新型回轉(zhuǎn)爐窯制造商
突破更多燒結(jié)應(yīng)用場景
發(fā)布時間：2020.03.26
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磷酸鐵鋰似乎正在打響反擊戰(zhàn)。近日來，在媒體稱“特斯拉將從寧德時代采購無鈷的磷酸鐵鋰電池”之后，業(yè)內(nèi)外更是紛紛預(yù)測磷酸鐵鋰的春天要來了。在近些年新能源汽車發(fā)展過程中，三元鋰電池因?yàn)槟芰棵芏却蟮葍?yōu)勢，迅速取代磷酸鐵鋰占領(lǐng)了乘用車領(lǐng)域，磷酸鐵鋰電池則憑借安全性較好的特性主導(dǎo)著客車領(lǐng)域，三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池似乎已經(jīng)劃分好了地盤。不過，伴隨著補(bǔ)貼的退坡、車企強(qiáng)烈的降成本愿望，磷酸鐵鋰這一兩年大有在乘用車領(lǐng)域抬頭的跡象，但也多止步于低端乘用車。
行業(yè)顯然并不滿足于磷酸鐵鋰電池當(dāng)前的表現(xiàn)，也在探索磷酸鐵鋰的高端化路線，如比亞迪推出的“刀片電池”將用于旗下“漢”車型上。有分析甚至預(yù)測，隨著新技術(shù)的發(fā)展，磷酸鐵鋰電池性能會大幅提升，將在低端、中高端乘用車領(lǐng)域全面開花。不過，對此較為“激進(jìn)”的預(yù)測，行業(yè)人士并不認(rèn)同。中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所主任肖成偉認(rèn)為，從續(xù)駛里程、能耗和成本的角度分析，磷酸鐵鋰電池在經(jīng)濟(jì)型車上有較大的市場，高端車型仍將以三元鋰電池為主。
磷酸鐵鋰性能有明顯提升
磷酸鐵鋰曾風(fēng)光一時。A123系統(tǒng)公司曾是較早的磷酸鐵鋰電池生產(chǎn)商，不僅得到美國政府大力資助，還與美國通用汽車、菲斯克，德國寶馬等主流汽車廠商建立了供應(yīng)合作關(guān)系。
然而，好景不長，磷酸鐵鋰能量密度的天花板限制了其發(fā)展前景。記者在多個論壇聽專家們談?wù)撨^磷酸鐵鋰電池能量密度理論極限值問題，認(rèn)為三元鋰電池的能量密度遠(yuǎn)超磷酸鐵鋰。目前，300Wh/kg的三元鋰電池也已研發(fā)出來，即將大規(guī)模裝車。
能量密度的高低直接決定著車輛續(xù)駛里程的長短，而續(xù)駛里程則在很大程度上影響著消費(fèi)者購車選擇。也因此，隨著新能源汽車的發(fā)展，磷酸鐵鋰的劣勢盡顯，在與三元鋰電池的競爭中逐步退縮。
不過，單體能量密度較高的三元鋰電池本身并非沒有槽點(diǎn)，其安全性遠(yuǎn)低于磷酸鐵鋰。為了加強(qiáng)三元鋰電池的安全性，在系統(tǒng)集成時需要加裝很多防護(hù)設(shè)施，這在很大程度上又影響了三元鋰電池系統(tǒng)能量密度。數(shù)據(jù)顯示，目前NCM811電池單體能量密度為245Wh/kg，系統(tǒng)能量密度則為180Wh/kg，集成效率僅為73.5％。而在磷酸鐵鋰領(lǐng)域，隨著研究的不斷深入，磷酸鐵鋰電池高安全性得到重視，寧德時代研發(fā)的CTP技術(shù)和比亞迪推出的刀片電池也都讓磷酸鐵鋰煥發(fā)出新的活力。
