奔馳轉(zhuǎn)向磷酸鐵鋰電池的背后
? 對于目前新能源汽車的大力崛起,似乎預(yù)示著每一個車企都在嘗試分得一杯羹。不論是合資還是國產(chǎn),不管是傳統(tǒng)車企還是新生力量,對于新能源市場都期望能夠穩(wěn)住腳步。而作為新能源汽車的核心部件-電池,更是目前大家更為關(guān)注的。

? 在前不久奔馳宣布,考慮在部分入門級車型匹配-磷酸鐵鋰(LFP)電池,而首先部署車型為奔馳的EQB,并在下一代EQA也將全部匹配。為什么奔馳突然轉(zhuǎn)向磷酸鐵鋰電池,究竟是成本的考慮,安全的顧慮,還是對于循環(huán)壽命的延續(xù),下面我們來一一細說。

? 目前新能源汽車,電池又被分為三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池兩大條線。早期以磷酸鐵鋰電池為主,而后隨著消費者對于電動車?yán)m(xù)航里程的迫切需求,從能量密度上,無疑三元鋰電池更具優(yōu)勢,由于鎳鈷錳的化學(xué)活性更高,帶電量更大,因此導(dǎo)致三元鋰電池的續(xù)航里程更長,普及速度更快,并在2020年一季度幾乎達到了75%以上的絕對優(yōu)勢,至此,三元鋰電池也曾一度被認為是最符合新能源電動車核心的標(biāo)配之一。
? 天有不測風(fēng)云,任何事物在爆發(fā)前就是那么的悄無聲息。正當(dāng)眾多廠商開始為三元鋰電池大力發(fā)展的時候,磷酸鐵鋰卻出現(xiàn)了“突破瓶頸”般的增長。從中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,自今年5月以來,磷酸鐵鋰電池的產(chǎn)量以后來者居上的優(yōu)勢完全超越三元鋰電池;同樣在今年7月,配備磷酸鐵鋰電池的裝車量也已趕超三元鋰電池。最終在電池產(chǎn)量及電池裝車量雙數(shù)據(jù)下,磷酸鐵鋰電池紛紛趕超三元鋰電池,而磷酸鐵鋰電池這股返潮再次重新登新能源汽車電池市場的頭把交椅。


? 而這一切的源頭其一無非就是-成本。雖說任何制造都離不開成本,而對于成本的追加勢必會導(dǎo)致整體產(chǎn)品的溢價,過高的售價雖說會帶來更高的利潤,但是成本也是階梯式的遞增。而降本增效,對于企業(yè)從長遠利益來講,才是更為重視的。轉(zhuǎn)過頭來,之所以磷酸鐵鋰電池能夠?qū)崿F(xiàn)超越,無非就是上述我們所說的:成本、安全。
? 對電池有過了解的朋友都很清楚,磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池都存在更為明顯的優(yōu)略。在三元鋰電池上,其最大的優(yōu)勢就是其18650圓柱電池單體的能量密度已經(jīng)達到了232Wh/kg,從而能夠?qū)崿F(xiàn)更加喜人的超長續(xù)航能力,但弊端也很明顯,成本高和熱穩(wěn)定性較差,鎳鈷錳金屬在全球儲量低,價格不斷攀升,而且容易受到少數(shù)西方公司的控制,供應(yīng)鏈很不穩(wěn)定,這對電動汽車的普及十分不利,而三元鋰電池在300攝氏度左右開始溶解,此時鎳鈷錳正極材料還會釋放出氧離子,加速燃燒存在諸多不安全的因素;而磷酸鐵鋰電池則恰恰相反,最核心的優(yōu)勢就是技術(shù)成熟、成本更低、磷礦儲存量大、熱穩(wěn)定性更高,擁有超過800攝氏度的熱失控能力,加上電池本身的放熱緩慢,分解時不會釋放氧氣,也極大減少了起火的風(fēng)險;但弊端也很明顯,低溫下性能驟減,由于磷酸鐵鋰電池做為一個化工原料眾多、工藝繁雜的高科技產(chǎn)品,其生產(chǎn)環(huán)境對溫度、濕度、粉塵等都有很高的要求,如果沒有控制到位,電池品質(zhì)將出現(xiàn)波動,而且磷酸鐵鋰正極本身電子導(dǎo)電性比較差,比較容易產(chǎn)生極化,降低容量的發(fā)揮;同時低溫下黏度會增大,鋰離子遷移阻抗會增大,伴隨著溫度的降低,磷酸鐵鋰電池負極的SEI膜增厚,SEI膜阻抗增大導(dǎo)致鋰離子在SEI膜中的傳導(dǎo)速率降低,加上磷酸鐵鋰電池的能量密度大約在180Wh/kg,導(dǎo)致了續(xù)航里程不能夠達到消費者的期望。

