以小見(jiàn)大，從磷酸鐵鋰、三元電池看行業(yè)現(xiàn)狀
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-29 11:38
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2016年年底出臺(tái)的新能源汽車(chē)補(bǔ)貼新政明確將補(bǔ)貼額度與電池能量密度掛鉤，能量密度越高補(bǔ)貼越多。為此，許多動(dòng)力鋰電池企業(yè)紛紛調(diào)整技術(shù)路線(xiàn)，減少磷酸鐵鋰的投入，轉(zhuǎn)投三元電池。緊接著，大量資金涌向三元電池產(chǎn)業(yè)鏈，直接造成鈷價(jià)等原材料價(jià)格大幅上漲企業(yè)成本明顯增加。不難看出，在“轉(zhuǎn)軌”過(guò)程中，磷酸鐵鋰與三元電池的取舍無(wú)疑成為許多電池企業(yè)的一塊“心病”。
日前，由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)動(dòng)力電池應(yīng)用分會(huì)（簡(jiǎn)稱(chēng)“動(dòng)力電池應(yīng)用分會(huì)”）與電池中國(guó)網(wǎng)聯(lián)合舉辦的“智能制造·萬(wàn)里行——2017’動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈智能化之旅”調(diào)研活動(dòng)調(diào)研組一行已深入近二十家動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，就產(chǎn)能、研發(fā)、智能制造等問(wèn)題與相關(guān)企業(yè)負(fù)責(zé)人進(jìn)行了討論，也借此機(jī)會(huì)，在劇烈震蕩的鋰電行業(yè)中，為電池企業(yè)接下來(lái)的技術(shù)路線(xiàn)探尋前行方向。
通過(guò)調(diào)研走訪(fǎng)我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段動(dòng)力電池材料技術(shù)路線(xiàn)主要分為：以磷酸鐵鋰為主，兼顧發(fā)展三元電池：代表企業(yè)為比亞迪、沃特瑪、國(guó)軒高科等；以三元電池為主，兼顧發(fā)展磷酸鐵鋰：代表企業(yè)為德朗能、比克、億緯鋰能等；磷酸鐵鋰和三元電池并行發(fā)展：代表企業(yè)為萬(wàn)向A123、天津力神、山東威能等。
那么在實(shí)際生產(chǎn)中，主流企業(yè)為何這樣抉擇呢？
沃特瑪：堅(jiān)持磷酸鐵鋰不放棄
成立于2002年的沃特瑪，是國(guó)內(nèi)最早研發(fā)磷酸鐵鋰動(dòng)力電池、汽車(chē)啟動(dòng)電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)解決方案的企業(yè)之一。幾年前，沃特瑪也曾專(zhuān)注過(guò)三元電池。然而，在政策調(diào)整和企業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，沃特瑪發(fā)現(xiàn)：盡管從能量密度來(lái)講三元電池略勝一籌，但對(duì)鈷材料的掌控權(quán)并不在我國(guó)。隨著我國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)的逐步擴(kuò)大，動(dòng)力電池的需求量也將隨之增加。如果全國(guó)的動(dòng)力電池都走三元路線(xiàn)，未來(lái)勢(shì)必在原材料方面受制于其他國(guó)家，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將處于被動(dòng)局面。為了更有效、迅速地在行業(yè)中脫穎而出，與日韓電池企業(yè)“一決雌雄”，沃特瑪毅然調(diào)整路線(xiàn)，大力發(fā)展磷酸鐵鋰。如今，碳酸鐵鋰電池單體能量已達(dá)到145 Wh/kg。
相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴調(diào)研組，未來(lái)，沃特瑪仍將堅(jiān)持磷酸鐵鋰體系，并計(jì)劃通過(guò)材料和結(jié)構(gòu)的調(diào)整，進(jìn)一步提升磷酸鐵鋰體系，以用作技術(shù)儲(chǔ)備。
