鉅大LARGE | 點擊量：771次 | 2022年01月05日
技術(shù)路線再起分歧 三元or磷酸鐵鋰？
十二月十五日召開的"2016第二屆我國動力鋰電池大會"上，廣州力柏能源科技有限公司技術(shù)總監(jiān)劉鍇的報告指出，在現(xiàn)有的材料體系的大框架下，無論技術(shù)如何改進，磷酸鐵鋰動力鋰電池電芯的能量密度達到300WH/kg的希望有點渺茫，相對來說，三元技術(shù)路線則較有希望。
有關(guān)"三元、磷酸鐵鋰到底誰才是未來技術(shù)路線主流"一直眾說紛紜。但在一些專家看來，未來三元電池或?qū)⒊蔀殡姵氐闹髁髀肪€。
三元or磷酸鐵鋰
隨著新能源汽車的需求爆發(fā)，動力鋰電池續(xù)航里程低等問題也逐漸暴露。今年來，多個部門公布文件，重新修訂動力鋰電池的續(xù)航里程、能量密度標準。其中，工信部主導制定的《節(jié)能和新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》中明確提出，2020年動力整車電池模組比能量要達到260Wh/kg。
"政策風向發(fā)生改變，預示著三元電池解禁在即。"劉鍇表示。
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三元電池解禁在即
動力鋰電池正極材料包括磷酸鐵鋰、三元、鈦酸鋰和錳酸鋰。其中，鈦酸鋰和錳酸鋰能量密度較低，目前國內(nèi)使用最多的電池是磷酸鐵鋰。在我國，多年來一直存在動力鋰電池正極材料應該走磷酸鐵鋰路線還是走三元路線之爭。
這種爭執(zhí)甚至影響了政策的走向。2016年一月份，工信部曾宣布暫緩三元用于商用車以調(diào)查其安全性。
不過，就在近期，工業(yè)和信息化部召開了有關(guān)進一步做好新能源汽車推廣應用安全監(jiān)管工作的宣貫會，2017年一月一日起，新申請《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》的使用三元電池的客車，需補交第三方檢測報告，該信息也被視為三元電池即將解封的導火索。
業(yè)內(nèi)人士分析稱，在通過熱失控試驗和熱失控擴展試驗測試的前提下，三元電池在電動客車上的應用或?qū)⒔饨恿︿囯姵鼐W(wǎng)CEO湯利軍認為，制約新能源汽車普及的重要原因之一就是續(xù)航里程的問題，所以提高動力鋰電池的能量密度勢在必行，而選擇三元技術(shù)路線是最行之有效的手段。
不得不提到的是，有關(guān)三元和磷酸鐵鋰的技術(shù)路線之爭持續(xù)了好幾年，而年初工信部宣布暫停三元電池用于純電動客車一度把三元電池打入谷底，也讓主打三元技術(shù)路線的動力鋰電池公司陷入困境。
CATL新能源科技市場總監(jiān)楊琦指出，暫停三元電池，是出于對安全的考慮，解禁三元電池是因為安全標準出來了，有了安全標準，三元和磷酸鐵鋰又可以同臺競技了。
據(jù)測試機構(gòu)數(shù)據(jù)顯示，現(xiàn)有的動力鋰電池系統(tǒng)中，單體電池的風險普遍存在，低風險包括漏液、變形、排氣，高風險包括火花、爆炸等情況。假如單體電池出現(xiàn)熱失控，三元材料電池比磷酸鐵鋰材料更容易出現(xiàn)火花，從而出現(xiàn)起火、爆炸等安全性問題。
然而，三元電池的安全性是可以解決的，劉鍇表示，提高三元電池安全性可以通過以下三種方式，"第一是在三元電池正極材料中加入硅鈦納米管提高容量，保證熱失控狀態(tài)下的安全性，（硅鈦納米管導電好，阻燃，供應容量，循環(huán)壽命延長一到三倍）。
第二是采用無溶劑pI粘合劑，用量是pVDF的三分之一，成本是pVDF的一半，可熱固化、EB電子束固化，也可以UV固化。涂布線的長度只有12米長，能耗降低一半，涂布速度為120米/分鐘。第三是采用固態(tài)電解質(zhì)，鋰離子電池壽命延長一倍，容量300瓦時/公斤，并且成本下降一半。"
三元電池的安全性可解決
據(jù)了解，未來國家將會持續(xù)支持三元動力鋰電池技術(shù)路線。業(yè)內(nèi)人士認為，預計從今年開始的兩三年時間里，國家將會密集出臺一批旨在提高新能源汽車安全性的政策舉措。
數(shù)據(jù)顯示，到2020年我國新能源汽車市場動力鋰電池總需求量接近5000萬kWh，其中磷酸鐵鋰還將經(jīng)歷2年的緩慢上升期，到2019年絕對需求量會下降，2020年快速下降到750萬kWh左右。甚至有行業(yè)人士預言，"磷酸鐵鋰未來三四年內(nèi)將會被新能源車淘汰掉"。
