寧德時代、比亞迪與國軒高科齊上陣，磷酸鐵鋰電池強勢回歸？
來源：亞洲新能源汽車網(wǎng)
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發(fā)布日期：2020-04-14
更多搭載磷酸鐵鋰電池的乘用車開始出現(xiàn)。4 月 1 日，工信部公示了一批符合財政補貼標(biāo)準(zhǔn)的新能源車型。其中有三款乘用車搭載了磷酸鐵鋰電池，分別是：比亞迪漢、北汽 EU5、上汽榮威 Ei5。顯然，這打破磷酸鐵鋰電池通常用于客車和專用車的慣例，意味著磷酸鐵鋰電池將開始進軍乘用車市場。此前，特斯拉與寧德時代合作磷酸鐵鋰電池的消息不脛而走。比亞迪在發(fā)布刀片時也透露，不少車企正在與比亞迪溝通合作事宜。曾經(jīng)在技術(shù)之爭中落敗的磷酸鐵鋰電池，如今正在上演一場回歸之戰(zhàn)。主導(dǎo)這場戰(zhàn)役的電池供應(yīng)商，則是寧德時代、比亞迪和國軒高科。電池單體主要由正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液構(gòu)成。充電過程中，磷酸亞鐵鋰中的部分鋰離子脫出，經(jīng)電解質(zhì)傳遞到負(fù)極，嵌入負(fù)極碳材料；放電過程中，鋰離子自負(fù)極脫出，經(jīng)電解質(zhì)到達正極，同時負(fù)極釋放電子，自外電路到達正極，為外部提供能量。由于不含重金屬或稀有金屬，磷酸鐵鋰電池的成本較低。此外，磷酸鐵鋰還具有天然的熱穩(wěn)定性，因此在新能源車發(fā)展初期被廣泛應(yīng)用。因此，在乘用車市場對續(xù)航要求不斷高漲的形勢下，磷酸鐵鋰電池最終被能夠滿足這一需求的三元電池趕超，前者后期主要被應(yīng)用在了對續(xù)航要求相對較低的客車和專用車上面。國內(nèi)動力電池的前三強寧德時代、比亞迪和國軒高科給出了自己的答案。2019 年 3 月，國軒高科研發(fā)的圓柱型磷酸鐵鋰電池開始在江淮 iEV7L 裝車。這款有著「國軒造」之稱的電池單體能量密度達到 190Wh/kg，配套乘用車的電池系統(tǒng)能量密度為 140.24Wh/kg，可以滿足新能源汽車 400 公里以上的續(xù)航里程。此外，通過在正極材料制備過程中加入特殊添加劑，以及對 PACK 工藝和電池包設(shè)計進行優(yōu)化，國軒高科宣稱可以實現(xiàn)磷酸鐵鋰電池單體能量密度在實驗階段突破 200Wh/kg。與國軒高科側(cè)重單體能量密度提升有所不同的是，寧德時代和比亞迪采用了改進電池包封裝工藝的方法。2019 年 9 月，寧德時代推出 CTP（Cell to Pack）技術(shù)，將電芯直接集成到電池包，使電池包整體利用率提高了 15%-20%，零部件數(shù)量減少 40%。寧德時代當(dāng)時稱，CTP 電池包的能量密度可以達到 200Wh/kg。2020 年 3 月，比亞迪發(fā)布刀片電池技術(shù)，將刀片形狀的長電芯直接組裝成電池包，將電池包的空間利用率提升了 50%。比亞迪的刀片電池將首次搭載在漢 EV 上，電池系統(tǒng)能量密度為 140Wh/kg。從現(xiàn)有車型看，只有比亞迪達到了可以對標(biāo)三元電池的續(xù)航水平。對比工信部收錄的三款乘用車數(shù)據(jù)，比亞迪漢的電池系統(tǒng)能量密度最大。在電池容量尚未公布的情況下，比亞迪漢的續(xù)航里程達到了三元電池常見的 500 公里續(xù)航水平，單電機版的比亞迪漢還可以實現(xiàn) NEDC 續(xù)航 605 公里。實際上，三款車型的動力電池分別來自 3 家供應(yīng)商：北汽 EU5 由寧德時代提供，上汽榮威 Ei5 由國軒高科供應(yīng)，比亞迪漢由弗迪提供，弗迪正是從比亞迪拆分出來獨立運營的電池公司，第一款產(chǎn)品是刀片電池。從 2019 年動力電池裝機量看，寧德時代、比亞迪和高軒高科是排名前三的公司。中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2019 年全年，國內(nèi)動力電池裝機量累計 62.2GWh，同比增長 9.2%。其中，三元電池裝機量累計 40.5GWh，同比增長 22.5%；磷酸鐵鋰電池裝機量共計 20.2GWh，同比下降 9.0%。