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三元锂电池能量密度
能量密度关于能量密度,这是一个影响新能源汽车续航表现的指标。在这个参数上,磷酸铁锂电池电芯的能量密度只有110Wh/kg左右,而三元锂电池电芯一般是200Wh/kg。换句话说,同样重量的电池,三元锂电池的能量密度是磷酸铁锂电池的1.7倍,可以给新能源汽车带来更长的续航时间。安全新能源汽车有一点让车主谈色变,那就是自燃。每年都有很多新能源汽车自燃的事故。归根结底,这和电池的稳定性有关。在这方面,磷酸铁锂电池是目前热稳定性最好的动力电池,在安全性上比三元锂电池有绝对优势。磷酸铁锂电池的电热峰值高达350°C,电池内部化学成分需要达到500~600°C才开始分解。但是三元锂电池的热稳定性很一般,300℃左右就会开始分解。温差效率当然,磷酸铁锂电池虽然耐高温,但是三元锂电池的耐低温性能更好,这是制造低温锂电池的主要技术路线。在零下20C,三元锂电池可以释放70.14%的容量,而磷酸铁锂电池只能释放54.94%的容量。而且因为在低温下,三元锂电池的放电平台远高于磷酸铁锂电池的电压平台,启动更快。充电效率一方面,三元锂电池效率更高。锂电池采用限流限压法充电,即第一阶段恒流充电,此时电流大,效率高。恒流达到一定电压后,进入第二阶段恒压充电。此时电流小,效率低。所以衡量两者的充电效率,用的是恒流充电容量与电池总容量的比值,称为恒流比。实验结果表明,10°C以下充电时两者差别不大,10°C以上充电时距离会拉大,20°C充电时三元锂电池恒流比52.75%,磷酸铁锂电池恒流比10.08%,前者是后者的5倍。循环寿命磷酸铁锂电池的循环寿命优于三元锂电池。三元锂电池理论寿命为2000次循环,但基本达到1000次循环时,容量下降到60%。即使是业内优秀的特斯拉,3000次循环后也只能保持70%的电量,而磷酸铁锂电池同样的循环后仍能有80%的容量。写在最后相比之下,磷酸铁锂电池安全、寿命长、耐高温;三元锂电池具有重量轻、充电效率高、耐低温等优点。所以,两者差异的各自适应性,才是两种雄性共存的原因。
安全可靠的特斯拉Model 3,换装磷酸铁锂电池后的售价能降多少?
6月10日,中保研按照《C-IASI管理办法(2018年版)》规定,完成了国产特斯拉Model 3车型的全部测试工作,而该车也是第二款在中保研进行碰撞测试的新能源车型。
此次参与碰撞测试的是2019款特斯拉Model 3标准续航后驱升级版车型。从碰撞结果来看,国产特斯拉Model 3的碰撞性与维修经济性指数获得了M(一般)评分,车外行人安全指数获得A(良好)评分,在车内乘员安全指数、车辆辅助安全指数上都获得了G(优秀)评分。
值得一提的是,在车内乘员安全指数方面,国产特斯拉Model 3正面25%偏置碰撞、侧面碰撞、车顶强度和座椅/头枕测评结果均为G(优秀)评分。在中保研官方公布的碰撞图片中可以看到,国产特斯拉Model 3经过正面25%偏置碰撞后,A柱几乎没有变形,而且主驾驶气囊和前排侧气帘起爆正常,对乘员的保护十分到位。同时,在受到撞击后,车头部分并没有过多的侵入到座舱内。
同时,由于新能源汽车搭载电池包这一特殊性质,在碰撞结果中能够看到“燃料和高压系统完整性”测试项目。在该项目中的评定中,官方给出的结果是“高压系统(电解液泄漏、REESS安全、防护触电保护)满足要求”
整体看来,国产特斯拉Model 3无论是在车内乘员保护方面还是在碰撞后电池系统的安全性上都有着不错的表现,这也让国产特斯拉Model 3在这几天里的讨论热度持续走高。当然,碰撞测试结果只是目前大家所讨论的重点之一,另外一个讨论重点在于国产特斯拉Model 3更换磷酸铁锂电池之后的售价。
毕竟在众多消费者眼中,售价与安全这两个维度是决定其是否购买的重要因素。经过本次碰撞测试,国产特斯拉Model 3在安全性方面的表现值得肯定,那么在更换了磷酸铁锂电池之后,国产特斯拉Model 3的价格是否能够再次下探呢?或者说能够有多大的降价幅度呢?
