專(zhuān)題
產(chǎn)量裝機(jī)量均實(shí)現(xiàn)反超 磷酸鐵鋰電池蓄勢(shì)待發(fā)
[摘要]雖然在產(chǎn)量上實(shí)現(xiàn)了反超，但是從裝機(jī)量上來(lái)看，磷酸鐵鋰電池與三元電池之間還存在著差距。研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2025年磷酸鐵鋰全球市場(chǎng)空間或超過(guò)萬(wàn)億元，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空間也將達(dá)到6000億元，磷酸鐵鋰電池有望在未來(lái)10年內(nèi)占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。
根據(jù)中汽協(xié)公布的數(shù)據(jù)顯示，2021年6月國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量達(dá)25.6萬(wàn)輛，同比大幅增長(zhǎng)139%。而在大家整理的6月份新能源車(chē)暢銷(xiāo)車(chē)型排行榜中，排名前三的三款車(chē)型分別是五菱宏光MINIEV、特斯拉Model 3、特斯拉Model Y，其中前兩款車(chē)型均使用的是磷酸鐵鋰電池。而現(xiàn)如今，第三款車(chē)型也即將推出自己的磷酸鐵鋰版本。
剛剛過(guò)去的7月8日，特斯拉高調(diào)發(fā)布國(guó)產(chǎn)Model Y的標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版，在減免購(gòu)置稅及補(bǔ)貼后實(shí)際售價(jià)為人民幣27.6萬(wàn)元起，預(yù)計(jì)8月開(kāi)始交車(chē)。與長(zhǎng)續(xù)航版不同，標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版采用磷酸鐵鋰電池，國(guó)標(biāo)工況續(xù)航里程達(dá)到525公里。突如其來(lái)的降價(jià)，導(dǎo)致特斯拉官網(wǎng)因訂單太多差點(diǎn)導(dǎo)致癱瘓，短短兩天內(nèi)訂單已超過(guò)1.5萬(wàn)輛。
這也說(shuō)明，不管是在中低端市場(chǎng)，又或是在中高端市場(chǎng)，新能源車(chē)使用什么類(lèi)型的電池似乎并沒(méi)有太多消費(fèi)者關(guān)心，大家更看重的是補(bǔ)貼后的價(jià)格。起步價(jià)2.88萬(wàn)元的五菱宏光MINIEV雖然因配置簡(jiǎn)陋屢被吐槽，但是其低廉的價(jià)格卻讓其在上市10個(gè)月里完成了31萬(wàn)輛的銷(xiāo)量。而有品牌背書(shū)的特斯拉，降價(jià)后也將更具有殺傷力。
通常低價(jià)或降價(jià)的前提源于低生產(chǎn)成本，那么低成本怎么來(lái)？改善生產(chǎn)工藝？壓低原材料的價(jià)格？這些途徑雖然有效，但效果有限。最快的途徑就是通過(guò)使用磷酸鐵鋰電池對(duì)三元電池進(jìn)行替代。研究表明，在現(xiàn)行補(bǔ)貼政策下，帶電量55kWh、續(xù)航405km 的三元鋰電池替換為磷酸鐵鋰電池，成本至少可下降 0.46 萬(wàn)元至 0.56 萬(wàn)元。
三元電池勢(shì)微 產(chǎn)量連續(xù)兩月被反超
當(dāng)前，占據(jù)著動(dòng)力電池主流地位的鋰電池類(lèi)型分別是磷酸鐵鋰電池和三元電池，從性能來(lái)看磷酸鐵鋰電池和三元電池各有優(yōu)劣。其中三元電池因其能量密度高、低溫性能好的優(yōu)點(diǎn)近年來(lái)在動(dòng)力電池市場(chǎng)風(fēng)頭正勁。而磷酸鐵鋰電池具有高溫性能好、壽命長(zhǎng)及安全性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，自2020年補(bǔ)貼大幅調(diào)整之后開(kāi)始逐漸崛起。
