微小型車(chē)型,30%的緊湊型車(chē)型,10%的中大型車(chē)以及30%的插電車(chē)型有望配套磷酸鐵鋰離子電池,以2020年各車(chē)型銷(xiāo)量預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算,對(duì)磷酸鐵鋰離子電池裝機(jī)的增量為10GWh,達(dá)到30.37GWh,2021-2022年將分別達(dá)到36GWh和42.6GWh。”相關(guān)研究做出預(yù)測(cè)。
磷酸鐵鋰能否再次成為全場(chǎng)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(chǎng),也絕對(duì)是一支值得爭(zhēng)取的盟軍。(文/汽車(chē)之家彭斐)