據(jù)了解，寧德時代經(jīng)過協(xié)力攻關(guān)，研發(fā)出CTP技術(shù)（Cell To Pack），即無模組技術(shù)。寧德時代CTP項(xiàng)目組負(fù)責(zé)人告訴《中國汽車報》記者，采用無模組技術(shù)后，電池包體積利用率提高15％～20％，電池包零部件數(shù)量減少40％，生產(chǎn)效率提升50％，將大幅降低動力電池的制造成本。CTP技術(shù)可以提升電池包的能量密度，傳統(tǒng)電池包能量密度平均為180Wh/kg，而無模組電池包能量密度可達(dá)到200Wh/kg以上。
比亞迪推出的刀片電池與寧德時代的CTP異曲同工，但又有自己的特色。“刀片電池”電池包體積能量密度超過330Wh/L，較原有電池系統(tǒng)能量密度可提升30％以上，通過節(jié)省物料、人工費(fèi)用等，電池包成本有望降低30％。由于“刀片電池”比傳統(tǒng)方形電池更薄，因此散熱效果更好。
同時，磷酸鐵鋰電池因不含貴重金屬，成本優(yōu)勢很明顯。真鋰研究首席分析師墨柯告訴記者，目前，整車企業(yè)采購電池包的價格稍有不同，但不會相差太大，總體來看，磷酸鐵鋰電池的成本大約為900元/kWh，三元鋰電池NCM523的價格大約為1000～1050元/kWh，NCM622和NCM811的價格不超過1200元/kWh。
按照一輛車搭載容量60kWh的電池包計算，磷酸鐵鋰電池包與NCM811電池包的成本相差1.8萬元。對消費(fèi)者來說，這個金額有相當(dāng)大的吸引力。即使按照搭載容量40kWh的電池包計算，兩者成本也相差1.2萬元。
補(bǔ)貼退坡是磷酸鐵鋰抬頭重要原因
磷酸鐵鋰卷土重來，更為重要的原因是補(bǔ)貼退坡。
自從2009年推廣新能源汽車以來，補(bǔ)貼就相伴而行。為了鼓勵企業(yè)加大電池研發(fā)力度，促進(jìn)技術(shù)發(fā)展，我國制定的補(bǔ)貼政策一直與續(xù)駛里程掛鉤，并且隨著補(bǔ)貼政策調(diào)整，續(xù)駛里程要求逐年提高。
梳理歷年補(bǔ)貼政策可以看到，最低的續(xù)駛里程門檻是150公里，后提高到了250公里，最近一次的補(bǔ)貼政策調(diào)整，更突出了長續(xù)駛里程車型的優(yōu)勢，續(xù)駛里程在250公里到400公里之間的純電動乘用車，可享受補(bǔ)貼1.8萬元；續(xù)駛里程400公里以上的純電動新能源乘用車，可享受補(bǔ)貼2.5萬元。
按照補(bǔ)貼政策規(guī)定，續(xù)駛里程越長的電動汽車，補(bǔ)貼金額越高，在政策的引導(dǎo)下，市場上新推出的電動汽車?yán)m(xù)駛里程普遍在400公里以上，以往能超過400公里續(xù)駛里程的電動汽車僅寥寥幾款車型。
前文提出，按照一輛車搭載容量60kWh的電池包來計算，磷酸鐵鋰與三元鋰電池的成本差約為1.8萬元，但續(xù)駛里程為250公里到400公里之間的車輛補(bǔ)貼也為1.8萬元，在成本上已經(jīng)抹平了兩者之間的差距。超過400公里后的車輛補(bǔ)貼更多，磷酸鐵鋰電池的成本優(yōu)勢就更體現(xiàn)不出來了。
在補(bǔ)貼和利益的驅(qū)動下，整車企業(yè)紛紛選擇三元鋰電池。有機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示，2014年至2019年，磷酸鐵鋰裝機(jī)量在2016年達(dá)到4GWh的頂峰，此后連續(xù)3年下滑，2019年裝機(jī)量僅1.74GWh，三元鋰電池的裝機(jī)量從2014年的0.15GWh增長到2019年的37.51GWh，兩者相差超過21.55倍。
