本文目录一览:
- 1、三元锂电池寿命短为什么还卖那么贵
- 2、宁德时代比亚迪隔空斗法背后:三元锂真要玩完了?
- 3、本人从事锂电池制造行业,国内锂电池发展的前景在哪里?
- 4、什么是三元锂电池
- 5、磷酸铁锂和三元锂电池谁更有潜力?未来动力电池的主流是什么?
三元锂电池寿命短为什么还卖那么贵
因为从能量密度角度来说,三元锂电池比磷酸铁锂、锰酸锂或者钛酸锂具有绝对优势,相关厂商更青睐。
大部分纯电动汽车和插混汽车都在使用三元锂电池,这种电池的能量密度更高,重量更轻,是非常适合家用汽车使用的。三元锂电池是未来电池的发展趋势。
三元聚合物锂电池是指正极材料使用锂镍钴锰或者镍钴铝酸锂的三元正极材料的锂电池,锂离子电池的正极材料有很多种,主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。多元材料因具有综合性能和成本的双重优势日益被行业所关注和认同,逐步超越磷酸铁锂和锰酸锂成为主流的技术路线。
宁德时代比亚迪隔空斗法背后:三元锂真要玩完了?
电动 汽车 上普遍搭载的三元锂电池,要被淘汰了?
5月12日,工信部连发三道加急文书,颁布了一系列电动 汽车 强制标准,其中就包括一条“要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间”。
这一条规定对目前使用最广泛的三元锂电池来说,可谓是重大打击。
从此前发生的一些自燃事件来看,车用三元锂电池在发生热失控后,很快就燃起大火,并不符合上述5分钟不起火的规定。
三元锂电池正极材料中镍元素的含量进行提升能够使大大提升电池的能量密度,这也可以为电动车带来更长的续航里程,但镍元素提升之后,电池更容易出现热失控。
与磷酸铁电池相比,在特殊发生热失控后(比如针刺实验),三元锂电池内部的材料会发生分解,并随着发生爆炸。而磷酸铁电池则能保持稳定。
政策之外,三元锂电池还面临竞争对手——磷酸铁电池的新一轮打击。
比亚迪推出的刀片电池,用新的封装方式,大幅提升了能量密度补上了自己的短板,再加上自身拥有更好的安全性和成本优势,迅速崛起。
比亚迪的旗舰电动车——汉,就搭载了刀片电池上市。而特斯拉,也为国产Model 3换上了磷酸铁电池。
新标准和新产品的出现,引起了业内的激烈争论。三元锂电池和磷酸铁电池各自的代表,宁德时代和比亚迪就为这事儿隔空“吵了起来。”
比亚迪在刀片电池发布会上放出针刺实验的结果后,巨头宁德时代表示,电池安全和电池滥用测试是两回事,但有些人把通过滥用测试等同于电池安全。
但随后,比亚迪则强硬回复称“不服?那也来扎一下吧!”。
那么三元锂电池到底能不够通过这个标准?三元锂和磷酸铁到底有何技术差异?三元锂电池是不是真的要被淘汰了呢?从业内专家的评论和各大企业的实际做法来看,其实已经有了答案。
近两个月来已经发生多起电动 汽车 着火的事故,为此,5月12日,工信部连发三道加急文书,颁布了一系列电动 汽车 强制标准,其中就包括一条“要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间”。
▲工信部颁布了一系列电动 汽车 强制标准
这条强制标准也被认为是针对三元锂电池的,从之前发生的自燃现象来看,多款搭载了三元锂电池的电动车从自燃到着火也就在几十秒内。
比亚迪作为资深的磷酸铁锂电池玩家,在磷酸铁锂电池方面有了比较深的研究,3月份曾发布了刀片电池。在发布会现场,比亚迪副董事长何龙表示:“几乎所有你能想到的电动 汽车 品牌都在和我们探讨合作。”
