更多搭載磷酸鐵鋰離子電池的乘用車開始出現(xiàn)。

四月一日，工信部公示了一批符合財(cái)政補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)的新能源車型。

其中有三款乘用車搭載了磷酸鐵鋰離子電池，分別是：比亞迪漢、北汽EU5、上汽榮威Ei5。

這背后意味著什么？

顯然，這打破磷酸鐵鋰離子電池通常用于客車和專用車的慣例，意味著磷酸鐵鋰離子電池將開始進(jìn)軍乘用車市場(chǎng)。

此前，特斯拉與寧德時(shí)代合作磷酸鐵鋰離子電池的消息不脛而走。比亞迪在公布刀片時(shí)也透露，不少車企正在與比亞迪溝通合作事宜。

曾經(jīng)在技術(shù)之爭(zhēng)中落敗的磷酸鐵鋰離子電池，如今正在上演一場(chǎng)回歸之戰(zhàn)。主導(dǎo)這場(chǎng)戰(zhàn)役的電池供應(yīng)商，則是寧德時(shí)代、比亞迪和國軒高科。

1.解決能量密度問題

電池單體重要由正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液構(gòu)成。

磷酸鐵鋰離子電池的充放電原理是：

充電過程中，磷酸亞鐵鋰中的部分鋰離子脫出，經(jīng)電解質(zhì)傳遞到負(fù)極，嵌入負(fù)極碳材料；

放電過程中，鋰離子自負(fù)極脫出，經(jīng)電解質(zhì)到達(dá)正極，同時(shí)負(fù)極釋放電子，自外電路到達(dá)正極，為外部供應(yīng)能量。

由于不含重金屬或稀有金屬，磷酸鐵鋰離子電池的成本較低。此外，磷酸鐵鋰還具有天然的熱穩(wěn)定性，因此在新能源車發(fā)展初期被廣泛應(yīng)用。

不過，磷酸鐵鋰離子電池的短板是，其能量密度較低。

因此，在乘用車市場(chǎng)對(duì)續(xù)航要求不斷高漲的形勢(shì)下，磷酸鐵鋰離子電池最終被能夠滿足這一需求的三元電池趕超，前者后期重要被應(yīng)用在了對(duì)續(xù)航要求相對(duì)較低的客車和專用車上面。

磷酸鐵鋰的能量密度問題如何解決？

國內(nèi)動(dòng)力鋰電池的前三強(qiáng)寧德時(shí)代、比亞迪和國軒高科給出了自己的答案。

2019年三月，國軒高科研發(fā)的圓柱型磷酸鐵鋰離子電池開始在江淮iEV7L裝車。

這款有著「國軒造」之稱的電池單體能量密度達(dá)到190Wh/kg，配套乘用車的電池系統(tǒng)能量密度為140.24Wh/kg，可以滿足新能源汽車400公里以上的續(xù)航里程。

此外，通過在正極材料制備過程中加入特殊添加劑，以及對(duì)PACK工藝和電池包設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，國軒高科宣稱可以實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰離子電池單體能量密度在實(shí)驗(yàn)階段突破200Wh/kg。

與國軒高科側(cè)重單體能量密度提升有所不同的是，寧德時(shí)代和比亞迪采用了改進(jìn)電池包封裝工藝的方法。

2019年九月，寧德時(shí)代推出CTP（CelltoPack）技術(shù)，將電芯直接集成到電池包，使電池包整體利用率提高了15%-20%，零部件數(shù)量減少40%。

寧德時(shí)代當(dāng)時(shí)稱，CTP電池包的能量密度可以達(dá)到200Wh/kg。

2020年三月，比亞迪公布刀片電池技術(shù)，將刀片形狀的長電芯直接組裝成電池包，將電池包的空間利用率提升了50%。

比亞迪的刀片電池將首次搭載在漢EV上，電池系統(tǒng)能量密度為140Wh/kg。

從現(xiàn)有車型看，只有比亞迪達(dá)到了可以對(duì)標(biāo)三元電池的續(xù)航水平。

2.三巨頭對(duì)陣

比較工信部收錄的三款乘用車數(shù)據(jù)，比亞迪漢的電池系統(tǒng)能量密度最大。

在電池容量尚未公布的情況下，比亞迪漢的續(xù)航里程達(dá)到了三元電池常見的500公里續(xù)航水平，單電機(jī)版的比亞迪漢還可以實(shí)現(xiàn)NEDC續(xù)航605公里。

實(shí)際上，三款車型的動(dòng)力鋰電池分別來自3家供應(yīng)商：北汽EU5由寧德時(shí)代供應(yīng)，上汽榮威Ei5由國軒高科供應(yīng)，比亞迪漢由弗迪供應(yīng)，弗迪正是從比亞迪拆分出來獨(dú)立運(yùn)營的電池公司，第一款產(chǎn)品是刀片電池。

從2019年動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量看，寧德時(shí)代、比亞迪和高軒高科是排名前三的公司。

我國汽車動(dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2019年全年，國內(nèi)動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量累計(jì)62.2GWh，同比上升9.2%。

