鉅大LARGE | 點擊量：291次 | 2023年02月28日
磷酸鐵鋰電池狂飆突進(jìn)!比亞迪、TSLA和大眾等眾多廠商紛紛入局
作為連接發(fā)電側(cè)和用電側(cè)的關(guān)鍵結(jié)點，鋰電已經(jīng)成為了新能源行業(yè)的重要支點。在能源行業(yè)大變革的背景下，鋰電行業(yè)已經(jīng)成為全球重要領(lǐng)域，也是我國能源轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略方向。而新能源車作為重要的鋰電應(yīng)用領(lǐng)域，也一直伴隨著行業(yè)的變革而不時演化出新的電池技術(shù)。
實際上，從已經(jīng)較為成熟的鉛酸電池、鎳氫電池，再到當(dāng)前的鋰電池，未來的固態(tài)電池等等，電池領(lǐng)域的技術(shù)變革在悄無聲息中已經(jīng)迭代了好多代。但要論起至今為止變化最大的，則要數(shù)最近十年的三次技術(shù)路線更迭了。
（配圖來自Canva可畫）
三次技術(shù)路線更迭
就目前來說，全球范圍內(nèi)的電池路線重要有兩個，一個是磷酸鐵鋰電池技術(shù)路線，另一個則是三元鋰電池技術(shù)路線。前者的特點是工藝成熟、原材料成本低，循環(huán)壽命更長，但短板是能量密度低、續(xù)航低。而后者恰好相反，成本高、安全性稍差，但最大優(yōu)勢是能量密度大，續(xù)航時間長。兩種互有短長的技術(shù)路線，在過去10年中出現(xiàn)了多次博弈，而依據(jù)時間的不同可以具體將其分為三個階段。
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%
第一階段，是行業(yè)起步期兩條路線并行發(fā)展的階段（2009－2016年）。為了扶持國內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國家從2009年起拿出真金白銀補貼市場推動行業(yè)發(fā)展。作為占據(jù)新能源汽車40％成本的動力鋰電池，自然成為了重點補貼對象，在這一階段國家對磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池都進(jìn)行了重點扶持，因此磷酸鐵鋰電池和三元電池都有了大幅進(jìn)步，出貨量大幅提高。
第二階段，是政策鼓勵三元電池發(fā)展的階段（2017－2019年）。2016年十二月，國家采用精準(zhǔn)扶持政策，首次將電池系統(tǒng)能量密度納入考核標(biāo)準(zhǔn)，高能量密度、長續(xù)航歷程成了補貼重點。在這一階段，能量密度更高的三元鋰電池日益受到市場青睞，磷酸鐵鋰電池暫時受到影響。
第三階段，市場推動兩條路線進(jìn)入發(fā)展新階段（2019－2021年）。隨著2019年國家補貼的大幅度退坡，三元鋰電池的高成本劣勢日益凸顯。和此同時，更具性價比的磷酸鐵鋰電池重回大眾視野，從中低端車、儲能電池市場向上滲透，三元電池則重要占據(jù)高端車市場和消費電子市場。
技術(shù)變動背后的內(nèi)在動因
而在歷次技術(shù)路線變動背后，無論是政策的刻意引導(dǎo)還是市場的自然導(dǎo)向，最終都指向了事關(guān)行業(yè)未來發(fā)展的成本和效率、續(xù)航和安全性的取舍之中。
拿政策方面來說，除了行業(yè)起步階段的"大水漫灌"之外，第二、三階段的政策，都對產(chǎn)業(yè)有著明確的引導(dǎo)用途。比如，在第二階段國家趨向高能量密度的車企，從而造就了三元鋰電池的強(qiáng)勢崛起；而隨著國家補貼的退坡，磷酸鐵鋰電池技術(shù)的成本優(yōu)勢開始凸顯了出來，磷酸鐵鋰也因此重新崛起，而這其中成本是核心考量。
除了成本因素之外，電池安全也是磷酸鐵鋰得勢、三元鋰電池失勢的核心原因。由于三元鋰電池中的鈷酸鋰在高溫或者過充的情況下，會因為結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定形成結(jié)構(gòu)崩塌過熱或者出現(xiàn)強(qiáng)氧化性物質(zhì)，在外部撞擊的情況下出現(xiàn)爆炸或者自燃，這也是TSLA、蔚來等采用三元鋰電池技術(shù)的車企，之前一再起火的根本原因。
相比之下，磷酸鐵鋰晶體中的P－O鍵穩(wěn)固且難以分解，這使其在390℃以上高溫的情況下仍能夠保持穩(wěn)定性，這使其不會因為過充、溫度過高、短路或者撞擊而出現(xiàn)爆炸，從而保持極高的穩(wěn)定性。
