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逐渐向高端车渗透 磷酸铁锂电池再度升温有哪些不一般?

2021-04-12 浏览次数:1,358 次 中国汽车报

近日,小鹏汽车推出了P7后驱标准续航车型,其智享版、智尊版产品均采用磷酸铁锂电池,综合续驶里程达到480公里。此外,小鹏G3也在原460i基础上推出了新版本车型G3 460c悦享版,与G3 460i相比续驶里程相同,电池类型为磷酸铁锂,预计今年4月开始交付。据悉,小鹏P7配装的磷酸铁锂电池由宁德时代供应。

去年,特斯拉也推出了配装磷酸铁锂电池的Model 3车型版本,并将补贴后售价降至24.99万元。业内普遍认为,造车新势力将紧跟“潮流”,在部分车型上换装磷酸铁锂电池只是时间问题。

事实上,从2019年开始,随着新能源汽车补贴退坡,磷酸铁锂电池就渐渐出现回暖迹象。如今,在钴、镍等原材料价格大幅上涨之时,其市场呼声日盛,成为动力电池行业发展变化的一支。

  ♦助力降本 装机量再涨

三元锂电池与磷酸铁锂电池的技术路线之争由来已久。此前,三元锂电池以高能量密度性能备受资本市场青睐,彼时大量电池厂商进入三元锂电池领域,也顺势成就了宁德时代等头部电池企业。

然而,随着新能源汽车补贴退坡,市场对于动力电池长续驶、高能量密度也不再那样“执迷”,而且凭借安全性的优势,磷酸铁锂电池重新进入行业视野,增长势头日趋明显。统计数据显示,2020年,国内磷酸铁锂电池装车量累计达24.4GWh,占总装车量的38.3%,同比增长20.6%;三元锂电池装车量累计达38.9GWh,占总装车量的61.1%,同比下降4.1%。今年前2个月,国内磷酸铁锂电池装车量累计5.5GWh,占总装车量的38.6%,同比增长586.8%;三元锂电池装车量累计达8.7GWh,占总装车量的61.3%,同比增长315.5%。

据了解,磷酸铁锂电池与三元锂电池的关键区别在于正极材料不同。特斯拉与松下的三元锂电池正极材料为镍钴铝,宁德时代等企业主推镍钴锰。无论哪种三元锂电池,镍和钴两种元素都是必不可少的。今年以来,镍价一路走高。高盛发布的研究报告分析称,如果镍价触及每吨5万美元的历史高位,每辆电动汽车的价格可能会上涨多达1500美元(约合人民币9800元)。

今年早些时候,一家动力电池企业发布调价告知函称,三元材料价格由115元/千克涨至155元/千克,导电剂、NMP、PVDF及电解液更是持现金都买不到货,致使生产成本大幅提高。因此,该公司圆柱单价上浮0.3~0.4元/只。

在电动汽车制造成本中,动力电池占比约20%~40%,对整车价格影响显著。近日,特斯拉已宣布,Model Y高性能版及长续航版在华售价均上调8000元;Model 3标准续航和长续航版在美售价均上调500美元。

“镍、钴价格大涨受到行业高度关注,此时磷酸铁锂电池又展现出新的一春。”深圳新宙邦科技股份有限公司董事长覃九三表示。

“磷酸铁锂电池向高端车型渗透的原因主要是企业为了降低成本,用磷酸铁锂电池替代三元锂电池后,一度电能便宜0.2元。”伊维经济研究院研究部总经理吴辉对《中国汽车报》记者说。

  ♦性能提升 让软肋不再“软”

特斯拉、小鹏汽车等车企陆续推出配装磷酸铁锂电池的车型版本,一方面是出于成本的考虑,另一方面还得益于电池本身性能的提升。

与三元锂电池相比,磷酸铁锂电池的优点明显,比如成本低、结构稳定、安全性高、充放电循环寿命长,但能量密度低、低温性能有待提高等是其备受诟病的主要原因。特别是在中国北方地区,冬季配装磷酸铁锂的电动汽车,因续驶里程缩水频频被吐槽。

针对能量密度低这一瓶颈,动力电池企业提出不少解决方案,比如在电池结构与材料上做文章。

首先是以比亚迪刀片电池为代表的“方型+长电芯方案”推向市场。新能源汽车行业独立研究者曹广平对记者表示,刀片电池电芯结构的优点在于做薄后散热较好、做长后机械强度高。更为重要的是,刀片电池固定成组方便、连接非常规整更省空间,所以体积能量比更高。

据了解,比亚迪刀片电池长度可达2米,厚度只有13.5毫米。既是能量体又是结构件的刀片电池包,与需要模组和梁的传统电池包相比,空间利用率提升50%,相当于车辆续驶里程从原来的400公里提升至600公里。

今年1月,国轩高科发布了磷酸铁锂电池新品,单体电池能量密度可达210Wh/kg,主要是在负极材料上实现创新。据介绍,国轩高科的磷酸铁锂电池在同类型产品中首次成功应用了硅负极材料,同时还应用了先进的预锂化技术。碳负极材料的锂离子插入层状结构中,形成Li15Si4锂硅合金,因此有高出近10倍的理论克容量。

吴辉表示,目前,在相同电量之下,磷酸铁锂电池与三元锂电池配装整车的续驶里程相差不大,仅重量多一些。

而三元材料价格一直波动频繁,此番镍价、钴价蠢蠢欲动,再度迎来涨价潮。磷酸铁锂电池则在技术创新之下,不断弥补续驶里程相对较短的不足。在此背景下,磷酸铁锂电池或许是现阶段电动汽车最好的选项之一,这也是众多电池厂商在市场预判之后选择大力发展磷酸铁锂电池的原因。

根据官方公布的数据,国产特斯拉Model 3将配装宁德时代磷酸铁锂电池,与三元锂电池相比,其能量密度由145Wh/kg降至125Wh/kg,综合工况续驶里程由445公里提升至468公里。

  ♦企业加码 行业乘胜追击

国产特斯拉Model 3换装宁德时代磷酸铁锂电池、零部件实现100%本土化后,价格有望再次拉低。对于中国新能源汽车行业来说,特斯拉的国产带来“鲶鱼效应”,让同业对其产品定价非常敏感。

其他电动汽车制造商自然见招拆招,在磷酸铁锂电池上下功夫。小鹏汽车在2020年四季度财报电话会上表示,磷酸铁锂版本车型会提升公司毛利率,目前20%的P7订单和10%的G3订单来自磷酸铁锂电池版本车型,最近6个月电池供应商会是关注点,2021年二季度磷酸铁锂电池版本车型产能将是爬坡过程。

不仅小鹏汽车,长城汽车旗下电动汽车品牌欧拉在2021年年也宣布欧拉黑猫萌宠版正式上市,其电池组由原来的三元锂换为磷酸铁锂。2020年,国内销量排名前10的新能源车型中,有6款车推出了磷酸铁锂版本新品。业内人士预计,蔚来、理想汽车也推出磷酸铁锂版车型将是大概率事件。

在整车需求旺盛的背景下,动力电池供应商加大马力扩充产能。2月19日,亿纬锂能发布公告,下属公司惠州亿纬动力电池有限公司拟以自有及自筹资金投资建设“乘用车锂离子动力电池项目(一期)”,金额分别为不超过10亿元,内容为方形磷酸铁锂电芯和模组。3月10日,亿纬锂能发布公告称,拟以自有及自筹资金投资建设“乘用车锂离子动力电池项目(二期)”,投资金额为不超过39亿元。在不到一个月的时间里,亿纬锂能瞄准乘用车用磷酸铁锂的投资金额已达49亿元。

“前几年,补贴政策‘拔苗助长’,拉高了三元锂电池的市场地位。随着补贴退坡,用户也就倾向于成本更低的磷酸铁锂电池。同时,从材料体系上看,磷酸铁锂电池的安全性好过三元锂电池。尽管近半年来,多家电池企业发布了“不起火、只冒烟”的三元锂电池,但实际上这些系统性的防火手段增加了成本,基本上没有改变三元‘活性强、易过热’”的本质。”曹广平认为,综合来看,磷酸铁锂电池的第二春可以总结为“退补强安全,铁锂替三元”。

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