為何眾多車企都開始熱衷于磷酸鐵鋰電池？2021-03-26 09:15
動(dòng)力電池作為新能源汽車的“心臟”，它能夠決定一輛純電動(dòng)車的續(xù)航、安全性能等至關(guān)重要的屬性。在此前政策的引導(dǎo)下，擁有能量密度較高的三元鋰電池備受市場(chǎng)青睞，但在2020年三元鋰電池裝機(jī)量開始下滑。
據(jù)中國汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟此前發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2020年國內(nèi)動(dòng)力電池累計(jì)銷量達(dá)65．9GWh。其中三元鋰電池共計(jì)裝車38．9GWh，占比61．1％，累計(jì)下降4．1％；而磷酸鐵鋰電池裝機(jī)24．4GWh，占比38．3％，累計(jì)增長20．6％，成為銷量同比唯一增長的動(dòng)力電池類型。
在2021年裝載磷酸鐵鋰電池的車型也會(huì)越來越多，例如：小鵬汽車在3月發(fā)布了小鵬G3和P7新增車型，并配備磷酸鐵鋰電池，歐拉好貓?jiān)?月中旬也發(fā)布了三款磷酸鐵鋰版本車型，除此之外，3月初工信部發(fā)布的第342批《道路機(jī)動(dòng)車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》新產(chǎn)品公示中也有22款車型采用磷酸鐵鋰電池。
為何眾多車企都開始熱衷于磷酸鐵鋰電池？
磷酸鐵鋰成本低 降低購入門檻
根據(jù)彭博社新能源觀察12 月公布的調(diào)查來看，全球市場(chǎng)三元鋰電芯的價(jià)格在102 美元／kWh，而磷酸鐵鋰電芯則低至80美元／kWh，兩者差距22美元。
目前純電動(dòng)車型所配備的電池容量大多數(shù)都在70kWh，我們就以該容量進(jìn)行計(jì)算（在不計(jì)算電芯組成費(fèi)用情況下），使用三元鋰電芯成本為7140美元（人命幣約等于46410元），而使用磷酸鐵鋰電芯則只需要5600美元（人命幣約等于36400元），兩者差距在10000元左右，而未來電池容量越高，兩者的差距就會(huì)更大。
這也就是此前特斯拉Model 3標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航在使用磷酸鐵鋰電池之后，能從由原來的27．155萬降至24．99萬元的主要原因。
磷酸鐵鋰安全系數(shù)更高 更耐用
新能源汽車自燃問題一直備受關(guān)注，據(jù)了解， 2020年共有50起以上起火事件，其中絕大多數(shù)都為自燃。而此前新能源汽車國家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟副秘書長劉鵬在此前就表示，新能源汽車安全事故大多發(fā)生在高SOC狀態(tài)，其中三元鋰電池由于能量密度大，活性大，更容易熱失效，在250℃到300℃的溫度就可能發(fā)生分解和爆炸。
而磷酸鐵鋰電池在溫度超過600℃才會(huì)發(fā)生分解，相比三元鋰電池要更加穩(wěn)定。除此之外，在電池的使用壽命上，磷酸鐵鋰可以充電3500次才衰減至強(qiáng)制更換的界限80％，估算下來大概可以使用10年以上，而三元鋰充電2000次左右就已經(jīng)衰減至限定值了，這大致只能使用6年的時(shí)間。
技術(shù)成熟 磷酸鐵鋰電池缺點(diǎn)被縮小
2019年國家對(duì)補(bǔ)貼政策門檻進(jìn)行了提升，動(dòng)力電池能量密度需要達(dá)到105Wh／kg，并且續(xù)航里程需要達(dá)到250km才能進(jìn)行補(bǔ)貼，但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)還不夠成熟，使用能量密度較低的磷酸鐵鋰電池難以獲得補(bǔ)貼，眾多車企就選擇了能量密度更高的三元鋰電池。
不過隨著中國電池技術(shù)日益成熟，不少動(dòng)力電池企業(yè)都研發(fā)出如何解決磷酸鐵鋰低的問題，像寧德時(shí)代此前發(fā)布的CTP技術(shù)，該技術(shù)通過改變電池包內(nèi)部的布局結(jié)構(gòu)，去掉了模組，將電芯直接組成 Pack。從而讓電池包的體積利用率上升 15－20％，能量密度提升 10－15％。
除此之外，比亞迪研發(fā)出刀片電池，該電池通過CTP（Cell to Pack）設(shè)計(jì)思路，直接取消了電池包內(nèi)部的框架，通過橫向密集排列的多排電芯，將內(nèi)部空間的利用率提升到了60％左右。結(jié)果就是電池包整體的能量密度以及容量的提升。以搭載最新刀片電池的比亞迪漢EV為例，其電池包總能量為76．9kWh，能量密度140Wh／kg。
