马斯克还是王传福?到底谁拯救了磷酸铁锂

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【摘要】前段时间马斯克表示特斯拉将在全球范围内使用磷酸铁锂电池,信息一出,市场为之疯狂,宁德时代和比亚迪为首的电池龙头和上游疯狂暴涨,基本都创造了历史新高,很多人都说是特

前段时间马斯克表示特斯拉将在全球范围内使用磷酸铁锂电池,信息一出,市场为之疯狂,宁德时代和比亚迪为首的电池龙头和上游疯狂暴涨,基本都创造了历史新高,很多人都说是特斯拉拯救了磷酸铁锂,但其实这背后改变磷酸铁锂命运的不完全是特斯拉,比亚迪在很多年前就开始研究磷酸铁锂,在技术上有着很大的突破,使得磷酸铁锂才有了翻身的机会,可以说比亚迪才是真正拯救了磷酸铁锂的“关键先生”。

为什么怎么说呢?这还得从2012年说起,但是正是国内补贴政策的改革,只有高续航的车型才能享受到高额的补贴,由于磷酸铁锂电池的能量密度和续航问题,导致其市场地位直线下降,而此时赌性坚强的宁德时代,依赖更加激进的三元锂电池站了起来,豪取宝马巨额订单,成为国内第一家合资品牌的电池供应商,从此宁德时代名声大噪。即便到了今天,依旧可以看到很多的车企老总频繁拜访宁德时代谈订单,那个时候三元锂电池才是时代的宠儿,磷酸铁锂却已沦为廉价的代名词。

然而当时的王传福却坚定的认为磷酸铁锂才是唯一的出路,最夸张的时候三元锂电池的出货量已近超过了市场的七成,而剩下的三成除了一些相对廉价的车型外,也仅仅只有比亚迪在坚持磷酸铁锂。之后,811三元锂电池火速推出,不过811看起来强大,但其实有两个非常致命的缺点。

其中之一就是价格太贵,磷酸铁锂正极材料的正常价格约为4.5万元每吨,而三元锂电材料价格高达17万元每吨,这就意味着极高的电池成本,导致纯电车型的价格下不来。按照2020年提供的数据来看,采用811三元锂电池的特斯拉车型,单单是电池包的价格就高达7万元,而换装磷酸铁锂以后仅仅只要3万元,这也就是为什么特斯拉车型的价格一降再降,依然能够保持稳定的利润。

如果说811仅仅是价格昂贵的话,那它依然会有豪华车的市场,但是另一个问题让它无处遁形,那就是此电脑车型的底线——安全问题。三元锂电池存在热稳定性差,200度左右就容易产生较为激烈的化学反应,引发热失控,即传统意义上的自燃和爆炸,近年来新能源的汽车自燃事件频发,也为很多盲目追求能量密度和续航里程的车企敲响了警钟。比如去年广汽的某款811电池车型频繁自燃给众多车企敲响了警钟,三元锂电一时间走下神坛,这也给了磷酸铁锂后来居上的机会。

与三元锂电池相比,磷酸铁锂电池虽然能量密度稍低,但是材料结构更稳定,500度下也不容易失控,材料在分解过程中不释放氧气,也不容易发生爆燃,在安全性方面,有着天然的优势。

除了自身的弊端之外,磷酸铁锂也迎来了黄金发育期,其中的标志性事件就是比亚迪刀片电池的横空出世,电池行业的市场格局发生了改变。除了价格和安全,磷酸铁锂还有一个让车企无法拒绝的理由,那就是电池寿命。三元锂电池的充电循环次数为800次,而磷酸铁锂为2500次,假设两款车型的续航都为600公里,那么三元锂电池的总续航里程约为48万公里,而磷酸铁锂却高达150万公里,虽然远超家用车的上限,但电池续航的缩减焦虑会大幅度减少,特别是对于商业用途的车辆而言。

虽然磷酸铁锂的有优势很明显,但其缺点也很明显,而且也很致命。众所周知,纯电车型的续航是关键,而磷酸铁锂恰恰在这一点上不如三元锂。那么要如何解决这个问题呢?所以我上文也讲过比亚迪是拯救磷酸铁锂的关键,比亚迪给出的解决方法堪称教科书。