比亚迪总裁王传福在刀片电池的发布上表示,在国内的新能源乘用车领域,多个企业间存在续航攀比的现象,而提升续航的主要方法就是提升动力电池的能量密度,这就导致了电池行业的发展跑偏了。
车企普遍选择了能量密度更高的三元锂电池,并且还在持续增加电池的能量密度,这就导致了电动 汽车 的自燃事频频发生。
随后比亚迪还放了刀片电池和三元锂电池在针刺实验下的不同结果,结果显示,三元锂电池在针刺实验下很快就爆炸了,表面温度超过500摄氏度。
这也被外界视为比亚迪向宁德时代发起的挑战,之后宁德时代的董事长曾毓群亲自回应称:“电池安全和电池滥用测试是两回事,但有些人把通过滥用测试等同于电池安全。”
之后,比亚迪销售副总经理李云飞在微博上发文称:“不服?那也来扎一下吧!”,这一回应算是将两者之间的暗战提升到了明战的状态。
▲比亚迪销售副总经理李云飞微博回应
5月22日,宁德时代发布了一则视频,视频显示,在进行针刺实验时,钢针并没有穿过电池包,而且还被电池外包装的钢板折断了。
但视频发出后,也引起了部分网友的不满,有网友认为,针刺实验的本质是为了模拟电池短路,而不是刺进或刺不进,还有人称宁德时代掌握了电池外壳的核心技术。
▲网友对宁德时代视频的调侃
既然目的没达到,5月23日晚上,宁德时代又放出了一则视频,视频中,宁德时代的5系和8系三元锂电池都成功通过了针刺测试,这两款电池在针刺和静止1小时后,电池未出现剧烈的升温和爆炸现象。
在视频的最后,宁德时代表示:“宁德时代早在2017年就已经掌握了三元电芯通过针刺测验的技术,但是为什么没有推广?通过针刺测验=电池安全吗?”
目前,李云飞又回应称未发生短路的话针刺测试就已经失败了,而宁德时代方面还有消息传出说要放出第三则视频,国内动力电池行业的两个巨头之间的争论还将继续。
但搭载了三元锂电池的电动 汽车 屡屡发生自燃,磷酸铁锂电池和政策的一步步打压也都让三元锂电池处在风口浪尖,那么为什么会出现这样的情况呢?
要想搞明白三元锂电池现在处境的原因,还需要从三元锂电池的自身来说起。
安全性不强是目前三元锂电池最显著的问题,由于NCM电池的用户比较多,我们主要来看一下这种电池,根据镍与钴、锰元素比例的不同,NCM电池又可以分为两类,一类是镍锰等量型,另一类是镍锰不等量型。
如NCM424和NCM111就是典型的镍锰等量型电池,但随着车企对电动车续航能力要求的提升,三元锂电池的能量密度不断推高,高镍路线也不断明确。
所以以NCM523、NCM622和NCM811为代表的高镍型三元锂电池是目前电池厂的主流路线。由于提升镍元素可以让电池具备更高的容量,所以现在电池厂都已经在生产容量最高的NCM811电池了。
▲宁德时代动力电池
而在8系三元锂电池之后,镍元素含量超过90%的9系三元锂电池正在蓄势待发。据高工锂电报道,知名锂电材料供应商格林美目前已经完成了镍元素摩尔比例分别达到90%、92%、95%的Ni90、Ni92、Ni95等三元前驱体材料的研发与量产。
但凡事都有正反两面,随着能量密度的不断提升,电池的安全隐患也在与日俱增。
有研究表明,随着三元锂电池正极材料中镍元素的富集,电池的容量保持能力与热稳定性出现了下滑。
当NCM三元锂电池正极的镍含量超过60%,NCA三元锂电池正极的镍含量超过80%,在经过一定次数的循环后,电池正极材料中的微裂纹显著增加,电极阻抗增大,正极开始向电芯中析出大量的氧气。而且在电池温度达到250摄氏度~350摄氏度时,三元锂电池内部的化学成分就会发生分解。