新的CTP設(shè)計(jì)思路不僅讓刀片電池在性能參數(shù)上達(dá)到了平均水平，由于減少了電池組裝模組的端板、側(cè)板以及用于固定模組的框架、螺栓等緊固件，還降低了部分制造成本，提升制造效率。
磷酸鐵鋰與三元鋰該如何選？
雖然磷酸鐵鋰電池目前裝機(jī)量提升，但該電池并非完全取代三元鋰電池，很多車企都選擇用“兩條腿”走路，同一款車型會(huì)發(fā)布兩種不同電池的版本。于是有很多消費(fèi)者會(huì)有疑惑，這兩種版本應(yīng)該如何選擇。
在筆者看來，具體如何選擇還是需要根據(jù)車型而言，我們拿小鵬P7和歐拉好貓來舉例。
首先是小鵬P7，磷酸鐵鋰版本車型起步售價(jià)并非發(fā)生變化，不過在續(xù)航和配置上進(jìn)行了調(diào)整，其中續(xù)航從586km下降到480km，在配置上配備XPILOT 2．5系統(tǒng)。如果是想要體驗(yàn)?zāi)壳白詣?dòng)駕駛等功能并對(duì)續(xù)航?jīng)]有非常高的要求，筆者認(rèn)為選擇磷酸鐵鋰版本的更合適，但如果對(duì)于經(jīng)常使用新能源車駕駛長途的消費(fèi)者來說，選擇三元鋰電池版本更為合適，畢竟更長的續(xù)航能夠一定程度減少里程焦慮的問題。
接著就是歐拉好貓，該車磷酸鐵鋰版本和三元鋰版本沒有任何區(qū)別，無論是在售價(jià)上還是配置上或者是續(xù)航上都保持一致。因此對(duì)于消費(fèi)者而言選擇就需要考慮自身地區(qū)，目前磷酸鐵鋰車型雖然BMS控溫技術(shù)作為輔助，可以盡量降低低溫對(duì)電池帶來的問題，但在面對(duì)極寒的情況或多或少還是會(huì)導(dǎo)致續(xù)航有一定降低，如果是生活在北方，筆者建議還是選擇三元鋰電池會(huì)更穩(wěn)妥一些。
寫在最后
在技術(shù)層面提高之后，磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢(shì)要更加突出，從裝機(jī)量上就可以看出磷酸鐵鋰電池正在崛起，但是這并不代表三元鋰電池沒落。在筆者看來這兩種不同得電池就像燃油車時(shí)代的自然吸氣和渦輪增壓一樣，各有優(yōu)劣，形成互補(bǔ)的方式，能夠覆蓋更廣的使用場(chǎng)景，為消費(fèi)者提供更多選擇。
深圳市恒創(chuàng)興電子科技有限公司是一家專業(yè)從事BMS電源管理系統(tǒng)、鋰電池保護(hù)板、儲(chǔ)能電池的開發(fā)、集成、測(cè)試、銷售及相關(guān)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)，混合集成電路的技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)、測(cè)試及銷售一體的高新科技企業(yè)，電池保護(hù)板定制廠家。
據(jù)中國汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟此前發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2020年國內(nèi)動(dòng)力電池累計(jì)銷量達(dá)65．9GWh。其中三元鋰電池共計(jì)裝車38．9GWh，占比61．1％，累計(jì)下降4．1％；而磷酸鐵鋰電池裝機(jī)24．4GWh，占比38．3％，累計(jì)增長20．6％，成為銷量同比唯一增長的動(dòng)力電池類型。
在2021年裝載磷酸鐵鋰電池的車型也會(huì)越來越多，例如：小鵬汽車在3月發(fā)布了小鵬G3和P7新增車型，并配備磷酸鐵鋰電池，歐拉好貓?jiān)?月中旬也發(fā)布了三款磷酸鐵鋰版本車型，除此之外，3月初工信部發(fā)布的第342批《道路機(jī)動(dòng)車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》新產(chǎn)品公示中也有22款車型采用磷酸鐵鋰電池。
為何眾多車企都開始熱衷于磷酸鐵鋰電池？
磷酸鐵鋰成本低 降低購入門檻
根據(jù)彭博社新能源觀察12 月公布的調(diào)查來看，全球市場(chǎng)三元鋰電芯的價(jià)格在102 美元／kWh，而磷酸鐵鋰電芯則低至80美元／kWh，兩者差距22美元。
目前純電動(dòng)車型所配備的電池容量大多數(shù)都在70kWh，我們就以該容量進(jìn)行計(jì)算（在不計(jì)算電芯組成費(fèi)用情況下），使用三元鋰電芯成本為7140美元（人命幣約等于46410元），而使用磷酸鐵鋰電芯則只需要5600美元（人命幣約等于36400元），兩者差距在10000元左右，而未來電池容量越高，兩者的差距就會(huì)更大。
這也就是此前特斯拉Model 3標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航在使用磷酸鐵鋰電池之后，能從由原來的27．155萬降至24．99萬元的主要原因。
