• 注册
  • 锂电池 锂电池 关注:99 内容:404

    磷酸铁锂电池再次复兴,中国电池企业拔得头筹

  • 查看作者
  • 打赏作者
  • 当前位置: 电池社区 > 锂电池 > 正文
    • 锂电池
    •   今年闹得沸沸扬扬的美国最大的电动汽车自燃事件似乎在LG赔偿通用19亿美元(约合人民币121亿元)之后已经平息下来,但电动汽车的自燃事件依旧时不时会出现在公众视野当中。

        而这也将电池安全摆到了台面上。

        目前市场上电动汽车的动力电池主要有三元锂电池与磷酸铁锂电池。过去各大车企在电动汽车的赛道上,对高能量密度与提供更长的续航里程的三元锂电池趋之若鹜,却忽视了这种电池可能存在的起火风险。拿通用来说,自燃风波中所涉及到的14万辆电动雪佛兰Bolt所使用的三元锂电池可提供超过250英里(约合402公里)的续航里程和138Wh/kg的能量密度,但存在着火的风险。

        而磷酸铁锂电池则在成本、稳定性与安全性上都更好,但因能量密度较低,所能提供的续航里程也较短,因此在十几年前就有人认为磷酸铁锂电池将会被市场所抛弃。

        但近几年三元锂电池自燃事件频发,市场又重新将目光转回了磷酸铁锂电池。而中国的电池制造商们则恰好踩在了这一风口上。

        彭博社日前发布了一篇深度报道,称中国现在在推动双碳减排的过程中,凭借更为保守、稳定的电池技术以及行之有效的产业政策已经在全球汽车电池的竞争中抢先一步。以下为该报道全文编译,在不改变原意的前提下,车东西略有删改。

        一、电池安全至上 磷酸铁锂再次复兴

        相较于推出尖端技术,中国的电池制造商们更专注于让电池更安全的命题。

        目前走在电池技术前沿的韩国推出的前沿汽车电池是包含不同比例的镍钴锰的三元锂电池,但这些电池的缺点也很明显——不够安全,并且容易发热燃烧。此外,钴等材料价格昂贵且难以采购,从长远来看也不符合可持续发展的要求。

        而另一种较老的电池配方则是由锂、铁和磷酸盐组成的磷酸铁锂电池。这些材料制造的电池体积大但更为安全。

        十多年前,有分析师曾预测磷酸铁锂电池即将消亡。因为磷酸铁锂电池虽然比其他替代品更便宜、更安全,但是它们体积大、电压低,无法满足消费者对更长的续航里程的需求。

        而三元锂电池在理论上则可以解决这些问题。于是不少电池制造商转向加大电池中的镍含量的道路以实现电池更长续航与更高的能量密度。在三元锂电池的市场蜜月期时,不少人还预测,到2018年三元锂电池将会占据整个市场的四分之三。

        但那没有发生。相反,三元锂电池的成本居高不下,并且接连出现了因为过度充电和过度使用而起火的情况。

        即使现实已经狠狠打脸,但很多大型电池制造商一直不愿承认兼顾成本、高续航、高能量密度与安全的三元锂电池技术现在只是纸上谈兵。于是不少电池制造商在没有充分评估如何融资、研发的情况下,依旧继续沿着三元锂电池的方向行进。

        但三元锂电池似乎已经慢慢在失宠,并且与此同时中国的电池制造商们则带着磷酸铁锂电池卷土重来。

        现在包括特斯拉公司在内的许多车企都已经开始转用中国电池制造商比亚迪、宁德时代们提供的磷酸铁锂电池——基于之前拥有数十年历史的旧磷酸铁锂电池的改进版。

        这项电池技术更加保守,也更加安全,并且还将在数以百万计的电动汽车上量产,其中也包括大众汽车和现代汽车公司的电动汽车。

        二、成本更低 磷酸铁锂市场份额超三元锂

        根据麦肯锡的分析,三元锂电池相对于其原材料的价格要高得多,其溢价接近80%,这也带来了更高的生产成本。而比亚迪等公司推出的磷酸铁锂电池技术则能够将成本降低约20%。

      磷酸铁锂电池再次复兴,中国电池企业拔得头筹

        ▲中国的磷酸铁锂电池目前具有成本优势

        除此之外,磷酸铁锂电池还有一个关键的安全优势:如果其中一个电池出现故障,其产生的热量也远低于三元锂电池。在大多数热失控情况下(当电池内的温度开始加速时),磷酸铁锂电池只会冒烟并不会着火,因为它们更加稳定。

        2020年3月,比亚迪推出了刀片电池,整个电池更薄更轻,能量密度达到了140Wh/kg。一般来说,旧款的磷酸铁锂电池的能量密度为100Wh/kg,富镍三元锂电池的能量密度则超过200Wh/kg。可以说,这款刀片电池在推进磷酸铁锂电池能量密度方面已经迈出了不小的一步。

