磷酸鐵鋰電池終究輸給三元材料？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-05 18:10
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三元材料，是指三種電極材料共融而成的復(fù)合電極材料，目前最常見的是鎳鈷鋁酸鋰（NCA）和鎳鈷錳酸鋰（NCM），特斯拉ModelS上使用的就是鎳鈷鋁酸鋰電池。與國際巨頭的選擇有所不同，比亞迪向來高舉磷酸鐵鋰電池大旗。
不過，比亞迪的立場似乎有所松動。記者獲悉，即將上市的插電式混合動力SUV“宋”或成為比亞迪首款搭載三元鋰電池的車型。比亞迪一位內(nèi)部人士近日接受記者采訪時談到，比亞迪新建深圳坑梓電池基地將依然是生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池。不過，他也談到，未來技術(shù)總在不斷取代現(xiàn)有的技術(shù)，比亞迪也在關(guān)注三元材料。
比亞迪“變節(jié)”？
作為全球最大動力電池生產(chǎn)基地，比亞迪深圳坑梓電池項目預(yù)計將于今年建成，將形成年產(chǎn)鐵電池8GWh(千兆瓦時)，可為約25000輛大巴或超60萬臺混合動力轎車提供電池。屆時比亞迪鐵電池整體產(chǎn)能將達到10GWh/年。與國內(nèi)其他新能源車企相比，比亞迪最大的優(yōu)越感就是能夠掌握新能源電池生產(chǎn)的主動權(quán)，穩(wěn)坐國內(nèi)新能源車銷量冠軍寶座，與此密不可分。
2014年，全球電動汽車鋰離子電池產(chǎn)能井噴，產(chǎn)量高達7000MWh（兆瓦時），同比增長約54%。按EVSalesBlog對全球十大電池生產(chǎn)商的排名，松下位居榜首，其在鋰離子電池市場份額占據(jù)了38%。日產(chǎn)和NEC合資電池公司AESC排第二名，LG化學排第三，而來自中國的比亞迪排第四。盡管比亞迪去年電池產(chǎn)能與松下相差還很遠，但后來居上之勢不可小覷，憑借電動客車和插電混動轎車秦的快速增長，比亞迪去年電池產(chǎn)能取得290%的驚人增幅，市場份額也從2013年的3%上升到6%。
值得注意的是，工信部今年8月14日公布的第72批節(jié)能與新能源汽車目錄，卻無意中泄露了比亞迪在電池路徑上的新行蹤。在此目錄中，比亞迪BYD6460STHEV車型入選，多種信息顯示，這款車就是比亞迪將于今年第三季度上市的“宋”。根據(jù)公告技術(shù)參數(shù)表，該車的電動車儲能裝置種類為鎳鈷鋁酸鋰電池，由惠州比亞迪電池有限公司生產(chǎn)。這意味著比亞迪可能“變節(jié)”，不僅自主研發(fā)生產(chǎn)了三元鋰電池，并且已到應(yīng)用階段。
國家工業(yè)和信息化部新能源汽車技術(shù)委員會一名相關(guān)人士近日接受記者采訪時談到，目前，國內(nèi)在三元新材料研發(fā)以及應(yīng)用上與國際依然有一段差距，國外在電池材料上發(fā)展更快。比亞迪此前依然堅守磷酸鐵鋰電池技術(shù)，一方面是因為現(xiàn)階段磷酸鐵鋰電池技術(shù)更穩(wěn)定，另一方面是比亞迪要充分使用現(xiàn)有的生產(chǎn)體系和產(chǎn)能，但這并不影響比亞迪新能源電池朝多元化路線發(fā)展，據(jù)他掌握的情況，比亞迪確實已在開發(fā)車用電池三元體系。
經(jīng)過多年來堅持苦攻，比亞迪現(xiàn)階段在磷酸鐵鋰電池技術(shù)上處于領(lǐng)先地位。不過，自2014年以來，國內(nèi)鋰電池正極材料產(chǎn)業(yè)整體出現(xiàn)了向三元材料轉(zhuǎn)移的趨勢。
磷酸鐵鋰電池于1997年由美國得克薩斯州大學JohnGoodenough教授的研究小組最早發(fā)明。磷酸鐵鋰電池具有較安全、穩(wěn)定性高、環(huán)保、原料無毒、價格便宜等優(yōu)勢，但也存在導電性差、密度較低等問題。隨著近些年來的研究，導電性的缺陷已經(jīng)通過添加導電劑等方式解決，但是體積較大的問題還沒有很好的解決方案。
目前，我國在科技部“836”計劃的大力支持下，動力電池的技術(shù)水平有了很大提升，但與全球先進技術(shù)相比仍然存在差距，主要表現(xiàn)在電池組技術(shù)和電池集成技術(shù)水平不高，電池能量密度和循環(huán)壽命兩大重要指標落后，僅在成本上略占優(yōu)勢。
根據(jù)《中國汽車計劃發(fā)展報告》（2014-2015），2013年，江淮、北汽股份、比亞迪等排名前五的純電動乘用車車型以及排名前五的客車車型均裝配磷酸鐵鋰電池。從主流新能源乘用車車型的動力電池配套類型來看，電池組總成能量密度大多在60~100Wh/kg，較國外目前120Wh/kg的平均水平還有差距。在這種情況下，國內(nèi)新能源乘用車主流車型的單車電池容量在20~30kWh，續(xù)航里程為80~120km。不過，該報告也指出，近年來，比亞迪通過生產(chǎn)技術(shù)改進和完善，產(chǎn)品性能及質(zhì)量水平不斷提升。比亞迪從雙模電動車F3DM發(fā)展到秦，電池體質(zhì)和重量降低了一半，技術(shù)提升非常顯著。
不過，磷酸鐵鋰電池依然有待提高。有些秦的車主反映，比亞迪“秦”電池存在單體電池電壓偏低而影響純電模式正常工作等問題。
磷酸鐵鋰理論能量密度大概在160Wh/kg，比亞迪的單體電池目前能量密度已達到130Wh/kg，幾乎觸碰能量密度的天花板。一些研究工作者在努力開發(fā)能量密度更高的磷酸鐵錳鋰材料新型動力鋰電池，但要突破并不容易。由于磷酸鐵鋰的先天不足，越來越多磷酸鐵鋰生產(chǎn)廠家都開始關(guān)注三元材料的開發(fā)，天津力神、中航鋰電等企業(yè)已開始批量的三元材料鋰電池的生產(chǎn)。
今年2月科技部發(fā)布的《國家重點研發(fā)計劃新能源汽車重點專項實施方案》，明確要求2015年底轎車動力電池能量密度要達到200Wh/kg。這讓三元材料更加備受關(guān)注。
此前，市場在售純電動車型中，只有特斯拉等國外少數(shù)廠商使用的是三元鋰電池，然而，情況正在變化，國內(nèi)多家車企也都相繼投奔三元鋰電池陣營，包括北汽新能源E150EV二代車、長安逸動等。與磷酸鐵鋰電池相比，三元電池具有更長的續(xù)航能力，特點是能量密度高、低溫性能好、可靠性高、壽命長等，但造價偏高。有分析認為，隨著三元材料在動力領(lǐng)域安全性逐步成熟，以及消費市場對于續(xù)航里程的需求提升，國內(nèi)車企或?qū)⑾破鹨惠営闪姿徼F鋰轉(zhuǎn)向三元路線的變道風潮。