这一现象会造成两个后果,一是由于微裂纹增加,电池的寿命会受到影响;二是由于氧气的出现容易导致电池热失控的产生,而热失控则会引发电池起火爆炸。
而磷酸铁锂电池则是采用了磷酸铁锂作为电池的正极材料,磷酸铁锂晶体中的P-O键难以分解,就算是在非常高的温度或者过充的时候也不会结构崩坏,当电池的温度处在500摄氏度~600摄氏度的高温时,其内部的化学成分才开始分解。
正是这一特性才使得磷酸铁锂电池的使用寿命会更长,而就算发生了热失控的现象,磷酸铁锂电池也不会像三元锂电池那般容易着火。
▲比亚迪刀片电池和其他电池的针刺测试结果对比
即使发生了着火现象,磷酸铁锂电池也更容易处理,磷酸铁锂电池的燃烧需要外部提供氧气,一旦切断了氧气,火就可以熄灭,所以常规的灭火方法都可以灭火。
而三元锂电池着火后,电池内部还会持续发热,用普通的干粉灭火器能将明火灭掉,但并不能降低内部温度,可能会导致二次燃烧,因而只能用水持续降温灭火,这也会增加灭火的难度。
此外,三元锂电池的成本居高不下也是一个缺点。三元锂电池就是正极材料中采用了镍钴锰或镍钴铝等金属元素的电池,目前国内用的比较多的是镍钴锰(即NCM)电池,而特斯拉采用的则是镍钴铝(即NCA)电池。
▲Model 3
但无论是NCM电池还是NCA电池,都脱不开对钴元素的使用,钴是一种稀缺金属,产量少且分布不均,美国地质勘探局数据显示,全球陆地钴资源的储量约为700万吨,其中刚果(金)的储量占比为52%、澳大利亚储量占比为17%,古巴的储量占比为7%,其他国家的储量则非常低。
正是对钴金属的需求才导致三元锂电池的成本居高不下,据公开资料显示,目前三元锂电池的度电成成本在1000元左右,而磷酸铁锂电池的度电成本可以控制在600元内。
综合来看,三元锂电池的优缺点都很明显,较高的能量密度能够为电动 汽车 提供更长的续航里程,但安全性差也是悬在空中的一把利剑,对于 汽车 来说,安全性又是重中之重,因而三元锂电池受到打压就不奇怪了。
虽然三元锂电池存在安全问题,但是因为其能量密度高,很多车企仍然选择这种电池,但比亚迪的刀片电池基本上解决了能量密度的问题,又拥有更高的安全性,使得磷酸铁锂的市场占有情况也发生了一些变化。
目前,国内的磷酸铁锂电池的装机量开始上升,甚至特斯拉、比亚迪的王牌车型,也开始从三元锂电池换装为磷酸铁锂电池了。
今年3月29日,比亚迪正式发布了刀片电池,并且还表示这款电池将会首先搭载到比亚迪汉上,在采用了刀片电池后,比亚迪汉的NEDC续航里程将超过600公里。
而在2015年,比亚迪推出的宋DM车上也采用了三元锂电池,2017年推出的秦EV和e5车型也采用了三元锂电池,这说明比亚迪也曾在技术路线上进行过纠结。
而现在,比亚迪汉EV、比亚迪宋Plus等旗舰车型都将采用刀片电池,这也可以看出比亚迪坚定了继续走磷酸铁锂电池的道路。
▲比亚迪汉EV
在刀片电池的发布会现场,比亚迪副总裁何龙表示:“几乎你能想到的所有 汽车 品牌,都在和我们探讨基于刀片电池技术的合作方案,相信大家很快就能看到、听到刀片电池更多精彩的消息。”
除了比亚迪,全球第一大的电动 汽车 生产商也将要采用磷酸铁锂电池了。
5月22日,工信部发布了第333批《道路机动车辆生产企业及产品》,其中再次出现了特斯拉Model 3,从申报的信息来看,这款Model 3的电池换成了磷酸铁锂电池。