兩者在成本和性能方面的差異，在新能源汽車加速普及的大潮下被進(jìn)一步放大。一方面，隨著今年以來國內(nèi)新能源車加速流進(jìn)市場，如何有效地降低動力鋰電池成本，就成為了越來越多車企的當(dāng)務(wù)之急。在這種情況下，以隨處可見的金屬鐵作為元素的磷酸鐵鋰，顯然比稀缺的金屬鈷更能夠適應(yīng)汽車這種大規(guī)模工業(yè)品的市場發(fā)展要。
另一方面，在新能源車加速普及的背景下，國家對新能源車的汽車安全關(guān)注日益提上日程，監(jiān)管也隨之趨嚴(yán)。無論是前不久引發(fā)輿論關(guān)注的TSLA車主事件，還是隨后發(fā)生的蔚來車起火失控問題，都反映了輿論關(guān)于新能源車安全的關(guān)注度越來越高，而國家頻繁約談新能源車企也反映了監(jiān)管層的擔(dān)憂。在此背景下，性能更穩(wěn)定、安全性更佳的磷酸鐵鋰電池日益受到了市場的青睞。
狂飆突進(jìn)的磷酸鐵鋰
在目前動力鋰電池行業(yè)核心的玩家中，比亞迪汽車選擇全部產(chǎn)量規(guī)劃磷酸鐵鋰電池，CATL也將大部分產(chǎn)量規(guī)劃為磷酸鐵鋰。從目前整個新能源車市的趨勢來看，磷酸鐵鋰電池市占率提升、產(chǎn)量擴(kuò)充已經(jīng)是可以確定的事情了。
據(jù)相關(guān)行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，進(jìn)入2021年以來，磷酸鐵鋰已經(jīng)先后在五月、七月，分別在裝車量和產(chǎn)量上超越了三元鋰電池。而在這些數(shù)據(jù)背后，正是作為平民價位的新能源汽車，開始進(jìn)入快速上升的階段，這在TSLA、大眾等眾多車企公開的表述中可以窺見端倪。
早年主打高端新能源車的TSLA，其一開始采用的是三元鋰電池路線，而隨著model3和modelY等平價車的逐漸推出，馬斯卡開始公開宣布新降價的新車，將會全面采用磷酸鐵鋰電池。之所以選擇做如此大的調(diào)整，是因為馬斯克早已經(jīng)嘗到了磷酸鐵鋰電池給其帶來的甜頭。
TSLA國產(chǎn)ModelY標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版，采用磷酸鐵鋰電池后，續(xù)航里程僅較長續(xù)航版和高性能版縮短60公里，而價格卻下降了7萬元－10萬元；從一開始就Allin磷酸鐵鋰電池的比亞迪汽車，通過改進(jìn)工藝（刀片電池），使磷酸鐵鋰電池能量利用效率得到了進(jìn)一步提升，從而使其在續(xù)航方面的短板進(jìn)一步縮小，而全系采用磷酸鐵鋰電池的比亞迪汽車銷量也非常不錯，這也代表了消費市場對磷酸鐵鋰電池技術(shù)的認(rèn)可，這也因此而帶動了更多廠商采用磷酸鐵鋰技術(shù)。
目前小鵬汽車對外宣布，其主力車型小鵬G3和P7都已經(jīng)推出了磷酸鐵鋰電池版本，相關(guān)車型交付正在迅速新增，其中截止二季度財報相關(guān)車型的交付量，已經(jīng)占到了各自交付總量的20％以上，預(yù)計未來這一比例還將繼續(xù)增大。
除此之外，新紅旗E＿QH5、上汽奧迪Q5e＿tron等車型，也將采用磷酸鐵鋰電池技術(shù)，另外大眾也在日前宣布其未來主推的車型將采用磷酸鐵鋰電池技術(shù)。隨著眾多廠商紛紛入局磷酸鐵鋰電池，磷酸鐵鋰的行業(yè)熱度也再次升溫。
新展望和新選擇
不過，從行業(yè)來看磷酸鐵鋰電池雖然因為優(yōu)勢很多而廣受各方青睞，但磷酸鐵鋰卻并非沒有弱點。
首先，是不夠輕量化。從行業(yè)來看，目前正極材料有很多路線，包括中低鎳三元、高鎳三元、鐵鋰等，但目前上升最快的還是高鎳三元材料和磷酸鐵鋰，而這兩種路線又各有優(yōu)劣。前者的問題還是成本問題，而后者的問題則在于自身比較笨重，不夠輕量化，在歐洲等環(huán)保條件苛刻的國家，對汽車質(zhì)量過重引發(fā)的碳排量新增一直抱以警惕態(tài)度。
其次，是不耐低溫。雖然磷酸鐵鋰耐高溫，但是其在低溫環(huán)境下其會受到比較明顯的影響，而高鎳三元則能夠很好地耐受低溫的影響。
由于磷酸鐵鋰和高鎳三元在性能方面的不同差異，決定了高鎳三元和磷酸鐵鋰有著不同的適用條件。比如，目前國內(nèi)外有高端電動汽車夢想的車企，如國外的寶馬、奔馳、奧迪，以及國內(nèi)的蔚來、小鵬等，都有高鎳三元的車型，蔚來還試圖推出三元鐵鋰的復(fù)合型車來達(dá)到一種平衡，不過目前后者還只是在嘗試中。
因此，從長遠(yuǎn)角度來看，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池并存的局面，仍將會在很長一段時間內(nèi)繼續(xù)保持。
