王傳福的刀片，劈來了磷酸鐵鋰的春天
時間:2021-06-22 22:25來源:車東西 作者:Juice
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電動汽車的核心部件——動力電池，正在發生新一輪的技術路線更迭。
剛剛過去的5月份，磷酸鐵鋰電池的產量大幅超過了三元鋰電池。裝車量雖然仍略低一些，但是同比增幅高達458%，按照這個節奏6月份就能超過三元鋰電池。
這意味著，過去幾年稱霸動力電池市場的三元鋰電池，即將被磷酸鐵鋰電池全面反超，動力電池的技術發生了重要變化。
作為磷酸鐵鋰電池的核心玩家，比亞迪的操盤手王傳福最近更是表示，“比亞迪刀片電池以一己之力把磷酸鐵鋰從邊緣化拉回來！”
這也從側面說明了磷酸鐵鋰的發展勢頭之猛。那么動力電池市場當下不同產品的市場份額究竟如何？磷酸鐵鋰是如何實現反超的？比亞迪是否又真是頭號功臣呢？
一、磷酸鐵產銷量暴漲 即將趕超三元鋰
2021年5月份，在動力電池領域可能是一個重要的歷史節點，在這個平平無奇的月份里，磷酸鐵鋰電池的產量3年來首次超過了三元鋰電池。
中國汽車動力電池產業創新聯盟數據顯示，2021年5月份，我國動力電池產量為13.8GWh，與去年同期相比增長了 165.8%，跟上個月相比也增長 6.7%。
其中三元鋰電池的產量為5.0GWh，占比為36.2%，同比增長了 62.9%，但環比下降 25.4%，而磷酸鐵鋰電池則實現了雙增長，總產量為 8.8GWh，占比為 63.6%，同比增長 317.3%，環比增長 41.6%。
▲中國汽車動力電池產業創新聯盟公布動力電池產量情況
值得注意的是，即使將視線放到今年前五個月來看，磷酸鐵鋰電池的產量也略微占優。中國汽車動力電池產業創新聯盟數據顯示，今年1～5月份，我國動力電池產量累計為 59.5GWh，同比累計增長 227.3%。
其中三元鋰電池的總產量為29.5GWh，占比為49.6%，同比增長 153.4%，而磷酸鐵鋰電池的總產量則為29.9GWh，占比為50.3%，同比增長 360.7%。
也就是說，在5月份之前，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的產量也非常接近了，而5月份磷酸鐵鋰電池的爆發，讓磷酸鐵鋰電池的產量徹底超過了三元鋰電池。
那么，在產量之外，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的裝車量變化如何呢？
通過中國汽車動力電池產業創新聯盟數據可以看到，現階段，磷酸鐵鋰電池的裝車量還沒有超過三元鋰電池，但在數量上已經非常接近了。
數據顯示，今年5月份，動力電池裝車量 9.8GWh，同比上升 178.2%，環比上升 16.2%。其中三元鋰電池的裝車量為5.2GWh，同比上升 95.3%, 環比上升 1.0%；而磷酸鐵鋰電池的裝車量為4.5GWh，同比上升458.6%，環比增長 40.9%。
▲中國汽車動力電池產業創新聯盟公布動力電池裝車量情況
今年1～5月份，我國動力電池的裝車量為41.4GWh, 同比累計上升 223.9%。其中三元電池裝車量累計 24.2GWh，占比為58.5%，同比累計上升 151.7%；而磷酸鐵鋰電池裝車量為17.1GWh, 占總裝車量 41.3%，同比累計上升456.6%。
從數據上來看，磷酸鐵鋰電池的裝車量跟三元鋰電池相比還有一定的差距。
