近些年，電動(dòng)汽車的快速發(fā)展帶動(dòng)了動(dòng)力鋰電池的發(fā)展。作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力來源，電池性能的好壞不但關(guān)系到整車?yán)m(xù)駛里程的長(zhǎng)短，而且關(guān)系到產(chǎn)品的安全性和可靠性?？梢哉f，動(dòng)力電池的發(fā)展決定著純電動(dòng)汽車的未來。

一、電動(dòng)汽車必須把安全性放在第一位

在眾多新能源車型中，我國(guó)給予純電動(dòng)汽車的補(bǔ)貼最高，而且補(bǔ)貼與純電動(dòng)里程掛鉤，于是近些年在我國(guó)出現(xiàn)了一陣“人造三元風(fēng)”。在政府部門倡導(dǎo)電池比能量指標(biāo)一年更比一年高的情況下，三元材料中鎳鈷錳的組合由安全性尚可的333，一步一步地邁向523、622、811。隨著鎳量的增加，在材料比容量提高的同時(shí)，電池的熱失控溫度和安全性逐步下降。在另一種鎳鈷鋁三元材料中(特斯拉所用)，鎳的份額也占八成，同樣存在類似問題。

說“三元風(fēng)”是“人造”的，是因?yàn)樗皇且蚣夹g(shù)優(yōu)勢(shì)自然形成的，而是片面追求純電動(dòng)長(zhǎng)里程政策引導(dǎo)的結(jié)果。大風(fēng)起兮塵飛揚(yáng)，連一向堅(jiān)持“鐵電池”的大企業(yè)也被迷了眼，成了“跟風(fēng)者”。當(dāng)然，這也不難理解，畢竟企業(yè)要生存需要逐利。這也從另一個(gè)角度證明，政策力大無窮，不管什么方向的風(fēng)，要刮就能刮起來。

同時(shí)，純電動(dòng)汽車的里程指標(biāo)正在追趕傳統(tǒng)燃油車，除了使用高比能電池外，還導(dǎo)致過度多裝電池。這兩個(gè)因素疊加，使電動(dòng)汽車的安全性更受威脅，事故頻發(fā)。工信部曾一度放話，要求暫停使用三元鋰離子電池，但在強(qiáng)大的三元“隊(duì)伍”的強(qiáng)烈呼吁下最終不得不作出妥協(xié)，同意乘員少的乘用車可用三元鋰離子電池，三元鋰電池客車在通過熱失控試驗(yàn)和熱失控?cái)U(kuò)展試驗(yàn)測(cè)試的前提下，也可申請(qǐng)推薦目錄。

用三元鋰離子電池的乘用車，乘員少就能安全逃生嗎？且看近期發(fā)生的事故。今年5月初，美國(guó)佛羅里達(dá)州發(fā)生一起特斯拉ModelS以每小時(shí)90英里(約合144公里)的速度撞墻后立即起火事件，車內(nèi)前排兩人在大火中不幸遇難，坐在后排的一人被甩出車外受傷。5月10日，在瑞士南部的高速公路上，一輛特斯拉ModelS撞上中央隔離帶，車輛翻轉(zhuǎn)、起火，一名德國(guó)駕駛者被困在車內(nèi)燒死。一周之內(nèi)，兩起特斯拉電動(dòng)汽車起火事故，三人喪生?？梢?，三元鋰離子電池火勢(shì)蔓延太猛，乘用車?yán)锏某藛T自己來不及逃生，別人也難以救助。

面對(duì)多次失火事件，特斯拉表示傳統(tǒng)汽車碰撞也會(huì)燃燒。這是典型的強(qiáng)詞奪理。更何況，傳統(tǒng)汽車碰撞而不燃燒的情況比比皆是。

我國(guó)也發(fā)生過多起電動(dòng)汽車燃燒事件，雖然頻度不及特斯拉，但不能據(jù)此得出我國(guó)的三元鋰電池比特斯拉的三元鋰電池更安全的結(jié)論，而應(yīng)考慮的因素是，我國(guó)大多數(shù)電動(dòng)乘用車的里程和電池量比特斯拉少，上高速公路的比例不及特斯拉高，而且我國(guó)高速公路限速120公里/小時(shí)。作為載客量大、乘客逃生需時(shí)長(zhǎng)的電動(dòng)客車，更應(yīng)該高度重視產(chǎn)品的安全性。

