專題
[摘要]雖然在產(chǎn)量上實現(xiàn)了反超，但是從裝機量上來看，磷酸鐵鋰電池與三元電池之間還存在著差距。研究機構(gòu)預(yù)測，到2025年磷酸鐵鋰全球市場空間或超過萬億元，國內(nèi)市場空間也將達到6000億元，磷酸鐵鋰電池有望在未來10年內(nèi)占據(jù)市場主導(dǎo)地位。
根據(jù)中汽協(xié)公布的數(shù)據(jù)顯示，2021年6月國內(nèi)新能源汽車銷量達25.6萬輛，同比大幅增長139%。而在大家整理的6月份新能源車暢銷車型排行榜中，排名前三的三款車型分別是五菱宏光MINIEV、特斯拉Model 3、特斯拉Model Y，其中前兩款車型均使用的是磷酸鐵鋰電池。而現(xiàn)如今，第三款車型也即將推出自己的磷酸鐵鋰版本。
剛剛過去的7月8日，特斯拉高調(diào)發(fā)布國產(chǎn)Model Y的標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版，在減免購置稅及補貼后實際售價為人民幣27.6萬元起，預(yù)計8月開始交車。與長續(xù)航版不同，標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版采用磷酸鐵鋰電池，國標(biāo)工況續(xù)航里程達到525公里。突如其來的降價，導(dǎo)致特斯拉官網(wǎng)因訂單太多差點導(dǎo)致癱瘓，短短兩天內(nèi)訂單已超過1.5萬輛。
這也說明，不管是在中低端市場，又或是在中高端市場，新能源車使用什么類型的電池似乎并沒有太多消費者關(guān)心，大家更看重的是補貼后的價格。起步價2.88萬元的五菱宏光MINIEV雖然因配置簡陋屢被吐槽，但是其低廉的價格卻讓其在上市10個月里完成了31萬輛的銷量。而有品牌背書的特斯拉，降價后也將更具有殺傷力。
通常低價或降價的前提源于低生產(chǎn)成本，那么低成本怎么來？改善生產(chǎn)工藝？壓低原材料的價格？這些途徑雖然有效，但效果有限。最快的途徑就是通過使用磷酸鐵鋰電池對三元電池進行替代。研究表明，在現(xiàn)行補貼政策下，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 萬元至 0.56 萬元。
三元電池勢微 產(chǎn)量連續(xù)兩月被反超
當(dāng)前，占據(jù)著動力電池主流地位的鋰電池類型分別是磷酸鐵鋰電池和三元電池，從性能來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)點近年來在動力電池市場風(fēng)頭正勁。而磷酸鐵鋰電池具有高溫性能好、壽命長及安全性高、成本低等優(yōu)點，自2020年補貼大幅調(diào)整之后開始逐漸崛起。
2020年5月，特斯拉、比亞迪、小鵬汽車等主流新能源車企，旗下搭載磷酸鐵鋰電池的車型陸續(xù)上市，包括特斯拉Model 3、比亞迪漢、小鵬P7等車型在推向市場之后反響強烈，推動著成本更低的磷酸鐵鋰電池開始逆襲之路。自2021年以來，磷酸鐵鋰電池裝機量和產(chǎn)量開始暴漲。雖然裝機量仍不敵三元電池，但產(chǎn)量上已占據(jù)優(yōu)勢。
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)，這也是近三年來磷酸鐵鋰電池單月產(chǎn)量首次超過三元鋰電池。據(jù)悉5月份國內(nèi)磷酸鐵鋰電池單月產(chǎn)量達到8.8GWh，同比大增317.3%，占到國內(nèi)動力電池總產(chǎn)量的63.6%，遠超三元鋰電池的5.0GWh。動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，我國動力電池總產(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月國內(nèi)動力電池在產(chǎn)量方面共計完成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月份在裝機量方面磷酸鐵鋰電池以0.3GWh的微弱優(yōu)勢最終實現(xiàn)反超。
業(yè)內(nèi)人士認為，磷酸鐵鋰電池裝機量巔峰還未到來。伴隨著磷酸鐵鋰電池車型在市場上的熱銷，越來越多車企開始改用磷酸鐵鋰電池。這其中就包括長城汽車、蔚來汽車等。同時希望在新能源車領(lǐng)域有所建樹的蘋果和大眾，也在國內(nèi)積極尋找磷酸鐵鋰電池合作廠商。因此，磷酸鐵鋰電池裝機量未來還有成長空間，有望反超三元。