但也還有一個數據非常值得關注，5月份，磷酸鐵鋰電池的裝車量同比增長了458.6%，今年前五個月磷酸鐵鋰電池的裝車量增長了456.6%，這說明磷酸鐵鋰電池今年的增長幅度非常明顯，幾乎增長了5倍。
而三元鋰電池的裝車量雖然也在同步增加，但是增長幅度跟磷酸鐵鋰電池相比還有不小的差距。
從數據上來看，磷酸鐵鋰電池的裝車量短期內還沒有減緩的趨勢，隨著時間的推進，磷酸鐵鋰電池的裝車量也將會進一步突破。
正因為如此，有部分專家還認為，6月份，磷酸鐵鋰電池的裝車量將會超越三元鋰電池。
二、電池技術路線大轉折 雙雄格局奠定
如果6月份磷酸鐵鋰電池能夠在裝車量上對三元鋰電池完成反超，這將會是動力電池技術路線之爭上的重要時刻，畢竟此前三年動力電池領域一直被三元鋰電池把持。
與磷酸鐵鋰電池相比，三元鋰電池的能量密度一直占據優勢。此前磷酸鐵鋰電池單體能量密度為130～150Wh/kg，三元鋰電池單體能量密度最多可以做到210～280Wh/kg。
而國家政策此前對于能量密度比較推崇。
2017年，國家正式把能量密度調整系數引入到補貼計算公式中，當時能量密度補貼的下限是90Wh/kg，120Wh/kg的能量密度就可以拿到最高1.1的補貼系數。到了2018年，能量密度的最低補貼標準提升到了105Wh/kg，能量密度的最高補貼標準提升至160瓦時/千克，補貼系數也隨之提高至1.2。
這就意味著電池的能量密度越高，能拿到的補貼也就越多，而高能量密度則是三元鋰電池的特長，因而從2017年開始，三元鋰電池的裝車量就逐步上升。
近兩年，國家改變新能源補貼政策。2019年，新政策規定，即使電池的能量密度超過了160Wh/kg補貼系數也不會超過1倍，這意味著電池能量密度方面的優勢已經不能再為車企帶來更多的補貼。2020年則維持了這一數據。
▲2019年補貼政策截圖
更高的能量密度拿到的補貼并不會增加，因而車企和電池企業也不再過分追求電池的能量密度，這樣一來磷酸鐵鋰電池的優勢就開始顯現出來了。
磷酸鐵鋰電池是采用了磷酸鐵鋰作為電池的正極材料，磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵難以分解，就算是在非常高的溫度或者過充的時候也不會結構崩壞，當電池的溫度處在500攝氏度～600攝氏度的高溫時，其內部的化學成分才開始分解，而這也決定了磷酸鐵鋰電池的安全性更高。
而循環壽命長則是磷酸鐵鋰電池的另一個優點。公開數據顯示，磷酸鐵鋰電池的在循環了3500次之后，電池的壽命才會衰減至80%即強制更換的界限，而三元鋰電池在循環了2000次之后就需要更換了。
估算來看，磷酸鐵鋰電池的使用壽命可以達到10年以上，而三元鋰電池的使用壽命在6～8年。
另外一點比較重要的是，磷酸鐵鋰電池的成本要低于三元鋰電池。
磷酸鐵鋰電池是生產過程中不會使用鈷這樣的貴重金屬。鈷是一種稀缺金屬，產量少且分布不均，美國地質勘探局數據顯示，全球陸地鈷資源的儲量約為700萬噸，其中剛果（金）的儲量占比為52%、澳大利亞儲量占比為17%，古巴的儲量占比為7%，其他國家的儲量則非常低。
而這也是三元鋰電池成本居高不下的原因。比亞迪總裁王傳福在近期的表示：“三元電池用了很多金屬鈷和金屬鎳，這些資源在中國很少，我們不可能從石油依賴進口，轉變成稀有金屬依賴進口，這都會有被卡脖子的風險，所以我們認為大規模使用的電池一定不能依賴稀有金屬。”
▲比亞迪總裁王傳福
正因為沒有采用貴重金屬，公開資料顯示，磷酸鐵鋰電池的度電成本可以控制在600元內，而三元鋰電池的度電成成本在1000元左右。
