為何眾多車企都開始熱衷于磷酸鐵鋰電池？2021-03-26 09:15
動力電池作為新能源汽車的“心臟”，它能夠決定一輛純電動車的續(xù)航、安全性能等至關(guān)重要的屬性。在此前政策的引導(dǎo)下，擁有能量密度較高的三元鋰電池備受市場青睞，但在2020年三元鋰電池裝機(jī)量開始下滑。
據(jù)中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟此前發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2020年國內(nèi)動力電池累計銷量達(dá)65．9GWh。其中三元鋰電池共計裝車38．9GWh，占比61．1％，累計下降4．1％；而磷酸鐵鋰電池裝機(jī)24．4GWh，占比38．3％，累計增長20．6％，成為銷量同比唯一增長的動力電池類型。
在2021年裝載磷酸鐵鋰電池的車型也會越來越多，例如：小鵬汽車在3月發(fā)布了小鵬G3和P7新增車型，并配備磷酸鐵鋰電池，歐拉好貓在3月中旬也發(fā)布了三款磷酸鐵鋰版本車型，除此之外，3月初工信部發(fā)布的第342批《道路機(jī)動車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》新產(chǎn)品公示中也有22款車型采用磷酸鐵鋰電池。
為何眾多車企都開始熱衷于磷酸鐵鋰電池？
磷酸鐵鋰成本低 降低購入門檻
根據(jù)彭博社新能源觀察12 月公布的調(diào)查來看，全球市場三元鋰電芯的價格在102 美元／kWh，而磷酸鐵鋰電芯則低至80美元／kWh，兩者差距22美元。
目前純電動車型所配備的電池容量大多數(shù)都在70kWh，我們就以該容量進(jìn)行計算（在不計算電芯組成費(fèi)用情況下），使用三元鋰電芯成本為7140美元（人命幣約等于46410元），而使用磷酸鐵鋰電芯則只需要5600美元（人命幣約等于36400元），兩者差距在10000元左右，而未來電池容量越高，兩者的差距就會更大。
這也就是此前特斯拉Model 3標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航在使用磷酸鐵鋰電池之后，能從由原來的27．155萬降至24．99萬元的主要原因。
磷酸鐵鋰安全系數(shù)更高 更耐用
新能源汽車自燃問題一直備受關(guān)注，據(jù)了解， 2020年共有50起以上起火事件，其中絕大多數(shù)都為自燃。而此前新能源汽車國家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟副秘書長劉鵬在此前就表示，新能源汽車安全事故大多發(fā)生在高SOC狀態(tài)，其中三元鋰電池由于能量密度大，活性大，更容易熱失效，在250℃到300℃的溫度就可能發(fā)生分解和爆炸。
而磷酸鐵鋰電池在溫度超過600℃才會發(fā)生分解，相比三元鋰電池要更加穩(wěn)定。除此之外，在電池的使用壽命上，磷酸鐵鋰可以充電3500次才衰減至強(qiáng)制更換的界限80％，估算下來大概可以使用10年以上，而三元鋰充電2000次左右就已經(jīng)衰減至限定值了，這大致只能使用6年的時間。
技術(shù)成熟 磷酸鐵鋰電池缺點(diǎn)被縮小
2019年國家對補(bǔ)貼政策門檻進(jìn)行了提升，動力電池能量密度需要達(dá)到105Wh／kg，并且續(xù)航里程需要達(dá)到250km才能進(jìn)行補(bǔ)貼，但由于當(dāng)時技術(shù)還不夠成熟，使用能量密度較低的磷酸鐵鋰電池難以獲得補(bǔ)貼，眾多車企就選擇了能量密度更高的三元鋰電池。
不過隨著中國電池技術(shù)日益成熟，不少動力電池企業(yè)都研發(fā)出如何解決磷酸鐵鋰低的問題，像寧德時代此前發(fā)布的CTP技術(shù)，該技術(shù)通過改變電池包內(nèi)部的布局結(jié)構(gòu)，去掉了模組，將電芯直接組成 Pack。從而讓電池包的體積利用率上升 15－20％，能量密度提升 10－15％。
除此之外，比亞迪研發(fā)出刀片電池，該電池通過CTP（Cell to Pack）設(shè)計思路，直接取消了電池包內(nèi)部的框架，通過橫向密集排列的多排電芯，將內(nèi)部空間的利用率提升到了60％左右。結(jié)果就是電池包整體的能量密度以及容量的提升。以搭載最新刀片電池的比亞迪漢EV為例，其電池包總能量為76．9kWh，能量密度140Wh／kg。
