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(来源:全景视觉)

经济观察记者于娜

在补贴减少甚至取消的后补贴时代,磷酸铁锂电池将强势回归本土。比亚迪锂电池事业部副总经理郤诜在今年3月举行的2018珠三角未来汽车供应链创新论坛上给出了上述预测。仅仅半年后,三元上涨、铁锂下跌的市场局面开始逐渐被打破。

今年7、8月份,纯电动乘用车和专用车领域,磷酸铁锂电池安装比例逆势上升。9月11日,中国汽车工业协会发布了2018年8月汽车产销数据。新能源汽车方面,月销量再次突破10万辆,延续今年快速增长的趋势。今年1-8月,新能源汽车累计产销量分别为60.7万辆和60.1万辆,分别比去年同期增长75.4%和88%。

首次披露的动力电池产量数据显示,8月份我国动力电池产量合计,其中三元电池占总产量的%,磷酸铁锂电池占总产量的%,二者均占据绝对优势地位。据GGII统计,8月份动力电池总装机容量稳步增长,三元仍占主导地位。虽然铁和锂同比略有下降,但有明显改善,增加了48%。

今年年初,受需求下降影响,磷酸铁锂整体运营率较低,部分厂家不得不小批量生产以维持工厂运营。与此同时,主流电池厂继续要求铁锂企业降低供货价格,部分工厂给出的采购价格已经低于8万元/吨,长期僵持不下。在随后的半年里,磷酸铁锂大幅下跌,并在新旧补贴政策的转换过程中经历了一轮去库存化过程。

最近,铁和锂的需求订单已经恢复。第一,碳酸锂价格下跌后,铁和锂的性价比变得更加突出。第二,没有预付货款的商品会重新发放。目前磷酸铁锂库存基本清理完毕,已恢复生产和库存,需求预计逐月增加。中泰证券分析师谢红河告诉《经济观察报》。

回暖的原因是什么

自新能源汽车推广示范以来,我国逐渐形成了以磷酸铁锂电池为基础的动力电池主流技术路线。随着续航里程要求的提高,能量密度更高的三元锂电池脱颖而出。在2015年新能源汽车市场上,三元锂和磷酸铁锂的匹配比例仍为37%,2016年将变为46%。2017年,基本持平。2018年上半年,三元锂已经完全赶超。

这一变化与政府补贴密切相关。根据新能源汽车补贴新政策,汽车补贴将与续航里程和能量密度挂钩,因此能量密度更高的三元电池迅速普及。中国工程院院士杨裕生认为,三元风之所以说是人为的,是因为它不是由于技术优势而自然形成的,而是片面追求纯电动长续航里程政策引导的结果。但三元材料虽然储能密度很大,但安全性不如磷酸铁锂,所以商用车一般需要磷酸铁锂电池来保证乘客安全。

目前三元电池的匹配率为77%,磷酸铁锂仅占11%。但目前磷酸铁锂继续保持在客车市场的主流地位,在专用车的应用中逐渐增多。在乘用车领域,2018年《新能源汽车推广应用推荐车型目录》(以下简称《目录》)第五、六、七批磷酸铁锂分别约占76%、81%和78%,仍是主流。在特种车辆领域,磷酸铁锂分别占2018年《目录》第五、六、七批的30%、32%和40%左右

行业复苏始于今年7月。新补贴政策实施后,部分低速车辆专用车辆的电池需求由三元变为磷酸铁锂。此外,大厂的公交车订单也在增加,订单逐渐增加。在补贴完全下降并真正市场化后,整个新能源汽车行业有望迎来磷酸铁锂电池的复苏。磷酸铁锂价格相对稳定,安全性高,在成本要求高的物流车、小型车、乘用车等方面有着光明的前景。一位未透露姓名的从业者告诉《经济观察报》。

今年电动车火灾数量不断增加,这与三元电池能量密度的盲目提高密切相关。一开始三元材料中镍、钴、锰的比例是1: 1: 1,现在最高的比例变成了8: 1: 1。之前的数字越大,镍含量越高。这个比例组合是为了提高能量密度。同时,高能量密度对模块的抗振动、抗冲击、抗膨胀、绝缘等性能提出了更高的要求,但目前的技术还没有完全跟上。

欢迎新的反击机会?