磷酸鐵鋰安全系數(shù)更高 更耐用
新能源汽車自燃問題一直備受關(guān)注，據(jù)了解， 2020年共有50起以上起火事件，其中絕大多數(shù)都為自燃。而此前新能源汽車國家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟副秘書長劉鵬在此前就表示，新能源汽車安全事故大多發(fā)生在高SOC狀態(tài)，其中三元鋰電池由于能量密度大，活性大，更容易熱失效，在250℃到300℃的溫度就可能發(fā)生分解和爆炸。
而磷酸鐵鋰電池在溫度超過600℃才會(huì)發(fā)生分解，相比三元鋰電池要更加穩(wěn)定。除此之外，在電池的使用壽命上，磷酸鐵鋰可以充電3500次才衰減至強(qiáng)制更換的界限80％，估算下來大概可以使用10年以上，而三元鋰充電2000次左右就已經(jīng)衰減至限定值了，這大致只能使用6年的時(shí)間。
技術(shù)成熟 磷酸鐵鋰電池缺點(diǎn)被縮小
2019年國家對(duì)補(bǔ)貼政策門檻進(jìn)行了提升，動(dòng)力電池能量密度需要達(dá)到105Wh／kg，并且續(xù)航里程需要達(dá)到250km才能進(jìn)行補(bǔ)貼，但由于當(dāng)時(shí)技術(shù)還不夠成熟，使用能量密度較低的磷酸鐵鋰電池難以獲得補(bǔ)貼，眾多車企就選擇了能量密度更高的三元鋰電池。
不過隨著中國電池技術(shù)日益成熟，不少動(dòng)力電池企業(yè)都研發(fā)出如何解決磷酸鐵鋰低的問題，像寧德時(shí)代此前發(fā)布的CTP技術(shù)，該技術(shù)通過改變電池包內(nèi)部的布局結(jié)構(gòu)，去掉了模組，將電芯直接組成 Pack。從而讓電池包的體積利用率上升 15－20％，能量密度提升 10－15％。
新的CTP設(shè)計(jì)思路不僅讓刀片電池在性能參數(shù)上達(dá)到了平均水平，由于減少了電池組裝模組的端板、側(cè)板以及用于固定模組的框架、螺栓等緊固件，還降低了部分制造成本，提升制造效率。
磷酸鐵鋰與三元鋰該如何選？
雖然磷酸鐵鋰電池目前裝機(jī)量提升，但該電池并非完全取代三元鋰電池，很多車企都選擇用“兩條腿”走路，同一款車型會(huì)發(fā)布兩種不同電池的版本。于是有很多消費(fèi)者會(huì)有疑惑，這兩種版本應(yīng)該如何選擇。
在筆者看來，具體如何選擇還是需要根據(jù)車型而言，我們拿小鵬P7和歐拉好貓來舉例。
首先是小鵬P7，磷酸鐵鋰版本車型起步售價(jià)并非發(fā)生變化，不過在續(xù)航和配置上進(jìn)行了調(diào)整，其中續(xù)航從586km下降到480km，在配置上配備XPILOT 2．5系統(tǒng)。如果是想要體驗(yàn)?zāi)壳白詣?dòng)駕駛等功能并對(duì)續(xù)航?jīng)]有非常高的要求，筆者認(rèn)為選擇磷酸鐵鋰版本的更合適，但如果對(duì)于經(jīng)常使用新能源車駕駛長途的消費(fèi)者來說，選擇三元鋰電池版本更為合適，畢竟更長的續(xù)航能夠一定程度減少里程焦慮的問題。
接著就是歐拉好貓，該車磷酸鐵鋰版本和三元鋰版本沒有任何區(qū)別，無論是在售價(jià)上還是配置上或者是續(xù)航上都保持一致。因此對(duì)于消費(fèi)者而言選擇就需要考慮自身地區(qū)，目前磷酸鐵鋰車型雖然BMS控溫技術(shù)作為輔助，可以盡量降低低溫對(duì)電池帶來的問題，但在面對(duì)極寒的情況或多或少還是會(huì)導(dǎo)致續(xù)航有一定降低，如果是生活在北方，筆者建議還是選擇三元鋰電池會(huì)更穩(wěn)妥一些。
寫在最后
在技術(shù)層面提高之后，磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢(shì)要更加突出，從裝機(jī)量上就可以看出磷酸鐵鋰電池正在崛起，但是這并不代表三元鋰電池沒落。在筆者看來這兩種不同得電池就像燃油車時(shí)代的自然吸氣和渦輪增壓一樣，各有優(yōu)劣，形成互補(bǔ)的方式，能夠覆蓋更廣的使用場(chǎng)景，為消費(fèi)者提供更多選擇。
深圳市恒創(chuàng)興電子科技有限公司是一家專業(yè)從事BMS電源管理系統(tǒng)、鋰電池保護(hù)板、儲(chǔ)能電池的開發(fā)、集成、測(cè)試、銷售及相關(guān)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)，混合集成電路的技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)、測(cè)試及銷售一體的高新科技企業(yè)，電池保護(hù)板定制廠家。
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