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动力锂电池之争反转,磷酸铁锂"逆袭"成功

时间:2022-06-14   来源:钜大网

  集微咨询(JWinsights)认为,磷酸铁锂重回主战场是大势所趋,原因有三:

  -新能源汽车步入规模释放,各车企的产品已逐渐得到验证,车企在开发产品时也逐渐趋于理性,续航、安全、可靠是车企和用户有关新能源汽车以及动力锂电池的刚性需求。

  -磷酸铁锂在成本、安全、寿命等方面的优势正好可以切中车厂的痛点,全球汽车产业链都在加大布局。

  -三元锂电和磷酸铁锂的集成,可让两者弱势互补,优势协同,目前已有车企在尝试,这也是未来的技术方向。

  磷酸铁锂装车量持续三月反超三元锂电

  去年年底,磷酸铁锂动力锂电池开始强势回归,今年以来,更是不断实现逆袭,并全面反超三元锂电。今年五月,磷酸铁锂的装车量开始出现上升趋势,并在七月一举超过三元锂电,后续8-九月也延续了这一上升态势。

  具体来看,我国汽车动力锂电池产业创新联盟的数据显示,2021年五月,磷酸铁锂装车量明显上升,共计4.5GWh,同比上升458.6%,环比上升40.9%;而三元锂电疲于上升,共计装车5.2GWh,同比上升95.3%,环比上升只有1.0%。

  七月,有关磷酸铁锂而言,是"重要的时间节点":其合计装车5.8GWh,占总装车量的51.3%,超过三元锂电的装车量5.5GWh;而三元锂电的装车量占比也从上个月的54.1%滑落至48.7%。

  8-九月,磷酸铁锂的上升态势愈发强劲,八月共计装车7.2GWh,环比上升24.4%,九月装车量达到9.5GWh,环比上升32.3%;而八月,三元锂电池共计装车5.3GWh,其装车量占比继续跌至43%;九月,三元电池装车量环比虽上升15.0%,但装车量占比继续下降,跌至40%以下。

  总体而言,2021年1-九月,磷酸铁锂装车量累计44.8GWh,占总装车量48.7%。以上数据都充分表明,磷酸铁锂在新能源汽车领域再次占据上风,而且全年装车量有望进一步上升,最终赶超三元锂电。同时,基于新能源汽车的市场规模,以及磷酸铁锂的技术特点,集微咨询(JWinsights)认为,未来,磷酸铁锂重回主战场是大势所趋。

  磷酸铁锂重回主战场背后

  其实,辉煌岁月之于磷酸铁锂早已有之,新能源汽车发展这十多年间,磷酸铁锂和三元锂电的发展也在不断更替中。

  2009年伊始,乘着新能源汽车市场逐渐放量的东风,磷酸铁锂曾一枝独秀,届时风光无二。2009年,科技部、财政部、发改委、工信部联合启动了"十城千辆节能和新能源汽车示范推广应用工程",标志着新能源汽车产业正式上升为国家战略。由于比亚迪等国内车企在磷酸铁锂电池方面的储备和应用,磷酸铁锂便成为新能源汽车发展最重要的技术路线。

  但随着补贴政策标准的更新以及消费者有关新能源汽车续航里程要求的逐渐提高,这一风向在2012年开始发生变化。2012年六月,《节能和新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》公布,该规划提出,到2015年,动力锂电池模块比能量达到150Wh/kg以上;到2020年,动力锂电池模块比能量达到300Wh/kg以上。

  而在当时的技术水平下,磷酸铁锂达不到上述要求。尤其在2016-2019年,伴随电动化的深入,乘用车逐渐成为新能源汽车推广的主力,而新能源乘用车的补贴政策将电池包的能量密度以及续航里程作为重要指标。新能源汽车公司为追求高额补贴,逐步放弃磷酸铁锂动力锂电池,转向三元锂电。

  不过,2019年年中以来,伴随新能源汽车补贴持续退坡,以及动力锂电池新技术的加持,磷酸铁锂的能量密度持续提升,成本优势逐渐显现,装车量逐渐提升,这一迹象在2020年也愈加明显。根据我国汽车动力锂电池产业创新联盟的数据,2020年1-十二月,三元电池装车量占总装车量61.1%,同比累计下降4.1%;磷酸铁锂电池装车量占总装车量38.3%,同比累计上升20.6%。

  此外,在最新的《新能源汽车推广应用推荐车型目录》(2021年第9批)中,磷酸铁锂在新能源乘用车的配套量占比已经从2019年第一批的7%,提升至2021年第九批配套占比的近一半。