? 但伴隨著比亞迪磷酸鐵鋰電池技術(shù)和寧德時代CTP技術(shù)的突破,將這種不可能變?yōu)榱爽F(xiàn)實。讓電池以電芯呈片狀排列,像刀片一樣布局方式,不僅提升了電芯的重組效率,在同等體積能量密度上也提升了將近50%,從而可以與三元鋰電池平分秋色。從接連不斷出現(xiàn)三元鋰電池自燃事件的發(fā)生到比亞迪董事長王傳福曾說“刀片電池的出現(xiàn)為的就是要讓要讓自燃不再出現(xiàn)在電動汽車的字典里”,也更加叫消費者重新審視最新的安全定義。

? 最后我們要說的就是電池的壽命了。對于電動車而言,成也電池敗也電池,如果電池出現(xiàn)了持續(xù)虧點不能夠達到理論巡航里程要求的同時,對于更換,也是一筆不小的開支。而三元鋰電池在過高成本及循環(huán)壽命上只能維持在800次左右,對于磷酸鐵鋰電池,更低的成本勢必會降低消費者的開支,并且可以輕松的做到接近2000次的循環(huán)壽命,也再次看到了磷酸鐵鋰電池的獨到之處。
? 而目前所使用磷酸鐵鋰電池的品牌也日益增多。2020年6月,搭載磷酸鐵鋰電池的國產(chǎn)特斯拉Model 3,在和三元鋰電池版本的標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航升級版車型相比,綜合續(xù)航由445km提升至468km,電池能量密度從原先的145Wh/kg降為125Wh/kg;盡管整體質(zhì)量有稍許增加,但售價卻從32.8萬進入到了25萬以內(nèi),可謂性價比十足。

? 比亞迪漢EV,作為全球首款搭載比亞迪刀片電池的純電動汽車,在優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)、單位體積能量密度提升50%后,擁有著600km的超長續(xù)航。同樣作為國產(chǎn)新能源旅行車的上汽榮威Ei5,在搭載磷酸鐵鋰電池后,綜合續(xù)航里程為416公里,較之前搭載三元鋰電池僅僅減少了4公里。


? 而對于有著乘用車指數(shù)桂冠的五菱,在宏光MINI EV上,同樣搭載成本更低的磷酸鐵鋰電池,并提供120km以及170km的續(xù)航,較低的售價也將他連續(xù)刷新銷量紀(jì)錄,11月銷量更是高達33094輛,超過國產(chǎn)特斯拉Model 3。

? 以上敘述不難看出,成本的降低不僅是對于廠家紅利,也是體現(xiàn)消費者雙贏的結(jié)局。


? 從寧德時代、國軒高科、裕能新能源等企業(yè)也在加快磷酸鐵鋰電池的市場布局,不難看出,這股回潮般熱度迅速蔓延,也將一向只生產(chǎn)三元鋰電池的LG新能源及SK等韓國企業(yè)紛紛也開始轉(zhuǎn)向磷酸鐵鋰電池的研發(fā)。



? 而奔馳轉(zhuǎn)向磷酸鐵鋰電池的趨勢引發(fā)到目前各個方向的調(diào)整,磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢更加的明細,通過技術(shù)角度實現(xiàn)續(xù)航里程的增加,加以更長的循環(huán)壽命及低成本優(yōu)勢,磷酸鐵鋰電池逆轉(zhuǎn)三元鋰電池就顯得水到渠成了。

小冷點評:雖說目前對于磷酸鐵鋰電池在低溫上已經(jīng)有了相關(guān)措施,比如:脈沖電流生熱;電解液改性表面SEI膜;表面包覆提高LiFePO4材料表面電導(dǎo)率;體相離子摻雜增進LiFePO4材料電導(dǎo)率來降低電池內(nèi)部的阻抗等。盡管交通工具依然是汽車,但是它的安全性永遠是首位。就目前技術(shù)角度來看,如果三元鋰電池?zé)o明顯的高突破,磷酸鐵鋰電池勢必會在新能源市場更加的風(fēng)生水起。