關(guān)于三元電池安全性的紛爭(zhēng)，能否成就磷酸鐵鋰電池的逆襲？
時(shí)間:2018-12-07 09:22來(lái)源:億歐網(wǎng) 作者:消息
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據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2018年國(guó)內(nèi)發(fā)生的新能源汽車起火事故已超過(guò)30起。安全事故頻發(fā)使得整個(gè)新能源汽車行業(yè)開(kāi)始關(guān)注自燃背后的技術(shù)問(wèn)題，眾多調(diào)查都將事故的起因指向了動(dòng)力電池。
對(duì)此有專家表示，這是行業(yè)近期片面追求能量密度的結(jié)果。因?yàn)殡姵卦诔浞烹姇r(shí)，不當(dāng)?shù)牟僮骰蛘唠娏鬟^(guò)大等都會(huì)導(dǎo)致電池溫度過(guò)高，若遇上劇烈碰撞，電芯內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象，極易引發(fā)電池的自燃。這時(shí)，能量密度不高但安全性卻讓人放心的磷酸鐵鋰電池，再次收獲了關(guān)注。
在我國(guó)新能源汽車的發(fā)展之初，磷酸鐵鋰電池占據(jù)著動(dòng)力電池的主技術(shù)路線。數(shù)據(jù)顯示，2015年磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的裝機(jī)量占比大約為7:3，2016年這個(gè)數(shù)據(jù)變?yōu)?:4，雖然2017年客車補(bǔ)貼退坡，電動(dòng)客車產(chǎn)銷量下降，但兩者仍基本持平。而隨著國(guó)內(nèi)新能源汽車對(duì)續(xù)時(shí)里程的要求逐漸增加，使得能量密度更大的三元鋰電池迅速趕超磷酸鐵鋰電池的市場(chǎng)占比，進(jìn)入2018年后，僅半年時(shí)間，三元鋰電池就完成了反超。
受能量密度的制約，磷酸鐵鋰電池市場(chǎng)需求低迷
近兩年來(lái)，新能源汽車市場(chǎng)的主要增量來(lái)自于乘用車市場(chǎng)，根據(jù)新能源汽車補(bǔ)貼新政要求，汽車補(bǔ)貼將與續(xù)時(shí)里程及能量密度掛鉤。補(bǔ)貼政策的導(dǎo)向和乘用車裝機(jī)電池對(duì)于能量密度的高要求，使得磷酸鐵鋰電池市場(chǎng)占比下滑，裝機(jī)量萎縮。但一些不追求高續(xù)航的細(xì)分車型還是會(huì)選擇性的使用磷酸鐵鋰電池，比如說(shuō)用于城際通勤的乘用車。
數(shù)據(jù)顯示，今年前三季度，我國(guó)電動(dòng)乘用車總裝機(jī)量為16.06GWh，其中三元鋰電池占比87%，為13.98GWh；磷酸鐵鋰電池占比12%，為1.92GWh。
四個(gè)月前，三元鋰仍占據(jù)著動(dòng)力電池市場(chǎng)的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)新能源汽車市場(chǎng)動(dòng)力電池7月裝機(jī)量為3.34Gwh，同比增長(zhǎng)29.01%。其中三元鋰電池裝機(jī)量為2.35Gwh，占比達(dá)70.26%；磷酸鐵鋰電池裝機(jī)量為0.93Gwh，占比為27.81%。
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，為什么會(huì)如此備受關(guān)注呢？原因大致有兩個(gè)：
一是錢；按照今年6月補(bǔ)貼新政的要求，新能源汽車電池系統(tǒng)能量密度的補(bǔ)貼門檻為105Wh/Kg，其中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。
二是續(xù)時(shí)里程；對(duì)于電動(dòng)汽車、尤其是乘用車來(lái)說(shuō)，電量的多少?zèng)Q定著車輛續(xù)時(shí)里程的長(zhǎng)短，而電池的能量密度則直接影響著電池包的電量，可以說(shuō)是續(xù)時(shí)里程的直接決定因素了。
常見(jiàn)的三元鋰電池單體電芯為200Wh/kg，電池系統(tǒng)能量密度約在140Wh/kg；而此前磷酸鐵鋰電池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。就是這種差距，使得磷酸鐵鋰電池的市場(chǎng)需求迅速低迷，裝機(jī)量下降，也使得磷酸鐵鋰材料產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩、價(jià)格不斷下跌。今年年初磷酸鐵鋰材料的主流價(jià)格為9萬(wàn)-9.5萬(wàn)元/噸，目前這個(gè)數(shù)字為6萬(wàn)-7萬(wàn)元/噸左右，下降了約30%。
補(bǔ)貼新政實(shí)施，磷酸鐵鋰市場(chǎng)占比和裝機(jī)量穩(wěn)步提升