▲国产Model 3采用了磷酸铁锂电池
据了解,特斯拉的磷酸铁锂电池将会由宁德时代提供,有媒体报道称宁德时代的磷酸铁锂模组度电成本已经降到了500元以内,电池组的成本将会在600元以下。而此前特斯拉所用的高镍三元锂电池度电成本在1000元左右。这样一来,国产Model 3的价格有望进一步下降。
目前,特斯拉的全球销量已经超过了100万辆,而比亚迪电动 汽车 的全球销量也快接近100万辆了,这两家企业是世界上最大的两个电动 汽车 生产商,他们都采用了磷酸铁锂电池,这对于其他车企的影响将会是巨大的,在未来可能会有更多的车企选择磷酸铁锂电池。
正是由于这些原因的影响,目前磷酸铁锂电池的装机量也在稳步提升。中国 汽车 动力电池产业创新联盟公布的数据显示,2020年4月份,国内三元电池装机量约2.6GWh,占比为73.2%,环比增长17.8%。磷酸铁锂电池的装机量为0.9GWh,占比25.8%,环比增长74.1%
虽然目前磷酸铁锂电池的销量提升主要跟商用车产销的增长分不开,但随着国产Model 3、比亚迪汉逐步搭载磷酸铁锂电池,可能将会有更多的车企采用磷酸铁锂电池,磷酸铁锂电池的市场份额也会进一步提升。
看到这里,你可能会问,按这么说三元锂电池是不是就没有希望了,未来终将是磷酸铁锂的天下了吗?
但事实并非如此,很多电池企业已经认识到了三元锂电池存在的问题了,并且已经在积极的寻求解决方法,宁德时代通过加固电池外壳也能应对针刺实验,并且还展示了其三元锂电池通过针刺实验的视频。
不过,目前三元锂电池的发展也确实到了瓶颈,还需要更多的技术突破才能持续发展,而LG化学、蜂巢能源和三星都已经在研究新的技术了。
在今年3月4日通用的“EV week”活动上,通用与它的合作伙伴LG化学一同推出一款新的电池产品Ultium。
▲通用新电池Pack
这款产品的核心并不是被外界吹得神乎其神的电池包技术,其关键在于,Ultium电池的电芯将会使用LG化学最新研发的NCMA四元锂电池。
这款电池的技术原理是通过向NCM三元锂正极材料,混入少量的铝元素,使原本性质活跃的高镍三元正极材料在保持高能量密度的同时,也能维持较稳定的状态。
在这一转变过程中,原本NCM三元体系的Li[Ni-Co-Mn]O2正极材料体系变成了Li[Ni-Co-Mn-Al]O2(正极材料的化学构成发生了改变)。
过渡金属铝元素的加入所形成的Al-O化学键强度远大于Ni(Co,Mn)-O化学键,从化学性质上增强了正极的稳定性,进而使得NCMA四元电池H2—H3不可逆相变的电压在经过多次循环后仍然保持稳定状态,且Li元素在正极的脱嵌过程中不易释放氧元素,减少了过渡金属的溶解,提升了晶体结构的稳定性。
而稳定的晶体结构则减少了充放电循环过程中,正极材料微裂纹的形成,正极阻抗的上升速度得到抑制。
与此同时,有研究表明,NCMA的正极材料放热峰值反应温度为205摄氏度,高于NCA正极材料的202摄氏度与NCM正极材料的200摄氏度,这意味着NCMA正极材料的热稳定性更加优秀。
▲通用与LG合作的电池
值得注意的是,NCMA四元正极材料中,成本最为昂贵的钴元素,含量从NCA/NCM 622中的20%下降至5%,成本进一步降低。按照LG与通用公布的数字,NCMA四元电池的量产成本为100美元(约合人民币694元),而此前,LG化学NCM 622的量产成本约为148美元(约合人民币1027元)。
