特斯拉、比亞迪瞄準同一種電池,磷酸鐵鋰電池變香了?

特斯拉這次將國產Model 3採用磷酸鐵鋰電池,將三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池的競爭推向臺前,動力電池的技術路線可能出現一場新變革。

6月11日,工信部發布新能源汽車推廣應用推薦車型目錄(2020年第7批),特斯拉中國的Model 3標準續航版顯示搭載的是磷酸鐵鋰電池。

這是特斯拉首次採用“無鈷電池”。特斯拉早前已表示,公司將在“電池日”上公佈新的技術進展,外界期待這將是“無鈷電池”的登場。但由於疫情原因,特斯拉“電池日”遲遲未到,不過這似乎未影響在國產Model 3上使用不含鈷的電池。

相較於三元鋰電池,磷酸鐵鋰電池的優勢在於成本更低,原因在於鈷的價格高昂,新能源車企一直希望降低鈷的使用比例從而降低動力電池的成本。隨著技術進步,磷酸鐵鋰的電池密度正逐步提高,並有望與三元鋰電池再次一較高下。

因此,今年國內的動力電池企業正掀起一股“無鈷”電池浪潮,無論是比亞迪的“刀片電池”,還是蜂巢能源推出的無鈷電池,動力電池作為下游供應商已率先做出改革。

特斯拉首次採用磷酸鐵鋰電池意味著什麼?

此次透過申報的Model 3標準續航版,搭載的是磷酸鐵鋰電池,因此工信部披露的資訊顯示該版本的能量密度較目前在售的版本下降20Wh/kg,但是續航里程卻沒有影響,甚至增加了23公里,證明磷酸鐵鋰電池的實力已不輸三元鋰電池。

此前,特斯拉旗下車型搭載的動力電池一直都是松下生產的三元鋰電池,直至上海超級工廠落成投產後,其動力電池供應商才新增LG化學和寧德時代。結合寧德時代與特斯拉的合約細節,前者將在今年6月起向特斯拉供貨,外界認為有理由相信,此次搭載的磷酸鐵鋰電池來自寧德時代。

電池原材料諮詢公司基準礦物情報機構經理Simon Moores分析稱,特斯拉將會購買寧德時代的磷酸鐵鋰電池用於標準續航版Model 3上,而長續航版將繼續使用LG化學供應的811三元電池。他預測,此舉可以讓國產Model 3的成本下降超過25%,而且基於特斯拉的三電(電機、電控、電池)優勢,即使是採用磷酸鐵鋰電池仍能享受新能源補貼。

光大證券釋出的最新研報認為,磷酸鐵鋰版Model 3將比LG化學和松下供應的三元鋰電池更暢銷,理由包括新車型的續航里程增加、磷酸鐵鋰電池更安全、迴圈壽命更長;而從特斯拉的角度出發,磷酸鐵鋰電池包的成本比高鎳三元鋰電池低20%,單車可節省成本8000元,且電池迴圈壽命更長,可節省維修保養費用。

目前特斯拉尚未公佈磷酸鐵鋰版Model 3的銷售時間和售價,因此未知是否會與目前在售的三元鋰電池版同價。目前Model3標準續航版補貼後售價為27.155萬元,因為7月22日過渡期結束後將執行新的新能源補貼政策,屆時該車型的價格或許還會出現浮動。

技術路線修正?動力電池公司集體轉向

過去,因續航里程較短導致新能源汽車車主普遍存在“里程焦慮”,為此新能源車企推出不同的解決方案,包括油電混合、增加續航里程以及“換電”模式等。其中增加續航里程又需要依靠動力電池企業研發出能量密度更高的動力電池,因此磷酸鐵鋰電池在競爭中逐漸處於下風,轉而應用在客運、貨運車上,乘用車普遍採用三元鋰電池。

此外,在新能源補貼的指揮棒下,車企不得不採用能量密度更高的三元鋰電池,否則可能無法達到新能源補貼的門檻。近年新能源補貼主要將車輛的續航里程與能量密度作為考核指標,2018年時150公里至250公里的純電動車能享受1.5萬補貼,200公里至250公里還能獲得2.4萬元,但2019年規定250公里以下的車輛將不再享受補貼,而且能量密度不能低於120Wh/kg。今年起,新能源補貼的門檻上升至300公里以上,能量密度要求則保持不變。

隨著“刀片電池”等技術的創新,磷酸鐵鋰電池的能量密度和續航里程也在迅速提高。比亞迪早前釋出的刀片電池,其能量密度比傳統磷酸鐵鋰電池提升50%,續航里程超過600公里;蜂巢能源在5月釋出的L6薄片無鈷長電芯,續航能力高達880公里,預計明年下半年正式推出。

寧德時代董事長曾毓群透露,刀片電池是寧德時代2016年量產的CTP結構創新概念中的一種,公司已經選擇並量產CTP結構創新裡最優的幾種,比如CTP-0、CTP-1、CTP-2。寧德時代副總經理、董事會秘書蔣理稱,在CTP方面,由於省去了電池模組組裝環節,較傳統電池包,CTP電池包體積利用率提高了15%-20%,電池包零部件數量減少40%,生產效率提升了50%,電池包能量密度也顯著提升,將有效降低動力電池的製造成本。

在安全性方面,磷酸鐵鋰電池也被認為優於三元鋰電池,主要原因是磷酸鐵鋰電池具備更好的熱穩定性。早前比亞迪與寧德時代就磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的安全性進行PK,引起業內外人士的廣泛關注,但考慮到三元鋰電池在能量密度上的優勢,安全性問題並不妨礙車企選擇其作為長續航車型的動力電池。

鋰電池創新加速度

造車新勢力湧現,特斯拉入華,傳統車企向新能源轉型……國內的新能源車企面臨著前所未有的激烈競爭,而作為下游的動力電池企業,也在積極爭取車企使用者的支援,在產品創新上層出不窮。

日前,寧德時代宣佈推出新型長壽命電池,稱該款電池採用自修復長壽命技術,可實現16年超長壽命或200萬公里行駛里程, 成本相比當前電池增加不超過10%。據寧德時代方面介紹,該款電池的自修復長壽命電池技術核心在於減緩容量衰減速度,即控制活性鋰消耗速度,而且該技術通用於三元材料和磷酸鐵鋰材料,已經具備量產能力。

目前,大部分動力電池的壽命在8年左右,上述長壽命電池的推出有望解決動力電池的衰減問題。以特斯拉為例,國外特斯拉車主收集統計的資料分析顯示,車輛在充電30萬次以上,電池容量才會衰減至原始電池容量的90%。

此外,廣汽新能源宣佈,其石墨烯電池量產研發工作計劃今年底將從實驗室走向實車。廣汽研究院院長王秋景表示:”我們研發的石墨烯材料,現在可以應用到汽車動力電池上,已經做成了軟包電池。8分鐘就可以充滿電,5分鐘可以充到80%。”

隨著新能源汽車的普及,鋰電池將有更加廣闊的市場空間。去年9月彭博新能源財經(BNEF)預測,到2030年,電動汽車對鋰離子電池的需求將從目前的約200GWh增長到超過2000GWh。與此同時,鋰離子電池的價格將繼續下降,下降幅度可能高達50%以上。

新京報記者 陸一夫 編輯 李薇佳 校對 柳寶慶

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