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磷酸鐵鋰電池的轉(zhuǎn)折

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:225次  |  2023年08月14日  

面向2021年,毫無疑問,磷酸鐵鋰電池將會在更加多元化的市場應(yīng)用中開啟更大的空間。


1997年,當(dāng)美國科學(xué)家Goodenough發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰材料(LFP)可以作為鋰電池正極時(shí),可能根本不會想到,這種技術(shù)路線有朝一日會在大洋彼岸的中國“遍地開花”。


2009年,中國啟動了十城千輛工程,規(guī)劃在3年內(nèi)每年發(fā)展10個(gè)城市,每個(gè)城市推出1000輛新能源汽車,得益于安全性和長壽命的考慮,當(dāng)時(shí)以客車為主的新能源汽車絕大部分都采用了磷酸鐵鋰電池。


在此之后,磷酸鐵鋰技術(shù)路線的動力鋰電池開始在中國生根發(fā)芽,并不斷成長壯大。


回望磷酸鐵鋰電池在國內(nèi)的發(fā)展,從裝機(jī)量來看,從2010年的0.2GWh到2016年的20.3GWh,其實(shí)現(xiàn)了7年100倍的激增。到2016年之后,穩(wěn)定在每年20GWh的狀態(tài)。

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符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

從市場份額來看,2010年到2014年,磷酸鐵鋰的市場份額一直維持在70%以上,但在2016年之后,受到補(bǔ)貼政策的調(diào)整與能量密度掛鉤的影響,磷酸鐵鋰電池開始在市場遇冷,逐步從2014年之前的70%以上的占有率,一路跌至2019年的15%以下。


這期間,磷酸鐵鋰電池也受到了很多的質(zhì)疑,一度也成為落后的代名詞,甚至出現(xiàn)了棄磷酸鐵鋰的一個(gè)風(fēng)潮。而這種變化的背后也說明,2019年之前,市場對于政策的依賴程度非常高。


從技術(shù)性能和成本的指標(biāo)上看,能一定程度上反映磷酸鐵鋰電池技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)成熟度。10年間能量密度平均每年增加9%,成本每年下降17%。


安馳科技總工程師白科預(yù)測,到2023年,磷酸鐵鋰的能量密度增加會逐步放緩,能接近210Wh/kg,成本則下降至0.5元/Wh。


2020年,磷酸鐵鋰電池的轉(zhuǎn)折

無人船智能鋰電池
IP67防水,充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備

進(jìn)入2020年以來,一度沉寂的磷酸鐵鋰電池開始回暖,進(jìn)入到新的增長周期。


這背后的邏輯主要包括:


一是新能源汽車動力電池領(lǐng)域路線之爭暫緩,不同技術(shù)路線的產(chǎn)品都開始能找到適合自身的賽道;二是在5G基站、船舶、工程機(jī)械等一定規(guī)模的市場,磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢凸顯,開啟其了新的市場機(jī)會;三是隨著電池市場越來越市場化,ToC端業(yè)務(wù)托起新的增長點(diǎn),這給了磷酸鐵鋰電池以新的被選擇的機(jī)會。


在市場應(yīng)用上,最為關(guān)注的是在電動汽車領(lǐng)域的三款現(xiàn)象級車型,特斯拉Model3、比亞迪漢、宏光miniEV,都配套了磷酸鐵鋰電池,這也給接下來其在電動汽車上的應(yīng)用帶來了很大的想象空間。


隨著市場開始進(jìn)一步擺脫政策化,走向真正市場化,磷酸鐵鋰電池的機(jī)會也將進(jìn)一步打開。


市場數(shù)據(jù)來看,整個(gè)2020年磷酸鐵鋰在車上的裝機(jī)量有望達(dá)到20Gwh,另外,儲能市場磷酸鐵鋰電池出貨量預(yù)計(jì)在10Gwh左右。


新十年磷酸鐵鋰電池機(jī)會


面向2021年,毫無疑問,磷酸鐵鋰電池將會在更加多元化的市場應(yīng)用中開啟更大的空間。


在動力系統(tǒng)的全面電動化中,陸地交通、車輛全面電動化的趨勢不可逆轉(zhuǎn);船舶電動化也在加速,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)完善;同時(shí),電動飛機(jī)市場開始嘗試。這都將會擁有磷酸鐵鋰電池一部分市場份額。


儲能領(lǐng)域,將會成為磷酸鐵鋰電池的第二大戰(zhàn)場,儲能主要分為和電網(wǎng)結(jié)合的大型儲能和以5G基站為代表的小型儲能,這都將是磷酸鐵鐵鋰電池唱主角的應(yīng)用市場。


此外,在新興應(yīng)用市場中,包括電動叉車、電動助力車、數(shù)據(jù)中心備電、電梯備電、醫(yī)療器械電源等場景,都將會給磷酸鐵鐵鋰電池帶來一定的機(jī)會和空間。


多元化的市場與差異化的產(chǎn)品開發(fā)


多元化的市場,也對鋰電池提出了差異化的要求,有的需要長續(xù)航、有的需要高能量密度,有的需要寬溫性能。即使對于磷酸鐵鋰電池而言,也需要通過差異化的開發(fā)來滿足不同應(yīng)用場景的需求和痛點(diǎn)。


成立于2016年5月安馳科技,一直堅(jiān)持走磷酸鐵鋰技術(shù)路線,針對未來市場的需求方向,白科介紹了安馳在磷酸鐵鋰電池領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)方向。


在能量密度提升方向上,瘋狂追求能量密度的時(shí)代已經(jīng)過去,但是電池作為能量的載體,能量密度是其必須面對的技術(shù)指標(biāo)。


對此,安馳開發(fā)了結(jié)構(gòu)梯度厚電極,通過平衡極片極化,消除常規(guī)厚電極的內(nèi)阻過高、電池運(yùn)行溫升高等問題。可以使鐵鋰電池兼顧壽命和高能量密度?;谠摷夹g(shù)的鐵鋰電芯重量能量密度超過190Wh/Kg,體積能量密度超過430Wh/L。


針對低溫場景下的動力電池應(yīng)用需求,安馳還開發(fā)了低溫磷酸鐵鋰電池,通過低粘超電解液、離子/電子超導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)、各項(xiàng)同性石墨、超細(xì)納米鐵鋰等技術(shù)的組合,讓電池在低溫環(huán)境下的正常運(yùn)行。


此外,在長壽命的電池開發(fā)上,安馳通過低鋰耗負(fù)極、高穩(wěn)定性正極、自修復(fù)電解液等技術(shù),實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰電池超6000次以上的循環(huán)。


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