新能源電池路線大轉折,自燃頻發的三元鋰將被誰替代?
9月12日,同一天時間,杭州和海口各有一輛電動車發生自燃,雖然都未造成人員傷亡,但還是讓眾多看客看得膽戰心驚。
據不完全統計,今年國內已經發生至少20起電動汽車自燃事故,其中大部分都搭載了三元鋰電池,這讓三元鋰電池的安全性問題又一次被推上了風口浪尖。
就在人們對三元鋰電池安全性驚疑不定時,國內第三大動力電池製造商國軒高科自爆將在兩年內引入固態電池相關技術。
其實,今年早些時候,比亞迪就拿出自己壓箱底的磷酸鐵鋰“刀片電池”硬剛三元鋰電池,突破點正是安全性(針刺試驗)。代表三元鋰電池最高水準的811電池,也多次被專業人士直指技術不夠成熟。
由政策扶植起來的三元鋰時代,遭遇制霸動力電池市場以來的最大危機。
磷酸鐵鋰電池正捲土重來,燃料電池已經受到政策鼓勵,固態電池即將登上舞臺,屬於三元鋰的時代才持續了三年,就要遺憾落幕了麼?
政策捧出的三元鋰盛世
我國新能源汽車行業過去十年高速發展過程中,三元鋰電池作為主角登上歷史舞臺的時間其實才短短兩三年。
2010年6月份,《新能源汽車補貼及實施規則》出臺,拉開了新能源汽車高速發展的序幕,自主品牌紛紛試水新能源,鋰電池的需求量開始迅速上升。
但是,在2013年之前,國內的車企和電池製造商都在摸著石頭過河,直到2013年9月,多部委啟動了2013-2015年新能源汽車推廣工作,將新能源車推廣任務分配到了全國39個城市,動力電池行業開始迎來歷史性的變革。
地方政府將完成任務的突破點瞄準了城市公交、計程車和物流車,由於這些車對續航要求不高,但對安全性要求極高,於是,安全性好而能量密度差的磷酸鐵鋰電池站到了這個行業的C位。
不論什麼行業,政策導向高於一切,新能源汽車也不例外。
磷酸鐵鋰電池成也政策,失也政策。
從2017年開始,新能源汽車補貼不斷向高續航、高能量密度的車型傾向:2017年,續航里程超過100公里的電動汽車即可享受國家補貼;2018年,續航里程超過150公里的電動汽車才能享受到國家補貼;2019年,補貼門檻已提升至250公里。
補貼政策的變化,倒逼車企和電池廠商向能量密度更高、續航里程更長的三元鋰電池發展。
相關資料顯示,2016年三元鋰電池的裝機量為6.3GWh,市場份額為22.6%;至2019年,三元鋰電池的裝機量達38.5GWh,市場份額攀升至61.7%。
與此同時,磷酸鐵鋰的盛世就此終結。磷酸鐵鋰2016年的裝機量為20.3GWh,市場份額為72.7%;2019年的裝機量為20GWh,市場份額卻已跌至32%。
屬於磷酸鐵鋰電池的時代逐漸遠去,而三元鋰時代就此揭開序幕。
一根鋼針引發的“血戰”
相較於磷酸鐵鋰電池,三元鋰電池的能量密度更高,續航里程更長,但是在安全性方面,卻大大遜色於磷酸鐵鋰電池。
最直觀的證據是近兩年來頻頻發生的電動車起火自燃事故。
從今年5月份開始,廣汽新能源Aion S就已經發生了三起自燃事件,其所搭載的就是三元鋰電池,而且是號稱三元鋰最高水準的NCM811電池。
NCM811電池,是指電池所含的鎳鈷錳比例為8:1:1,目前,國內動力電池廠商中只有寡頭寧德時代能夠批次生產811電池。這種電池能量密度更高,續航里程更長,但卻犧牲了部分穩定性。
三番兩次發生的Aion S自燃事件,讓廣汽新能源將2020款Aion S的電芯換成了NCM523,不再使用NCM811。這些小插曲,也讓三元鋰電池的安全性推到了輿論的風口浪尖。
有網友統計了今年發生的新能源汽車自燃事故,發現今年發生的20起自燃事故中,除了三款車型不能確定具體電池型別之外,其餘17款新能源車均搭載了三元鋰電池。
這就尷尬了!