筆者認(rèn)為，對(duì)電動(dòng)汽車來說，不論是商用車還是乘用車，都事關(guān)人命，必須把安全性放在第一位，其他問題為之讓路。

二、動(dòng)力電池的安全性極其關(guān)鍵

電動(dòng)汽車的安全性主要取決于動(dòng)力電池的安全性。

一度風(fēng)光的磷酸鐵鋰電池，逐漸淪為動(dòng)力電池市場(chǎng)“少數(shù)派”。數(shù)據(jù)顯示，今年前三季度磷酸鐵鋰電池市場(chǎng)份額降至不足40％；而2016年占比超過70％。由于產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，今年以來，磷酸鐵鋰材料價(jià)格同比下降約30％。 

磷酸鐵鋰材料廠商面臨困境的原因，主要在于新能源汽車市場(chǎng)的增量已由客車切換為乘用車，補(bǔ)貼政策導(dǎo)向及乘用車本身對(duì)高能量密度的追求，使得能量密度不夠高的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池市場(chǎng)占比萎縮。同時(shí)，發(fā)展可期的儲(chǔ)能領(lǐng)域短期難以起量。 

為應(yīng)對(duì)電池技術(shù)路線的切換，比亞迪、國(guó)軒高科等動(dòng)力電池頭部企業(yè)進(jìn)行兩手準(zhǔn)備，提升磷酸鐵鋰性能的同時(shí)，蓄力發(fā)展三元電池。 

對(duì)于三元電池原材料價(jià)格上漲，磷酸鐵鋰電池能否收復(fù)乘用車失地的問題仍存在爭(zhēng)議。爭(zhēng)論的焦點(diǎn)一是提高磷酸鐵鋰能量密度會(huì)否引發(fā)安全問題；二是補(bǔ)貼政策退出后，磷酸鐵鋰會(huì)否因?yàn)閮r(jià)格優(yōu)勢(shì)重新崛起。 

一度風(fēng)光的磷酸鐵鋰電池，逐漸淪為動(dòng)力電池市場(chǎng)“少數(shù)派”。數(shù)據(jù)顯示，今年前三季度磷酸鐵鋰電池市場(chǎng)份額降至不足40％；而2016年占比超過70％。由于產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，今年以來，磷酸鐵鋰材料價(jià)格同比下降約30％。 

磷酸鐵鋰材料廠商面臨困境的原因，主要在于新能源汽車市場(chǎng)的增量已由客車切換為乘用車，補(bǔ)貼政策導(dǎo)向及乘用車本身對(duì)高能量密度的追求，使得能量密度不夠高的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池市場(chǎng)占比萎縮。同時(shí)，發(fā)展可期的儲(chǔ)能領(lǐng)域短期難以起量。 

為應(yīng)對(duì)電池技術(shù)路線的切換，比亞迪、國(guó)軒高科等動(dòng)力電池頭部企業(yè)進(jìn)行兩手準(zhǔn)備，提升磷酸鐵鋰性能的同時(shí)，蓄力發(fā)展三元電池。 

對(duì)于三元電池原材料價(jià)格上漲，磷酸鐵鋰電池能否收復(fù)乘用車失地的問題仍存在爭(zhēng)議。爭(zhēng)論的焦點(diǎn)一是提高磷酸鐵鋰能量密度會(huì)否引發(fā)安全問題；二是補(bǔ)貼政策退出后，磷酸鐵鋰會(huì)否因?yàn)閮r(jià)格優(yōu)勢(shì)重新崛起。 

受挫乘用車市場(chǎng) 

對(duì)磷酸鐵鋰材料廠而言，最大困境在于客車市場(chǎng)銷售增速放緩，而儲(chǔ)能領(lǐng)域難以短期上量。同時(shí)，受制于磷酸鐵鋰電池本身能量密度的短板，無法抓住乘用車這一高速增長(zhǎng)的市場(chǎng)。 

真鋰研究的數(shù)據(jù)顯示，2018年前三季度，在29.5GWh的動(dòng)力電池總裝機(jī)量中，EV乘用車市場(chǎng)前3季度累計(jì)裝機(jī)16.1GWh，占比達(dá)54.4％，排名第一。單看今年9月的數(shù)據(jù)，電動(dòng)乘用車實(shí)現(xiàn)裝機(jī)3.31GWh，比去年的總和還多，同比增長(zhǎng)高達(dá)165.6％。 