比亞迪：目標(biāo)是安全第一
比亞迪是全球第二大和國(guó)內(nèi)最大的動(dòng)力電池生產(chǎn)商，一直堅(jiān)持磷酸鐵鋰電池的技術(shù)路線(xiàn)，是全球磷酸鐵鋰電池技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。2017年，比亞迪在大巴、專(zhuān)用車(chē)方面，依然選擇磷酸鐵鋰電池；而在純電動(dòng)方面，可能會(huì)是磷酸鐵鋰和三元同時(shí)并存。搭載磷酸鐵鋰電池的E6目前續(xù)航里程為400公里，未來(lái)目標(biāo)是做到500公里以上。
電池中國(guó)網(wǎng)通過(guò)調(diào)研了解到，比亞迪堅(jiān)定這一路線(xiàn)的主要考量是“安全”。電池存在太多不安全因素，相對(duì)三元電池來(lái)講，磷酸鐵鋰更安全，更適合新能源汽車(chē)使用，因?yàn)樾履茉雌?chē)正處在“發(fā)展期”，一旦出現(xiàn)安全事故將會(huì)對(duì)整個(gè)行業(yè)造成嚴(yán)重打擊。未來(lái)，比亞迪在發(fā)展磷酸鐵鋰電池的同時(shí)，將進(jìn)行高能量密度三元電池的研發(fā)，預(yù)計(jì)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，磷酸鐵鋰電池與三元電池將會(huì)長(zhǎng)期并存。
“單一側(cè)重點(diǎn)”作戰(zhàn)，更加適合像沃特瑪和比亞迪這樣資金雄厚、技術(shù)過(guò)硬的標(biāo)桿企業(yè)，絕大多數(shù)企業(yè)還是堅(jiān)守著三元電池和磷酸鐵鋰“兩手抓，兩手都要硬”的原則，盡可能多地在整體市場(chǎng)中“分一杯羹”。
億緯鋰能：后起之秀兩手抓，靠實(shí)力說(shuō)話(huà)
惠州的電池企業(yè)中，億緯鋰能發(fā)跡很快，在電池界迅速躥紅，這跟磷酸鐵鋰和三元并行的技術(shù)路線(xiàn)是密不可分的。
在調(diào)研過(guò)程中，億緯鋰能表示磷酸鐵鋰與三元兩個(gè)體系的電池各有特點(diǎn)，磷酸鐵鋰安全性好，循環(huán)壽命高，在一些公交車(chē)和出租車(chē)這一類(lèi)的應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)選擇磷酸鐵鋰。三元電池的比能量高、增長(zhǎng)速度快。兩種材料技術(shù)路線(xiàn)各有所長(zhǎng)，應(yīng)該在競(jìng)爭(zhēng)中各自成長(zhǎng)。今后五年，億緯鋰能將對(duì)兩個(gè)體系都進(jìn)行研發(fā)和生產(chǎn)投入，使兩者并行。但另一方面，億緯鋰能正在規(guī)劃建設(shè)的三元材料動(dòng)力鋰離子電池生產(chǎn)線(xiàn)，自動(dòng)化程度非常高。這一舉措不難表明億緯鋰能依舊對(duì)三元寄予厚望。
比克：三元電池領(lǐng)跑業(yè)內(nèi)
比克是國(guó)內(nèi)最早布局動(dòng)力電池的廠家之一。早在2004年，就和美國(guó)A123聯(lián)合開(kāi)發(fā)出全球第一款動(dòng)力電池，即磷酸鐵鋰26650電池，但由于雙方對(duì)技術(shù)路線(xiàn)的判斷不一致，比克優(yōu)先發(fā)展三元材料體系的高能量密度鋰離子電池，放棄了鐵鋰系電池產(chǎn)品。
借此調(diào)研機(jī)會(huì)，比克的相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴電池中國(guó)網(wǎng)，三元電池在汽車(chē)上批量使用接近5年的企業(yè)，只有比克一家。比克結(jié)合客戶(hù)終端應(yīng)用，堅(jiān)定了信心，判斷三元圓柱電池就是下一代汽車(chē)動(dòng)力電池的未來(lái)方向。