安全性高、循環壽命長并且成本低也讓磷酸鐵鋰電池重新走到臺前。整個動力電池格局的也因此而發生了變化，從三元鋰電池為主，磷酸鐵鋰電池為輔，變為了齊頭并進的格局。
長期看，由于成本的優勢，一些中低端車型或將會標配磷酸鐵鋰電池，而只有一些追求續航和更多功能的高端車型才會選用三元鋰電池，而磷酸鐵鋰電池將會因此而成為主流。
隨著磷酸鐵鋰電池的大量裝車，電動汽車的成本也將會持續下降，這對新能源汽車普及的影響將會非常大。
從電池產業上來看，目前的動力電池格局或將也會發生變化，比亞迪這樣主打磷酸鐵鋰電池的玩家，或將會登上發展的快車。
三、熱門車偏愛磷酸鐵 新車積極跟進
磷酸鐵鋰電池能夠在裝車量上超過三元鋰電池，最直接的原因就是熱門車型的帶動，以及越來越多的車企開始效仿跟進。
乘聯會數據顯示，今年前五個月賣的最好的車型分別為五菱宏光MINI EV、特斯拉Model 3、特斯拉Model Y、比亞迪漢EV、廣汽Aion S。
▲乘聯會公布前五個月新能源銷量榜單
這五款車中，五菱宏光MINI EV、比亞迪漢EV均采用了磷酸鐵鋰電池，而特斯拉Model 3和廣汽Aion S也都有磷酸鐵鋰電池版本，Model 3的銷售主力——后驅長續航版就只有磷酸鐵電池。
目前五菱宏光MINI EV每個月的銷量都穩穩的保持在2萬臺以上，雖說這款車電池的容量比較小，但如此龐大的一個銷售量級，也給磷酸鐵鋰電池貢獻了不少的裝車量。
特斯拉Model 3和比亞迪漢EV則是主要的裝車量貢獻者。特斯拉Model 3基礎版采用了磷酸鐵鋰電池，而這款車的電池容量為55kWh，這款車每個月的銷量也可以穩定在1萬臺左右。比亞迪漢EV的電池容量為77kWh，這款車也保持了每個月銷6000余臺的銷量。
但除了這三款暢銷車型采用了磷酸鐵鋰電池，也有更多的爆款車型逐步換上了磷酸鐵鋰電池。
在剛剛過去的5月中，新造車三強之后小鵬汽車5月份的銷量出現了環比增長，而造車這一現象的功臣則是小鵬P7。
▲小鵬P7
5月份，小鵬P7的銷量為3797臺，是小鵬P7自去年7月份大規模交付以來最高的月交付記錄。銷量大增的原因也很簡單，小鵬汽車在今年5月份，正式交付了磷酸鐵鋰電池版本的P7。
這一版本的車型搭載了60.2kwh容量的磷酸鐵鋰電池，NEDC綜合續航里程可達480km。但車輛的價格并沒有下探，而是附贈了自動駕駛輔助功能，這套功能的價格超過兩萬元，屬于變相降價。
小鵬汽車方面也表示，“P7磷酸鐵鋰版本自今年3月推出以來，市場需求強勁。”不出意外的話，6月份小鵬P7的銷量還會繼續增長。
另外，逐步殺入新造車第一梯隊的哪吒汽車和零跑汽車主銷車型也都搭載了磷酸鐵鋰電池。哪吒汽車5月份的銷量為4508臺，其中哪吒V的占比超過了90%，這款車采用的正是磷酸鐵鋰電池。
▲哪吒V
零跑汽車目前的主銷車型為T03，這款車在今年5月份共計售出了3147輛，而這款車也采用了磷酸鐵鋰電池。
從上面這些例子也不難看出，目前銷量最好的電動汽車和最有熱度的電動汽車都推出了磷酸鐵鋰電池版本，也正是這些車型才讓磷酸鐵鋰電池裝車量逐步上升。
四、裝配工藝改進電池性能 非比亞迪獨家
磷酸鐵鋰電池能夠對三元鋰電池完成反超，表面上看是熱門車型的帶動，其實最核心的是技術進步的推動。
對于磷酸鐵鋰電池來說，最大的問題就是能量密度不足，目前多個電池企業已經拿出了應對措施。
比亞迪刀片電池直接將電池拉長，固定在結構件上，取消了模組和梁的設計，空間利用率達到了60%，比原來的電池提升了50%，更大的空間利用率也保證了電池空間能量密度。