其中，三元電池裝機(jī)量累計(jì)40.5GWh，同比上升22.5%；磷酸鐵鋰離子電池裝機(jī)量共計(jì)20.2GWh，同比下降9.0%。

假如以磷酸鐵鋰離子電池裝機(jī)量看，寧德時(shí)代的磷酸鐵鋰離子電池裝機(jī)量為11.247GWh，市場(chǎng)份額達(dá)到56.0%，比亞迪的磷酸鐵鋰離子電池裝機(jī)量為2.781GWh，市場(chǎng)份額為13.8%，國軒高科的磷酸鐵鋰離子電池裝機(jī)量為3.218GWh，市場(chǎng)份額為15.1%。

市場(chǎng)的風(fēng)向，一定程度上是由這三家公司決定的。

而這三家中，至少有兩家對(duì)磷酸鐵鋰離子電池研發(fā)進(jìn)行了堅(jiān)決投入。

比亞迪從未放棄對(duì)磷酸鐵鋰離子電池的深入研發(fā)。

比亞迪公司董事長王傳福在公布刀片電池技術(shù)時(shí)表示，刀片電池是一款凝結(jié)了比亞迪在動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域近二十年研發(fā)和應(yīng)用相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，集成比亞迪從電池原材料制取到動(dòng)力鋰電池包制造全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)的「明星產(chǎn)品」。

此前，國軒高科在接受投資機(jī)構(gòu)調(diào)研時(shí)稱，在急速追求高能量密度的道路上，具有高安全性能的鐵鋰一度因?yàn)槟芰棵芏容^低而被忽視，公司在產(chǎn)品戰(zhàn)略上沒有跟風(fēng)，而是堅(jiān)持「沒有安全就沒有未來」的原則，將磷酸鐵鋰離子電池應(yīng)用在乘用車上。

不過，整體來看，目前無論是刀片電池還是CTP，抑或有著「國軒造」的磷酸鐵鋰離子電池，真正搭載在乘用車上后，各家的電池系統(tǒng)能量密度均與三元電池有一定差距。

未來只有真正做到了160Wh/kg或更高后，磷酸鐵鋰離子電池的續(xù)航里程追上三元電池，更大規(guī)模的上車才有可能。

3.其他考驗(yàn)

其實(shí)，能量密度低是磷酸鐵鋰離子電池的根本缺陷，解決完這個(gè)問題后，磷酸鐵鋰離子電池還面對(duì)兩重考驗(yàn)：

一個(gè)是電壓是否足夠穩(wěn)定，另一個(gè)是如何解決低溫衰減的問題。

在比亞迪公布刀片電池后，理想汽車創(chuàng)始人李想便表示：

磷酸鐵鋰離子電池電壓測(cè)量不穩(wěn)定，對(duì)增程式電動(dòng)汽車和插電混合動(dòng)力汽車是個(gè)災(zāi)難，因?yàn)闀?huì)擾亂控制策略。所以刀片電池和磷酸鐵鋰離子電池最適合的還是中、低端的純電動(dòng)汽車，以及南方運(yùn)營車輛。

對(duì)此，比亞迪汽車銷售公司副總經(jīng)理李云飛回應(yīng)稱：刀片電池能專場(chǎng)公布且量產(chǎn)外供，其實(shí)已經(jīng)是答案，刀片電池的在低溫甚至超低溫的表現(xiàn)均不用擔(dān)心，涉及電壓?jiǎn)栴}的BMS管理系統(tǒng)也有成熟的應(yīng)用和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

而為了解決低溫衰減問題，國軒高科已經(jīng)研發(fā)了液冷恒溫技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)快速加熱與冷卻。

國軒高科內(nèi)部人士表示，「這項(xiàng)技術(shù)可將電池包的溫度控制在10-35℃之間，保證電池包散熱、冷卻均衡，并極大提高電池壽命。即使在零下30℃超低溫環(huán)境下，江淮iEV7L亦可正常充電、行駛。」

假如能解決能量密度低、電壓穩(wěn)定性差和低溫衰減等問題，從成本角度看，磷酸鐵鋰離子電池的優(yōu)勢(shì)是十分明顯的。

目前，寧德時(shí)代磷酸鐵鋰離子電池系統(tǒng)成本為每瓦時(shí)0.8元，三元鋰離子電池系統(tǒng)成本為每瓦時(shí)1-1.2元，兩款電池的成本差為0.2-0.4元。

西南證券分析稱，刀片電池和CTP方法成本可降15%。

假設(shè)刀片電池體積比能量密度提升50%左右并且在帶電量不變的情況下，鋁殼蓋板以及PACK成本下降33%；能源、人工、制造以BMS由于工藝優(yōu)化以及零部件減少而下降20%，則刀片電池制造總成本可以由0.696元/Wh下降15.6%至0.588元/Wh。

以一款電池容量60kWh的電動(dòng)汽車為例，搭載磷酸鐵鋰離子電池將比三元鋰離子電池成本低1.2萬元2.4萬元，這關(guān)于車企來說極具吸引力。

短時(shí)間來看，三元電池仍將是純電動(dòng)乘用車搭載的主流產(chǎn)品，但磷酸鐵鋰離子電池正在成為新的可能，或?qū)⒄嫒缤鮽鞲Ｋ越K結(jié)新能源車的自燃問題，或?qū)⒋偈箘?dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)重新洗牌。