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深析磷酸鐵鋰與三元材料的市場之爭

發(fā)布日期:2017-07-12  來源:鋰電大數(shù)據(jù)

核心提示:2017年新能源汽車補(bǔ)貼政策開始退坡,但依然阻擋不住鋰電企業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)腳步。動力電池作為新能源汽車的動力之源,與續(xù)航、安全、充
 

      2017年新能源汽車補(bǔ)貼政策開始退坡,但依然阻擋不住鋰電企業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)腳步。動力電池作為新能源汽車的動力之源,與續(xù)航、安全、充放電、市場等一切使用都有著緊密的聯(lián)系。


      在動力電池中,現(xiàn)在應(yīng)用到新能源汽車的主要是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池,二者之間最大的區(qū)別就在于能量密度和安全性,能量密度的大小關(guān)乎到汽車的續(xù)航能力,而安全性主要體現(xiàn)在材料在高溫下會發(fā)生分解,這兩點(diǎn)都是消費(fèi)者選購新能源汽車時最關(guān)注的問題,也是目前業(yè)內(nèi)對這兩種電池爭議最多的地方。
 
  能量密度對比
 

      磷酸鐵鋰電池的能量密度遠(yuǎn)不及三元鋰電池,但其安全性普遍被認(rèn)為要好于三元鋰。先說說能量密度,目前,新能源汽車的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)視電池系統(tǒng)的能量密度而定,其具體政策就是,當(dāng)電池系統(tǒng)能量密度超過120Wh/kg,就可以享受1.1倍的補(bǔ)貼,介于90Wh/kg和120Wh/kg之間只能享受1倍補(bǔ)貼。
 

      據(jù)了解,目前市面上的磷酸鐵鋰電池經(jīng)過改進(jìn)要達(dá)到90Wh/kg的難度不大,但要做到120Wh/kg的企業(yè)寥寥無幾。比亞迪一直專注于磷酸鐵鋰電池電池,在這塊的技術(shù)上處于國內(nèi)領(lǐng)先水平,此前有傳聞比亞迪研發(fā)出高能量密度的磷酸鐵鋰電池,能力密度可以達(dá)到150Wh/kg,這個水平與三元鋰電池幾乎相當(dāng)。傳聞是否屬實(shí)先暫不討論,但作為行業(yè)龍頭的比亞迪尚且只能做到這樣的水平,就可以看出使用磷酸鐵鋰電池要想拿到1.1倍補(bǔ)貼的難度不小,但這個難題對于三元鋰電池來說卻是輕而易舉就能達(dá)到。
 

      另外從幾家動力電池2017年的產(chǎn)能規(guī)劃可以看出,對于三元鋰電池的產(chǎn)能擴(kuò)張也尤其明顯,就連比亞迪這樣過往一根筋鐘愛磷酸鐵鋰電池的企業(yè),在2017年都維持磷酸鐵鋰產(chǎn)能不變,轉(zhuǎn)頭擴(kuò)張三元鋰電池。
 
  安全性對比
 

      除了在供給端三元鋰電池有所擴(kuò)產(chǎn)之外,在需求端也一并放大。剛剛說到的能量密度要求是三元鋰電池的需求端放大的一個動力,另一個則來自于三元鋰電池在2017年將正式解禁客車使用。這里就涉及到三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池優(yōu)劣性上的第二個爭議點(diǎn)—“安全性”。
 

      三元鋰電池由于在200度左右會發(fā)生分解(磷酸鐵鋰則需要溫度高達(dá)700度),并且分解后會產(chǎn)生更加劇烈的化學(xué)反應(yīng),因此在汽車碰撞時更容易著火,這也是三元鋰電池普遍被認(rèn)為不安全的地方,正是因?yàn)檫@個原因三元鋰電池此前被暫停使用在客車上。
 

      然而,安全性的好壞其實(shí)更取決于整個動力電池系統(tǒng),尤其是電池管理系統(tǒng)(BMS),合格的BMS都可以在發(fā)生意外時切斷電源避免著火,并不能僅因?yàn)槿嚥牧先菀谉峤饩驼J(rèn)為三元鋰電池不安全。隨著三元鋰電池安全性重新被評估,客車將解禁三元鋰電池,這無疑又釋放了很大一塊市場。
 
  溫度影響
 

      我國幅員遼闊,氣候復(fù)雜,從最北端的東北三省到最南端的海南諸島溫度變化非常豐富。以北京為例,作為電動汽車的主力市場,北京夏季最高溫度在40℃左右,而冬季則基本保持在零下16℃左右,甚至更低。這樣的溫度區(qū)間顯然適合低溫性能更佳的三元鋰電池。而注重耐高溫性能的磷酸鐵鋰電池在北京的冬季會顯得有些乏力。更何況,三元鋰電池耐高溫方面與磷酸鐵鋰相比,差距并不大。
 
 

      從上圖中能夠看出,以25℃為基準(zhǔn)常溫,兩類電池在55℃高溫下放電與常溫25℃下放電,放電容量幾乎沒有差別。但在零下20℃時,三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池相比有比較明顯的優(yōu)勢。
 
  充電效率對比
 

      除了續(xù)航之外,充電也是電動汽車在實(shí)際使用中的重要環(huán)節(jié),而三元鋰電池在充電效率方面較磷酸鐵鋰電池有著非常大的優(yōu)勢。
 

      我們了解到,目前市面上較為常見的充電方式為恒流恒壓式充電。一般在充電開始時先采用恒流充電,此時的電流較大,充電效率相對更高。而在電壓達(dá)到一定數(shù)值之后,降低電流改為恒壓充電,這樣可以讓電池充的比較滿一些。
 

      從表中可以看出,三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池在10C以下充電時,恒流比無明顯差距,10C以上倍率充電時,磷酸鐵鋰電池恒流比例迅速降低,充電效率迅速降低。
 

      結(jié)論:磷酸鐵鋰與三元的市場之爭,至目前雖然還沒有一個明確的定論,并且電池技術(shù)日新月異,不久的將來迎來革命性的變化也在意料之中,但筆者認(rèn)為,技術(shù)已經(jīng)成熟的三元電池,憑借其能量密度高且仍有較大提升空間、不遜色的安全性、耐低溫、高充電效率等特性,將會在新的市場中站穩(wěn)腳跟。
 

 
關(guān)鍵詞: 磷酸鐵鋰 三元材料
 
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