由于其他技术路线的发展带来的机遇,磷酸铁锂电池市场重新火爆。增程混合动力汽车是磷酸铁锂电池的绝佳搭配。杨裕生说。在它看来,磷酸铁锂电池在增程式电动车市场的应用,既能提高车辆的安全性,又能支撑增程式电动车的市场化,避免纯电动车的里程、安全、价格、充电及后续电池问题的焦虑。

增程式混合动力汽车属于燃料和电力混合的混合动力汽车。原理是用发动机发电,用电机驱动车辆。当电池组有足够的动力时,以纯电动模式运行,动力不足时,车内发动机开始带动发电机给动力电池充电。2007年至2013年期间,许多汽车公司推出了增程纯电动汽车项目,代表性的是中国第一辆增程纯电动汽车奇瑞S18d-REVE。增程式混合动力汽车的成本在下降,随着燃油限制越来越严格,汽车公司应该采用各种技术路线来降低平均油耗。一位汽车公司官员说。此外,储能市场也逐渐成为磷酸铁锂电池未来的出口。根据国际市场研究机构近日发布的最新储能报告,2018年锂离子电池价格,

格下降幅度变缓,三元电池供不应求,但中国的电网侧储能项目的应用却使磷酸铁锂电池用量持续增加。

随着储能市场的兴起,近年来,一些动力电池企业纷纷布局储能业务,为磷酸铁锂电池开拓新的应用市场。一方面,磷酸铁锂由于超长寿命、使用安全、大容量、绿色环保等特点,可向储能领域转移将会延长价值链条,推动全新商业sanyuan最新动态模式的建立。另一方面,应用锂电池(主要是磷酸铁锂电池)配套的储能系统已经成为目前市场的主流选择。据悉,磷酸铁锂电池已经尝试用于电动公交车、电动卡车、用户侧以及电网侧调频。

8月1日,亿纬锂能()发布公告,成为河南电网电池储能示范工程第二批设备类采购项目中息县储能电站集装箱成套储能设备第一中标候选,这是该企业首次获得了电网侧储能业务订单。宁德时代新能源科技股份有限公司副董事长黄世霖此前也公开表示,看好动力电池在储能领域的运用。未来储能市场甚至可以用万亿元的产值来衡量,宁德时代会积极布局。

随着补贴退坡,真正市场化以后,磷酸铁锂的低成本、长寿命、高安全性等优势在乘用车、物流车领域就会显现出来,加上磷酸铁锂在客车市场的主导地位,以及后期磷酸铁锂电池在储能市场的应用,市场空间依然广阔。上述从业人士认为。

来自新时代证券的最新研报显示,磷酸铁锂生产情况有所好转。下游需求较为旺盛,动力和储能领域都呈现增长态势,随着新一轮产能的不断投放,主导铁锂生产企业均有增产迹象,预计整个9月整体产量将迎来不小的增长。

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她举刀 比亚迪锂电池技术

宁德时代和特斯拉合作的“无钴电池”还在的时候,她的吉他后面还藏着半张脸不让我们看到。比亚迪率先开火,枪口对准了市场上广泛应用于电动车的三元锂电池。

近年来,磷酸铁锂因其能量密度优势和国家补贴政策的引导,已暂时沉寂数年。台湾某电视台十年前甚至称磷酸铁锂电池为技术。

但以磷酸铁锂技术起家的比亚迪,从未放弃初衷。比亚迪最新的刀片电池有望改写目前汽车动力电池的格局,让磷酸铁锂回归主流。

在比亚迪去年的年中业绩交流会上,王传福提出了“超级磷酸铁锂电池”。提高放电率、节约成本和延长使用寿命的特点已受到足够的重视。这种电池在今年1月的中国电动汽车100委员会上被正式命名为刀片电池。“3月份,叶片电池将在重庆工厂大规模生产,”王传福说。

