钜大LARGE | 点击量：595次 | 2022年07月23日
三元材料渐成趋势 磷酸铁锂或将"黯然离场"？
在刚刚过去的"五一"劳动节中，北汽新能源在北京市场大有斩获，获得300多辆EV200纯电动汽车的订单。作为上市不到一年的EV200能有这样的市场，很大程度上是因为其搭载了北汽和韩国SK集团合资生产的三元材料锂电池。相比原来的E150EV，EV200不但在续驶里程上大有进步，车型的整体舒适性和电池的低温性能也大有进步。
同样换装三元锂电池的还有江淮iEV5，在今年上海车展上市的江淮iEV5是江淮乘用车第五代纯电动汽车，它搭载了来自天津力神的三元锂电池。江淮汽车乘用车营销公司副总经理张金汉表示，换装全新电池的iEV5拥有更长的续驶里程，相比搭载磷酸铁锂电池的上一代产品iEV4，iEV5更能符合消费者对续驶里程的要求。
三元锂电池征服市场的脚步似乎还未停止。从2015上海车展上不难发现，很多车企都将新产品搭载电池种类改用三元锂电池。长安汽车在自己的第一款商用化纯电动汽车逸动EV中采用了三元锂电池，中华汽车也为新车配备了三元锂电池，奇瑞一直在用三元锂电池。在我国品牌主流车企里，只有比亚迪和上汽荣威还在使用磷酸铁锂电池。
■整车厂"移情别恋"？
在锂电池当中，由于正负极容量的差异，正极材料往往是影响电池能量密度的瓶颈所在。因此，采用不同正极材料的锂电池之间，其特性也存在着或多或少的差别。常见的正极材料有以下几种：钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料锂电池。
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%
天津力神动力锂电池销售部的一位工作人员告诉记者，目前国内新能源汽车整车厂越来越青睐以三元材料作为正极材料的动力锂电池，传统的磷酸铁锂动力锂电池市场逐渐被蚕食。出现这种改变的原因，是消费者要更高的续驶里程，消费者在选择购买纯电动汽车时，首先要考虑的是汽车的续驶里程，因此厂商也就要电池有更高的能量密度。
另一方面，在今年初，科技部公布了《国家重点研发计划新能源汽车重点专项实行方法(征求意见稿)》,其中明确要求了2015年底轿车动力锂电池能量密度要达到200Wh/kg。而现阶段磷酸铁锂技术的单体电池能量密度仅为110~120Wh/kg，组合成电池包后，电池系统能量密度还不到90Wh/kg。三元锂电池的能量密度相比磷酸铁锂要高出50%，目前普遍在150~180Wh/kg。
三元锂电池的安全性曾经饱受质疑，不过随着技术的进步，三元锂电池的安全问题已得到改善和解决。北汽新能源副总经理王可峰表示，在搭载三元锂电池以后，北汽严把质量关，对汽车做了大量碰撞、穿刺等试验，完全保证装配三元锂电池的电动汽车的安全性。他告诉记者，目前的三元锂电池的结构更为稳定，制备也更为成熟。同时，三元锂电池应用了陶瓷隔膜，可以在电池内部短路时隔开短路源，从而明显提高了三元锂电池的安全性能。
目前，日韩两国在三元锂电池的规模化生产上占据很大先机，产品价格较低，质量较好。我国电池工业协会张旻昱博士告诉记者，韩国能生产出价廉物美的电池，重要是因为韩国把日本先进的电池技术做到最大程度的工业化。在电池制造方面，从设备生产线、工业化均一性管理、生产环境管理，韩国的电池厂商都严格把关，其中在电池生产厂房的温度、湿度和除尘控制上，韩国电池厂控制区间精细程度很高。
■三元锂还需规模化应用
