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”成為了技術爭論的熱點,在不同的產業發展階段,由于新能源汽車產業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業發展最大的“灰犀牛”,中國作為全球最大的汽車消費市場,持續高速增長態勢下,頻發的自燃等安全事故也為全產業鏈敲響警鐘。

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,我國動力電池行業格局正處于大變革時期,日韓電池企業加快重返中國市場,中日韓動力電池企業三足鼎立局面已定。在這樣的大背景下,國內車企或動力電池廠商誰率先突破技術瓶頸,進一步增強中國在動力電池全球競爭中的“話語權”,誰便在下半場的競爭中取得優勢。

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的兩大主流技術路線。據了解,磷酸鐵鋰電池成本更低,能量密度和低溫放電性能的表現要差一些,同時充電速度方面也不具備優勢;三元鋰電池則性能層面占優,但安全性和穩定性不及磷酸鐵鋰電池,主要應用于中高配車型中。

廣汽研究院副院長李罡表示:“根據當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路線,在未來很長一段時間內仍將并行發展。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公認的痛點和難點。”

就在3月10日,廣汽埃安發布新一代動力電池安全技術——彈匣電池系統安全技術(簡稱“彈匣電池”)。據廣汽埃安透露,這是業內首次實現了三元鋰電池整包針刺不起火,攻克了行業公認的難題,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勢發揮得更大,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,因此關于“彈匣”和“刀片”的對比自然而然被推向輿論風暴中心。

據了解,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安全技術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。

業內人士分析認為,相較于廣汽埃安的彈匣電池,比亞迪刀片電池的復制難度更高,技術方面要優于彈匣電池,且在刀片電池背后,比亞迪掌握了極多的設計、結構以及制造專利,比亞迪在體系鏈條內建立了極難跨越的技術護城河。

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,而磷酸鐵鋰電池在經過刀片式結構等技術創新后,能量密度有所提升、穩定性更佳,也因此重新獲得了市場關注。

智研咨詢調查數據顯示,2018年三元鋰電池在新能源汽車領域裝機量占比超過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能,其后再次官宣繼續擴大其磷酸鐵鋰電池的產能。

仔細推敲不難發現,成本仍是磷酸鐵鋰重回主流的重要推手。電池技術人士表示,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月發布的鋰電池報告中指出,當前價格下,磷酸鐵鋰使用成本仍顯著優于三元,在正極和電芯層面分別有55%和22%的降本優勢。

此外,磷酸鐵鋰電池的原材料相對而言更易獲取,且產量大。據了解,磷酸鐵鋰可利用廢酸、硫酸亞鐵,以及鈦白粉生產過程中產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更有保障。

自燃起火事故頻發,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生仍然讓消費者心存芥蒂。據行業不完全統計,2020年國內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現,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、使用狀態中等多種情形均有自燃案例。記者查閱資料發現,因動力電池問題導致起火的新能源汽車事故占起火總數的60%左右;第二大原因是碰撞,由此導致起火的比例為21%,這在一定程度表明,電動汽車在設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險。近日,現代集團發布聲明,因為存在起火風險,現代將于3月29日啟動迄今為止最大規模的電動車召回計劃,召回數量達到8.2萬輛。據了解,這次召回并非先例,現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。

中國科學院院士歐陽明高曾公開表示,電池安全是電動車發展要解決的重要問題,頻頻發生的電動車自燃事故主要是由于電池熱失控導致的,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、設計等方面努力。

記者觀察

分析之后會發現,三元鋰和磷酸鐵鋰這兩種技術流派之間,并未存太多直接競爭關系。“彈匣電池”和“刀片電池”從不同路線、材料和技術出發,都為新能源電池安全提供了新的解決方案。兩者既是競爭關系也是互補關系,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

關鍵詞： 動力電池