“以前是得電動(dòng)客車者得天下，現(xiàn)在是得電動(dòng)乘用車者得天下。”墨柯說。 

今年前三季度，在電動(dòng)乘用車16.06GWh的總裝機(jī)量中，13.98GWh采用三元電池，占比約為87％；而磷酸鐵鋰電池占比僅12％。“還有少數(shù)乘用車在用磷酸鐵鋰電池。比如，不追求高續(xù)航、用于城市通勤的乘用車，或者低速車。”天風(fēng)證券分析師楊藻指出。 

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(guó)證券報(bào)記者。 

為何高能量密度成為電池廠、車企競(jìng)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(duì)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(huì)影響到車輛的續(xù)航里程。“舉個(gè)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(duì)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(guó)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(guó)軒高科今年9月接受機(jī)構(gòu)調(diào)研時(shí)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(jí)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(shí)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(shí)，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(dòng)力電池總產(chǎn)能達(dá)40Gwh。 

國(guó)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(jí)為三元622產(chǎn)線的改造，并已穩(wěn)定、批量向客戶供貨。同時(shí)新建的4GWH升級(jí)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(jìng)爭(zhēng)。”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(chǎng)失地，首要問題是提高磷酸鐵鋰能量密度會(huì)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(duì)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(gè)爭(zhēng)議的焦點(diǎn)是補(bǔ)貼政策退出后，磷酸鐵鋰會(huì)否因?yàn)閮r(jià)格優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)逆襲？ 

國(guó)軒高科接受機(jī)構(gòu)調(diào)研時(shí)表示，隨著補(bǔ)貼退坡，磷酸鐵鋰的低成本、長(zhǎng)壽命、高安全性等優(yōu)勢(shì)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(zhǎng)王傳福接受中國(guó)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(zhēng)”的提問時(shí)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(duì)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(chǎng)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(shì)還是不會(huì)改變。“這是市場(chǎng)決定的。一方面消費(fèi)者對(duì)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(shì)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(zhǎng)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。 

電池組像汽油箱那樣，是一種含高能物質(zhì)的部件。鋰離子電池中的電解液是用有機(jī)溶劑配制而成，其易燃的程度不亞于汽油。正極的氧化劑和負(fù)極的還原劑只隔一層微米級(jí)厚的隔膜，內(nèi)短路則生熱；充放電時(shí)，電池內(nèi)阻也生熱。在達(dá)到一定溫度時(shí)，正極上的氧化劑可與電解液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。大量的化學(xué)反應(yīng)熱會(huì)造成熱失控，產(chǎn)生大量氣體，導(dǎo)致氣壓升高、電池破裂，繼而出現(xiàn)車輛燃燒、爆炸情況。

正極的氧化劑不同，電池發(fā)生熱失控的溫度也不同。使用熱失控溫度越低的正極材料，電池的安全性越差。特斯拉用的三元鋰離子電池，熱失控溫度不足200℃，尤其是三元材料在達(dá)到一定溫度時(shí)還會(huì)分解釋放出極活潑的初生態(tài)氧，即使在沒有外界氧氣供應(yīng)的情況下，這種電池內(nèi)部就“完整地具備”燃燒三要素。試想，其安全性能高嗎？這也是三元鋰離子電池起火后，火勢(shì)蔓延迅速且難以撲滅的原因。

相比之下，磷酸鐵鋰分子里的氧被牢固地束縛在磷酸根中，很難成為助燃劑，磷酸鐵鋰電池的熱失控溫度要高得多，其安全性高得多?，F(xiàn)在，磷酸鐵鋰單體電池比能量已提升至180Wh/Kg，電池包比能量已達(dá)到151Wh/Kg，其功率型電池的性能完全能滿足增程式電動(dòng)汽車的需求。

我國(guó)有發(fā)展磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢(shì)。由中國(guó)電池工業(yè)協(xié)會(huì)牽頭，成功申訴三家外資企業(yè)磷酸鐵鋰電池專利無效，從而讓中國(guó)磷酸鐵鋰電池產(chǎn)業(yè)徹底擺脫國(guó)外專利束縛，為我國(guó)發(fā)展新能源汽車掃除阻礙；我國(guó)眾多企業(yè)掌握微納結(jié)構(gòu)碳包覆技術(shù)，彌補(bǔ)了材料電導(dǎo)率不高的缺點(diǎn)；我國(guó)已建立完整的材料生產(chǎn)鏈，價(jià)格日趨合理；電池生產(chǎn)水平不斷提高，產(chǎn)品性能穩(wěn)定。筆者認(rèn)為，磷酸鐵鋰電池應(yīng)成為動(dòng)力電池的發(fā)展重點(diǎn)，應(yīng)鼓勵(lì)繼續(xù)研究、提高產(chǎn)品性能。

