三元锂电池为何成市场主流？ 比亚迪或掀起磷酸铁锂热潮

3月29日，比亚迪发布了新一代磷酸铁锂电池“刀片电池”。比亚迪集团副总裁兼弗迪电池董事长何龙透露：“几乎所有汽车品牌，都在与比亚迪探讨基于‘刀片电池’技术的合作方案。”

更有业内人士表示，“刀片电池”就是比亚迪之刀，将重新“切割”动力电池的市场格局。

三元锂电池为何成市场主流

在比亚迪刀片电池发布之前，三元锂电池才是动力电池市场的主流选择，不管是装机量，还是市场份额，都在逐年扩大。

相关资料显示，2016年三元锂电池的装机量为6．3GWh，市场份额为22．6％；至2019年，三元锂电池的装机量达38．5GWh，市场份额也攀升至61．7％。与此同时，磷酸铁锂的市场占比却逐渐年下滑，2016年磷酸铁锂的装机量为20．3GWh，市场份额为72．7％；2019年磷酸铁锂的装机量为20GWh，市场需求量变化不大，但是市场份额却跌至32％。

造成三元锂电池与磷酸铁锂的市场份额对调的关键因素在于，政府补贴在过去今年不断向高续航高能量密度的车型倾向。

根据新能源汽车补贴标准，2017年，续航里程超过100公里的电动汽车就可以享受国家补贴；2018年，续航里程超过150公里的电动汽车才能享受到国家补贴；进入2019年，享受国家补贴的门槛提升至250公里。

与此同时，乘用车上留给电池的空间终究有限，装载的电池越多、能量密度越高，才有可能满足政府补贴标准。在能量密度方面，磷酸铁锂电池单体能量密度通常在90－120Wh／kg之间，而三元锂电池单体能量密度可以达到200Wh／kg左右，可见三元锂电池的能量密度优势较为明显。同时，磷酸铁锂电池振实密度仅0．7－1．4g／cm3，远低于三元材料的2．2－2．8g／cm3，导致体积比能量密度弱势明显。

市场方向错了？

但是，比亚迪却并不认可三元电池成为市场主流发展方向。在比亚迪“刀片电池”发布会上，王传福称：“我相信，‘刀片电池’将倒逼整个新能源汽车行业做出改变，让行业进入良性发展的快车道。”

尽管三元电池拥有能量密度高等优势，但是在性价比、安全性等方面却难以与磷酸铁锂电池相比。

在性价比方面，磷酸铁锂电池核心优势则在于价格低廉，由于磷酸铁锂正极材料不含钴等稀有金属，相比三元材料成本优势明显，以2019年底的市场行情来算，磷酸铁锂正极材料价格仅4．3万元／吨，而三元523正极价格为13．8万元／吨，三元811正极价格高于18万。

2015至2018年间，钴的价格上涨了两倍，最高时价格一度到达8万美元／吨，是三元锂电池中最贵的材料。欧盟联合研究中心（JRC）报告指出，预计2030年需求缺口或将超过6．4万吨。

在实验条件下，磷酸铁锂电池循环5000次后，剩余容量为84％，三元锂电池循环3900次后，剩余容量只剩下66％，相比之下，磷酸铁锂电池的循环寿命要远远大于三元锂电池。

在安全性方面，三元锂电池正极材料的分解温度在200℃左右，磷酸铁锂电池正极材料的分解温度在700℃左右，短路的磷酸铁锂电池单体，基本不会出现着火的情况，三元锂电池则不然。

比亚迪认为，安全才是动力电池最核心的因素。王传福表示：“刀片电池最大的特点就是安全，将引领全球动力电池技术路线重回正道，“把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。”

在比亚迪公布的对三种电池进行针刺实验中，在同样的测试条件下，三元锂电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化，表面温度迅速超过500℃，并发生极端的热失控——剧烈燃烧现象，；传统块状磷酸铁锂电池在被穿刺后无明火，有烟，表面温度达到了200℃～400℃；“刀片电池”在穿透后无明火，无烟，电池表面的温度仅有30℃－60℃左右。

宁德时代、国轩高科再跟进

除了比亚迪，宁德时代也对电池技术进行深度开发。日前，特斯拉方面曾传出消息，在国产Model3上使用宁德时代CTp无模组动力电池包技术。

资料显示，CTp，其全称为CellTopack。CTp技术最直接的作用就是提升电池包的能量密度，进而提升续航能力。由于磷酸铁锂电池能量密度低主要受制于磷酸铁三种材料的电化学特性，短时间是没有办法在技术上实现突破，所以宁德时代通过改变pACK形式来提升能量密度。

此前有消息称，宁德时代为大众汽车提供的CTp磷酸铁锂电池的电池包，能量密度已经达到了160Wh／kg。这样的数据基本上可以满足特斯拉国产车型标准续航升级版的续航要求，同时也能达到国家新能源补贴政策的最低标准。

当然，除了成本更低外，磷酸铁锂电池的另一个特性就是电池稳定性好，安全性更高，且寿命也更长。但不可忽略的劣势除了能量密度低外，LFp电池在低温情况下性能表现会明显逊色于三元锂电池。还有就是特斯拉一直强调的超充技术，目前也无法确定其是否可以在LFp电池上得以延续。

此外，国轩高科也在研发新型工艺。今年2月底，国轩高科方面表示，通过对pACK工艺技术改进以及电池包设计优化，国轩高科磷酸铁锂电池单体能量密度实验阶段已突破200Wh／kg