不過(guò)“三元獨(dú)霸一方，鐵鋰日漸式微”的狀況并沒(méi)有維持太久，今年7、8兩個(gè)月，磷酸鐵鋰電池裝機(jī)量逐漸提升，尤其是在乘用車領(lǐng)域。公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，8月份我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)量共6.69GWh，其中三元電池產(chǎn)量3.78GWh，占產(chǎn)量總比56.51%，磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量2.83GWh，占產(chǎn)量總比42.35%，兩者均占據(jù)絕對(duì)主體地位。從今年前8個(gè)月的電池市場(chǎng)發(fā)展情況來(lái)看，補(bǔ)貼新政實(shí)施后，磷酸鐵鋰電池在新能源乘用車和專用車的搭載比重皆有所增加。
9月份數(shù)據(jù)變化更加明顯，當(dāng)月我國(guó)新能源汽車動(dòng)力電池裝機(jī)量高達(dá)6.01GWh，同比增長(zhǎng)66.32%。其中三元鋰電池占比59.8%，為3.59GWh；磷酸鐵鋰電池占比39.2%，為2.35GWh。
一系列的回暖跡象使得磷酸鐵鋰重獲追捧，除了技術(shù)路線擴(kuò)大之外，儲(chǔ)能市場(chǎng)的發(fā)展也是帶動(dòng)磷酸鐵鋰增長(zhǎng)的重要因素。
在技術(shù)路線方面，越來(lái)越多的增程式電動(dòng)汽車開(kāi)始采用磷酸鐵鋰電池，不但能提高車輛的安全性，還可以降低整車制造的成本，助力增程式電動(dòng)汽車擴(kuò)大在新能源汽車市場(chǎng)的份額。舉例來(lái)說(shuō)，電池容量為25Ah、電壓為48V的動(dòng)力電池，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的最低市場(chǎng)報(bào)價(jià)一般為1020元和1210元。
在儲(chǔ)能市場(chǎng)方面，得益于一些動(dòng)力電池企業(yè)開(kāi)始布局儲(chǔ)能業(yè)務(wù)，磷酸鐵鋰的市場(chǎng)需求開(kāi)始擴(kuò)增。據(jù)國(guó)際市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)GTM Research的儲(chǔ)能報(bào)告顯示，2018年鋰離子電池價(jià)格下降幅度變緩，中國(guó)的電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目的應(yīng)用卻使磷酸鐵鋰電池用量持續(xù)增加。
另一方面，隨著技術(shù)的不斷提升，目前部分磷酸鐵鋰電池能量密度已達(dá)到三元NCM523的水平(主流的NCM523電池能量密度為160-200Wh/kg)，已基本達(dá)到補(bǔ)貼最高要求。且相較于三元鋰電池，磷酸鐵鋰電池在穩(wěn)定性方面更具優(yōu)勢(shì)。
最后是補(bǔ)貼的大幅下滑，磷酸鐵鋰之所以在原材料的供應(yīng)和價(jià)格方面具有低風(fēng)險(xiǎn)性，是因?yàn)椴恍枰玫解挼荣F重金屬，這將有助于電池生產(chǎn)企業(yè)在一定程度上減少成本壓力。
能否回暖的決定因素是“市場(chǎng)的選擇”
隨著磷酸鐵鋰的回暖跡象愈發(fā)明顯，業(yè)內(nèi)對(duì)此也諸多爭(zhēng)議。爭(zhēng)論的焦點(diǎn)之一是安全問(wèn)題。一般情況下，單體電芯單位空間聚集的能量越多，瞬間爆發(fā)出來(lái)的危害性越大，安全性越低。所以能量密度較低的磷酸鐵鋰電池的安全性相對(duì)于三元鋰電池略高一些。
從技術(shù)方面來(lái)講，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。而成組效率越高，電池內(nèi)安全部件越少。
但根據(jù)政策的規(guī)劃，2020年國(guó)內(nèi)鋰離子動(dòng)力電池單體能量密度要達(dá)到300Wh/kg，爭(zhēng)取達(dá)到350Wh/kg。隨著鎳含量的提升，對(duì)電池模組的抗振、抗沖擊、抗膨脹、絕緣隔熱等性能也提出了更高的要求。雖然目前磷酸鐵鋰電池單體電芯能量密度能做到180Wh/kg，但僅處于試驗(yàn)階段，產(chǎn)品的穩(wěn)定性還需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證，離批量上市還有很長(zhǎng)的一段路要走。
不過(guò)，汽車市場(chǎng)體量大且應(yīng)用場(chǎng)景多樣化，商用車、卡車等更多的會(huì)采用磷酸鐵鋰電池，乘用車、轎車會(huì)偏向于三元鋰電池。未來(lái)電池市場(chǎng)的發(fā)展的將由技術(shù)路線、價(jià)格機(jī)制等多維度的市場(chǎng)選擇來(lái)決定。
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