
盡管馬斯克一再?gòu)?qiáng)調(diào),磷酸鐵鋰(LFP)電池的性能已經(jīng)得到了改進(jìn),且價(jià)格更加便宜,但體驗(yàn)了相關(guān)車型的部分車主還是抱怨續(xù)航里程存在「斷崖式下跌」。Model 3裝載的這套寧德時(shí)代LFP電池,被指出相較NEDC數(shù)據(jù)大幅縮水。不過,即便頂著這樣的質(zhì)疑,馬斯克還是宣布,未來所有的特斯拉「標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版」車型都將換裝磷酸鐵鋰電池。
緊跟著,小鵬汽車今天也正式發(fā)布了搭載磷酸鐵鋰電池版本的P7和G3,價(jià)格比之前的同級(jí)別三元鋰電池版本略低,電池容量少了10.6kW/h,整車質(zhì)量重了30公斤。
從政策約束到市場(chǎng)選擇
2019年初,國(guó)家發(fā)改委頒布的《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定》開始實(shí)施。新規(guī)在動(dòng)力電池投資方面取消了「能量型車用動(dòng)力電池單體比能量應(yīng)不低于300Wh/kg,系統(tǒng)比能量應(yīng)不低于220Wh/kg」的要求。不過,就在同年,磷酸鐵鋰電池在乘用車領(lǐng)域的人氣仍然低迷,市場(chǎng)占比僅為4.1%(數(shù)據(jù)來自智研咨詢)。而就在補(bǔ)貼政策頒布前的2015年,磷酸鐵鋰的乘用車市占率高達(dá)51.4%,在新規(guī)實(shí)施后的2017年驟降至21.9%。這說明,若無(wú)政策約束,LFP電池仍會(huì)是近半車企的EV市場(chǎng)化首選。
2020年,隨著補(bǔ)貼進(jìn)一步退坡,成本問題、尤其是電池成本問題,成為了新能源車企亟待解決的任務(wù)。因此,在沒有電池密度規(guī)定約束的2020年,占據(jù)成本優(yōu)勢(shì)的磷酸鐵鋰電池在乘用車市場(chǎng)人氣攀升。這一年,我國(guó)三元鋰電池裝車量累計(jì)38.9GWh,占總裝車量61.1%,同比累計(jì)下降4.1%;磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量累計(jì)34.6GWh,占總產(chǎn)量41.4%,同比累計(jì)上升24.7%。是驅(qū)動(dòng)裝車量整體同比上升的主要產(chǎn)品。尤其在今年1月,我國(guó)磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量為5.2GWh,占總產(chǎn)量的43.1%,同比暴漲493.6%;裝車量為3.3GWh,同比增長(zhǎng)349.8%,產(chǎn)量和裝車量的增速遠(yuǎn)超三元電池。在11月期間,磷酸鐵鋰的行業(yè)均價(jià)一度由3.3萬(wàn)元/噸提升至3.5萬(wàn)元/噸。
「缺鎳」只是馬斯克的煙霧彈?

那么,包括特斯拉在內(nèi)的多家車企重新轉(zhuǎn)向磷酸鐵鋰的原因,究竟是因?yàn)檎邔?dǎo)向,還是因?yàn)轳R斯克口中所說的「擔(dān)心鎳不夠用」呢?
截至目前為止,電池行業(yè)普遍認(rèn)為缺鈷才是鋰電池生產(chǎn)面臨的最大問題,而根據(jù)各大研究機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè),在高鎳三元鋰電池需求快速上漲的前提下,「鎳短缺」雖然有可能在數(shù)年后發(fā)生,但顯然不至于成為馬斯克「最大的擔(dān)憂」(Biggest concern)。而且,根據(jù)特斯拉首席科學(xué)家Jeff Dahn此前發(fā)表過的一篇論文,他指出「高鎳無(wú)鈷」才是鋰電池正極材料的可行路線,這與前者的觀點(diǎn)無(wú)疑是矛盾的。
「自然界中鎳元素在的儲(chǔ)備太多了,例如大家日常使用的不銹鋼物品制造工序都需要鎳,不會(huì)存在鎳缺失的問題!挂晃谎芯侩姵丶夹g(shù)多年的專家對(duì)Auto Byte表示,相信特斯拉和其他車企使用磷酸鐵鋰電池的原因還是控制成本。而特斯拉換裝電池的市場(chǎng)效果也非常明顯——根據(jù)乘聯(lián)會(huì)數(shù)據(jù),起售價(jià)降低了2.2萬(wàn)元的「LFP版Model 3」推出一個(gè)月后,其單月銷量達(dá)到2.16萬(wàn)輛,銷量環(huán)比增加近1萬(wàn)輛。
動(dòng)力電池路線,「存在即合理」
這位專家還指出,LFP電池確實(shí)存在低溫狀態(tài)影響續(xù)航的問題,例如在-20℃的同等溫度條件下,三元鋰電池可能續(xù)航減少20%,但磷酸鐵鋰電池或減少約30%-50%!杭热灰环N技術(shù)能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用,就說明它能滿足一定市場(chǎng)條件。LFP電池目前已經(jīng)過99%的新能源商用車進(jìn)行驗(yàn)證。它和三元鋰的技術(shù)路線,并沒有對(duì)錯(cuò)之分!

從各自優(yōu)劣勢(shì)來看,磷酸鐵鋰電池的正極材料磷酸鐵鋰(LiFePO4)電化學(xué)性能比較穩(wěn)定,這決定了它具有平穩(wěn)的充放電平臺(tái),因此,在充放電過程中電池的結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生變化,不會(huì)燃燒爆炸,且其材料到250℃才會(huì)發(fā)生放熱現(xiàn)象;相比之下,三元鐵鋰電池在三元材料中鎳鈷鋁18650電池超過180℃就會(huì)自加熱,起火后很難控制。因此,我國(guó)幾乎在對(duì)乘用車提出電池密度要求的同期,也對(duì)客車、公交系統(tǒng)等商用車提出了「必須使用磷酸鐵鋰電池」的規(guī)定。
不過,LFP的振實(shí)密度與壓實(shí)密度很低,導(dǎo)致鋰離子電池能量密度較低。低溫性能較差,即使將其納米化和碳包覆也沒有解決這一問題。相對(duì)的,三元鋰電池能量密度優(yōu)勢(shì)明顯(成組后密度可比LFP電池高30Wh/kg),且更耐低溫。
而且,從國(guó)內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀來看,不管是比亞迪的「刀片電池」、寧德時(shí)代CTP,還是國(guó)軒高科的JTM,都能在保證體積不變的情況下,實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提升能量密度,增加續(xù)航里程。同時(shí),多家科研機(jī)構(gòu)也都在針對(duì)LFP電池的性能進(jìn)行研發(fā),包括其配套的「極速加熱系統(tǒng)」,能夠有效緩解LFP電池在嚴(yán)寒環(huán)境的里程縮水情況。
(責(zé)任編輯:子蕊)
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