磷酸鐵鋰電池和三元電池能量密度差距有多大?
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-03 18:33
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磷酸鐵鋰電池和三元電池能量密度差距有多大?“目前磷酸鐵鋰單體電芯能量密度約在140-150Wh/kg，電池系統(tǒng)能量密度約為110-120Wh/kg。而常見的三元電池單體電芯為200Wh/kg，系統(tǒng)能量密度約在140Wh/kg。”羅煥塔告訴中國證券報(bào)記者。
為何高能量密度成為電池廠、車企競逐的目標(biāo)?一方面受補(bǔ)貼政策引導(dǎo)。根據(jù)2018年6月實(shí)施的補(bǔ)貼新政，電池系統(tǒng)能量密度補(bǔ)貼門檻由2017年的90Wh/kg提升105Wh/kg，105(含)-120Wh/kg的車型按0.6倍補(bǔ)貼，120(含)-140Wh/kg的車型按1倍補(bǔ)貼，140(含)-160Wh/kg的車型按1.1倍補(bǔ)貼，160Wh/kg及以上的車型按1.2倍補(bǔ)貼。換言之，搭載磷酸鐵鋰電池的乘用車只能拿到0.6倍或1倍的補(bǔ)貼，而三元電池一般而言至少能拿到1倍以上補(bǔ)貼。
另一方面，對于乘用車而言，系統(tǒng)能量密度高低至關(guān)重要。電池的能量密度指的是電池平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能，會影響到車輛的續(xù)航里程。“舉個例子，200公斤電池包，如果能量密度是140Wh/kg，200KG可以裝28度電。如果能量密度是120Wh/kg，200KG可以裝24度電。這對乘用車而言很要命，因?yàn)槌擞密噧?nèi)部空間有限，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中只有200公斤左右的重量留給電池包，裝28度電當(dāng)然比24度電跑得更遠(yuǎn)。”墨柯告訴記者。
頭部磷酸鐵鋰電池廠正在努力補(bǔ)足這一短板。比亞迪相關(guān)人士向中國證券報(bào)記者透露，目前公司磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)層面能量密度最高可以做到140wh/kg。
國軒高科今年9月接受機(jī)構(gòu)調(diào)研時表示，已完成了磷酸鐵鋰單體能量密度由170Wh/kg向180Wh/kg產(chǎn)線升級改造。接近三元523的性能指標(biāo)，且能滿足新能源汽車300公里以上的續(xù)航里程。同時計(jì)劃2019年將磷酸鐵鋰單體電芯能量密度最高提升至接近200Wh/kg。
頭部企業(yè)尤其是早期技術(shù)路線偏向磷酸鐵鋰的企業(yè)多在進(jìn)行兩手準(zhǔn)備，提升磷酸鐵鋰技術(shù)路線的同時，蓄力發(fā)展三元電池。
上述比亞迪相關(guān)人士指出，目前比亞迪商用車和E6仍然在使用磷酸鐵鋰電池，乘用車今年已經(jīng)全部換裝三元電池。2018年，比亞迪在青海新增了24GWh的三元電池產(chǎn)能，加上截至2017年底16Gwh的總產(chǎn)能(其中6Gwh是三元電池，10Gwh是磷酸鐵鋰電池)，預(yù)計(jì)2019年年底動力電池總產(chǎn)能達(dá)40Gwh。
國軒高科表示，正全力推進(jìn)三元電池開發(fā)及投產(chǎn)，已完成原有兩條111產(chǎn)線升級為三元622產(chǎn)線的改造，并已穩(wěn)定、批量向客戶供貨。同時新建的4GWH升級版三元產(chǎn)線，已經(jīng)完成一條產(chǎn)線的打通，預(yù)計(jì)四季度供貨。
“以前走磷酸鐵鋰路線的中小電池廠要轉(zhuǎn)換三元路線就沒那么容易。一來原來上游供應(yīng)商的關(guān)系都在磷酸電池體系上，要重新建立三元體系比較困難;二來還要與現(xiàn)有電池廠在客戶資源上展開競爭。”墨柯指出。
能否收復(fù)失地
磷酸鐵鋰能否收復(fù)乘用車市場失地，首要問題是提高磷酸鐵鋰能量密度會否引發(fā)安全問題。
“雖然能將磷酸鐵鋰單體電芯能量密度做到180Wh/kg以上，但多數(shù)還處于小試或者中試階段，未大批量上市，還需要進(jìn)一步驗(yàn)證產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。”羅煥塔指出。
墨柯強(qiáng)調(diào)，磷酸鐵鋰極致追逐能量密度或引發(fā)安全問題。一般來說，單體電芯單位空間聚集的能量越多，瞬間爆發(fā)出來的危害性越大，安全性越低。由于磷酸鐵鋰電池能量密度普遍低于三元電池，安全性相對高一些。
“與三元電池通過提高單體電芯提升能量密度不同，磷酸鐵鋰電池提高能量密度的方式主要是提高電池整體成組效率。”墨柯強(qiáng)調(diào)，這里面潛藏危險(xiǎn)。電池成組效率越高，意味著其中安全部件減少。一般來說，磷酸鐵鋰電池成組效率80%屬于正常水平，現(xiàn)在有些廠家已經(jīng)做到90%以上。
另一個爭議的焦點(diǎn)是補(bǔ)貼政策退出后，磷酸鐵鋰會否因?yàn)閮r(jià)格優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)逆襲?