高能量密度、高稳定性、低成本,原本在NCA/NCM三元锂电池上难以同时实现的特性,在NCMA四元锂电池上达成,对于动力电池产品而言,NCMA的量产将会掀起一股技术路线升级的浪潮。
而5月19日,长城 汽车 的动力电池公司蜂巢能源发布的L6薄片无钴长电芯彻底去除了三元锂中成本最高的钴元素。
蜂巢阳离子掺杂技术采用两种化学键能更大的元素掺杂到材料中替代钴,通过强化学键稳定氧八面体结构,减少锂镍混排,改善了材料的稳定性,可以在4.3V~4.35V电压下稳定工作,使能量密度提高,成本降低。
▲蜂巢能源L6薄片无钴长电芯
同时,蜂巢能源还采用了单晶技术,与多晶材料相比,单晶材料在辊压过程中具有更强的颗粒强度和更加稳定的结构,耐压力强度可以提高10倍。正因如此,无钴材料的使用寿命会更长,电芯寿命也比多晶高镍三元高出70%。
此外,蜂巢能源还采用了纳米网络包覆技术,在单晶表面包覆一层纳米氧化物,可以减少正极材料与电解液的副反应,有效改善了高电压下的材料循环性能。
这三项技术的加持,使得蜂巢能源的无钴电池在三元锂电池的基础上降低了生产成本,提升了电池的安全性和使用寿命,也将会成为三元锂电池的下一步出路之一。
在四元锂电池和无钴电池之外,还有一部分电池企业在研究固态锂电池。顾名思义,固态电池的核心就在于把液态电解质转变成固体电解质。
固态电解质不会发生自燃、没有腐蚀性、不会泄漏和挥发,因为也不会导致车辆自燃,安全性非常高。但目前,固态电池的生产技术还是一大难点,现阶段的固态电解质电导率总体低于液态电解液,现在固态电池的性能偏低。
但三星在今年三月份发出报告称其在全固态电池的量产之路上取得了突破性的进展。
据介绍,三星的全固态电池将实现900Wh/L(区别于Wh/kg的计量单位,因不同材料密度不同,二者不可换算)的能量密度,1000次以上的充放电循环以及99.8%的库伦效率(也可称为充放电效率),我国目前较为先进的固态电池技术虽然同样也能够实现1000次以上的充放电循环,但在库伦效率方面目前还达不到接近100%的程度。
▲三星在《自然-能源》杂志上发表论文
此外,三星通过引入银碳复合负极、不锈钢(SUS)集电器、辉石型硫化物电解质以及特殊材料涂层,对固态电池的负极、电解质与正极进行了处理,有效解决了锂枝晶生长、低库伦效率与界面副反应,这三大固态电池量产所面临的核心问题,推动固态电池技术离产业化更进一步。
总的来看,电池企业们并不愿意舍弃三元锂的高能量密度,所以一直在三元锂电池的变种上下功夫。
随着他们的不断攻坚,四元锂电池、无钴电池、固态电池等新的电池都量产不远了,在下一阶段的竞争中,三元锂电池的变体们还有可能会引领电池产业的发展方向。
关于磷酸铁锂电池和三元锂电池技术争论一直都在,国内的两个动力电池厂商宁德时代和比亚迪此前各自坚定的走差异化道路。
但近些年,虽然三元锂电池的安全事故开始增加,磷酸铁锂电池大有崛起之时,而特斯拉采用磷酸铁锂电池则更加引起了舆论风向。
一时间,三元锂电池将被判死刑,三元锂电池已死等言论层出不穷。但就现实情况来啊可能,三元锂电池仍然是出货量最高的电池类型,磷酸铁锂电池会因为安全性而获得一定的市场,但也无法完全颠覆三元锂电池。
更何况,目前三元锂电池的玩家都还在研究升级三元锂电池,随着更多安全性更高、成本更低、能量密度更高的三元锂电池变种的出现,三元锂电池还将会继续繁荣。所以说,现在给三元锂电池判死刑还为 时尚 早。
本人从事锂电池制造行业,国内锂电池发展的前景在哪里?
