钜大LARGE | 点击量：550次 | 2022年01月20日
磷酸铁充电锂电池卷土重来 和三元材料未来或将并行发展
一段时间以来，电动汽车发生的多起自燃事故，令人们对电动汽车动力锂电池的质量忧心忡忡。因此，有关动力锂电池的一举一动，都吸引着众人的目光。
近日，工信部2019年第八批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》（以下简称《目录》）公布，其中有5款车型选装了磷酸铁锂离子电池，包括奇瑞新能源新款车型小蚂蚁，其将现款车型所使用的三元锂离子电池更换为磷酸铁锂离子电池。事实上，在补贴退坡、电动汽车存安全隐忧的背景下，一些车企又重新瞄准了磷酸铁锂离子电池。
"这是车企在综合安全、性能、成本、市场等多种因素后作出的选择，虽然磷酸铁锂离子电池和三元锂离子电池在一些参数上互有参差，但随着一些动力锂电池公司技术的进步，磷酸铁锂离子电池的优势正日益显现。"湖南大学材料科学和工程学院教授黄宏文在接受记者采访时表示。
磷酸铁锂离子电池占比提升
从市场来看，目前磷酸铁锂离子电池成本低于三元锂离子电池，像小蚂蚁这样的A00级微型电动汽车，采用磷酸铁锂离子电池重要出于性价比考虑。在奇瑞之前，江淮新能源已经开始为旗下iEV6E车型搭载磷酸铁锂离子电池，并且同款产品还包括搭载三元锂离子电池的高续驶里程版本。在A00级电动汽车中，除了奇瑞小蚂蚁和江淮iEV6E之外，上汽通用五菱的宝骏E100和E200也分别采用了三元锂离子电池和磷酸铁锂离子电池，这也在工信部公布的2019年第7批《目录》中得到了证实。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
此外，从2019年工信部已经公布的数批《目录》来看，磷酸铁锂离子电池配套装车占比也在逐步提升。今年第一批《目录》中，配套选装磷酸铁锂离子电池的车型有73款，占比50％；在今年第二批《目录》中，配套选装磷酸铁锂离子电池的车型有49款，占比达58.3％。
在今年第三批《目录》中，配套选装磷酸铁锂离子电池的车型有164款，占比61.9％；在今年第四批《目录》中，配套选装磷酸铁锂离子电池的车型有244款、占比达到69.7％。不难发现，第四批《目录》的占比竟然高达近七成，仅此四批累计车型就多达530款。因此，今年第八批《目录》中的车型有所减少，是因为一些使用磷酸铁锂离子电池的车型已经基本完成选装，进入了一个相对稳定的时期。
"越来越多的车企、车型选用磷酸铁锂离子电池，是因为其安全性能相对较好，这也在一定程度上反映了市场的安全需求。"北京大学化学和分子工程学院教授、新能源材料和技术实验室主任其鲁在接受记者采访时认为。
两种电池孰优孰劣
其实，除了奇瑞、江淮之外，还有些车企也在瞄准磷酸铁锂离子电池。其中，既造车也生产动力锂电池的比亚迪，其动作值得关注。
日前，比亚迪透露，将于2020年五月推出全新一代磷酸铁锂离子电池，体积比能量密度将提升50％，寿命长达8年，成本还可以节约30％。
据介绍，比亚迪之所以看重磷酸铁锂离子电池，是因为磷酸铁锂离子电池固有的优势，即稳定性高、价格相对便宜。然而，目前磷酸铁锂离子电池的能量密度仍然不及三元锂离子电池。作为磷酸铁锂离子电池领域的龙头之一，比亚迪一直在努力突破其能量密度的天花板。2018年，比亚迪曾表示磷酸铁锂离子电池单体能量密度可达到165Wh/kg，包体140Wh/kg。未来两年，其规划将磷酸铁锂离子电池的单体能量密度提升至180Wh/kg以上，包体提升至160Wh/kg。
