鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2358次 | 2020年11月28日
有關(guān)磷酸鐵鋰和三元材料的比較
在正極材料當(dāng)中,最常用的材料有鈷酸鋰,錳酸鋰,磷酸鐵鋰和三元材料(鎳鈷錳的聚合物)。目前來(lái)看,外資日韓公司等重要采用的是三元電池材料整體技術(shù)上確實(shí)領(lǐng)先我國(guó)公司,但是在我國(guó)市場(chǎng)應(yīng)用上,磷酸鐵鋰離子電池相關(guān)于三元材料電池占據(jù)了上風(fēng)。去年磷酸鐵鋰搭載量高達(dá)20Gwh,占比達(dá)到了73%,而三元材料電池的搭載量?jī)H為6.3Gwh,占比只有22%。
但從技術(shù)領(lǐng)域看,關(guān)于電池路線的爭(zhēng)議還在持續(xù),未來(lái)唱主角的是磷酸鐵鋰還是三元材料電池?
從能量密度來(lái)看,三元電池確實(shí)比磷酸鐵鋰占據(jù)優(yōu)勢(shì),以特斯拉,三星,LG為代表的外企便是采用三元材料;而磷酸鐵鋰離子電池最近幾年技術(shù)進(jìn)步很大,在比能量上已經(jīng)能夠接近三元材料電池,國(guó)內(nèi)汽車巨頭比亞迪便是采用磷酸鐵鋰材料。據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)顯示,三元材料電池的比能量為160-200wh/kg,磷酸鐵鋰離子電池為120-150wk/kg。但有專家表示,比能量并非絕對(duì)的,也可以將磷酸鐵鋰離子電池的比能量做到160wh/kg,只不過(guò)其他數(shù)據(jù)要妥協(xié)。所以,動(dòng)力鋰電池的數(shù)據(jù),是要根據(jù)市場(chǎng)需求來(lái)的。而從成本來(lái)看,無(wú)意是磷酸鐵鋰占據(jù)優(yōu)勢(shì),三元材料電池的原材料要貴金屬,價(jià)格較高,未來(lái)也很難降下來(lái),而磷酸鐵鋰離子電池的原材料相對(duì)價(jià)格穩(wěn)定,未來(lái)還有可能大幅度降低。且三元材料重要由外資供應(yīng),因而沒(méi)有納入國(guó)家的補(bǔ)貼范圍,成本肯定比磷酸鐵鋰高;從安全性來(lái)看,也是磷酸鐵鋰更加有優(yōu)勢(shì)。三元材料是有鎳鈷錳三種聚合而成,在到達(dá)一定溫度時(shí)發(fā)生分解,三元鋰材料會(huì)在更低的200度左右發(fā)生分解,而磷酸鐵鋰材料是在800度左右。并且三元鋰材料的化學(xué)反映更加劇烈,會(huì)釋放氧分子,在高溫用途下電解液迅速燃燒,發(fā)生連鎖反應(yīng)。說(shuō)簡(jiǎn)單點(diǎn),就是三元鋰材料比磷酸鐵鋰材料更容易著火。不過(guò)要注意的是,我們提到的是材料,而不是已經(jīng)成為成品的電池。今年年初國(guó)家公布客車暫停(暫緩)使用三元材料電池條例,說(shuō)明在短時(shí)間內(nèi),政策層面在客車領(lǐng)域不允許用三元,說(shuō)明國(guó)家的導(dǎo)向。
不過(guò),磷酸鐵鋰離子電池有一個(gè)致命性的缺點(diǎn),那就是低溫性能較差,即使將其納米化和碳包覆也沒(méi)有解決這一問(wèn)題。研究表明,一塊容量為3500mAh的電池,假如在-10℃的環(huán)境中工作,經(jīng)過(guò)不到100次的充放電循環(huán),電量將急劇衰減至500mAh,基本就報(bào)廢了。這關(guān)于我國(guó)幅員遼闊,冬天低氣溫的確較多的綜合國(guó)情來(lái)說(shuō),的確不是一件好事。此外,材料的制備成本與電池的制造成本較高,電池成品率低,一致性差,這也是導(dǎo)致很多純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航能力并不能達(dá)到標(biāo)稱值的重要原因。因此,我們可以看到國(guó)內(nèi)有不少的新能源汽車(無(wú)論是純電動(dòng)還是混合電動(dòng)),或者是一些比較廉價(jià)的新能源汽車,會(huì)出于不同的原因選擇磷酸鐵鋰離子電池??梢哉f(shuō),磷酸鐵鋰離子電池的使用,關(guān)于新能源汽車量產(chǎn)落地以及推廣,都有著不可磨滅的奠基用途。
那么這兩種電池現(xiàn)在的使用情況又是怎么樣的呢?讓我們來(lái)關(guān)注一組數(shù)據(jù)。去年十一月,磷酸鐵鋰離子電池的電動(dòng)大巴裝機(jī)量占到了64.9%,三元鋰離子電池裝機(jī)量只有27.6%。相反,在純電動(dòng)乘用車市場(chǎng),三元鋰離子電池在去年十一月的裝機(jī)量超過(guò)76%。而過(guò)去兩年中,商用車,包括大巴的產(chǎn)銷增速比乘用車更快,這也從說(shuō)明了國(guó)家要把安全放在第一位的重要原因,但隨著的技術(shù)的成熟,乘用車的未來(lái)市場(chǎng)空間還很大。