顯而易見的是，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年以前動力電池市場始終是磷酸鐵鋰電池占據(jù)主導(dǎo)，2016年出臺的新能源汽車補貼政策將能量密度與補貼等級掛鉤，推動著能量密度更高的三元電池迅猛發(fā)展。到2018年時三元電池?zé)o論是產(chǎn)量還是裝車量均超過磷酸鐵鋰，而這一超就是三年之久。
時間進入2019年后，新能源車補貼開始正式退坡。在經(jīng)過2019年和2020年兩次大幅度的補貼退坡后，補貼對于新能源車的影響已是大不如前，新能源車開始由政策驅(qū)動真正轉(zhuǎn)入到市場驅(qū)動。與此前政策驅(qū)動下的政府大批量采購不同，市場驅(qū)動下消費者更看重的是新能源車的價格，各大車企為了降低成本紛紛推出了磷酸鐵鋰車型。
而在采用磷酸鐵鋰電池之后，新能源車成本下降明顯。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)航智享版車型和后驅(qū)長續(xù)航智享版車型相比，除續(xù)航里程有差別之外，包括外觀、內(nèi)飾、智能和自動駕駛等配置上并無區(qū)別，但在價格上要便宜2萬元，為消費者提供更多選擇。而特斯拉Model Y更換電池后更直降7萬元。
其次從新能源車更為重要的安全性上來看。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針對電動車的強制性國家標(biāo)準(zhǔn)，包括《電動汽車安全要求》、《電動客車安全要求》和《電動汽車用動力蓄電池安全要求》，已于今年1月1日起開始實施。要求中特別增加了電池系統(tǒng)熱擴散試驗，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)留安全逃生時間。
而從此前部分新能源車起火的視頻中可以看到，發(fā)生事故的新能源車從電池發(fā)生熱失控到劇烈燃燒，時間通常不會超過1分鐘，而最快的僅需要5秒。因此要把電動汽車從熱失控到起火、爆炸這個過程控制在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發(fā)生事故的概率，而這里有三個有效途徑可供選擇：
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；其次對電芯、模組、電池包等進行綜合安全設(shè)計，包括電池管理BMS和電池?zé)峁芾矸矫娴脑O(shè)計；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、電池底盤一體化等措施降低電池起火風(fēng)險。
彼時就有人認為，這三個技術(shù)性、法規(guī)性的新文件，將徹底改變中國電動汽車動力電池的格局和發(fā)展方向。因為相較之下，采用磷酸鐵鋰電池替換掉三元電池，顯然要容易很多，這也成為眾多車企的共同選擇。自去年下半年開始，磷酸鐵鋰電池開始了自己的逆襲之路，隨著下游車企需求持續(xù)增長，磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量也不斷攀升。
而且通過磷酸鐵鋰電池企業(yè)不斷的技術(shù)創(chuàng)新，目前磷酸鐵鋰電池已可以使整車的續(xù)駛里程達到600公里，已能夠滿足絕大部分乘用車的需求。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，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占比增加，今年主流動力電池企業(yè)也在加大乘用車用磷酸鐵鋰項目的布局力度。包括億緯鋰能、國軒高科、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)都在擴大磷酸鐵鋰產(chǎn)能。而產(chǎn)能擴張比較激進的億緯鋰能，今年以來已投資近80億元在磷酸鐵鋰電池項目上。
今年4月，寧德時代董事長曾毓群公開為磷酸鐵鋰電池展臺。他表示，“隨著新能源汽車充電樁設(shè)施越來越多，磷酸鐵鋰電池增長速度會非?？?，在動力電池市場磷酸鐵鋰電池占有率會逐漸增加?！弊钚聰?shù)據(jù)顯示，今年上半年寧德時代磷酸鐵鋰電池裝機量達11.43GWh，同比增長282.6%，市占率達到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，相信未來推出磷酸鐵鋰版本車型的車企會越來越多。券商指出，包括五菱宏光MINIEV、特斯拉Model3、比亞迪漢等爆款車型的帶動下，磷酸鐵鋰乘用車市場有望快速回暖，預(yù)期2021年磷酸鐵鋰電池裝機量占比將有望提升至45-50%。當(dāng)然面對磷酸鐵鋰電池的來勢洶洶，三元電池肯定也不會坐以待斃，近年來也是新產(chǎn)品頻出。