2020年5月，特斯拉、比亞迪、小鵬汽車(chē)等主流新能源車(chē)企，旗下搭載磷酸鐵鋰電池的車(chē)型陸續(xù)上市，包括特斯拉Model 3、比亞迪漢、小鵬P7等車(chē)型在推向市場(chǎng)之后反響強(qiáng)烈，推動(dòng)著成本更低的磷酸鐵鋰電池開(kāi)始逆襲之路。自2021年以來(lái)，磷酸鐵鋰電池裝機(jī)量和產(chǎn)量開(kāi)始暴漲。雖然裝機(jī)量仍不敵三元電池，但產(chǎn)量上已占據(jù)優(yōu)勢(shì)。
最新的研究數(shù)據(jù)顯示，今年5月份三元電池與磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量發(fā)生逆轉(zhuǎn)，這也是近三年來(lái)磷酸鐵鋰電池單月產(chǎn)量首次超過(guò)三元鋰電池。據(jù)悉5月份國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰電池單月產(chǎn)量達(dá)到8.8GWh，同比大增317.3%，占到國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池總產(chǎn)量的63.6%，遠(yuǎn)超三元鋰電池的5.0GWh。動(dòng)力電池格局這番顛覆性的變化，在業(yè)界引起廣泛的討論。
而到了6月份，我國(guó)動(dòng)力電池總產(chǎn)量15.2GWh，其中三元電池產(chǎn)量為7.4GWh，磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量為7.8GWh。而根據(jù)最新的數(shù)據(jù)顯示，7月國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池在產(chǎn)量方面共計(jì)完成17.4GWh，其中三元電池產(chǎn)量8GWh，磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量9.3GWh繼續(xù)領(lǐng)跑。最值得注意的是，7月份在裝機(jī)量方面磷酸鐵鋰電池以0.3GWh的微弱優(yōu)勢(shì)最終實(shí)現(xiàn)反超。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，磷酸鐵鋰電池裝機(jī)量巔峰還未到來(lái)。伴隨著磷酸鐵鋰電池車(chē)型在市場(chǎng)上的熱銷(xiāo)，越來(lái)越多車(chē)企開(kāi)始改用磷酸鐵鋰電池。這其中就包括長(zhǎng)城汽車(chē)、蔚來(lái)汽車(chē)等。同時(shí)希望在新能源車(chē)領(lǐng)域有所建樹(shù)的蘋(píng)果和大眾，也在國(guó)內(nèi)積極尋找磷酸鐵鋰電池合作廠商。因此，磷酸鐵鋰電池裝機(jī)量未來(lái)還有成長(zhǎng)空間，有望反超三元。
顯而易見(jiàn)的是，磷酸鐵鋰電池此番逆襲，主要和低成本和高安全性相關(guān)。在2018年以前動(dòng)力電池市場(chǎng)始終是磷酸鐵鋰電池占據(jù)主導(dǎo)，2016年出臺(tái)的新能源汽車(chē)補(bǔ)貼政策將能量密度與補(bǔ)貼等級(jí)掛鉤，推動(dòng)著能量密度更高的三元電池迅猛發(fā)展。到2018年時(shí)三元電池?zé)o論是產(chǎn)量還是裝車(chē)量均超過(guò)磷酸鐵鋰，而這一超就是三年之久。
時(shí)間進(jìn)入2019年后，新能源車(chē)補(bǔ)貼開(kāi)始正式退坡。在經(jīng)過(guò)2019年和2020年兩次大幅度的補(bǔ)貼退坡后，補(bǔ)貼對(duì)于新能源車(chē)的影響已是大不如前，新能源車(chē)開(kāi)始由政策驅(qū)動(dòng)真正轉(zhuǎn)入到市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)。與此前政策驅(qū)動(dòng)下的政府大批量采購(gòu)不同，市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下消費(fèi)者更看重的是新能源車(chē)的價(jià)格，各大車(chē)企為了降低成本紛紛推出了磷酸鐵鋰車(chē)型。
而在采用磷酸鐵鋰電池之后，新能源車(chē)成本下降明顯。如小鵬P7分別搭載磷酸鐵鋰電池和三元電池的后驅(qū)標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航智享版車(chē)型和后驅(qū)長(zhǎng)續(xù)航智享版車(chē)型相比，除續(xù)航里程有差別之外，包括外觀、內(nèi)飾、智能和自動(dòng)駕駛等配置上并無(wú)區(qū)別，但在價(jià)格上要便宜2萬(wàn)元，為消費(fèi)者提供更多選擇。而特斯拉Model Y更換電池后更直降7萬(wàn)元。
其次從新能源車(chē)更為重要的安全性上來(lái)看。數(shù)據(jù)顯示，在熱穩(wěn)定性上磷酸鐵鋰電池的最高分解溫度可達(dá)到500℃左右，而三元鋰電池的分解溫度只有300℃，理論上不及磷酸鐵鋰電池。因此在高溫情況下，磷酸鐵鋰電池會(huì)更加穩(wěn)定，也更加安全。而在此前發(fā)生的安全事故中，搭載三元電池占比超過(guò)90%，而搭載磷酸鐵鋰僅有7%。
去年5月份，工信部正式組織制定三項(xiàng)針對(duì)電動(dòng)車(chē)的強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，包括《電動(dòng)汽車(chē)安全要求》、《電動(dòng)客車(chē)安全要求》和《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求》，已于今年1月1日起開(kāi)始實(shí)施。要求中特別增加了電池系統(tǒng)熱擴(kuò)散試驗(yàn)，要求電池單體發(fā)生熱失控后，電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火不爆炸，為乘員預(yù)留安全逃生時(shí)間。
而從此前部分新能源車(chē)起火的視頻中可以看到，發(fā)生事故的新能源車(chē)從電池發(fā)生熱失控到劇烈燃燒，時(shí)間通常不會(huì)超過(guò)1分鐘，而最快的僅需要5秒。因此要把電動(dòng)汽車(chē)從熱失控到起火、爆炸這個(gè)過(guò)程控制在5分鐘之內(nèi)，這是極其困難的，因此只能從根源上降低新能源車(chē)發(fā)生事故的概率，而這里有三個(gè)有效途徑可供選擇：
首先是電芯內(nèi)部材料調(diào)整。即鐵鋰材料體系的選擇、三元體系材料比例變化、各種添加劑以及電解液的改性等；其次對(duì)電芯、模組、電池包等進(jìn)行綜合安全設(shè)計(jì)，包括電池管理BMS和電池?zé)峁芾矸矫娴脑O(shè)計(jì)；再次是采用預(yù)留電池安全富余容量、電池充放電安全預(yù)警、電池防水和防撞安全設(shè)計(jì)、電池底盤(pán)一體化等措施降低電池起火風(fēng)險(xiǎn)。
彼時(shí)就有人認(rèn)為，這三個(gè)技術(shù)性、法規(guī)性的新文件，將徹底改變中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池的格局和發(fā)展方向。因?yàn)橄噍^之下，采用磷酸鐵鋰電池替換掉三元電池，顯然要容易很多，這也成為眾多車(chē)企的共同選擇。自去年下半年開(kāi)始，磷酸鐵鋰電池開(kāi)始了自己的逆襲之路，隨著下游車(chē)企需求持續(xù)增長(zhǎng)，磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量也不斷攀升。
而且通過(guò)磷酸鐵鋰電池企業(yè)不斷的技術(shù)創(chuàng)新，目前磷酸鐵鋰電池已可以使整車(chē)的續(xù)駛里程達(dá)到600公里，已能夠滿(mǎn)足絕大部分乘用車(chē)的需求。業(yè)內(nèi)人士表示，磷酸鐵鋰電池本身在成本和安全性等方面的表現(xiàn)本來(lái)就優(yōu)于三元鋰電池，隨著能量密度及續(xù)駛能力有所增強(qiáng)，這也給磷酸鐵鋰電池的翻身提供了較為可靠的基礎(chǔ)。