國軒高科接受機(jī)構(gòu)調(diào)研時表示，隨著補(bǔ)貼退坡，磷酸鐵鋰的低成本、長壽命、高安全性等優(yōu)勢在乘用車領(lǐng)域?qū)⒅饾u突顯。
今年8月26日，比亞迪董事長王傳福接受中國證券報(bào)記者關(guān)于“怎么看待磷酸鐵鋰電池和三元電池的技術(shù)路線之爭”的提問時表示，兩種電池都很重要，未來將根據(jù)不同的情況進(jìn)行應(yīng)用。
“比如，商用車、大巴、卡車更多采用磷酸鐵鋰電池，轎車、乘用車使用三元電池更多一些。如果三元電池原料價(jià)格持續(xù)上漲，一些低端乘用車、對價(jià)格很敏感的車輛可能重新采用磷酸鐵鋰電池。成本上漲不利于三元電池發(fā)展。未來電池路線由成本、技術(shù)多方面平衡后形成的市場決定。”
楊藻認(rèn)為，即使補(bǔ)貼退出，乘用車追求高能量密度總體趨勢還是不會改變。“這是市場決定的。一方面消費(fèi)者對續(xù)航能力有要求;另一方面能量密度越高，車輛裝載的電池越少?，F(xiàn)在很多整車裝了電池后，車內(nèi)空間大大減小，導(dǎo)致后備箱空間縮減或者后排座椅突出。”
“價(jià)格優(yōu)勢方面，三元電池原材料成本上漲未來將逐步緩和。過去三元原材料價(jià)格上漲的一大原因是，三元電池產(chǎn)量快速增長過程中部分原材料環(huán)節(jié)產(chǎn)能跟不上，短期出現(xiàn)瓶頸。隨著產(chǎn)能逐步上升，原材料價(jià)格將維持較為穩(wěn)定的狀態(tài)。”楊藻表示。
“汽車市場空間大，客戶層次多樣化。未來磷酸鐵鋰電池在乘用車市場還是有不少應(yīng)用場景。比如，中短距離行駛的車輛。”羅煥塔說。
為何高能量密度成為電池廠、車企競逐的目標(biāo)?一方面受補(bǔ)貼政策引導(dǎo)。根據(jù)2018年6月實(shí)施的補(bǔ)貼新政，電池系統(tǒng)能量密度補(bǔ)貼門檻由2017年的90Wh/kg提升105Wh/kg，105(含)-120Wh/kg的車型按0.6倍補(bǔ)貼，120(含)-140Wh/kg的車型按1倍補(bǔ)貼，140(含)-160Wh/kg的車型按1.1倍補(bǔ)貼，160Wh/kg及以上的車型按1.2倍補(bǔ)貼。換言之，搭載磷酸鐵鋰電池的乘用車只能拿到0.6倍或1倍的補(bǔ)貼，而三元電池一般而言至少能拿到1倍以上補(bǔ)貼。
另一方面，對于乘用車而言，系統(tǒng)能量密度高低至關(guān)重要。電池的能量密度指的是電池平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能，會影響到車輛的續(xù)航里程。“舉個例子，200公斤電池包，如果能量密度是140Wh/kg，200KG可以裝28度電。如果能量密度是120Wh/kg，200KG可以裝24度電。這對乘用車而言很要命，因?yàn)槌擞密噧?nèi)部空間有限，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中只有200公斤左右的重量留給電池包，裝28度電當(dāng)然比24度電跑得更遠(yuǎn)。”墨柯告訴記者。
頭部磷酸鐵鋰電池廠正在努力補(bǔ)足這一短板。比亞迪相關(guān)人士向中國證券報(bào)記者透露，目前公司磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)層面能量密度最高可以做到140wh/kg。
國軒高科今年9月接受機(jī)構(gòu)調(diào)研時表示，已完成了磷酸鐵鋰單體能量密度由170Wh/kg向180Wh/kg產(chǎn)線升級改造。接近三元523的性能指標(biāo)，且能滿足新能源汽車300公里以上的續(xù)航里程。同時計(jì)劃2019年將磷酸鐵鋰單體電芯能量密度最高提升至接近200Wh/kg。
頭部企業(yè)尤其是早期技術(shù)路線偏向磷酸鐵鋰的企業(yè)多在進(jìn)行兩手準(zhǔn)備，提升磷酸鐵鋰技術(shù)路線的同時，蓄力發(fā)展三元電池。
