磷酸鐵鋰的反殺？
發(fā)布時(shí)間：2020-04-04 來(lái)源：中國(guó)無(wú)機(jī)鹽工業(yè)協(xié)會(huì) 分享到：
受益于下游新能源汽車(chē)發(fā)展，作為主要中游產(chǎn)業(yè)，動(dòng)力電池也隨之進(jìn)入爆發(fā)期，全球動(dòng)力電池出貨量8年增長(zhǎng)超過(guò)百倍，由2011年的1.08GWh上升至2019年的116.6GWh。
年初以來(lái)，資本市場(chǎng)連續(xù)出現(xiàn)CTP技術(shù)、刀片電池、特斯拉無(wú)鈷電池技術(shù)等多個(gè)與動(dòng)力電池相關(guān)的新聞熱點(diǎn)，引發(fā)業(yè)界和投資者對(duì)2020年及未來(lái)電池技術(shù)路線的無(wú)限遐想。數(shù)據(jù)顯示，一臺(tái)新能源汽車(chē)中電池系統(tǒng)成本占到30%~40%，可以說(shuō)電池是新能源汽車(chē)時(shí)代最重要最核心的配件。
從全球范圍來(lái)看，目前動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展尚未達(dá)成共識(shí)，各國(guó)和地區(qū)各個(gè)技術(shù)路線均有涉及，包括鋰離子電池、全固態(tài)電池等。其中，鋰離子電池因?yàn)槟芰棵芏雀吆脱h(huán)使用壽命長(zhǎng)，成為電動(dòng)汽車(chē)乃至大多數(shù)電子產(chǎn)品的常用電池。 事實(shí)上，鋰離子電池由正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液四個(gè)部分組成，其中正極材料成本達(dá)到30%-40%，是當(dāng)前提升電池性能的關(guān)鍵。根據(jù)使用材料不同分為鎳鈷鋁、鎳鈷錳、磷酸鐵鋰、鈦酸鋰、錳酸鋰和鈷酸鋰等六種，其中，前兩種又被稱(chēng)為三元鋰電池。
從性能指標(biāo)來(lái)看，動(dòng)力電池性能指標(biāo)主要有儲(chǔ)能密度、循環(huán)壽命、充電速度、抗高低溫和安全性五個(gè)維度。根據(jù)麥肯錫2016年進(jìn)行的一項(xiàng)電動(dòng)車(chē)消費(fèi)者習(xí)慣調(diào)查顯示，中美德三國(guó)消費(fèi)者對(duì)于電動(dòng)車(chē)的疑慮依次是產(chǎn)品價(jià)格、續(xù)航里程、充電便利性、車(chē)型/品牌。 綜合分析來(lái)看，汽車(chē)電動(dòng)化的必要條件就是在滿(mǎn)足安全性的前提下，以能夠接受的成本緩解消費(fèi)者的續(xù)航里程焦慮。也就是說(shuō)，儲(chǔ)能密度和安全性是動(dòng)力電池的兩大剛需。其中，鈦酸鋰電池和錳酸鋰電池因?yàn)閮?chǔ)能密度太低而被拋棄，鈷酸鋰則因安全性太差而被棄用，這就導(dǎo)致三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池成為新能源汽車(chē)兩個(gè)主流的電池技術(shù)路線，分別被應(yīng)用于乘用車(chē)市場(chǎng)和客車(chē)市場(chǎng)。 根據(jù)中國(guó)汽車(chē)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2020年1-2月，我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)量累計(jì)1.7GWh，同比下降85.1%。其中三元鋰電池產(chǎn)量累計(jì)0.83GWh，占總產(chǎn)量47.9%；磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量累計(jì)0.89GWh，占總產(chǎn)量51.6%。磷酸鐵鋰電池累計(jì)產(chǎn)量不僅反超三元鋰電池，還超過(guò)了除磷酸鐵鋰電池之外所有電池類(lèi)型的總和。 但從動(dòng)力電池裝機(jī)量來(lái)看，三元鋰電池仍是主流。1-2月三元鋰電池累計(jì)裝機(jī)量2.1GWh，占比為72.4%；磷酸鐵鋰電池裝機(jī)量0.8GWh，占比為27.6%。按材料類(lèi)型劃分的動(dòng)力電池2020年1~2月