隨著磷酸鐵鋰電池市場(chǎng)占比增加，今年主流動(dòng)力電池企業(yè)也在加大乘用車(chē)用磷酸鐵鋰項(xiàng)目的布局力度。包括億緯鋰能、國(guó)軒高科、弗迪電池、中航鋰電、蜂巢能源、瑞浦能源、力神電池、鵬輝能源等多家電池生產(chǎn)企業(yè)都在擴(kuò)大磷酸鐵鋰產(chǎn)能。而產(chǎn)能擴(kuò)張比較激進(jìn)的億緯鋰能，今年以來(lái)已投資近80億元在磷酸鐵鋰電池項(xiàng)目上。
今年4月，寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群公開(kāi)為磷酸鐵鋰電池展臺(tái)。他表示，“隨著新能源汽車(chē)充電樁設(shè)施越來(lái)越多，磷酸鐵鋰電池增長(zhǎng)速度會(huì)非常快，在動(dòng)力電池市場(chǎng)磷酸鐵鋰電池占有率會(huì)逐漸增加。”最新數(shù)據(jù)顯示，今年上半年寧德時(shí)代磷酸鐵鋰電池裝機(jī)量達(dá)11.43GWh，同比增長(zhǎng)282.6%，市占率達(dá)到50.8%，成為此番中變局最大的贏家。
三元電池新品頻出 能否收復(fù)失地？
受成本驅(qū)動(dòng)，相信未來(lái)推出磷酸鐵鋰版本車(chē)型的車(chē)企會(huì)越來(lái)越多。券商指出，包括五菱宏光MINIEV、特斯拉Model3、比亞迪漢等爆款車(chē)型的帶動(dòng)下，磷酸鐵鋰乘用車(chē)市場(chǎng)有望快速回暖，預(yù)期2021年磷酸鐵鋰電池裝機(jī)量占比將有望提升至45-50%。當(dāng)然面對(duì)磷酸鐵鋰電池的來(lái)勢(shì)洶洶，三元電池肯定也不會(huì)坐以待斃，近年來(lái)也是新產(chǎn)品頻出。
6月29日，長(zhǎng)城汽車(chē)以“大禹治水，變堵為疏”為思路，發(fā)布能有效解決不同化學(xué)體系電芯發(fā)生熱失控之后的起火、爆炸問(wèn)題的大禹電池。從技術(shù)層面來(lái)看，該電池通過(guò)熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動(dòng)滅火、正壓阻氧、智能冷卻8大全新設(shè)計(jì)理念，可保證在單個(gè)或多個(gè)電芯熱失控情況下不起火、不爆炸。
在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，大禹電池內(nèi)部發(fā)生3次多個(gè)電芯連續(xù)觸發(fā)熱失控現(xiàn)象，溫度最高達(dá)到1037℃、電池包內(nèi)氣壓最高氣壓達(dá)到16kPa，依然保證了不起火、不爆炸的過(guò)硬安全性能。長(zhǎng)城汽車(chē)還表示，將免費(fèi)開(kāi)放大禹電池專(zhuān)利，在主動(dòng)消除技術(shù)壁壘，實(shí)現(xiàn)成果共享的同時(shí)，也將通過(guò)全新的安全技術(shù)理念對(duì)行業(yè)發(fā)展起到極大導(dǎo)向作用。
今年3月10日，廣汽埃安官方發(fā)布了彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)。這套系統(tǒng)擁有4個(gè)核心技術(shù)：超高耐熱穩(wěn)定電芯、超強(qiáng)隔熱電池安全艙、三維降溫冷卻系統(tǒng)、第五代電池管理系統(tǒng)。該技術(shù)已經(jīng)通過(guò)整包針刺試驗(yàn)，這是三元電池行業(yè)內(nèi)首次通過(guò)電池整包針刺不起火試驗(yàn)的。據(jù)悉，該技術(shù)可用在磷酸鐵鋰和三元兩種材料的電池包中。
除此之外，去年12月份欣旺達(dá)公布了“只冒煙、不起火”的電池系統(tǒng)解決方案；去年11月份蔚來(lái)汽車(chē)正式上線100kWh電池包，該電池包搭載的是寧德時(shí)代鎳55三元電芯和最新CTP成組技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)熱蔓延，即寧德時(shí)代此前公布的不起火電池。由此可見(jiàn)在“三項(xiàng)強(qiáng)標(biāo)”高壓下，不起火不爆炸已成為未來(lái)電池企業(yè)推出新品的標(biāo)配。