新的CTP設(shè)計思路不僅讓刀片電池在性能參數(shù)上達(dá)到了平均水平，由于減少了電池組裝模組的端板、側(cè)板以及用于固定模組的框架、螺栓等緊固件，還降低了部分制造成本，提升制造效率。
磷酸鐵鋰與三元鋰該如何選？
雖然磷酸鐵鋰電池目前裝機(jī)量提升，但該電池并非完全取代三元鋰電池，很多車企都選擇用“兩條腿”走路，同一款車型會發(fā)布兩種不同電池的版本。于是有很多消費(fèi)者會有疑惑，這兩種版本應(yīng)該如何選擇。
在筆者看來，具體如何選擇還是需要根據(jù)車型而言，我們拿小鵬P7和歐拉好貓來舉例。
首先是小鵬P7，磷酸鐵鋰版本車型起步售價并非發(fā)生變化，不過在續(xù)航和配置上進(jìn)行了調(diào)整，其中續(xù)航從586km下降到480km，在配置上配備XPILOT 2．5系統(tǒng)。如果是想要體驗?zāi)壳白詣玉{駛等功能并對續(xù)航?jīng)]有非常高的要求，筆者認(rèn)為選擇磷酸鐵鋰版本的更合適，但如果對于經(jīng)常使用新能源車駕駛長途的消費(fèi)者來說，選擇三元鋰電池版本更為合適，畢竟更長的續(xù)航能夠一定程度減少里程焦慮的問題。
接著就是歐拉好貓，該車磷酸鐵鋰版本和三元鋰版本沒有任何區(qū)別，無論是在售價上還是配置上或者是續(xù)航上都保持一致。因此對于消費(fèi)者而言選擇就需要考慮自身地區(qū)，目前磷酸鐵鋰車型雖然BMS控溫技術(shù)作為輔助，可以盡量降低低溫對電池帶來的問題，但在面對極寒的情況或多或少還是會導(dǎo)致續(xù)航有一定降低，如果是生活在北方，筆者建議還是選擇三元鋰電池會更穩(wěn)妥一些。
寫在最后
在技術(shù)層面提高之后，磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢要更加突出，從裝機(jī)量上就可以看出磷酸鐵鋰電池正在崛起，但是這并不代表三元鋰電池沒落。在筆者看來這兩種不同得電池就像燃油車時代的自然吸氣和渦輪增壓一樣，各有優(yōu)劣，形成互補(bǔ)的方式，能夠覆蓋更廣的使用場景，為消費(fèi)者提供更多選擇。
深圳市恒創(chuàng)興電子科技有限公司是一家專業(yè)從事BMS電源管理系統(tǒng)、鋰電池保護(hù)板、儲能電池的開發(fā)、集成、測試、銷售及相關(guān)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)，混合集成電路的技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)、測試及銷售一體的高新科技企業(yè)，電池保護(hù)板定制廠家。
據(jù)中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟此前發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2020年國內(nèi)動力電池累計銷量達(dá)65．9GWh。其中三元鋰電池共計裝車38．9GWh，占比61．1％，累計下降4．1％；而磷酸鐵鋰電池裝機(jī)24．4GWh，占比38．3％，累計增長20．6％，成為銷量同比唯一增長的動力電池類型。
在2021年裝載磷酸鐵鋰電池的車型也會越來越多，例如：小鵬汽車在3月發(fā)布了小鵬G3和P7新增車型，并配備磷酸鐵鋰電池，歐拉好貓在3月中旬也發(fā)布了三款磷酸鐵鋰版本車型，除此之外，3月初工信部發(fā)布的第342批《道路機(jī)動車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》新產(chǎn)品公示中也有22款車型采用磷酸鐵鋰電池。
為何眾多車企都開始熱衷于磷酸鐵鋰電池？
磷酸鐵鋰成本低 降低購入門檻
根據(jù)彭博社新能源觀察12 月公布的調(diào)查來看，全球市場三元鋰電芯的價格在102 美元／kWh，而磷酸鐵鋰電芯則低至80美元／kWh，兩者差距22美元。
目前純電動車型所配備的電池容量大多數(shù)都在70kWh，我們就以該容量進(jìn)行計算（在不計算電芯組成費(fèi)用情況下），使用三元鋰電芯成本為7140美元（人命幣約等于46410元），而使用磷酸鐵鋰電芯則只需要5600美元（人命幣約等于36400元），兩者差距在10000元左右，而未來電池容量越高，兩者的差距就會更大。
這也就是此前特斯拉Model 3標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航在使用磷酸鐵鋰電池之后，能從由原來的27．155萬降至24．99萬元的主要原因。