從技術(shù)角度而言，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池各有千秋，不存在絕對(duì)的好壞。具體來(lái)看，在儲(chǔ)能密度上，根據(jù)2020年1月14日工信部發(fā)布的《新能源汽車(chē)推廣應(yīng)用推薦車(chē)型目錄（2020年第1批）》顯示，純電動(dòng)乘用車(chē)使用的三元鋰電池系統(tǒng)的能量密度基本在160Wh/kg及以上，最高達(dá)191Wh/kg，而大部分的純電動(dòng)客車(chē)使用的磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)的能量密度集中在140Wh/kg及以上，最高為161.27Wh/kg。從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，各國(guó)和地區(qū)普遍計(jì)劃到2030年單體能量密度達(dá)500Wh/kg。在循環(huán)壽命上，磷酸鐵鋰電池要優(yōu)于三元鋰電池。磷酸鐵鋰電池充放電循環(huán)次數(shù)大于3500次后才會(huì)開(kāi)始衰減，也就是說(shuō)其使用壽命可長(zhǎng)達(dá)十年左右，而三元鋰電池的充放電循環(huán)次數(shù)則僅為2000次，意味著其使用壽命約為6年。當(dāng)然，決定動(dòng)力鋰離子電池使用壽命的因素有很多，包括體系本身的特性，以及制造工藝、使用工況等。優(yōu)質(zhì)的電池體系，外加科學(xué)的管理系統(tǒng)，可以在一定程度上延長(zhǎng)使用壽命。在抗低溫上，與磷酸鐵鋰電池低溫下限值零下20度相比，三元鋰電池低溫使用下限值為零下30度更有優(yōu)勢(shì)。同時(shí)在相同低溫條件下，三元鋰電池冬季衰減不到15%，而磷酸鐵鋰電池衰減高達(dá)30%以上。 在成本上，磷酸鐵鋰電池的正極材料不含鈷等貴重元素，原料價(jià)格低且磷、鐵等資源豐富，不會(huì)存在供料問(wèn)題；而三元鋰電池的正極材料使用鎳、鈷等金屬，其價(jià)格相對(duì)較高，且易受到鈷、鎳原料價(jià)格波動(dòng)影響。當(dāng)然隨著電池技術(shù)的逐步成熟，三元鋰電池成本也在逐漸下降。 綜上所述，三元鋰電池的優(yōu)勢(shì)在于儲(chǔ)能密度高，抗低溫，而磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢(shì)則在于循環(huán)壽命長(zhǎng)，成本低。盡管在材料和電池設(shè)計(jì)方面，鋰電池生產(chǎn)成本下降的路徑非常清晰，但在安全性與過(guò)程能力的雙重約束下，推行降本工藝都以技術(shù)進(jìn)步為前提。 據(jù)外媒報(bào)道，韓國(guó)科學(xué)技術(shù)研究院（KIST）儲(chǔ)能研究中心的Hun-GiJung博士及其研究團(tuán)隊(duì)宣布，已開(kāi)發(fā)出新型硅負(fù)極材料。與石墨負(fù)極材料相比，采用這種材料的電池可將容量提升4倍，并且支持快速充電，在5分鐘之內(nèi)充電至80%以上。若用在電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電池上，預(yù)計(jì)汽車(chē)的續(xù)航里程或?qū)⒃黾右槐兑陨稀?/span> 對(duì)于車(chē)企而言，其對(duì)于電池的選擇要從駕駛安全，續(xù)航里程，成本等多方面進(jìn)行考慮，適合自己的才最重要。然而，在新能源車(chē)整體補(bǔ)貼退坡路徑已經(jīng)明確的情況下，如何降本以保持盈利能力成為行業(yè)首要問(wèn)題。因此，對(duì)于那些成本變化更為敏感的車(chē)型來(lái)說(shuō)，磷酸鐵鋰的成本優(yōu)勢(shì)可能會(huì)更加突出。但從續(xù)航角度來(lái)看，高端市場(chǎng)中三元電池仍是頭號(hào)選擇。如目前特斯拉Model3長(zhǎng)續(xù)航版仍然采用三元鋰電池。 此外，對(duì)于電池廠商而言，還需要防范技術(shù)在固態(tài)電池、鋰硫電池、鋰-空氣電池等低成本新技術(shù)路線出現(xiàn)突破，這或?qū)?duì)現(xiàn)有格局產(chǎn)生較大沖擊。2019年國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池裝機(jī)量top10廠商一覽
轉(zhuǎn)自：電池材料
關(guān)于2019年的報(bào)告：
未來(lái)五年鋰電池三元正極材料需求超過(guò)30%