  集微咨询(JWinsights)认为,这也反映出新能源汽车市场发展趋于成熟,从"政策驱动"转向"市场驱动"。在新能源汽车步入量释放的当下,各车企的产品已逐渐得到验证,因此车企在开发产品时也逐渐趋于理性,续航、安全、可靠是车企和用户有关新能源汽车的刚性需求。

  汽车产业链加大布局磷酸铁锂

  可以说,磷酸铁锂电池在成本、安全、寿命等方面的优势正好可以满足车厂的痛点。

  磷酸铁锂能重回主战场,集微咨询(JWinsights)认为,这正是和其自身具备的三大性能优势密不可分:一是制造成本的性价比,磷酸铁锂是一个成熟的体系,最大优势是没有钴等稀有金属,成本上有明显优势,研究表明,就正极材料而言,磷酸铁锂相比三元锂电可以降本65%~72%;二是安全性,磷酸铁锂内部结构稳定,热失控温度普遍在500℃以上,三元锂电池则低于300℃,因此,其在汽车高速行驶及快速充电过程中自燃风险较低;最后是较长的循环寿命,磷酸铁锂充放电循环次数在2000次左右,而三元锂电充放电循环次数则仅约为1200次。

  当下,国内外车厂都在磷酸铁锂技术领域纷纷布局。新能源汽车的引领者——TSLA正越来越多地使用磷酸铁锂电池。今年七月,TSLA在二季度财报电话会议中透露,将在电池构成上进行转变,使用2/3的磷酸铁电池和1/3的镍电池。同时,TSLA第三季度财报显示,全球范围内的标准续航版Model3和ModelY也都将改用磷酸铁锂电池。

  除了TSLA,计划于2024年推出电动汽车的科技巨头苹果公司,也大张旗鼓地宣称将使用磷酸铁锂电池,并称这是出于安全性的考虑。

  国内公司对磷酸铁锂电池的接受程度则更高,全部车型均将搭载刀片电池的比亚迪自不必说,小鹏、理想、蔚来等车企也已经或即将用上磷酸铁锂电池。

  终端车企需求提升,动力锂电池供应商也加大布局。比亚迪无需多言,CATL声称在未来3~4年间将逐渐新增磷酸铁锂电池的产量占比,三元电池的产量占比则会逐渐减少。此外,此前专精于三元锂电的LG化学也正在研发新型软包磷酸铁锂电池。

  磷酸铁锂的未来

  有关磷酸铁锂电池的未来,我国科学院院士、我国电动汽车百人会副理事长欧阳明高今年九月曾对未来锂电池格局作了一个预测,磷酸铁锂电池回归是大势所趋。"现在是刀片电池,未来是CTV,即电池直接和车体的结合,但受制于冬季续航里程的衰减,三元锂电同样拥有市场,而最终可能是三元锂电和磷酸铁锂的结合。"

  集微咨询(JWinsights)认为,三元锂电和磷酸铁锂的集成,可让两者弱势互补,优势协同。而且,目前已有车企在尝试。今年九月二十三日,蔚来推出了75kWh三元铁锂混装电池包,用以对公司的70kWh的三元锂电池包进行升级,预计十一月开始交付。蔚来的方法通过结构和材料改良解决了磷酸铁锂电池的低温衰减问题。蔚来官方供应的信息显示,相比磷酸铁锂电池包,三元铁锂混装电池包低温续航损失降低25%。三元锂电和铁锂电池混装的方法不是蔚来首创,而蔚来能将其工程落地,做到量产,则重要依靠其自研的控制算法。

  基于强大的BMS(电池管理系统)算法,系统集成的混用模式或将在动力锂电池领域成为趋势。今年八月,CATL公布了新一代钠离子技术,尤为值得提及的是,CATL在电池系统集成方面另辟蹊径,开发了AB电池系统解决方法,即钠离子电池和锂电池两种电池按一定比例进行混搭,集成到同一个电池系统里,其中BMS精准算法是实现不同电池体系均衡控制的关键。

  写在最后

  目前,得益于创新技术的加持,磷酸铁锂及三元锂电的性能仍在不断提升中。集微咨询(JWinsights)认为,当下,随着"碳中和"成为全球共识,新能源产业已进入到多层次、多类型、多元化发展阶段,愈发细分的市场对电池提出了差异化的需求。预计未来几年,两种路线仍将齐头并进,其占比也将不断变化,而钠离子电池、无钴电池以及固态电池的出现,是对多元化技术路线的有力补充,将保障新能源汽车产业健康有序发展。


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