6月29日，長城汽車以“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、爆炸問題的大禹電池。從技術(shù)層面來看，該電池通過熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動滅火、正壓阻氧、智能冷卻8大全新設(shè)計理念，可保證在單個或多個電芯熱失控情況下不起火、不爆炸。
在實際測試過程中，大禹電池內(nèi)部發(fā)生3次多個電芯連續(xù)觸發(fā)熱失控現(xiàn)象，溫度最高達到1037℃、電池包內(nèi)氣壓最高氣壓達到16kPa，依然保證了不起火、不爆炸的過硬安全性能。長城汽車還表示，將免費開放大禹電池專利，在主動消除技術(shù)壁壘，實現(xiàn)成果共享的同時，也將通過全新的安全技術(shù)理念對行業(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個核心技術(shù)：超高耐熱穩(wěn)定電芯、超強隔熱電池安全艙、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)通過整包針刺試驗，這是三元電池行業(yè)內(nèi)首次通過電池整包針刺不起火試驗的。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月份蔚來汽車正式上線100kWh電池包，該電池包搭載的是寧德時代鎳55三元電芯和最新CTP成組技術(shù)，可實現(xiàn)無熱蔓延，即寧德時代此前公布的不起火電池。由此可見在“三項強標(biāo)”高壓下，不起火不爆炸已成為未來電池企業(yè)推出新品的標(biāo)配。
原中汽協(xié)常務(wù)副會長、秘書長董揚表示，“嚴(yán)格來說，大禹電池技術(shù)其實算不上是新電池技術(shù)，而是整車電池包設(shè)計的安全技術(shù)。只不過，這項新技術(shù)簡單易行，可有效地防止電池?zé)崾Э囟斐傻钠鸹鸨ㄊ鹿?。”?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、寧德時代CTP技術(shù)，均與大禹電池有異曲同工之處。
而針對三元電池鈷成本難降、以及供應(yīng)鏈不穩(wěn)定的問題，無鈷電池被看成是解決這兩大難題的有效途徑，而蜂巢能源無疑是無鈷電池最堅定的擁護者。7月16日，蜂巢能源在江蘇舉行了首款無鈷電池量產(chǎn)下線儀式，這意味著全球首款無鈷電池走出了實驗室正式實現(xiàn)量產(chǎn)，蜂巢能源由此成為全球首家突破無鈷電池技術(shù)難關(guān)的企業(yè)。
本次量產(chǎn)下線的無鈷電池能量密度達到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。相較于同級別的高鎳三元電池，該款無鈷電芯循環(huán)壽命可達到3000次以上，能輕松通過150℃的熱箱測試和超過140%的過充測試等。目前該電池已裝車在一款名為櫻桃貓的純電車中，出現(xiàn)在工信部最新的車型公告里。
業(yè)內(nèi)人士提到，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)在由政策驅(qū)動向市場驅(qū)動轉(zhuǎn)型過程中，包括電池企業(yè)、整車企業(yè)都更加重視產(chǎn)品的成本、安全性等指標(biāo)，從目前來看磷酸鐵鋰更加符合新能源車的發(fā)展需求。但是面對著磷酸鐵鋰電池的來勢洶洶，三元電池也在不斷改進和創(chuàng)新，成為市場競爭催生技術(shù)進步的典型，有利于新能源車行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
單從裝機量上來看，磷酸鐵鋰電池與三元電池差距已非常接近，且增速較快。研究機構(gòu)預(yù)測，到2025年磷酸鐵鋰提供的全球市場空間或超過萬億元，國內(nèi)市場空間也將達到6000億元，磷酸鐵鋰電池有望在未來10年內(nèi)占據(jù)市場主導(dǎo)地位。或正如安馳科技總經(jīng)理徐小明說的那樣，諸多優(yōu)勢加身，磷酸鐵鋰有望再次站到動力電池舞臺中央。
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