在面臨“磷酸鐵鋰”和“三元電池”的取舍時(shí)，“百家爭(zhēng)鳴”是大勢(shì)所趨，但很難“持之以恒”，“優(yōu)勝劣汰”才是市場(chǎng)發(fā)展的最終導(dǎo)向。但電池行業(yè)需要這個(gè)過(guò)程，市場(chǎng)需要這個(gè)環(huán)節(jié)。動(dòng)力電池技術(shù)還在不斷發(fā)展和進(jìn)步。磷酸鐵鋰電池曾經(jīng)因?yàn)閴勖L(zhǎng)、安全性好的特點(diǎn)而受到熱捧，但隨著三元鋰電池安全問(wèn)題不斷得到改善、解決，能量密度高的優(yōu)勢(shì)得以發(fā)揮，越來(lái)越多的企業(yè)采用三元鋰電池。未來(lái)如果石墨烯電池、鋁空氣電池投入使用，動(dòng)力電池以及電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)領(lǐng)域都將面臨變革。
由此可見(jiàn)，技術(shù)路線(xiàn)優(yōu)缺點(diǎn)各不相同，“利”被無(wú)限放大的同時(shí)，也伴隨著短期內(nèi)無(wú)法割舍的“弊”。另一方面，企業(yè)基礎(chǔ)、技術(shù)水平、乃至政策因素，都對(duì)“發(fā)展”起著至關(guān)重要的作用。電池企業(yè)要科學(xué)看待能量密度，認(rèn)清自身實(shí)際情況，明確自己的重點(diǎn)技術(shù)方向，揚(yáng)長(zhǎng)避短，不要跟風(fēng)，更不能被片面的觀點(diǎn)所誤導(dǎo)。
鈦酸鋰電池和磷酸鐵鋰電池包哪個(gè)好?就動(dòng)力電池而言，目前，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池包以及鈦酸鋰電池在電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域都有應(yīng)用。磷酸鐵鋰電池，由于安全性能穩(wěn)定、高溫性能好、重量輕等優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越多的活躍在電動(dòng)客車(chē)市場(chǎng)。那么，鈦酸鋰電池和磷酸鐵鋰電池包哪個(gè)好?本文存能電氣小編整理了一些資料供大家閱讀。
鈦酸鋰電池和磷酸鐵鋰電池包的對(duì)比：
鈦酸鋰電池：
鈦酸鋰電池是一種用作鋰離子電池負(fù)極材料-鈦酸鋰，可與錳酸鋰、三元材料或磷酸鐵鋰等正極材料組成2.4V或1.9V的鋰離子二次電池。此外，它還可以用作正極，與金屬鋰或鋰合金負(fù)極組成1.5V的鋰二次電池。普通的鈦酸鋰電池容易發(fā)生脹氣，導(dǎo)致電芯鼓包，電性能也會(huì)大幅下降，極大地降低了鈦酸鋰電池的理論循環(huán)壽命。
鈦酸鋰電池優(yōu)點(diǎn)：
1、安全穩(wěn)定性好
鈦酸鋰的電勢(shì)比純金屬鋰的電勢(shì)高，不易產(chǎn)生鋰晶枝，放電電壓平穩(wěn)，而且，因此提高了鋰電池的安全性能。鈦酸鋰電池進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在針刺、擠壓、短路等嚴(yán)苛測(cè)試下，不冒煙、不起火、不爆炸，安全性遠(yuǎn)高于其他鋰電池。
2、快充性能優(yōu)異
與碳負(fù)極材料相比，鈦酸鋰電池具有較高的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)，可高倍率充放電。在大大縮短充電時(shí)間的同時(shí)，對(duì)循環(huán)壽命的影響較小，熱穩(wěn)定性也較強(qiáng)。鈦酸鋰電池十分鐘左右即可充滿(mǎn)。
3、循環(huán)壽命長(zhǎng)
鈦酸鋰電池完全充放電循環(huán)次數(shù)可達(dá)3萬(wàn)次以上，在作為動(dòng)力電池使用10年之后，可能還能作為儲(chǔ)能電池再用20年。用戶(hù)在實(shí)際使用中不用更換電池，幾乎不增加后期成本。
4、耐寬溫性能良好
一般電動(dòng)汽車(chē)在零下10℃時(shí)充放電就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，鈦酸鋰電池耐寬溫性能良好，耐用性強(qiáng)，在零下50℃到零上60℃均可正常充放電，無(wú)論是在冰封的北國(guó)，還是在炎熱的南方，車(chē)輛都不會(huì)因電池“休克”而影響工作，消除了用戶(hù)的后顧之憂(yōu)。
綜上鈦酸鋰電池的優(yōu)勢(shì)，能大幅節(jié)省充電站場(chǎng)地建設(shè)和人員配置成本等，更適合在公交領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。