搭載三元鋰電池的電動車頻頻出現自燃甚至爆炸事故,早在兩年前就已經引起了消費者的廣泛關注,為此,電動車在消費者心目中好不容易積累下的信任度逐漸消失。
而在今年上半年,一根鋼針引發了磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的“血戰”。
今年年初,動力電池老二比亞迪掏出了自己的底牌——磷酸鐵鋰“刀片電池”,並且用針刺試驗來證明自己的安全性。
隨後,寧德時代也用一場針刺試驗予以回擊,結果是三元鋰電池包堅硬的金屬外殼直接讓實驗鋼針斷掉,針無法刺入電池,進而得出三元鋰也非常安全的結論。
針無法刺入就能證明三元鋰也很安全嗎?網友們卻不認同,認為這是在偷換概念,畢竟一個是證明針刺造成電池短路的情況下也能保證電池熱失控安全性,另一個是證明自身的電池安全防護能力夠強,極端外力破壞也不會造成短路。
更甚至,有網友親自做實驗,在微博釋出了一段針對寧德時代811三元鋰電池單體的針刺測試,影片顯示鋼針在刺入電池後瞬間起火燃燒,併發出巨大的爆炸聲。
這一來,誰再說三元鋰電池安全,鬼都不會信。
值得注意的是,目前已有不少車企用高壓5系三元電池代替了811電池,儘管原因不盡相同,有些是出於安全性考慮,有些是為了降低成本,但三元鋰電池潛在的危險,確實已經引起了許多車企和動力電池製造商的重視。
三元鋰時代註定走向衰落
就在三元鋰電池安全性陷入信任危機時,政策風向也開始變了。
9月16日,在全球新能源汽車供應鏈創新大會上,國家新能源汽車創新工程專案專家組組長王秉剛透露,2.0版《節能與新能源汽車技術路線圖》將很快正式釋出。
“對於未來,動力電池將不再單一以高能量密度引導,而將轉為堅持安全第一的原則,兼顧效能、成本與壽命等指標。”
王秉剛的這席話意味著,三元鋰電池賴以為“盛”的政策保護傘將消失。
事實上,就算沒有2.0版技術路線圖,隨著新能源汽車補貼的即將完全取消,三元鋰電池也將面臨著上位以來的最大挑戰——補貼腰斬後,新能源汽車銷量連續12個月下挫,連帶對佔領市場最大席位的三元鋰電池裝機量也產生很大影響。
一旦補貼完全取消,一場連鎖地震還將在新能源汽車和動力電池行業之間相繼上演。三元鋰電池壟斷乘用車市場的好景已經不長了。
首先是磷酸鐵鋰電池的捲土重來。比亞迪率先發難,聲勢浩大地丟擲了自己的“刀片電池”,力證磷酸鐵鋰電池不僅比三元鋰電池安全,還能突破能量密度和續航里程的限制,做到更好。
除了穩定性好,磷酸鐵鋰價格親民的優勢,也有了更多發揮空間。
以2019年底的市場行情來算,三元523正極價格為13.8萬元/噸,三元811正極價格高於18萬/噸,而磷酸鐵鋰正極材料價格只有4.3萬元/噸。
比亞迪推出的“刀片電池”,能量密度比傳統鐵電池提升了50%,成本卻下降30%。
今年上半年,特斯拉與寧德時代簽訂的動力電池採購協議,就要求後者向自己提供“無鈷電池”,雖然雙方並未明確說明是哪種無鈷電池,但業界普遍認為是磷酸鐵鋰電池。
雖然磷酸鐵鋰和三元鋰正鬥得頭破血流,但未來的動力電池舞臺卻已經不再囿於三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池之間,更多的技術路線開始走上舞臺。
去年開始,氫燃料概念開始走紅,政策對氫能及燃料電池產業的推廣路線也逐漸明朗,國內越來越多車企開始著手研發這種被不少業內專家稱作是終極能源的技術線路。
今年9月,上汽集團拉出了自己的首款燃料電池MPV(上汽大通MAXUS EUNIQ 7),同時釋出了“氫戰略”。3個月前,領跑全球氫能源技術的豐田還與國內的一汽、東風、廣汽、北汽等大型車企共同成立“聯合燃料電池系統研發(北京)有限公司”,開展商用車氫燃料電池系統研發。
與此同時,比鋰電池的能量密度高上至少兩倍,而且不受低溫影響、充電速率更高的固態電池,被認為是既安全又能極大提高續航里程的技術線路。
9月17日,在中國電動汽車百人會主辦的全球新能源汽車供應鏈創新大會上,國軒高科高階副總裁徐興無表示,如果想進一步提高電池的能量密度,目前來說比較可靠的就是固態電池技術路線。
對此,徐興無還透露了國軒高科固態電池時間表:2022年之前引入固態電池相關技術。
而在國外,對固態電池研究已久的豐田汽車,計劃在2025年之前量產固態電池。
未來的動力電池之爭,將呈現百花齊放百家爭鳴的局面,哪種技術路線能成為新霸主,目前還缺少有力的判斷證據。
唯一可以肯定的是,三元鋰時代真的要落幕了,一個更多元的時代將取而代之。
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