公開數據顯示，比亞迪的刀片電池包的能量密度達到了140Wh/kg，已經追上了部分三元鋰電池的能量密度。
▲比亞迪刀片電池
在推出了刀片電池之后，比亞迪就開始擴大產能，并且將自己旗下的所有車型都更換上了磷酸鐵鋰電池，而首款搭載刀片電池的比亞迪漢EV也取得了不錯的市場表現。
更重要的是，比亞迪的刀片電池改變了其此前的自產自銷的模式，比亞迪打算向其他車企供貨。比亞迪方面一直對外表示，幾乎所有車企都在與比亞迪洽談關于刀片電池的合作事宜，其中不乏國際知名品牌。
寧德時代的CTP技術主要是把原來的多模組方式改成了兩個大模組的方式，省去了電池模組組裝環節，可以減少包括線束、側板、底板等在內約40%的零部件，與傳統電池包相比，CTP電池包體積利用率提高了15%~20%，生產效率提升了50%，電池包能量密度提升了10%-15%，另外還能大量節省成本。
正因如此，特斯拉開始從寧德時代處購買磷酸鐵鋰電池，讓特斯拉Model 3的入門車型——標準續航升級版售價從27.1萬降至24.9萬元，降幅2.2萬元。
▲特斯拉Model 3入門車型進一步降價
在降價了之后，在去年最后的兩個月內，特斯拉的銷量均突破了2萬輛，正是這樣的良好表現，也讓更多的車企開始認真思考采用磷酸鐵鋰電池。
目前小鵬汽車也選用了寧德時代的磷酸鐵鋰電池，哪吒汽車的電池則采用了寧德時代、捷威動力等多家電池企業的電池。
不過，需要注意的是，磷酸鐵鋰電池也還存在一個無法緩解的問題——冬季續航縮水嚴重。
去年冬季，多個購買了特斯拉磷酸鐵鋰版Model 3和比亞迪漢EV的車主都在網上反映電池的續航能力打了折扣，有用戶甚至表示續航直接打5折。
北京高壓科學研究中心研究員高翔此前曾向車東西介紹稱，與三元鋰電池（正極材料為三元鋰）相比，磷酸鐵電池的正極材料導電性比較弱，在低溫下這一弱點就會變得更加突出。
蜂巢能源的技術支持總監林育民也表示：“磷酸鐵鋰正極材料橄欖石晶體結構存在固定的缺陷，在低溫情況下，容量與工作電壓表現較差。”
高翔還向車東西介紹了另外一個可能存在的因素，即液態電解質在低溫的時候，流動性比較差，鋰離子在電解質中的擴散速率比較慢。而液態電解質在冬季低溫下很容易降低流動性，所以目前液態電解質體系下的動力電池都會受到低溫的影響。
而出現斷崖性掉電的原因則主要跟車輛對電池的監測有關，這也是磷酸鐵鋰電池領域存在的一個難題。林育民告訴車東西，磷酸鐵鋰電池的放電電壓很平，監控電量比較難，在實際使用過程中電流又忽高忽低，也監控不準。由于車輛系統監測存在一定的時延，這就導致了車輛表顯里程會出現大幅下滑的情況。
但瑕不掩瑜，這些問題主要集中在北方用戶身上，在中部和南方城市并不明顯。
結語：動力電池領域仍處在激蕩中
新能源汽車作為一個新興的領域，其發展還沒有最終定型，比如未來的電動汽車究竟是什么樣子，現在還沒有定論。而電動汽車的核心動力來源動力電池的最理想狀態也還沒有確認。
在三元鋰電池大舉進攻之前，磷酸鐵鋰電池一直是行業的王者，但在政策和能量密度的雙重打擊之下，三元鋰電池迅速占領市場。而去年以來，磷酸鐵鋰電池又開始逐步在市場中占據一定的位置。
但就整個電池行業來說，目前所采用的幾款電池都有不同的缺點，電池企業和車企的研究還一直沒有停下來，總的來看，整個行業還將處在不停的變革之中。
(責任編輯：子蕊)
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