3月29日,比亚迪正式推出刀片式电池。这种新型电池由磷酸铁锂正极材料制成。创新的结构设计,不仅具有突出的安全性能,而且克服了传统磷酸铁锂电池能量密度低的缺点。目前,叶片电池已在重庆福地电池厂投入量产,比亚迪“皇朝家族”旗舰轿车韩EV将是现阶段唯一搭载叶片电池的车型。新车将于今年6月投入生产。综合工况下续航里程可达,电池系统能量密度为。

随着离线刀片电池,“高光安全创新设计”成为磷酸铁锂电池回归的动力。甚至在比亚迪集团董事长兼总裁王传福看来,结合了高安全性、长寿命、长续航等特点的刀片式电池,将引领全球动力电池技术路线重回正轨,将“自燃”一词从新能源汽车词典中彻底抹去。

安全性和性能一览

发布会上,比亚迪播放了三个电池针灸实验的视频。针刺试验作为对电池安全性最严格的测试方法,模拟电池内部短路后的状态。试验对象为磷酸铁锂电池组、NCM三元锂电池组和刀片电池组,试验电池上放置新鲜鸡蛋。结果如下:

-阻挡磷酸铁锂电池:穿刺后有烟无明火,表面温度200-400摄氏度的鸡蛋被烧焦;

-NCM三元锂电池:在击穿过程中,后壳膨胀——减压阀打开——剧烈爆炸一步完成,比亚迪官方称其表面温度迅速超过500摄氏度;

-刀片电池:穿透后,没有明火,没有烟雾,电池表面温度在30-60摄氏度,甚至鸡蛋还在流动。

也就是说,在叶片电池的针刺实验中,不存在传统动力电池可能出现的热失控现象。

当然,刀片电池不仅仅是针灸的实验。为了模拟电池在极端场景下的热稳定性,比亚迪还进行了以下实验:

-挤压:模拟汽车的极端碰撞,在挤压到断裂的过程中,电池只冒烟不着火。

-炉温:在电动车周围模拟一场火灾或大火,将电池从常温加热到300摄氏度,电池不爆炸不着火。

-过充:模拟充电桩、汽车、电池三级保护失效。刀片电池可以过充260%,不起火不爆炸。

正如比亚迪集团董事长兼总裁王传福所说,刀片式电池最大的特点就是安全。而磷酸铁锂正极材料是比亚迪叶片电池高安全性背后的英雄。

比亚迪

公司副总裁贺龙表示,除了放热反应起始温度高(500以下非常稳定)外,极端情况下分解时升温慢、产热量小、不放氧的特点也使磷酸铁锂材料具有优异的热稳定性。

根据相关数据,三元锂电池正极材料的分解温度约为200,热稳定性不如磷酸铁锂。不仅如此,比亚迪还在高风险安全场所使用耐高温、绝缘性能优异的高温陶瓷涂层,如tab陶瓷、陶瓷电杆等,进一步提高了电池安全性。

此外,中科院高院士认为,叶片电池的条形设计带来了较大的散热面积,同时针刺时短路较长,产热能力减弱。结合磷酸铁锂的特性,整体升温速率相对较小,因此针灸实验表现良好。

刀片电池正常充电率为0.5C,快速充电率可提高到1.5c.要知道目前一些使用三元锂电池的车企为了保证安全,会把快充率限制在1.2C以内。如果使用电池,费率会进一步降低。因此,比亚迪叶片电池除了注重安全性外,凭借磷酸铁锂可逆性好、电位低、充放电时膨胀小等优点,充放电循环寿命可达3000次以上,车辆可行驶120万公里。