我国电子科技集团公司第18研究所电池研究室主任肖成伟认为，三元材料锂电池是未来乘用车动力锂电池的主流产品，对电池系统设计应该从批量化的生产角度或者从规模化生产的角度考虑，尽可能做到标准化、规格化。"这是汽车厂要考虑的，也是整个行业要考虑的。"肖成伟说，"尽可能把单体电池做成统一标准、统一规格，外形尺寸保持一致，不但可以增强对汽车公司车型配套能力，还能大幅度降低电池生产的成本，可谓一举两得。"
在三元材料电池使用过程中，肖成伟最看重它的安全性。他表示，电池的比能量和安全性是相互矛盾的关系，此消彼长。每一个电池都有安全性问题，没有一类电池绝对安全，只不过安全性有高和低的差别。从电池系统的设计角度考虑，如热设计和结构设计等，可以通过BMS的管理，甚至通过整车的控制策略来提高安全性。从电池系统的设计，包括整车设计角度来保证它的安全性，至少在目前国内做电动汽车设计的时候，必须放在非常重要的位置考虑。
另外，肖成伟认为，三元材料锂电池循环寿命要进一步提高，磷酸铁锂循环寿命单体3000次或者5000次，三元材料也要和磷酸铁锂的循环寿命做竞争，从车企的角度来说希望尽可能提高它的循环寿命。但是他强调，由于三元材料锂电池的比能量往往比磷酸铁锂电池高出50%，所以也不必追求过高的循环寿命。因为过高的循环寿命会影响三元锂电池的安全性，在能保证续驶里程的情况下，三元锂电池拥有2000次循环寿命基本满足消费者需求。
肖成伟最后表示，目前采用三元材料锂电池是整车厂现在应用和关注的重点，是今后一段时间实现规模化应用的产品。当然磷酸铁锂在某些车型里面也会用，比如应用在对体积和重量要求不是很严格的商用车中。但是由于三元材料锂电池相比磷酸铁锂电池更便宜（编者注：电池材料上磷酸铁锂更便宜，但是因为三元锂电池比能量高，成品电池三元锂更便宜），在未来有很大发展，尤其在低速电动汽车上，可能会取代铅酸电池。
■磷酸铁锂仍有"自信"
尽管三元锂电池有"大行其道"的趋势，但是锂电池市场格局目前仍以磷酸铁锂电池为主。从市场用量、技术的成熟度等方面看，磷酸铁锂电池具有稳定性高、安全可靠、价格便宜、技术成熟等特点。我国科学院物理研究所研究员黄学杰表示，涉及国内磷酸铁锂动力锂电池的生产公司多达100多家，而在现有的国内新能源汽车动力锂电池供应环节中，磷酸铁锂动力锂电池几乎占据着商用车整个市场。
但是由于磷酸铁锂电池理论能量密度提升空间有限，最大为150Wh/kg。比亚迪一直以来坚持磷酸铁锂电池路线，电池单体能量密度达到130Wh/kg以上，基本接近理论极限，据了解，比亚迪公司也在积极开发能量密度更高的磷酸铁锰锂材料新型动力锂电池。有关未来电池的选择，比亚迪总裁王传福表示不排除选用其他材料的电池作为比亚迪汽车的动力锂电池。现在比亚迪已经把磷酸铁锂电池的成本降到很低，积累了很多工业化相关相关经验，因为三元锂电池的比能量比较高，公司有关电池的选择上正在论证。另外，磷酸铁锂电池更多还将用在商用车上，尤其是城市公交车和大巴车上。
而据记者了解，很多新能源车企还将保留一部分搭载磷酸铁锂电池的纯电动汽车的生产量力。王可峰表示，北汽新能源将根据消费者的需求，生产适合市场的产品，因为搭载磷酸铁锂电池的电动汽车便宜，尽管续驶里程有限，但是还有一定市场，未来北汽还会生产。张金汉告诉记者，江淮新能源乘用车今年计划销售1万辆，包括iEV4和iEV5，因为消费者的需求不同，iEV4并不会停产。
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