比亚迪给电芯上使用了又细又长的刀片,通过阵列的方式排布在一起,由于单体电池很像刀片一样,插入到电池包,所以才会被成为刀片电池,因为减少了冗余的模组,刀片电池实现了更高的体积利用率,使得能量密度大幅度提升超过50%,不仅在续航上超过了传统的三元锂电,甚至比肩了811三元锂。

不但是特斯拉和比亚迪,就连以三元锂起家的宁德时代也看好磷酸铁锂,宁德时代CTP等技术的创新就很好的说明了这一点。根据宁德时代提供的数据,其CTP电池包的体积利用率已经提升了15%-20%,整体能量密度大幅提高;比亚迪刀片电池体积能量密度提升高达50%,在同样的电池组尺寸之内可以装入更多电芯,续航里程已经几乎可以比肩三元电池;国轩高科磷酸铁锂电池单体电芯能量密度已提升至190Wh/kg,已配套续航里程400km以上的车型。

有了特斯拉的牵引,比亚迪和宁德时代的技术突破,国内新能源车企也纷纷对动力电池路线进行重新审视,不少车企更是干净利索地跟进使用磷酸铁锂电池。比如小鹏P7和G3i,五菱宏光MINI EV,上汽荣威Ei5,江淮iEV7(配置|询价)L,北汽新能源EU5,奇瑞大蚂蚁和小蚂蚁(配置|询价)车型,等等,都已经搭载磷酸铁锂电池。

从这个逻辑看,这一波磷酸铁锂电池风潮似乎是由特斯拉引领,但准确地来说,磷酸铁锂电池的重新受宠是市场的导向,也是消费导向,是市场规律的回归,特斯拉只是起到助攻的作用。

在来看一组数据,今年1-11月国内动力电池累计装机量达128.3GWh,三元电池装车量累计63.3GWh,占总装车量49.3%,同比累计上升92.5%;磷酸铁锂电池装车量累计64.8GWh,占总装车量50.5%,同比累计上升270.3%。无论是装机量还是增长速度,磷酸铁锂都超过了三元锂电池。

事实上,磷酸铁锂电池在2019年下半年开始回暖,得益于补贴退坡后,磷酸铁锂电池成本优势更加明显,安全性高,对成本比较敏感的A00车和专用车有吸引力,乘用车主流还是以三元电池为主。基于电动车行业未来几年从政策驱动向市场驱动转变,中低端车型对电池成本更加敏感,磷酸铁锂电池更具性价比优势。

中国市场重新回归磷酸铁锂时代,无疑将对全球动力电池产业链的技术路线产生影响,促使磷酸铁锂电池在全球市场的渗透率稳步上升。大众汽车在其今年3月举办的“Power Day”上透露,磷酸铁锂电池会是未来其平台车型的主要电池路线之一。雷诺为了推进2023年量产全电动雷诺5的计划,正在考虑使用磷酸铁锂电池。

2020年3月与比亚迪成立合资公司的丰田汽车,将双方电池业务的合作锁定“刀片电池”,戴姆勒也有意使用比亚迪的“刀片电池”。

现代汽车今年上半年已着手研发搭载磷酸铁锂电池的电动汽车,并将在中国以外的地区推出。计划将于2024年推出电动车的科技巨头苹果公司,据称也将使用磷酸铁锂电池。

可以预测,2022年随着磷酸铁锂的白热化竞争,国内不仅限于比亚迪和宁德时代,还包括国轩高科、蜂巢能源、中航锂电等,这几家磷酸铁锂的企业将展开非常激烈的竞争,当然宁德时代的优势还很大,但其影响也是最大的,毕竟很多汽车企业也开始全面采用磷酸铁锂,对于在中镍三元具备决定性优势的宁德时代影响还是客观存在的。

总结

磷酸铁锂电池技术成熟,成本优势明显,之前一直在新能源汽车电池领域尤其是电动大巴、物流车等商用车和专用车等市场占据主导优势,随着国内新能源汽车补贴的退坡,以及CTP等技术进一步降低了磷酸铁锂电池的成本并提高了能量密度,磷酸铁锂电池在乘用车领域也将大展身手

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