上述比亞迪相關(guān)人士指出，目前比亞迪商用車和E6仍然在使用磷酸鐵鋰電池，乘用車今年已經(jīng)全部換裝三元電池。2018年，比亞迪在青海新增了24GWh的三元電池產(chǎn)能，加上截至2017年底16Gwh的總產(chǎn)能(其中6Gwh是三元電池，10Gwh是磷酸鐵鋰電池)，預(yù)計(jì)2019年年底動力電池總產(chǎn)能達(dá)40Gwh。
國軒高科表示，正全力推進(jìn)三元電池開發(fā)及投產(chǎn)，已完成原有兩條111產(chǎn)線升級為三元622產(chǎn)線的改造，并已穩(wěn)定、批量向客戶供貨。同時新建的4GWH升級版三元產(chǎn)線，已經(jīng)完成一條產(chǎn)線的打通，預(yù)計(jì)四季度供貨。
“以前走磷酸鐵鋰路線的中小電池廠要轉(zhuǎn)換三元路線就沒那么容易。一來原來上游供應(yīng)商的關(guān)系都在磷酸電池體系上，要重新建立三元體系比較困難;二來還要與現(xiàn)有電池廠在客戶資源上展開競爭。”墨柯指出。
能否收復(fù)失地
磷酸鐵鋰能否收復(fù)乘用車市場失地，首要問題是提高磷酸鐵鋰能量密度會否引發(fā)安全問題。
“雖然能將磷酸鐵鋰單體電芯能量密度做到180Wh/kg以上，但多數(shù)還處于小試或者中試階段，未大批量上市，還需要進(jìn)一步驗(yàn)證產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。”羅煥塔指出。
墨柯強(qiáng)調(diào)，磷酸鐵鋰極致追逐能量密度或引發(fā)安全問題。一般來說，單體電芯單位空間聚集的能量越多，瞬間爆發(fā)出來的危害性越大，安全性越低。由于磷酸鐵鋰電池能量密度普遍低于三元電池，安全性相對高一些。
“與三元電池通過提高單體電芯提升能量密度不同，磷酸鐵鋰電池提高能量密度的方式主要是提高電池整體成組效率。”墨柯強(qiáng)調(diào)，這里面潛藏危險(xiǎn)。電池成組效率越高，意味著其中安全部件減少。一般來說，磷酸鐵鋰電池成組效率80%屬于正常水平，現(xiàn)在有些廠家已經(jīng)做到90%以上。
另一個爭議的焦點(diǎn)是補(bǔ)貼政策退出后，磷酸鐵鋰會否因?yàn)閮r(jià)格優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)逆襲?
國軒高科接受機(jī)構(gòu)調(diào)研時表示，隨著補(bǔ)貼退坡，磷酸鐵鋰的低成本、長壽命、高安全性等優(yōu)勢在乘用車領(lǐng)域?qū)⒅饾u突顯。
今年8月26日，比亞迪董事長王傳福接受中國證券報(bào)記者關(guān)于“怎么看待磷酸鐵鋰電池和三元電池的技術(shù)路線之爭”的提問時表示，兩種電池都很重要，未來將根據(jù)不同的情況進(jìn)行應(yīng)用。
“比如，商用車、大巴、卡車更多采用磷酸鐵鋰電池，轎車、乘用車使用三元電池更多一些。如果三元電池原料價(jià)格持續(xù)上漲，一些低端乘用車、對價(jià)格很敏感的車輛可能重新采用磷酸鐵鋰電池。成本上漲不利于三元電池發(fā)展。未來電池路線由成本、技術(shù)多方面平衡后形成的市場決定。”
楊藻認(rèn)為，即使補(bǔ)貼退出，乘用車追求高能量密度總體趨勢還是不會改變。“這是市場決定的。一方面消費(fèi)者對續(xù)航能力有要求;另一方面能量密度越高，車輛裝載的電池越少?，F(xiàn)在很多整車裝了電池后，車內(nèi)空間大大減小，導(dǎo)致后備箱空間縮減或者后排座椅突出。”
“價(jià)格優(yōu)勢方面，三元電池原材料成本上漲未來將逐步緩和。過去三元原材料價(jià)格上漲的一大原因是，三元電池產(chǎn)量快速增長過程中部分原材料環(huán)節(jié)產(chǎn)能跟不上，短期出現(xiàn)瓶頸。隨著產(chǎn)能逐步上升，原材料價(jià)格將維持較為穩(wěn)定的狀態(tài)。”楊藻表示。
“汽車市場空間大，客戶層次多樣化。未來磷酸鐵鋰電池在乘用車市場還是有不少應(yīng)用場景。比如，中短距離行駛的車輛。”羅煥塔說。