鈦酸鋰電池缺點(diǎn)：
鈦酸鋰電池負(fù)極采用鈦酸鋰，相比負(fù)極用石墨的主流鋰電池，市場(chǎng)份額十分小眾。
能量密度低，成本高。特別是能量密度低是因?yàn)樨?fù)極材料鈦酸鋰的原理性能決定，很難有大的突破空間。
至于鈦酸鋰電池宣稱(chēng)的使用壽命長(zhǎng)，更難被認(rèn)證。電池壽命還受到正極材料、電解液、隔膜、使用溫度等綜合影響。
磷酸鐵鋰電池包：
磷酸鐵鋰電池包是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。其特色是不含鈷等貴重元素，原料價(jià)格低且磷、鐵存在于地球的資源含量豐富，不會(huì)有供料問(wèn)題。其工作電壓適中（3.2V）、單位重量下電容量大（170mAh/g）、高放電功率、可快速充電且循環(huán)壽命長(zhǎng)，在高溫與高熱環(huán)境下的穩(wěn)定性高。
磷酸鐵鋰電池包優(yōu)點(diǎn)：
體積小，重量輕，鋰電池包的體積是鉛酸蓄電池體積的2/3,重量輕，只有鉛酸蓄電池的1/3～1/4。
循環(huán)壽命長(zhǎng)，磷酸鐵鋰電池包循環(huán)壽命有1200～2000次，但傳統(tǒng)鉛酸電池卻只有500～900次。
充放電特性好，鋰電池包充放電電能轉(zhuǎn)換效率可大于97%，鉛酸蓄電池充放電電能量轉(zhuǎn)換效率約為80%左右。
安全環(huán)保，磷酸鐵鋰材料不含任何重金屬與稀有金屬，無(wú)毒，無(wú)論在生產(chǎn)及使用中均無(wú)污染，符合歐洲RoHS規(guī)定，為綠色環(huán)保電池鋰電池。在穿刺、擠壓、過(guò)充、短路等實(shí)驗(yàn)中，不爆炸、不起火。
無(wú)記憶效應(yīng)，電池可以隨時(shí)充放電。
工作溫度范圍寬廣，磷酸鐵鋰電池包熱峰值可達(dá)350℃-500℃，而鉛酸電池只在200℃左右。
磷酸鐵鋰電池包缺點(diǎn)：
磷酸鐵鋰電池存在一些性能上的缺陷，如振實(shí)密度與壓實(shí)密度很低，導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度較低；材料的制備成本與電池的制造成本較高，電池成品率低，一致性差；產(chǎn)品一致性差；知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題。
鈦酸鋰電池和磷酸鐵鋰電池包哪個(gè)好?
在純電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域，電池多為磷酸鐵鋰電池包或者三元鋰電池，而近來(lái)格力欲收購(gòu)的銀隆客車(chē)，其核心競(jìng)爭(zhēng)力則是另辟蹊徑的鈦酸鋰電池。國(guó)內(nèi)汽車(chē)廠商應(yīng)用比較多的還是三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池包。鈦酸鋰電池目前還未規(guī)模化。并且鈦酸鋰電池價(jià)格高（生產(chǎn)成本高，濕度控制要求高），每瓦時(shí)9元左右，與磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池每瓦時(shí)2元左右的差距也是很大的。
鈦酸鋰電池未來(lái)市場(chǎng)空間將十分有限。鈦酸鋰電池做的企業(yè)少，將導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)整體研發(fā)投入少，從目前電池企業(yè)研發(fā)投入及規(guī)劃投入看，也很少企業(yè)會(huì)重點(diǎn)發(fā)展鈦酸鋰電池。未來(lái)，磷酸鐵鋰電池包技術(shù)進(jìn)步速度將超過(guò)鈦酸鋰電池。一般來(lái)說(shuō)，電動(dòng)車(chē)最好是用磷酸鐵鋰電池包，安全第一。
總結(jié)：鈦酸鋰電池和磷酸鐵鋰電池包這是兩種不同的鋰電池，所使用的材料有所不同，特性也不一樣，各有優(yōu)缺點(diǎn)。小編認(rèn)為磷酸鐵鋰電池的更好些，都說(shuō)是聚合物鋰電池不爆炸，但前短時(shí)間也出現(xiàn)過(guò)事故的，反而這個(gè)磷酸鐵鋰的市場(chǎng)周期長(zhǎng)些，更穩(wěn)定性些。
