磷酸鐵鋰、錳酸鋰在新能源物流車上的應(yīng)用趨勢(shì)如何？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-29 11:42
點(diǎn)擊量：次
2017年3月20日，四部委發(fā)布《關(guān)于開展2016年度新能源汽車補(bǔ)助資金清算工作的通知》，通知對(duì)非個(gè)人用戶購(gòu)買新能源汽車申請(qǐng)政府補(bǔ)貼的條件作出新的規(guī)定，有關(guān)“3萬(wàn)公里”的討論再度浮上水面，甚至已有了實(shí)例證明該調(diào)整對(duì)企業(yè)產(chǎn)生的影響。筆者注意到，大運(yùn)汽車發(fā)布企業(yè)公告表示，受到上述政策的影響，公司對(duì)2016年度的業(yè)績(jī)予以調(diào)整，預(yù)計(jì)凈利潤(rùn)從6.7-7.2億元下降至2億元左右，降幅達(dá)70.15%-72.22%。
因?yàn)樾履茉次锪鬈嚨闹饕蛻舨辉趥€(gè)人用戶上，所以大運(yùn)汽車并非個(gè)例，絕大部分車企都將接受這3萬(wàn)公里的考驗(yàn)。至于車企今后的選擇，是鎖定個(gè)人用戶還是繼續(xù)通過(guò)運(yùn)營(yíng)商等來(lái)推廣新能源物流車，都要為消費(fèi)者提供5年20萬(wàn)公里的質(zhì)保保障。因此，在電池供應(yīng)商的選擇上，車企要狠下功夫。
從推薦目錄看新能源物流車的電池應(yīng)用趨勢(shì)
相對(duì)新能源乘用車與客車而言，業(yè)界對(duì)新能源物流車安全性問(wèn)題的討論不那么激烈，主要集中在電池能量密度、循環(huán)壽命以及成本等問(wèn)題上。在降成本的壓力下，車企與用戶都對(duì)價(jià)格十分敏感，這點(diǎn)不必細(xì)說(shuō)；對(duì)照新的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，能量密度已作為補(bǔ)貼的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，而循環(huán)壽命則會(huì)影響3萬(wàn)公里的實(shí)現(xiàn)，并對(duì)5年20萬(wàn)公里質(zhì)保期內(nèi)企業(yè)的資金負(fù)擔(dān)產(chǎn)生影響。對(duì)照能量密度、循環(huán)壽命以及成本三大指標(biāo)，我們來(lái)看看三元鋰、磷酸鐵鋰以及錳酸鋰在新能源物流車上的應(yīng)用趨勢(shì)如何。
從今年幾批推薦目錄中專用車電池的選配情況看，三元材料電池的比重一直都在50%以上，占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；磷酸鐵鋰則起伏不定，前兩批數(shù)量較少，第三批有一定比重；錳酸鋰的話，今年第一批目錄中有一定比重，但到了今年的2-3批中，僅有1款車型選配錳酸鋰。
車企做出這樣的選擇一定會(huì)有自身的理由，那么三類電池材料在能量密度、循環(huán)壽命以及價(jià)格上有何優(yōu)劣呢？
1）系統(tǒng)能量密度方面，筆者查閱三批推薦目錄中的車型發(fā)現(xiàn)，三元材料電池的能量密度普遍都能達(dá)到105Wh/kg以上，某些三元復(fù)合型材料甚至可達(dá)到120Wh/kg；磷酸鐵鋰相對(duì)較低，系統(tǒng)能量密度維持在90Wh/kg的水平；錳酸鋰的系統(tǒng)能量密度維持在100Wh/kg的水平。
由上述可得，能量密度的優(yōu)劣排序?yàn)椋喝牧希惧i酸鋰＞磷酸鐵鋰。
2）循環(huán)壽命方面，三元材料理論循環(huán)使用壽命大概為2000次，磷酸鐵鋰為1500~2000次；錳酸鋰最差。從理論值來(lái)看，循環(huán)壽命優(yōu)劣排序?yàn)椋喝牧希玖姿徼F鋰＞錳酸鋰。
3）據(jù)了解，2016年錳酸鋰正極材料均價(jià)5.5萬(wàn)元/噸，三元正極材料14.5萬(wàn)元/噸，磷酸鐵鋰12萬(wàn)元/噸。在價(jià)格方面優(yōu)劣勢(shì)為：錳酸鋰＞磷酸鐵鋰＞三元鋰。
小結(jié)：三元正極材料價(jià)格雖在瘋狂上漲，但企業(yè)通過(guò)技術(shù)手段可有效管控電池成本，同時(shí)三元電池相對(duì)磷酸鐵鋰在能量密度與循環(huán)壽命上優(yōu)勢(shì)突出，所以該電池在物流車上的應(yīng)用較為廣泛；而磷酸鐵鋰作為安全性較高的電池，在客車上應(yīng)用較廣，但能量密度與循環(huán)壽命等方面的劣勢(shì)使其在物流車上的市場(chǎng)份額很難超過(guò)三元電池；國(guó)內(nèi)錳酸鋰電池技術(shù)相對(duì)日本等國(guó)還有差距，一些技術(shù)問(wèn)題還有待突破，因此錳酸鋰也未能在電動(dòng)物流車上成為主流。
不同類型的電池在性能會(huì)有差異，企業(yè)的成組能力則會(huì)進(jìn)一步影響電池品質(zhì)，因此，怎樣的電池企業(yè)能得到車企的橄欖枝呢？
從推薦目錄看新能源物流車的電池應(yīng)用趨勢(shì)
從第三批推薦目錄中車企選擇合作的電池企業(yè)看，在三元電池上，選擇與上海德朗能、比克電池與億緯鋰能合作的企業(yè)最多；選配磷酸鐵鋰的車企多選擇與沃特瑪合作；錳酸鐵鋰只有星恒一家，也只有一家車企選擇與之合作。
車企選擇與這些電池企業(yè)合作的幾大原因：1）筆者對(duì)照工信部發(fā)布的電池目錄企業(yè)白名單發(fā)現(xiàn)，上述絕大部分電池企業(yè)都在白名單內(nèi)，只有極個(gè)別暫未進(jìn)入電池白名單。由此可見，盡管有車企在努力突破電池白名單的限制，但為保險(xiǎn)起見還是更傾向于白名單中的企業(yè)。
2）車企在選擇合作電池企業(yè)時(shí)，十分看重該企業(yè)的履約能力，一方面是這些電池企業(yè)的產(chǎn)能能滿足車企的需要；另一方面是確保產(chǎn)品能符合當(dāng)下的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，如電池系統(tǒng)質(zhì)量能量密度不低于90Wh/kg，同時(shí)車企要為動(dòng)力電池等儲(chǔ)能裝置、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)控制器提供不低于5年或20萬(wàn)公里的質(zhì)保，就促使車企選擇與有品質(zhì)保證和售后服務(wù)體系健全的電池企業(yè)合作，以此降低售后服務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。
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。
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，車輛都不會(huì)因電池“休克”而影響工作，消除了用戶的后顧之憂。
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，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)?；?。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)車最好是用磷酸鐵鋰電池包，安全第一。