預計2018年純電動客車領(lǐng)域?qū)θ姵亟饨姵氐男枨罅繉l(fā)。到2020年將會達到4250萬kWh左右，從而基本完成對我國新能源汽車市場的統(tǒng)治，而磷酸鐵鋰離子電池則會將當前的市場中心轉(zhuǎn)移到儲能領(lǐng)域。
搶占三元電池開發(fā)多路線并進更保險
雖說三元電池技術(shù)路線可達到300Wh/kg的可能性較大，但也是要實力才行。目前比亞迪、CATL等國內(nèi)行業(yè)巨頭開始著手搶占三元電池市場的份額。
據(jù)了解，比亞迪一直堅持磷酸鐵鋰離子電池技術(shù)路線，而在近日比亞迪董秘李黔透露，比亞迪未來擴大三元鋰離子電池布局，2016年比亞迪預計電池產(chǎn)量10GWH，2017年會新增三元電池產(chǎn)量5-6GWH。比亞迪大規(guī)模布局三元鋰離子電池，意味著三元電池的技術(shù)路線在未來將會占據(jù)主導地位。當然，更多的技術(shù)特性的產(chǎn)品組合也有利于搶占市場份額。
同時據(jù)楊琦透露，目前CATL的磷酸鐵鋰和三元產(chǎn)量占比在2：1，基于市場對提高能量密度的需求，三元電池技術(shù)路線或?qū)⒊蔀樾袠I(yè)趨勢，明年公司將會加大對三元技術(shù)的布局。
事實上，2016下半年很多公司已經(jīng)紛紛開始布局三元電池項目，如邦普集團投資12.26億元，建年產(chǎn)3.5萬噸三元前驅(qū)體項目；智慧能源增資福斯特31.14億元，擴產(chǎn)高端三元鋰電生產(chǎn)線；橫店東磁豪擲30億布局三元鋰離子電池；格林美收購三元前驅(qū)體產(chǎn)線，聯(lián)手邦普布局三元鋰離子電池；國軒高科發(fā)力三元鋰離子電池。
眾多公司搶占三元電池市場
受制于"解禁三元"消息尚未被證實和大家對三元鋰離子電池的電動客車安全性還抱有懷疑的態(tài)度。因此，電池廠商在繼續(xù)堅守磷酸鐵鋰布局的同時，也要做好三元技術(shù)儲備，畢竟未來很長時間內(nèi)磷酸鐵鋰和三元將會并存。
不過，我國微型電動汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長羅會明強調(diào)，電池本身存在太多不安全因素，相對三元電池來講，磷酸鐵鋰確實更安全，更適合剛起步時的新能源汽車使用，因為新能源汽車剛進行推廣，一旦出現(xiàn)安全事故就會造成毀滅性的打擊。
"三元電池和磷酸鐵鋰離子電池相比具有能量密度更高的優(yōu)勢。"羅會明認為，隨著電動汽車市場的快速發(fā)展，人們對能量密度要求越來越高，巡航里程幾乎成了衡量純電動汽車技術(shù)水平的最關(guān)鍵的指標。此前我國的動力鋰電池技術(shù)路線以磷酸鐵鋰離子電池為主，然而國家在新能源汽車政策補貼上也開始向能力密度和續(xù)航里程傾斜。
發(fā)展高能量密度動力鋰電池體系已經(jīng)成為國際主流趨勢。據(jù)統(tǒng)計，三元材料電池目前占全球動力鋰電池市場的80%以上，而我國動力鋰電池正極材料三元占比僅在30%左右。
"在全球新能源汽車的動力鋰電池市場中，美國、歐洲、日韓一開始就以三元鋰離子電池為重要技術(shù)路線，而日韓的松下、三星SDI、LG化學、AESC等是這方面的佼佼者。"羅會明認為TSLA和松下在三元電池方面的合作就做的很好。
今年初，TSLA的CEO埃隆-馬斯克宣布將聯(lián)合松下在內(nèi)華達沙漠中投資37億英鎊建立一個產(chǎn)量高達35GWH的三元電池廠，這個廠的產(chǎn)量幾乎相當于現(xiàn)在全球動力鋰電池的市場容量之和，達產(chǎn)后將能滿足46萬輛TSLAModelS、ModelX和Model3的動力鋰電池需求，屆時電池生產(chǎn)成本將降低30%。
TSLA的CEO埃隆-馬斯克宣布和松下合建三元電池廠
"然而，這并不意味著，未來就將絕對是三元鋰離子電池統(tǒng)領(lǐng)天下。"劉鍇表示，行業(yè)關(guān)于技術(shù)和材料挖掘從未停止過，就像全固態(tài)電池帶來了全新的三元電池全新的材料結(jié)構(gòu)以及全新的電池極片材料，為三元電池供應了全新的結(jié)構(gòu)和原材料選擇，所以更高的能量密度和更安全的性能永遠是公司試圖平衡的兩大命題。
新能源汽車競爭的核心是動力鋰電池之爭，"動力鋰電池技術(shù)路線之爭"仍將持續(xù)，三元抑或磷酸鐵鋰，或是其他新技術(shù)都將由市場需求決定，"無論是乘用車還是客車，安全問題肯定是汽車公司研發(fā)和制造產(chǎn)品考慮的首要因素。"羅會明認為，公司只有不斷提高技術(shù)水平，生產(chǎn)達到安全技術(shù)標準的電池才是生產(chǎn)之道。
