三元鋰VS磷酸鐵鋰

作為電動汽車的安全閥門,電池問題在業(yè)界掀起的路線之爭從未停歇,到底用“三元鋰電池”還是“磷酸鐵鋰電池”成為了技術(shù)爭論的熱點,在不同的產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段,由于新能源汽車產(chǎn)業(yè)對車輛性能的不同需求,造就了兩者命運的跌宕起伏。

繼比亞迪的刀片電池之后,近日小鵬汽車推出搭載磷酸鐵鋰電池車型,廣汽埃安發(fā)布“彈匣電池”,再次把動力電池的話題推向公眾視野。同時,動力電池安全已然上升為新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展最大的“灰犀牛”,中國作為全球最大的汽車消費市場,持續(xù)高速增長態(tài)勢下,頻發(fā)的自燃等安全事故也為全產(chǎn)業(yè)鏈敲響警鐘。

解決三元鋰不起火難題,“彈匣電池”正面剛“刀片電池”

毋庸置疑,動力電池將是未來5年具備高增長和高投資價值的核心賽道。目前,我國動力電池行業(yè)格局正處于大變革時期,日韓電池企業(yè)加快重返中國市場,中日韓動力電池企業(yè)三足鼎立局面已定。在這樣的大背景下,國內(nèi)車企或動力電池廠商誰率先突破技術(shù)瓶頸,進一步增強中國在動力電池全球競爭中的“話語權(quán)”,誰便在下半場的競爭中取得優(yōu)勢。

一直以來,三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池便是全球電動汽車行業(yè)的兩大主流技術(shù)路線。據(jù)了解,磷酸鐵鋰電池成本更低,能量密度和低溫放電性能的表現(xiàn)要差一些,同時充電速度方面也不具備優(yōu)勢;三元鋰電池則性能層面占優(yōu),但安全性和穩(wěn)定性不及磷酸鐵鋰電池,主要應(yīng)用于中高配車型中。

廣汽研究院副院長李罡表示:“根據(jù)當(dāng)前市場實際使用情況來看,磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池兩種技術(shù)路線,在未來很長一段時間內(nèi)仍將并行發(fā)展。磷酸鐵鋰電池的安全性大家已相對認可,但三元鋰電池的安全目前仍然是行業(yè)公認的痛點和難點。”

就在3月10日,廣汽埃安發(fā)布新一代動力電池安全技術(shù)——彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)(簡稱“彈匣電池”)。據(jù)廣汽埃安透露,這是業(yè)內(nèi)首次實現(xiàn)了三元鋰電池整包針刺不起火,攻克了行業(yè)公認的難題,這無疑為三元鋰電池扳回一局。從某種意義上來看,彈匣電池將三元鋰電池的優(yōu)勢發(fā)揮得更大,安全性的劣勢縮小,也讓三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的競爭,進入新的篇章。

值得注意的是,在廣汽埃安“彈匣電池”為三元鋰正名之前,就有比亞迪“刀片電池”曾為磷酸鐵鋰撐腰,因此關(guān)于“彈匣”和“刀片”的對比自然而然被推向輿論風(fēng)暴中心。

據(jù)了解,兩者在對自家電池測試時都采用了安全測試上的“珠穆朗瑪峰”——針刺測試。此項測試難度高,對電池安全性考驗大;去年,比亞迪的“刀片電池”便是在征服了這項測試后才一炮而紅,而此次中汽技研中心對搭載了彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)的三元鋰電池整包進行了針刺熱擴散試驗,彈匣電池也順利通過。

業(yè)內(nèi)人士分析認為,相較于廣汽埃安的彈匣電池,比亞迪刀片電池的復(fù)制難度更高,技術(shù)方面要優(yōu)于彈匣電池,且在刀片電池背后,比亞迪掌握了極多的設(shè)計、結(jié)構(gòu)以及制造專利,比亞迪在體系鏈條內(nèi)建立了極難跨越的技術(shù)護城河。

成本是重要推手,磷酸鐵鋰正在成為市場“新寵”

成本和安全性是擺在新能源車企面前難以逾越的大關(guān),而磷酸鐵鋰電池在經(jīng)過刀片式結(jié)構(gòu)等技術(shù)創(chuàng)新后,能量密度有所提升、穩(wěn)定性更佳,也因此重新獲得了市場關(guān)注。

智研咨詢調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,2018年三元鋰電池在新能源汽車領(lǐng)域裝機量占比超過60%,而磷酸鐵鋰電池裝機量占比為38%。在2019年,磷酸鐵鋰電池的裝機量下滑至31%。但在2020年之后,這一局面正在被悄然改寫。在成本壓力下,銷量猛增的磷酸鐵鋰電池裝機量占比提升至43.1%。另外,今年各家企業(yè)最新申報的新車公示也顯示,使用磷酸鐵鋰電池的車型占比達到了75%。