磷酸鐵鋰安全系數(shù)更高 更耐用
新能源汽車自燃問題一直備受關(guān)注，據(jù)了解， 2020年共有50起以上起火事件，其中絕大多數(shù)都為自燃。而此前新能源汽車國家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟副秘書長劉鵬在此前就表示，新能源汽車安全事故大多發(fā)生在高SOC狀態(tài)，其中三元鋰電池由于能量密度大，活性大，更容易熱失效，在250℃到300℃的溫度就可能發(fā)生分解和爆炸。
而磷酸鐵鋰電池在溫度超過600℃才會發(fā)生分解，相比三元鋰電池要更加穩(wěn)定。除此之外，在電池的使用壽命上，磷酸鐵鋰可以充電3500次才衰減至強(qiáng)制更換的界限80％，估算下來大概可以使用10年以上，而三元鋰充電2000次左右就已經(jīng)衰減至限定值了，這大致只能使用6年的時間。
技術(shù)成熟 磷酸鐵鋰電池缺點(diǎn)被縮小
2019年國家對補(bǔ)貼政策門檻進(jìn)行了提升，動力電池能量密度需要達(dá)到105Wh／kg，并且續(xù)航里程需要達(dá)到250km才能進(jìn)行補(bǔ)貼，但由于當(dāng)時技術(shù)還不夠成熟，使用能量密度較低的磷酸鐵鋰電池難以獲得補(bǔ)貼，眾多車企就選擇了能量密度更高的三元鋰電池。
不過隨著中國電池技術(shù)日益成熟，不少動力電池企業(yè)都研發(fā)出如何解決磷酸鐵鋰低的問題，像寧德時代此前發(fā)布的CTP技術(shù)，該技術(shù)通過改變電池包內(nèi)部的布局結(jié)構(gòu)，去掉了模組，將電芯直接組成 Pack。從而讓電池包的體積利用率上升 15－20％，能量密度提升 10－15％。
新的CTP設(shè)計思路不僅讓刀片電池在性能參數(shù)上達(dá)到了平均水平，由于減少了電池組裝模組的端板、側(cè)板以及用于固定模組的框架、螺栓等緊固件，還降低了部分制造成本，提升制造效率。
磷酸鐵鋰與三元鋰該如何選？
雖然磷酸鐵鋰電池目前裝機(jī)量提升，但該電池并非完全取代三元鋰電池，很多車企都選擇用“兩條腿”走路，同一款車型會發(fā)布兩種不同電池的版本。于是有很多消費(fèi)者會有疑惑，這兩種版本應(yīng)該如何選擇。
在筆者看來，具體如何選擇還是需要根據(jù)車型而言，我們拿小鵬P7和歐拉好貓來舉例。
首先是小鵬P7，磷酸鐵鋰版本車型起步售價并非發(fā)生變化，不過在續(xù)航和配置上進(jìn)行了調(diào)整，其中續(xù)航從586km下降到480km，在配置上配備XPILOT 2．5系統(tǒng)。如果是想要體驗?zāi)壳白詣玉{駛等功能并對續(xù)航?jīng)]有非常高的要求，筆者認(rèn)為選擇磷酸鐵鋰版本的更合適，但如果對于經(jīng)常使用新能源車駕駛長途的消費(fèi)者來說，選擇三元鋰電池版本更為合適，畢竟更長的續(xù)航能夠一定程度減少里程焦慮的問題。
接著就是歐拉好貓，該車磷酸鐵鋰版本和三元鋰版本沒有任何區(qū)別，無論是在售價上還是配置上或者是續(xù)航上都保持一致。因此對于消費(fèi)者而言選擇就需要考慮自身地區(qū)，目前磷酸鐵鋰車型雖然BMS控溫技術(shù)作為輔助，可以盡量降低低溫對電池帶來的問題，但在面對極寒的情況或多或少還是會導(dǎo)致續(xù)航有一定降低，如果是生活在北方，筆者建議還是選擇三元鋰電池會更穩(wěn)妥一些。
寫在最后
在技術(shù)層面提高之后，磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢要更加突出，從裝機(jī)量上就可以看出磷酸鐵鋰電池正在崛起，但是這并不代表三元鋰電池沒落。在筆者看來這兩種不同得電池就像燃油車時代的自然吸氣和渦輪增壓一樣，各有優(yōu)劣，形成互補(bǔ)的方式，能夠覆蓋更廣的使用場景，為消費(fèi)者提供更多選擇。
深圳市恒創(chuàng)興電子科技有限公司是一家專業(yè)從事BMS電源管理系統(tǒng)、鋰電池保護(hù)板、儲能電池的開發(fā)、集成、測試、銷售及相關(guān)電子產(chǎn)品的生產(chǎn)，混合集成電路的技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)、測試及銷售一體的高新科技企業(yè)，電池保護(hù)板定制廠家。
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