安全上的优势无疑是比亚迪坚定坚持磷酸铁锂路线的原因。特殊的设计与阴极材料的特性相结合,是叶片电池热稳定性和针刺测试性能的关键,可以压制传统的磷酸铁锂电池。

体积能量密度堪比“811”,创新设计促进磷酸铁锂的回归。

比亚迪集团董事长兼总裁王传福在发布会上表示,“很多新能源乘用车领域的企业都陷入了续航里程的比较中,这种比较的压力会转嫁到动力电池上,会让行业不合理地追求动力电池的能量密度”。与磷酸铁锂电池相比,三元锂电池的能量密度更优越,各大车企都跃跃欲试。

随着叶片电池的推出和高安全性磷酸铁锂的回归,比亚迪以创新的设计进一步提高了电池组的体积能量密度和空间利用率。叶片电池内部,每个电池都是结构件,100节电池相当于100根横梁。同时,电池组的上下两侧分别设有高强度蜂窝铝板,使电池组的强度增加而不是降低。

此外,冷却系统(液冷板)、框架、底板等部件可以固定和约束电池。整个电池组类似蜂窝结构,强度高。

多亏了刀片电池

创新结构设计,成组时可以跳过“模组”,大幅提高了空间利用率,做到了在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。相比传统电池包,刀片电池的体积利用率提升了50%以上。优化空间利用率就相当于提升了体积能量密度,官方表示刀片电池的体积能量密度与811三元锂电池接近,能够保证车辆单次充电续航600公里的需求。

值得一提的是,去掉了“模组”这一层中间结构,电池系统复杂度大幅下降,从而带来了更高的产品稳定性和更低的故障率。

需要说明的是,相比宁德时代CTP技术,虽然比亚迪在简化结构方面与前者思路相仿,但结合自研的刀片电池技术,更有利于比亚迪自身产品降低成本并提升能量密度。而CTP技术则更倾向于提升宁德时代电池包整体设计的话语权。

可以说磷酸铁锂与刀片电池的结合,更是通过设计扬长避短,促进动力电池行业发展的节点。当然,磷酸铁锂电池也有望借创新的电池包设计回归主流。在发布会上,比亚迪集团副总裁兼弗迪电池董事长何龙表示:“几乎你能想到的所有汽车品牌,都在和我们探讨基于刀片电池技术的合作方案。”

三元锂火热的今天,同样不要低估了它

据《新能源汽车国家监管平台大数据安全监管成果报告》显示,2019年5月到7月,新能源汽车国家监管平台共发现新能源汽车安全事故79起,其中86%的事故车使用三元锂离子电池,7%的事故车使用磷酸铁锂电池。在已查明着火原因当中的车辆中,58%的车辆起火源于电池问题。可见磷酸铁锂电池的安全性,仍是自身未来发展的推动力。

与此同时,虽然工信部在今年1月表示,2020年新能源汽车补贴政策不会大幅退坡,但从长远来看,依靠补贴仍非长久之计。所以电池成本将愈发敏感。参考相关报道,截至2020年2月,磷酸铁锂电池模组含税价格为0.65元/Wh,而三元电池模组含税价格为0.80元/Wh,此前已有多家车企表示,其技术路线将转向成本更低且性能更安全的磷酸铁锂电池。

重点在于,当前三元锂电池中的钴属稀有元素,规避钴已成为部分车企的下一步计划。比如特斯拉,即便牵手对象不是比亚迪,可方向却是磷酸铁锂。另外,伴随5G基站的铺展,作为储能设备的磷酸铁锂也有望获得一席之地。或许磷酸铁锂能否逆袭尚无法定论,但刀片电池却来势汹汹。

车云小结

如今比亚迪新能源车的足迹已遍布50多个国家和地区,全球300余座城市。加之e平台开放共享,以及磷酸铁锂刀片电池正式发布。比亚迪在强化技术输出的同时,也有望将磷酸铁锂电池再次引入主流。

当然,无论是磷酸铁锂还是三元锂,任何材料都是优劣共存的。刀片电池是比亚迪的又一次创新,而扬长避短的刀片电池,将重新改写整个动力电池市场格局。

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