从市场角度看，磷酸铁锂离子电池的应用和新能源汽车补贴密切相关。2017年以前，磷酸铁锂离子电池在新能源汽车领域的装机量占比高达70％，在新能源汽车补贴向高能量密度和长续驶车型倾斜后，磷酸铁锂离子电池的市场占比逐渐下降，进入今年后市场份额下降至39％。但今年恰是一个转折点，随着新能源汽车补贴退坡力度越来越大，鉴于降低成本等压力，车企也在把目光重新转向成本更低的磷酸铁锂离子电池。
数据显示，2019年磷酸铁锂离子电池电芯的市场报价已降至0.7元/Wh以下，三元电池电芯的报价则在0.9元/Wh左右徘徊，两者差距开始扩大。伴随着2021年新能源汽车补贴将全面退出，磷酸铁锂离子电池的价格优势将不断凸显。汽车行业分析师钟师表示，假如一款纯电动汽车从三元锂离子电池换成磷酸铁锂离子电池，新能源汽车补贴退坡后补贴虽减少约2000元，但电池成本可节约1.2万元。
除了成本，还有安全因素。从材料特性上看，磷酸铁锂离子电池的热失控温度一般在500℃以上，而三元锂离子电池的临界点则低于300℃，一些高镍三元锂离子电池更是低至200℃。
据介绍，随着磷酸铁锂离子电池技术的进步、能量密度的提高，将有可能打破其原有续驶里程瓶颈，其三大优势将更为突出，一是安全性能突出；二是循环充电次数可达到3500次，几乎是三元锂离子电池2000次的近2倍，这将大大降低用户更换电池的成本；三是电池制造无需贵金属材料，尤其是不会用稀有金属钴，这让其制造成本趋于低廉，将大大降低用户购车成本。这些优势，在新能源汽车补贴取消后更为凸显。
当然，磷酸铁锂离子电池和三元锂离子电池相比，目前还有明显的缺点，除了能量密度外，抗低温能力也较差，这将制约磷酸铁锂离子电池在北方市场的使用。在气温低于﹣10℃的低温条件下，磷酸铁锂离子电池衰减得非常快，经过不到100次充放电循环，电池容量将下降到初始容量的20％。而三元锂离子电池的低温性能优异，即使在﹣30℃条件下，仍可保持正常电池容量，更适应北方低温地区的使用条件。
未来或将并行发展
日前公布的《动力锂电池蓝皮书》（2019）指出，纯电动乘用车绝大多数采用三元电池，随着产销量的占比新增，三元锂离子电池已占据主流市场。2018年电动乘用车在市场上表现强势，三元锂离子电池的总配套量首次年度超过磷酸铁锂离子电池，占据市场头把交椅，市场份额占比达到58％。而磷酸铁锂离子电池市场份额占比39％，重要应用于客车市场。
总体来看，目前大多数公司发力点还是集中在三元锂离子电池上，如CATL、比克电池、亿纬锂能、远东福斯特等动力锂电池公司均发力三元锂离子电池产品。日本松下、韩国LG化学、三星SDI等动力锂电池公司也多采用三元锂离子电池的技术路线。
而关于磷酸铁锂离子电池，行业人士指出，能量密度是磷酸铁锂离子电池的最大挑战。从现阶段看，它在能量密度上无法像三元电池相同向高镍化发展，这一特性让磷酸铁锂离子电池局限在特定应用上，目前，磷酸铁锂离子电池在市场上重要应用在商用车上。
不过，在新能源汽车财政补贴稳步退坡的形势下，在新能源汽车强调高质量、低成本发展的背景下，动力锂电池产业发展正面对日益严峻的市场竞争和挑战，未来，磷酸铁锂离子电池和三元电池将呈现怎么样的发展格局将备受关注。
随着财政补贴逐渐退坡，2018年发展并不占优的磷酸铁锂离子电池已有反攻之势。除了新能源公交车，磷酸铁锂离子电池的应用范围正在扩大，如江淮就瞄准了可应用磷酸铁锂离子电池的低续驶乘用车市场。在江淮看来，从长远来看，我国电动汽车市场不只集中在一二线城市，关于三四线城市甚至乡镇的消费者来说，主打长续驶特性的三元电池产品并不适合其通勤路程短的使用特点，相反，价格低、寿命长的磷酸铁锂离子电池更具竞争力。
行业人士认为，未来两类电池或将同步发展。"随着技术的进步，假如能各自扬长避短，磷酸铁锂离子电池和三元锂离子电池都能找到适合自己的市场，是最好的选择。"钟师认为，这是发展新能源汽车不可或缺的重要基础。