不過，這幾年補(bǔ)貼大幅退坡，按照既有規(guī)劃，2020年新能源汽車補(bǔ)貼進(jìn)一步退坡。在補(bǔ)貼退坡的情況下，三元鋰電池與磷酸鐵鋰的成本差距顯露無疑。這也是有些企業(yè)開始考慮磷酸鐵鋰的重要原因。
中國市場學(xué)會營銷專家委員會秘書長、北京大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院副教授薛旭告訴記者，大多數(shù)消費(fèi)者對價格比較敏感，尤其是中低端車型消費(fèi)者更敏感。我國新能源汽車大多數(shù)集中于中低端，價格低是一項(xiàng)有力的競爭武器。
高端三元、低端鐵鋰趨勢難改變
磷酸鐵鋰因?yàn)槟芰棵芏鹊停诔擞密囶I(lǐng)域，近年來多應(yīng)用于A00級、A0級車，這給了消費(fèi)者低端動力電池的印象。不過，行業(yè)在磷酸鐵鋰上的不斷探索，再加上特斯拉與寧德時代洽談使用無鈷磷酸鐵鋰電池的傳言，以及比亞迪研發(fā)刀片電池等，似乎證明，磷酸鐵鋰大有走高端化路線的可能性。那么，在乘用車領(lǐng)域，磷酸鐵鋰是否會全面開花？
肖成偉告訴記者，磷酸鐵鋰與三元鋰電池各有自己的優(yōu)勢，今后的趨勢仍然會是高端車型采用三元鋰電池，低端車型裝配磷酸鐵鋰。
分析特斯拉，其一直走的是高端路線，并有良好的市場口碑，但也正因此，特斯拉的消費(fèi)群體太過小眾，無法給特斯拉提供足夠的利潤?？v觀全球著名的汽車企業(yè)，都少不了親民車型，特斯拉顯然也想開發(fā)出親民車型，于是把希望寄托在Model 3上。親民車型的價格必須具有競爭力，特斯拉與寧德時代的合作，正是希望利用磷酸鐵鋰的低成本讓Model 3車型顯出親民特性。但也必須認(rèn)識到，Model 3車型與之前推出的Model S、Model Y車型相比，顯然定位于低端。
廣汽新能源技術(shù)中心副部長劉太剛曾對記者表示，對于磷酸鐵鋰電池，此前主要擔(dān)心的問題是消費(fèi)者的產(chǎn)品認(rèn)知問題，如果特斯拉也采用的話，可能對市場會有帶動作用。不過，在肖成偉看來，寧德時代的CTP技術(shù)、比亞迪的刀片電池等能否取得成功，還要經(jīng)受市場的考驗(yàn)。
事實(shí)上，在業(yè)內(nèi)人士看來，無論是CTP技術(shù)還是刀片電池，都是在技術(shù)應(yīng)用上的突破，并不是電池材料本身發(fā)生根本性變化。記者也從多位企業(yè)專家對刀片電池進(jìn)行的討論中了解到，與原有的電池相比，刀片電池是把兩頭出極耳的電池進(jìn)行加長，加長之后，會帶來很多好處，但也有問題需要克服。比如，安全隔艙變大之后，發(fā)生熱失控時起火速度加快；電池串加長之后，振動、沖擊、疲勞的挑戰(zhàn)更突出；電池固定更多依賴粘接，以后拆解和梯次利用更麻煩；沒有縱橫支撐梁，在某些方向上要求外框具有更高的強(qiáng)度等。
還有企業(yè)專家擔(dān)心，刀片電池在尺寸大幅增加的情況下，電芯內(nèi)疊片尺寸也會大幅增大，疊片尺寸增大之后，在生產(chǎn)與今后的使用過程中，難免會發(fā)生錯位。
總體來看，動力電池向低鈷、無鈷方向邁進(jìn)已成為趨勢，磷酸鐵鋰不含貴金屬與行業(yè)發(fā)展趨勢也相吻合，但在乘用車領(lǐng)域能否全面開花，還得看技術(shù)本身能不能經(jīng)受得住考驗(yàn)。
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