如果以磷酸鐵鋰電池裝機量看，寧德時代的磷酸鐵鋰電池裝機量為 11.247GWh，市場份額達到 56.0%，比亞迪的磷酸鐵鋰電池裝機量為 2.781GWh，市場份額為 13.8%，國軒高科的磷酸鐵鋰電池裝機量為 3.218GWh，市場份額為 15.1%。市場的風(fēng)向，一定程度上是由這三家公司決定的。而這三家中，至少有兩家對磷酸鐵鋰電池研發(fā)進行了堅決投入。比亞迪公司董事長王傳福在發(fā)布刀片電池技術(shù)時表示，刀片電池是一款凝結(jié)了比亞迪在動力電池領(lǐng)域近二十年研發(fā)和應(yīng)用經(jīng)驗，集成比亞迪從電池原材料制取到動力電池包制造全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢的「明星產(chǎn)品」。此前，國軒高科在接受投資機構(gòu)調(diào)研時稱，在急速追求高能量密度的道路上，具有高安全性能的鐵鋰一度因為能量密度較低而被忽視，公司在產(chǎn)品戰(zhàn)略上沒有跟風(fēng)，而是堅持「沒有安全就沒有未來」的原則，將磷酸鐵鋰電池應(yīng)用在乘用車上。不過，整體來看，目前無論是刀片電池還是 CTP，抑或有著「國軒造」的磷酸鐵鋰電池，真正搭載在乘用車上后，各家的電池系統(tǒng)能量密度均與三元電池有一定差距。未來只有真正做到了 160Wh/kg 或更高后，磷酸鐵鋰電池的續(xù)航里程追上三元電池，更大規(guī)模的上車才有可能。其實，能量密度低是磷酸鐵鋰電池的根本缺陷，解決完這個問題后，磷酸鐵鋰電池還面臨兩重考驗：一個是電壓是否足夠穩(wěn)定，另一個是如何解決低溫衰減的問題。在比亞迪發(fā)布刀片電池后，理想汽車創(chuàng)始人李想便表示：磷酸鐵鋰電池電壓測量不穩(wěn)定，對增程式電動車和插電混合動力汽車是個災(zāi)難，因為會擾亂控制策略。所以刀片電池和磷酸鐵鋰電池最適合的還是中、低端的純電動車，以及南方運營車輛。對此，比亞迪汽車銷售公司副總經(jīng)理李云飛回應(yīng)稱：刀片電池能專場發(fā)布且量產(chǎn)外供，其實已經(jīng)是答案，刀片電池的在低溫甚至超低溫的表現(xiàn)均不用擔(dān)心，涉及電壓問題的 BMS 管理系統(tǒng)也有成熟的應(yīng)用和經(jīng)驗。而為了解決低溫衰減問題，國軒高科已經(jīng)研發(fā)了液冷恒溫技術(shù)，可以實現(xiàn)快速加熱與冷卻。國軒高科內(nèi)部人士表示，「這項技術(shù)可將電池包的溫度控制在 10-35℃之間，保證電池包散熱、冷卻均衡，并極大提高電池壽命。即使在零下 30℃超低溫環(huán)境下，江淮 iEV7L 亦可正常充電、行駛。」如果能解決能量密度低、電壓穩(wěn)定性差和低溫衰減等問題，從成本角度看，磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢是十分明顯的。目前，寧德時代磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)成本為每瓦時 0.8 元，三元鋰電池系統(tǒng)成本為每瓦時 1-1.2 元，兩款電池的成本差為 0.2-0.4 元。西南證券分析稱，刀片電池和 CTP 方案成本可降 15%。假設(shè)刀片電池體積比能量密度提升 50% 左右并且在帶電量不變的情況下，鋁殼蓋板以及 PACK 成本下降 33%；能源、人工、制造以 BMS 由于工藝優(yōu)化以及零部件減少而下降 20%，則刀片電池制造總成本可以由 0.696 元/Wh 下降 15.6% 至 0.588 元/Wh。以一款電池容量 60kWh 的電動車為例，搭載磷酸鐵鋰電池將比三元鋰電池成本低 1.2 萬元—2.4 萬元，這對于車企來說極具吸引力。短期來看，三元電池仍將是純電動乘用車搭載的主流產(chǎn)品，但磷酸鐵鋰電池正在成為新的可能，或?qū)⒄嫒缤鮽鞲Ｋ越K結(jié)新能源車的自燃問題，或?qū)⒋偈箘恿﹄姵禺a(chǎn)業(yè)重新洗牌。
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