您好,我目前从事新能源售后业务。
总体来讲锂离子电池发展大市场来看是市场主流发展方向。
从两方面来看:1. 汽车 领域,目前来讲,锂电池的发展自然离不开 汽车 行业的发展带来的需求。目前燃料电池,氢能源技术尚不成熟。国家一直在倡导新能源。欧洲一些国家明确了燃油车退出市场的时间,所以说,这个在未来10年来讲应该是发展趋势。
2.但从时代的发展的角度来看,随着时代的发展,一旦寻找到替代锂电池的产物,锂离子电池在 汽车 领域的份额会逐渐减少,但是在家电领域,小电池领域市场份额可能会增加。
总体来讲:未来20年是锂电池的天下。
你好,我是从事致力于18650锂电池pack组装技术的
我国锂离子电池市场整体趋势向好,预计到2020年,中国锂离子电池市场产量将达205.33 GWh,未来两年CAGR达41.88%。
未来动力电池是锂离子电池领域增长最大的引擎,其往高能量密度、高安全方向发展的趋势已定,动力电池及高端数码锂离子电池将成为锂离子电池市场主要增长点,6μm以内的锂电铜箔将作为锂离子电池的关键原材料之一,成主流企业布局重心。
目前没有一种电池是十全十美的。三元锂电池。会自燃和爆炸。磷酸铁锂会掉电。其他普通电池跟不上形势。石墨烯与固态电池成了人们的未来希望。氢能源电池好像不太现实。但是否真正的实用还是一个未知数。电动 汽车 不能普及的最主要原因就是人们在观望着理想的电池。不要说别的,现在最普遍的智能手机电池一般都用不了一天。真是可悲,人们长了充电奴。可见全世界对与电池的未来发展,还有很大的空间,还需要走很长的路。
只要质量过关,消费者是愿意买单的,毕竟现在不管是新能源还是电瓶车,都需要电池,现在电池技术正在制约者新能源的发展,以后就是得电池者得天下,不过要攻克电池技术的瓶颈,现在是难于上青天,但是,只有第一个吃螃蟹的人才会得到最大的好处!
锂电池制造现在竞争激烈,层次分化,格局基本已经固定,目前来看其实已经饱和过剩了,而且三元电池811体系能量密度已经到头了,再提高安全性会降低很多,即使政策再支持,短时间内纯电动续航里程得不到明显提高,电池也不好卖,销量还是要靠消费者去支撑的,网约车只能续命而已。LFP最近挺火,安全,循环寿命高,价格便宜,但是能量密度是硬伤,固态锂电池最近发展势头很猛,希望能稳定下来量产,给锂电行业、纯电动 汽车 行业带来转机。从长远来看,电动化前景还是一片光明,而且可能还会是锂电的天下。
全球锂电池细分市场:动力与储能锂电池的市场份额有望提升
锂电池的细分市场主要为动力锂电池、储能锂电池和消费锂电池,其中,动力电池的下游应用领域主要为新能源 汽车 ,储能电池的下游应用领域主要为电力系统,消费电池的下游应用领域主要为手机等消费电子。
从全球锂电池产量来看,动力锂电池占据了主要的产量份额,达到了70.8%,其次是消费锂电池,锂电池产量市场份额为22.2%,储能电池的市场份额最小,为7%。随着全球各国“碳达峰”战略的提出,全球各企业纷纷部署动力电池与储能电池产线,新能源 汽车 与储能市场的蓬勃发展有望推动动力锂电池和储能锂电池的市场份额进一步提升。
全球锂电池区域分布:中国占比达77%,欧洲扩张加速
根据SP Global Market Intelligence 公布的数据显示,从产能来看,2020 年,中国在主导了全球锂离子制造市场,中国锂离子电池产能占世界产能的约 77%,其次是美国,占比约为9%。
虽然,SP Global Market Intelligence预计,中国将在 2025 年继续成为锂离子电池制造的领先国家,但随着欧洲对制造设施的计划投资,其产能将大幅扩大,2025年,欧洲有望在成为世界第二大锂离子电池生产国,约占全球产能的25%。
全球锂电池企业竞争格局:LG化学、松下、宁德时代占据70%的市场份额
从企业产量来看,2020年1月至8月, LG化学成为全球领先的锂离子电池制造商,市场份额为26.5%;其次是宁德时代,以25.8%左右的市场份额位居第二,松下以20.6%左右的市场份额紧随其后。