同時(shí)，筆者認(rèn)為，電力系統(tǒng)的規(guī)模儲(chǔ)能用三元鋰離子電池也不可取，甚至用鋰離子電池也值得商榷。打個(gè)比方，這就像一座堆滿燃燒彈的活火山。去年我國(guó)山西省有兩座2MWh調(diào)頻電站起火，用的就是三星公司的三元正極18650鋰離子電池。雖然火災(zāi)起因尚在論證，有人認(rèn)為可能不是電池而是電氣部分的原因，但無可爭(zhēng)辯的事實(shí)是電池?zé)炅?。如果換成不含有機(jī)溶劑的電池，情況就不會(huì)這么慘烈。今年7月，韓國(guó)風(fēng)電場(chǎng)的4MW/12MWh儲(chǔ)能電站起火并爆炸，據(jù)報(bào)道，這是該國(guó)第四個(gè)發(fā)生燃燒事故的三元鋰離子電池儲(chǔ)能電站。這些事故應(yīng)該引起我國(guó)鋰離子電池儲(chǔ)能電站決策者和建設(shè)者們的警惕和深思。

三、增程式電動(dòng)車與磷酸鐵鋰電池是絕佳配對(duì)

增程式電動(dòng)車是指純電動(dòng)汽車上加裝增程器(任何一種發(fā)電裝置)，通過在車上發(fā)電增加行駛里程。這類車的優(yōu)點(diǎn)突出：電池組不會(huì)過充和過放，壽命延長(zhǎng)，安全性高；電池少，補(bǔ)貼退坡、取消的影響小，易于市場(chǎng)化；城市工況下比燃油車節(jié)油50%以上，更為省錢；可以不外接充電，少建充電樁，且能遠(yuǎn)距離行駛；如有充電條件，城市百公里內(nèi)節(jié)油率80%以上；可沿用燃油車的生產(chǎn)、加油設(shè)施，便于發(fā)展；新近提出的發(fā)電直驅(qū)增程式電動(dòng)汽車，可免去大電流的充電和放電，不僅更節(jié)能(油)，而且電池壽命更長(zhǎng)。

如果把安全性高的磷酸鐵鋰電池用于增程式電動(dòng)汽車，不但能夠提高車輛的安全性，而且比能量、比功率完全夠用，使用壽命長(zhǎng)。此外，我國(guó)鋰資源豐富，不存在鈷、鎳資源受制約的問題。

所以，我國(guó)應(yīng)將磷酸鐵鋰電池作為發(fā)展重點(diǎn)，使之有力地支持增程式電動(dòng)汽車的市場(chǎng)化，它可以有效免除純電動(dòng)汽車的里程、安全、價(jià)格、充電、后續(xù)電池五大焦慮。

有人認(rèn)為，增程式還是要燒油，不是發(fā)展電動(dòng)車的最終目標(biāo)。言下之意，發(fā)展增程式電動(dòng)車意義不大。對(duì)此，筆者想著重強(qiáng)調(diào)兩點(diǎn)。

一是如果我國(guó)汽車的油耗能降一半以上，年節(jié)油近2億噸，這有助于環(huán)境改善、提高能源安全。

二是純電動(dòng)汽車未必是最終目標(biāo)。我們要以節(jié)能減排為標(biāo)準(zhǔn)，考評(píng)各條技術(shù)路線。未來，增程式電動(dòng)車的發(fā)動(dòng)機(jī)很有可能不燒油而燒醇類，類似現(xiàn)在巴西的汽車燒乙醇。醇類由太陽能生物質(zhì)轉(zhuǎn)換而來，不增加CO2排放，如果再加上發(fā)展熱效率很高的發(fā)動(dòng)機(jī)，我國(guó)汽車的節(jié)能減排將取得很大突破。

增程式電動(dòng)車并不是“向純電動(dòng)汽車的過渡”，而是未來車輛的主力。尤其是增程式電動(dòng)車和磷酸鐵鋰電池配對(duì)，更是如虎添翼。