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磷酸鐵鋰并不會“回潮” 乘用車還是三元鋰離子電池好

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年08月23日  

“經過大家認真的沉思和投票,相信磷酸鐵鋰離子電池在某一個局部強勢回歸。”這是比亞迪鋰電事業部副總沈晞對磷酸鐵鋰動力鋰離子電池的預測。


不久之前,有業內人士分解,磷酸鐵鋰離子電池可能會“回潮”。“回潮”的意思是指已經消失了的舊事物、舊習慣、舊思想等重新出現。盡管磷酸鐵鋰離子電池在乘用車范疇的使用越來越少,但是它在商用車范疇還是有很大的發揮空間。所以,磷酸鐵鋰離子電池從來就沒有消失過,又何談“回潮”。


客車范疇的活躍分子


相比元三元鋰離子電池,磷酸鐵鋰離子電池的其特色是不含鈷等貴重元素,原料價格低且磷、鐵存在于地球的資源含量豐富,不會有供料問題;在高溫與高熱環境下的穩定性高,缺點是量密度較低。


商用車尤其是客車搭載的電池量都很大,為了減少熱失控帶來的風險,磷酸鐵鋰離子電池成為了電動客車廠家的首選。


數據可以很好的說明這一點。(這個數據是依據汽車銷量反向計算得出,而且只計算國內市場,并且沒有考慮庫存和運輸在途的產品,與實際的電池產量數據可能略有出入。)


2017年新能源乘用車市場動力鋰離子電池裝機量137GWh,其中76%的為三元鋰離子電池,裝機量10.34GWh,磷酸鐵鋰離子電池在新能源乘用車車型中裝機2.98GWh,占比22%;剩下的2%是錳酸鋰離子電池,共0.23GWh。


相比之下,新能源客車市場動力鋰離子電池搭載量14.3GWh,其中磷酸鐵鋰離子電池12.84GWh,占比90%;三元鋰離子電池惟有0.03GWh,占0.21%


專用車范疇里,三元鋰離子電池仍舊是大頭,磷酸鐵鋰離子電池占將近1/4。


乘用車全面奔向三元鋰


2018年補貼新政里,續航里程、能量密度和百公里電耗這三個因素決定了純電動汽車的補貼額度,而磷酸鐵鋰離子電池的特點跟補貼要求可以說是背道而馳:能量密度低,同樣的電池質量所含電量低,造成續航里程不盡人意;倘若一味的新增電池量,整備質量也會大幅提升,過大的整備質量會造成百公里電耗不達標。


比亞迪剛上市的騰勢500不久前在拉薩舉辦了媒體試駕會,其工況續航451km,60km等速最大續航號稱超過了600km!可以說是國內市面上續航最高的乘用車了。最長續航的純電動汽車竟然用的是磷酸鐵鋰離子電池,說出來你敢信?


不過騰勢500剛做完宣傳,新款的騰勢就出今朝了工信部的名錄上,最大的變化就是新騰勢采用了三元鋰離子電池,而非磷酸鐵鋰。(參考閱讀:2018年第三批推薦目錄乘用車分解)


新舊比亞迪騰勢參數比較


盡管現款騰勢500采用磷酸鐵鋰離子電池能實現451km的續航,但是它也付出了一定的代價,那就是其整備質量超過了2噸!


2噸的整備質量有什么概念,作為一個b級三廂車,騰勢500的整備質量超過了魏派VV7(1960~1985kg)這樣的中型SUV,直逼中大型SUV豐田普拉多(2065~2285kg)。


原由很分明,磷酸鐵鋰離子電池能量密度低,比亞迪為了提高騰勢500的總電量不得不加裝大量的電池,以至于整備質量超過了2噸。車重在汽車設計范疇是一個很讓人頭疼的因素,它會帶來各種各樣的負面影響,比如車輛制動性能減弱、轉向力變大、慣性新增等。想必是騰勢500為了提高續航里程,在部分性能上做出了讓步。


所以,比亞迪開竅了。


比較新舊騰勢的參數不難發現,新騰勢雖然續航里程減少了近50km,但補貼卻提高了。


按照2018年補貼新政來計算,現款騰勢500的電池系統能量密度為105.72Wh/kg,百公里電耗15.9kWh/100km,能獲得的國家補貼金額為5*0.6*1.1=3.3萬;新騰勢的電池系統能量密度為141.61Wh/kg,百公里電耗15.1kWh/100km,能獲得的國家補貼金額為5*1.1*1.1=6.05萬。續航少了50km,補貼卻額外多了2.75萬。


連engineeredwithDAIMLERGROUP的騰勢都切換三元鋰離子電池了,我們有什么理由還在乘用車范疇堅守磷酸鐵鋰呢?


到頭來都是錢的問題


磷酸鐵鋰離子電池已經在新能源客車范疇的廣泛使用,而能量密度限制了其在乘用車范疇的發展,這是實際。


按照沈晞的說法,比亞迪大規模量產的磷酸鐵鋰方殼電池的能量密度為165Wh/kg,將來的上限是200Wh/kg;而量產的三元方殼電池單體的能量密度達到了190Wh/kg,將來采用高鎳正極材料搭配石墨負極,能量密度最高能達到260Wh/kg;在此基礎上,硅碳負極材料則是沖破300Wh/kg的關鍵。


第一電動網咨詢了一些動力鋰離子電池從業者得知,將來提高磷酸鐵鋰離子電池的能量密度的方式有兩個:一是通過添加錳酸鋰,采用磷酸錳鐵鋰正極材料;二是跟三元鋰相同,采用硅碳負極材料。


高工產研鋰電研究所GGII數據顯示,2017年底磷酸鐵鋰動力鋰離子電池包價格從年初的1.8~1.9元/Wh下降到年底的1.45~1.55元/Wh;三元動力鋰離子電池包價格從年初的1.7~1.8元/Wh下降到年底的1.4~1.5元/Wh。看來,磷酸鐵鋰離子電池在成組后的價格也未占有很大的優點。


之所以會有磷酸鐵鋰離子電池“回潮”的說法,無非是因為補貼政策逐年調整(也可以說是退坡),若2020年補貼消失后,三元鋰離子電池上游原材料(尤其是鈷)價格居高不下,車企可能會轉變思路,磷酸鐵鋰離子電池再次變得熱門起來。一名曾任職于寧德時代的工程師小伙伴說:“磷酸鐵鋰離子電池倘若使用硅碳負極材料,即便實現了200Wh/kg的能量密度,跟三元鋰離子電池相比未必能便宜很多,難道不應當是大家聯合把三元鋰的價格搞下來嗎?”


換個角度,2020年200Wh/kg的磷酸鐵鋰離子電池單體,裝車之后能達到的續航里程也就是在300~400km之間,跟2018年一個水平,這對消費者來說不是好事。


鈷價飛漲,不管是電池公司還是整車廠都有壓力。倘若說騰勢切換三元鋰離子電池,以犧牲續航里程為代價是為了多拿補貼的話。那在2020年的無補貼時代,若200Wh/kg磷酸鐵鋰離子電池價格低廉,車企為了控制成本紛紛采用磷酸鐵鋰離子電池,將產品的續航里程維持在兩年前的水平,想想都覺得魔幻,這將不會形成一個健康的市場。


我們要磷酸鐵鋰離子電池在客車范疇持續發光發熱,但乘用車范疇還得寄希望于三元鋰離子電池,只求“鈷奶奶”別這么要命。


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