在排名前五的全球锂离子电池制造商中,中国企业达到两家,分别是宁德时代和比亚迪,市场排名为第二和第四,合计市场份额达到32%。
全球锂电池供给情况:电池工厂数量快速增长
2020年,全球处于不同规划建设阶段的锂离子工厂共有181家。在新冠疫情大流行的背景下,2020年全球锂离子工厂的扩建与上一年相比依然增加了50%以上。其中,2020年在建和规划的181家工厂中,有136家位于中国,其中大部分是世界上最大的锂离子工厂。
全球锂电池需求情况:2025年市场规模将翻番
根据Research and Markets调研数据显示,2020年全球锂离子电池市场价值约为405亿美元,预计2026年市场将以14.6%的GACR增长,达到近920亿美元的规模,超过2020年市场规模的一倍。
—— 以上数据参考前瞻产业研究院 《中国锂电池行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》
动力电池建议终身保养,为消费者解除后顾之忧,比如说,一定容量动力电池到一定年限出现衰减,无法满足 汽车 的使用,厂家可以免费更换新电池,当然电池旧换新,可以补差价,不超过购买新车价格十分之二左右。
新能源 汽车 补贴退坡 LFP电池行业得到快速发展
2021-03-19
磷酸铁锂(LFP)拥有安全性好、循环寿命长,早期被认为是动力锂电池首选正极材料,在2016年受政策影响,其在客车领域应用需求较高,但在乘用车领域占比较小。在近五年以来,受政策影响,我国新能源 汽车 行业快速发展,三元锂电池在乘用车中应用占比不断扩大,LFP电池需求较小,在2019年需求量已经达到1.8GWh,在乘用车中的占比下降到6%左右。
根据新思界产业研究中心发布的 《2021-2026年中国LFP电池行业应用市场需求及开拓机会研究报告》 显示,随着新能源 汽车 补贴退坡,以及LFP电池在能量密度、技术性能方面取得较大突破,乘用车车企开始考虑应用LFP电池,因而LFP电池行业又得到快速发展。短期来看,受成本影响,LFP电池在乘用车的应用比列将得到上升,2020年LFP在乘用车中的占比将近16%。长期来看,未来乘用车仍将以三元电池为主,未来LFP电池在乘用车中占比将逐渐下降,但在EV乘用车中拥有绝对的优势。预计到2022年我国LFP电池装机量约为42Gwh。
在成本端方面,三元正极材料在电池中的成本占比约为35%左右,而LFP正极材料占据电池成本的14%左右。且近几年,国内LFP电池成本不断下降,截止2020上半年,方形LFP电芯均价为0.53元/wh,而方形三元电芯均价为0.68元/wh。二者想对比,LFP电池价格更低。
由于LFP电池的自身性质,且存在的高性价比优势,目前主要被应用在对成本敏感性高的中低端车型,在储能、客车、物流车、中低端乘用车等车型中应用比列将不断提升,但在高端车型中,三元电池更能够满足市场需求,因此LFP电池难以在高端车辆中得到应用。
在市场竞争方面,磷酸铁锂电池产业经过多年发展,已经经历了洗牌期,市场整合完善,目前行业集中度较高。当前能够在原材料供应方面的供应商主要有四家左右,包括德方纳米、中国宝安、湘潭电化等,在电池生产领域的企业主要有宁德时代、比亚迪、国轩高科、亿纬锂能等。
在终端市场,当前国内已经采用LFP电池的乘用车企业有特斯拉、比亚迪秦、上汽荣威、五菱宏光、北汽、通用五菱等车企均有车型采用LFP电池。且长安、广汽等车企也将LFP电池纳入乘用车车型研发中。 新思界 产业分析 人士表示,随着新能源 汽车 补贴退坡,在成本压力下,部分企业开始采用LFP电池,促使LFP电池行业快速发展。但受LFP电池本身性能限制,LFP电池主要应用在低端车型或者客车领域,在高端乘用车领域不具备发展空间,因此短期之内LFP电池市场需求呈现上涨趋势,但长期来看LFP电池应用需求或将下降。
如4680电池成功,各位兄弟准备好了吗?如果外商刁难成套设备供应及技术转让,自己研发进度如何?现在的技术装备投资收回了吗?