        在电池安全方面,中国的这些电池制造商们也不敢怠慢。比亚迪声称,刀片电池通过了诸如被挤压、弯曲、在炉中加热到300°C并过度充电260%的极端测试条件——这这些测试条件下,刀片电池均没有起火或爆炸。另一边比亚迪的劲敌宁德时代也将研发重点放在安全性上,使用航空级材料,开发更耐短路的高稳定性电池。

        除此之外,中国当局的政策引导也颇具前瞻性。2016年中国电动汽车动力电池白名单,进入名单的均为中国电池企业——此举有效压制了三星SDI和LG化学等韩国三元锂电池制造商。事实也证明了三元锂电池的安全性的确远不如磷酸铁锂电池——2018年至2020年,三元锂电池和磷酸铁锂电池所导致的电动汽车安全事故的比例约为60%和11%。

        据彭博新能源财经报道,今年磷酸铁锂电池的市场份额自2019年以来首次超过三元锂电池。电动汽车领头羊特斯拉将在Model 3标准续航版本全部配备磷酸铁锂电池——这也引得其他汽车制造商纷纷效仿。有分析人士预计,未来磷酸铁锂电池的市场占比将会进一步扩大。

      磷酸铁锂电池再次复兴,中国电池企业拔得头筹

        ▲预计磷酸铁锂电池将占据最大市场份额(图中蓝色部分为磷酸铁锂电池市场份额)

        三、污染倒逼市场转型 国内大力推动电动汽车

        中国电动汽车市场起步的契机是发展汽车制造业和其他重工业所产生的巨大的污染问题。

        北京在2009年成为全球最大的汽车市场后不久,就开始推行积极的减排计划——时任科技部部长,被称为中国电动汽车之父的万钢牵头推进了对污染排放严重的车辆进行严格的管控工作。

        2012年,中国国务院将电动汽车产业列为重点战略产业,在杭州等城市,消费者购买电动汽车最多可获得约20000美元(约合人民币12.74万元)的补贴。

        然而,到2015年整个行业的进展却停滞不前——市场上劣质的电池和电动汽车大行其道,补贴造假猖獗。到2016年,中国政府至少又花费了126亿元人民币用于新能源汽车补贴,还有数十亿来自省市级政府的配套资金。但随着原材料和新技术的成本不断增加,制造商们的利润率随之下降,而这样的产品消费者也并不买单。

        针对这种情况,当局开始采用胡萝卜加大棒的监管方式。一方面加大补贴力度,同时每年的市场监管要求也越发严格。

        在这种产业政策下,中国当局建成了汽车电池这一重要的供应链。据瑞银称,中国目前占全球电池正极、负极、隔膜和电解质市场的85%。

        中国通过对全球电池供应链的控制,大大降低了在中国运营的制造商的成本。例如,特斯拉通过在中国运营,能够将其汽车的购买价格降低30%以上。

        四、西方政府依赖市场调节 中国电池产业赢得先机

        目前在其他国家,新能源汽车的补贴主要集中在消费者身上,但对于制造商则几乎没有经济激励措施。同时,自由市场的当局并没有优先考虑电池安全和电池标准等关键问题,而是放任自由市场创新来解决这些问题。

        首先在技术上,自由市场的激励政策似乎也没有起到应有的作用。2019年,欧盟批准了32亿欧元(约合人民币230.44亿元)的国家援助以支持研发电动汽车技术,今年年初又砸了2.9欧元(约合人民币20.88亿元)。但当局只关注投入资金的数额,而非他们资助的技术或项目的类型。

        其次,扩大产业规模所需的庞大供应链和制造设施也被西方当局忽略了。因此,不少希望在电动市场领跑的车企只能自食其力扩大自己的供应链。丰田最近宣布对电池投资137亿美元(约合人民币837.48亿元);大众CEO迪斯也表示,受限于电池供应与工厂产能等因素,大众的电气化转型的压力正在逐渐增加;宝马也将电池的订单提高到超过200亿欧元(约合人民币1275.16亿元)。

        而韩国和日本,这两个最初拥有技术领先地位的国家,在电池成本方面暂时败下了阵来。于是现在越来越多的车企开始高度依赖中国电池供应链,并且转向磷酸铁锂电池的怀抱。

        结语:中国电池产业将在未来十年保持领先

        去年,中国工业和信息化部制定了旧电池组的安全标准。今年,中国已经开始规范电池的回收。随着电动汽车数量的增加,预计到 2022年将需要回收42万吨。

        虽然中国不是电池技术开拓者,也还没有拿出世界上最好的电动汽车,甚至还没有一个具有国际知名度的品牌,但它已经取得了稳步进展。

        在当局与中国电池制造私企的良性合作下,未来全球电池产业的十年,中国将会走在前列。

        车东西(公众号:chedongxi)

        作者 | 木米

        编辑 |Juice

      请登录之后再进行评论

      登录

      点击下载

    • 发布内容
    • 做任务
    • 实时动态
    • 偏好
    • 帖子间隔 侧栏位置: