王淩方 電動汽車觀察家
資料來源:根據整車出廠合格證數統計
磷酸鐵锂電池要東山再起了?以安全性高、循環壽命長、成本低著稱的的磷酸鐵锂電池此前爲何會衰落?此番增長,能否收複失地,重回主流?
《電動汽車觀察家》帶著上述問題,采訪了多位電池企業、車企負責人,得出的基本結論是,雖然磷酸鐵锂電池能量密度有長足進步,但是體積能量密度過低,仍然制約其在乘用車領域的發展。
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新能源汽車産業起航,
磷酸鐵锂一枝獨秀
磷酸鐵锂電池伴隨中國新能源汽車的發展而崛起。
磷酸鐵锂電池最早在美國興起,2004年傳入中國。
2009年,科技部、財政部、發改委、工信部聯合啓動了“十城千輛節能與新能源汽車示範推廣應用工程”,標志著新能源汽車産業正式上升爲國家戰略。
由于比亞迪等國內企業在磷酸鐵锂電池方面的儲備和應用,磷酸鐵锂便成爲新能源汽車發展最主要的技術路線。
但是風向在2012年開始發生轉變。2012年6月,國家發展新能源汽車的綱領性文件《節能與新能源汽車産業發展規劃(2012—2020年)》發布。該規劃提出,到2015年,動力電池模塊比能量達到150瓦時/公斤以上;到2020年,動力電池模塊比能量達到300瓦時/公斤以上。要達到上述能量密度,當時的技術只有三元材料能做到。
而此時,以磷酸鐵锂電池著稱于世的A123也面臨破産。在國家政策導向和示範效應的雙重作用下,國內的磷酸鐵锂熱潮才逐漸趨冷。
2014年下半年開始,主流乘用車企業除比亞迪、上汽外,長安、一汽、北汽、奇瑞、江淮、衆泰等企業,已經有車型開始試水三元電池。
即使風向轉變,磷酸鐵電池仍然占據壓倒性的優勢。2009—2014年,中國主要在公共領域推廣新能源汽車,車型以商用車爲主,這個階段,磷酸鐵锂電池在高安全性、長壽命方面的優勢非常明顯。
乘用車方面也仍然是以磷酸鐵锂電池爲主,例如江淮的iEV4、比亞迪E6/秦、比亞迪戴姆勒合資的騰勢等車型還在采用這一路線。
從數據上看,2015年磷酸鐵锂電池出貨量達10.86Gwh,占據市場近69%份額;對應三元電池出貨量爲4.26Gwh,占比只有27%。
2016年磷酸鐵锂電池依舊是市場主力,占比高達73%,裝機量高達20Gwh,而三元電池受制此前政策禁用純電動客車的影響,2016年搭載量僅爲6.3Gwh。
由于新能源汽車發展早期商用車市場份額較高,因此,部分乘用車的轉向,並沒有帶來市場份額的根本性轉變。
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政策轉向,
磷酸鐵锂風光不再
2016-2017年起,隨著電動化的深入,乘用車逐漸成爲新能源汽車推廣的主力。
而新能源乘用車的補貼政策,將電池包的能量密度以及續航裏程作爲主要指標。
新能源汽車企業爲追求高額補貼,逐步放棄磷酸鐵锂動力電池,轉向三元電池。
不僅僅是補貼政策,國家的其他政策,也在不斷強調提高動力電池能量密度。
例如2015年5月,國務院正式印發《中國制造2025》,其重點領域技術路線圖中,動力電池系統設定的發展目標設定爲“電池單體比能量達到400Wh/kg以上”。
此外,2015年12月科技部印發的《<國家重點研發計劃試點專項2016年度第一批項目申報指南>“新能源汽車”試點專項》中,考核指標設定爲“電池單體能量密度≥300Wh/kg。
當時,業內普遍認爲,磷酸鐵锂理論能量密度在160Wh/kg左右,而三元電池能量密度可達到200Wh/kg。三元電池顯然已成爲國家重點支持的研發方向。
2017年,越來越多的乘用車企開始將磷酸鐵锂更換爲三元電池。
磷酸鐵锂電池的堅實擁趸——比亞迪在2015年開始裝車三元電池,2017年開始大規模轉投三元電池。2017年比亞迪推出主力車型唐100插混與秦100插混、宋EV 300和秦EV 300,應用的都是三元電池。2018年之後比亞迪全新上市的車型應用的基本都是三元電池技術。
磷酸鐵锂電池的風光不再。2017年三元電池市場份額開始超越磷酸鐵锂電池。
資料來源:新能源汽車推廣應用推薦車型目錄(2019年第8批)
電池企業對磷酸鐵锂電池的回潮的感知更早、更敏感。
北京科易動力科技有限公司的總經理田碩,早已察覺到磷酸鐵锂電池將回暖的迹象。科易動力是一家商用車和乘用車都有涉足的電池系統生産企業。