什么是三元锂电池
三元锂电池是锂电池的一种。这种电池的阳极是由三元材料制成的。有的三元锂电池的阳极是镍、钴、锰,有的三元锂电池的阳极是镍、钴、铝。
大部分 纯电动 汽车和插电式 混合动力 汽车都在使用三元锂电池,能量密度更高,重量更轻,非常适合家用汽车。
三元锂电池的低温性能也比较好。
锂电池的应用非常广泛。我们平时用的手机、平板、笔记本电脑都是用锂电池。
锂电池的工作原理也相当简单。
这种电池的锂离子在充放电过程中向不同的方向运动。
三元锂电池是未来电池的发展趋势,正在被广泛应用。
我们平时看到的纯电动公交车,大部分还是在用磷酸铁锂电池,正极是磷酸铁。
磷酸铁锂电池的安全性优于三元锂电池。这种电池只有在800℃才会燃烧,三元锂电池在200℃就开始燃烧。
使用三元锂电池的各大汽车厂商也在努力提高锂电池的安全性。
大多数汽车电池都有金属外壳保护。
磷酸铁锂和三元锂电池谁更有潜力?未来动力电池的主流是什么?
磷酸铁锂电池和三元锂电池的纠缠从来没有停止过,那么未来动力电池的主流是无钴的磷酸铁锂电池还是有钴的三元锂电池?本期的电动湃《有问必答》栏目,湃客和大家聊聊自己的看法。
特斯拉可以说是一次又一次得引领了纯电动车的发展方向,从2013年大规模使用三元锂电池作为动力来源、到Model3上率先使用21700电池、再到如今国产特斯拉计划采用的无钴电池,不禁让人们怀疑:未来动力电池的主流会是什么?湃客认为,未来的很长一段时间内,无钴的磷酸铁锂电池和三元锂电池应该会处在一个不断竞争、不断完善、此消彼长的状态。
过去由于磷酸铁锂电池的能量密度受限,再加上新能源补贴金额直接与电池能量密度挂钩,所以乘用车厂商纷纷弃用磷酸铁锂电池,只有商用车还在大规模使用磷酸铁锂电池。比如2019年国内的三元锂电池装机量为40.5GWh,占锂离子电池装机总量的65.2%,磷酸铁锂电池的市场份额逐渐萎缩。
但是过去的数年,我们已经看到多起因三元锂电池不稳定而导致的新能源车自燃事故,安全性越来越受到厂家的关注。现如今通过宁德时代的CTP技术和比亚迪的“刀片电池”技术,已经能够有效解决磷酸铁锂电池的能量密度问题,同时从2018和2019年的新能源补贴标准中,我们也可以明显感受出官方对于高能量密度的谨慎。同时随着新能源补贴逐渐退出,厂商在选择动力电池的类型时会考虑得更加周全,磷酸铁锂电池重新“得宠”也不是不可能。
既然磷酸铁锂电池能够在技术上取得突破,三元锂电池也不一定会一直保持“原地踏步”。其实在能量密度方面,三元锂电池相比磷酸铁锂电池还是拥有更大的潜力,只要能解决好成本和安全性问题,三元锂电池还是会成为许多厂家的首选。特别是如今主流的400-500km纯电续航还是无法满足多数消费者的使用需求,纯电续航600km以上的车型在短期内还是离不开高能量密度的三元锂电池。
当然湃客也希望磷酸铁锂电池和三元锂电池这两个“冤家”能够不断较劲儿,共同突破、共同发展。只有这样,消费者才能买到产品力更加出色的动力电池。不过说不定哪天,特斯拉的“超级电容”或是某家的固态电池能够异军突起,到时磷酸铁锂电池和三元锂电池可能都将退出历史舞台。
你认为未来动力电池的主流会是什么?磷酸铁锂电池、三元锂电池、固态电池、超级电容、还是其它类型的电池?
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