原中汽協(xié)常務(wù)副會(huì)長(zhǎng)、秘書(shū)長(zhǎng)董揚(yáng)表示，“嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，大禹電池技術(shù)其實(shí)算不上是新電池技術(shù)，而是整車(chē)電池包設(shè)計(jì)的安全技術(shù)。只不過(guò)，這項(xiàng)新技術(shù)簡(jiǎn)單易行，可有效地防止電池?zé)崾Э囟斐傻钠鸹鸨ㄊ鹿省！碑?dāng)然了，包括廣汽埃安的彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)、電池系統(tǒng)解決方案、寧德時(shí)代CTP技術(shù)，均與大禹電池有異曲同工之處。
而針對(duì)三元電池鈷成本難降、以及供應(yīng)鏈不穩(wěn)定的問(wèn)題，無(wú)鈷電池被看成是解決這兩大難題的有效途徑，而蜂巢能源無(wú)疑是無(wú)鈷電池最堅(jiān)定的擁護(hù)者。7月16日，蜂巢能源在江蘇舉行了首款無(wú)鈷電池量產(chǎn)下線儀式，這意味著全球首款無(wú)鈷電池走出了實(shí)驗(yàn)室正式實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，蜂巢能源由此成為全球首家突破無(wú)鈷電池技術(shù)難關(guān)的企業(yè)。
本次量產(chǎn)下線的無(wú)鈷電池能量密度達(dá)到240wh/kg，具有高安全性、高能量密度、高循環(huán)壽命和低成本的核心優(yōu)勢(shì)。相較于同級(jí)別的高鎳三元電池，該款無(wú)鈷電芯循環(huán)壽命可達(dá)到3000次以上，能輕松通過(guò)150℃的熱箱測(cè)試和超過(guò)140%的過(guò)充測(cè)試等。目前該電池已裝車(chē)在一款名為櫻桃貓的純電車(chē)中，出現(xiàn)在工信部最新的車(chē)型公告里。
業(yè)內(nèi)人士提到，我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在由政策驅(qū)動(dòng)向市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)型過(guò)程中，包括電池企業(yè)、整車(chē)企業(yè)都更加重視產(chǎn)品的成本、安全性等指標(biāo)，從目前來(lái)看磷酸鐵鋰更加符合新能源車(chē)的發(fā)展需求。但是面對(duì)著磷酸鐵鋰電池的來(lái)勢(shì)洶洶，三元電池也在不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)催生技術(shù)進(jìn)步的典型，有利于新能源車(chē)行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
單從裝機(jī)量上來(lái)看，磷酸鐵鋰電池與三元電池差距已非常接近，且增速較快。研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2025年磷酸鐵鋰提供的全球市場(chǎng)空間或超過(guò)萬(wàn)億元，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空間也將達(dá)到6000億元，磷酸鐵鋰電池有望在未來(lái)10年內(nèi)占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。或正如安馳科技總經(jīng)理徐小明說(shuō)的那樣，諸多優(yōu)勢(shì)加身，磷酸鐵鋰有望再次站到動(dòng)力電池舞臺(tái)中央。
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