記者查詢資料了解到,包括比亞迪、北汽、上汽、蔚來等車企都開始嘗試在高端車型上換裝磷酸鐵鋰電池,配裝磷酸鐵鋰電池的特斯拉國產(chǎn)Model 3也開始交付,作為造車新勢力的小鵬汽車也推出了磷酸鐵鋰版本的P7車型。種種跡象表明,磷酸鐵鋰電池正在回歸主流,成為市場新寵。

不僅車企動作頻頻,電池巨頭也在呈現(xiàn)出青睞磷酸鐵鋰的勢頭。1月18日,德方納米宣布與寧德時代合作投建年產(chǎn)8萬噸磷酸鐵鋰項目,總投資約18億元;2月19日,億緯鋰能宣布投資建設(shè)乘用車鋰離子動力電池一期項目,擴大方形磷酸鐵鋰電池產(chǎn)能,其后再次官宣繼續(xù)擴大其磷酸鐵鋰電池的產(chǎn)能。

仔細推敲不難發(fā)現(xiàn),成本仍是磷酸鐵鋰重回主流的重要推手。電池技術(shù)人士表示,目前磷酸鐵鋰的價格相對三元鋰來說能夠低20%左右。包括華安證券在2020年9月發(fā)布的鋰電池報告中指出,當(dāng)前價格下,磷酸鐵鋰使用成本仍顯著優(yōu)于三元,在正極和電芯層面分別有55%和22%的降本優(yōu)勢。

此外,磷酸鐵鋰電池的原材料相對而言更易獲取,且產(chǎn)量大。據(jù)了解,磷酸鐵鋰可利用廢酸、硫酸亞鐵,以及鈦白粉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料進一步加工制成,三元鋰電池所需的材料則為鎳鈷錳酸鋰,產(chǎn)量存有一定的不確定性。從長期來看,磷酸鐵鋰電池的原材料供應(yīng)更有保障。

自燃起火事故頻發(fā),動力電池安全問題仍亟需重視

盡管“彈匣電池”和“刀片電池”在測試層面打上了高度安全的標簽,但成串的新能源汽車自燃事件發(fā)生仍然讓消費者心存芥蒂。據(jù)行業(yè)不完全統(tǒng)計,2020年國內(nèi)有報道的新能源汽車自燃起火事故共達到61起。

梳理近兩年的多起自燃事件發(fā)現(xiàn),包括蔚來、特斯拉、眾泰、廣汽埃安等多個新能源品牌均有涉及,車輛充電、靜置、使用狀態(tài)中等多種情形均有自燃案例。記者查閱資料發(fā)現(xiàn),因動力電池問題導(dǎo)致起火的新能源汽車事故占起火總數(shù)的60%左右;第二大原因是碰撞,由此導(dǎo)致起火的比例為21%,這在一定程度表明,電動汽車在設(shè)計層面還存有一定缺陷。

我們也可以看到,多宗大型電動汽車召回案例的原因也是自燃風(fēng)險。近日,現(xiàn)代集團發(fā)布聲明,因為存在起火風(fēng)險,現(xiàn)代將于3月29日啟動迄今為止最大規(guī)模的電動車召回計劃,召回數(shù)量達到8.2萬輛。據(jù)了解,這次召回并非先例,現(xiàn)代集團在過去三年涉及車輛召回事件共達到14起,去年11月,現(xiàn)代就因為KONA EV頻繁的自燃事故而啟動過一次召回。

中國科學(xué)院院士歐陽明高曾公開表示,電池安全是電動車發(fā)展要解決的重要問題,頻頻發(fā)生的電動車自燃事故主要是由于電池?zé)崾Э貙?dǎo)致的,電動車的核心競爭力是電池,在確保安全的前提下,動力電池還需要在電池材料、智能制造、設(shè)計等方面努力。

記者觀察

分析之后會發(fā)現(xiàn),三元鋰和磷酸鐵鋰這兩種技術(shù)流派之間,并未存太多直接競爭關(guān)系。“彈匣電池”和“刀片電池”從不同路線、材料和技術(shù)出發(fā),都為新能源電池安全提供了新的解決方案。兩者既是競爭關(guān)系也是互補關(guān)系,長期共存。目前磷酸鐵鋰電池在中低端新能源汽車市場的市占率逐漸提升,但三元鋰電池仍是主流。

■新快報記者 張磊

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