田碩告訴《電動汽車觀察家》,早在2018年,他們就將重點從三元切換到磷酸鐵锂電池了。
“當時客戶提出相應需求,我們在做方案時發現,磷酸鐵锂和三元都可以滿足其需求,而且磷酸鐵锂的成本更低。客戶選擇了成本更低的磷酸鐵锂方案。”田碩表示。
由此,田碩意識到,磷酸鐵锂電池的需求很快就要增加。
相對于乘用車,磷酸鐵锂在專用車領域的回潮則更爲明顯。某動力電池企業物流車客戶銷售負責人陳先生告訴《電動汽車觀察家》,磷酸鐵锂物流車的增長在2018年就已經開始。“我們目前很多客戶都從三元電池轉到了磷酸鐵锂電池。”
資料來源:2019年新能源汽車補貼政策
以哪吒N01爲例,車重在1.1-1.2噸,如果多重100公斤,百公裏電耗多0.35度電,也就是說,跑同樣裏程,磷酸鐵锂電池需要裝比三元更多的電池。“磷酸鐵锂電池要多裝70-80公斤,才能跑同樣的裏程,多大概0.7度電。這樣折算下來,磷酸鐵锂電池的優勢並不明顯。”
但是,磷酸鐵锂技術提升,市場上已經出現成組後能夠達到140Wh/kg的電池包後,與三元電池補貼額進一步拉近,成本優勢就得以顯現。
鄧曉光表示,未來的哪吒N01,或許會大比例使用磷酸鐵锂電池。
不僅新勢力汽車使用,擁有多年造車底蘊的奇瑞新能源,也要大量使用磷酸鐵锂電池。奇瑞新能源公司研究院院長倪紹勇告訴《電動汽車觀察家》,不僅一部分小螞蟻要用磷酸鐵锂電池,未來400公裏級別的乘用車,都會有一部分采用磷酸鐵锂路線。
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體積能量密度低,
依然是制約因素
江淮新能源汽車與國軒高科有著十幾年的合作經驗,是少數堅定使用磷酸鐵锂乘用車企業。
江淮新能源營銷公司總經理汪光玉表示,江淮新能源汽車堅持雙線並進的策略,同一款車型采用兩種電池路線。
汪光玉認爲,磷酸鐵锂電池更適合A00級乘用車和A級運營類的乘用車。因爲A00級乘用車對價格更爲敏感,對續駛裏程要求不是很高;而運營類的乘用車對電池的循環壽命要求更高。
很多企業也認同江淮的這種選擇。
合衆的另一個車型——哪吒U采用的是三元811電池。哪吒U是一款純電動A級SUV,續駛裏程500公裏。在鄧曉光看來,磷酸鐵锂電池目前還是只適合300公裏以下續駛裏程的乘用車。
南京金龍在其乘用\商用兩用的創業者車型上采用磷酸鐵锂電池。但南京金龍專門生産乘用車的子公司天美汽車,首款車型也不采用磷酸鐵锂,因爲他們推出的也是一款長續駛裏程的SUV。
天美汽車的電池供應商是兄弟公司南京創源天地動力科技有限公司。該公司的電池事業部副總經理許寒雪說,磷酸鐵锂電池優點很多,國內技術成熟、産品安全性高、成本低、循環壽命長,但在乘用車領域使用,最大的缺點是體積能量密度不夠高。
許寒雪解釋說,乘用車空間有限,長續駛裏程的車型,磷酸鐵锂電池排布相對困難。如果有選擇,他們更傾向于應用磷酸鐵锂電池。
選擇三元電池,對許寒雪來說頗爲無奈。目前國內大多數企業的三元技術並不是很成熟,與國際一流企業比還有較大差距。她的判斷,是基于三元電池在南京金龍商用車上使用的經驗。“我們商用車産品也有應用或嘗試應用三元電池産品,但在開發過程中發現,相當一部分廠家的三元類型電池産品達不到整車使用要求,無論是産品安全可靠性、一致性及循環壽命都存在差距。”
不過,許寒雪並不會放棄對磷酸鐵锂電池在乘用車上應用的探索。
以三元電池爲主的電池企業,如何看待磷酸鐵锂電池近期的表現呢?
捷威動力的銷售部部長鄧嶽認爲,磷酸鐵锂電池的發展,還是以低續航的車輛爲主,也就是A00級車輛爲主。
在鄧嶽看來,磷酸鐵锂電池目前仍存在短板,例如低溫性能不如三元電池,用車體驗仍然要比三元電池差一些。“隨著消費者接觸電動汽車機會的增多,消費者會願意爲更好的體驗,適當增加一些成本的。”
鄧嶽認爲,新能源乘用車未來發展方向應該和傳統車一樣,以A級車爲主。“新能源乘用車還會有A00級車存在,但不會是主流。”也就是說,磷酸鐵锂不會成爲乘用車動力電池主流。
無論如何,企業對磷酸鐵锂電池的探索仍在繼續。日前比亞迪推出“刀片電池”,體積比能量密度將提升50%,壽命長達8年120萬公裏,成本還可以節約30%。即將上市的比亞迪“漢”,便采用這一技術,預估續航可達600公裏。國軒高科單體200wh/kg,系統160wh/kg磷酸鐵锂電池也已經開發完成。
這些企業産品推出後,如果表現突出,有可能引領行業進一步拓展磷酸鐵锂的應用空間,而不止是A00或者運營車輛。(完)