6月11日,工信部发布新能源汽车推广应用推荐车型目录(2020年第7批),国产特斯拉Model 3赫然在榜,并且从目录相关信息中可以看到新车的储能装置种类已由原来的三元锂电池更新为磷酸铁锂电池。并且从推广目录的其它信息中能够了解到新车与现款车型相比,整车车重增加了131公斤,续航里程增加了23公里,电池能量密度下降了20Wh/kg,工况条件下百公里电耗有所增加,其他数据并没有变化。
那么国产特斯拉Model 3搭载磷酸铁锂电池这件事已经是板上钉钉。
与此同时,特斯拉Model 3上搭载的磷酸铁锂电池基本可以确定是由宁德时代提供。在今年5月份举行的宁德时代2019年年度股东大会上,宁德时代表示今年下半年将开始向特斯拉供应电池,并且有消息报道称宁德时代向特斯拉供货的有效期为2020年7月1日-2022年6月30日。按照时间推算,如果宁德时代在7月份开始向特斯拉供货,那么搭载磷酸铁锂电池的国产特斯拉车型预计10月份就可以交付。
那么换装磷酸铁锂电池之后,国产特斯拉Model 3的售价能降多少呢?根据2019年底真锂研究的数据显示,国内三元锂电池包的单价为1.05元/Wh,磷酸铁锂电池的单价为0.8元/Wh。另外还有一项数据可以参考,根据真锂研究最新报告显示,磷酸铁锂价格自2020年初开始持续走低,原因是受到原材料碳酸锂价格下行,且动力领域订单不足,电池大厂压价严重,导致磷酸铁锂价格被迫下调。基于此类原因,湃客猜测宁德时代的磷酸铁锂电池制造成本会降低,很有可能会影响到国产特斯拉Model 3的电池成本。
并且根据此前路透社的报道,如果特斯拉采用了宁德时代的磷酸铁锂电池,那么其成本将下降“两位数的百分比”。结合湃客此前出过的一篇专门讨论特斯拉Model 3全部零件国产化之后有多少降价空间的文章,湃客估计使用磷酸铁锂电池后能够带来的10%的降价空间,也就是3万元左右。同时,考虑到今年5月初,特斯拉官方就曾宣布国产特斯拉Model 3标准续航升级版售价调整为29.18万元,补贴后售价27.155万元,以次为标准来看,搭载磷酸铁锂电池的车型售价有望来到24万-25元区间。当然,这只是电池部分的成本下降,在今年年初,特斯拉上海工厂制造总监宋刚曾透露,在今年年底,国产特斯拉Model 3就将实现全部零件国产化。
根据国金证券对特斯拉Model 3各部分成本占比分析可以看到,国产特斯拉Model 3制造成本主要分为三部分——三电、汽车电子和车身底盘内外饰,其中占比最大的是三电部分。如果日后搭载磷酸铁锂电池的国产特斯拉Model 3能够在三电部分实现全部国产化,湃客预测还能够减少5%-10%的成本支出。加上磷酸铁锂电池带来的降价空间,湃客大胆预测国产特斯拉Model 3的补贴后售价极有可能在23万元左右。届时,对消费者而言,将会是入手特斯拉Model 3的良好时机。同时也会给处于同等价位的其他新能源车型带来巨大的市场竞争压力。
磷酸铁锂电池的使用,对于制造成本控制方面是一大利好,而售价进一步降低也有利于消费者,同时也让国产特斯拉Model 3的市场竞争力有了极大提升。当然也有不少声音在质疑磷酸铁锂电池的耐用性,而湃客最为关心的是在搭载了磷酸铁锂电池之后,由于其充电性能降低,还能用超级充电桩吗?
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宁德时代或为特斯拉提供磷酸铁锂电池,度电成本直降300元
在全球造车新势力中,实力最强的要数特斯拉,连比尔盖茨在采访中也表示,特斯拉是推动电动汽车行业的领头羊。同时特斯拉还具有极高的热度,深受消费者喜爱,2019年新能源汽车市场销量全球第一就是最好的证明。
而中国是全球最大的汽车消费市场,是车企们的必争之地,特斯拉同样如此,因此上海超级工厂拔地而起,售价更低、竞争力更强的首批国产版Model 3实现量产交付,同时为了进一步降低成本,特斯拉还与国内动力电池巨头宁德时代展开合作,就在昨天,据知情人士透露,特斯拉已经与宁德时代就电池供应商商讨了一年多的时间,双方的合作方向是磷酸铁锂电池。
动力电池之争,三元锂电池真的最好?
对于纯电动汽车而言,最重要的核心竞争力无疑是续航能力,而要想提升续航,首要就是做好动力电池。目前,大多数新能源乘用车均采用三元锂电池,少部分采用磷酸铁锂电池或者其他材料的动力电池。倒不是因为磷酸铁锂电池不好,这跟政策和两种电池的本身的特性有关。
为了普及新能源汽车,国家出台了相应的补贴政策,其中包括续航和电池密度两个部分,而三元锂电池的优势在于密度更高,能达到240WH/kg,几乎是磷酸铁锂电池的1.7倍,不仅性能更好,也更容易拿到补贴。但三元锂电池也不是没有缺点,比如说寿命较短,热失控的风险较大,最坏的结果就是发生自燃。
比起三元锂电池,磷酸铁锂电池虽然密度较低,续航里程不占优势,但优势在于更安全,其热失控温度在500°C以上,远高于三元锂电池的300°C。更重要的是,磷酸铁锂电池还有很长的寿命,充放电循环次数大于3500次后才会开始衰减,也就是说其使用寿命可长达十年左右,远优于只有6年寿命的三元锂电池,可见三元锂电池并非真的好。
归根结底,三元锂电池之所以在新能源乘用车市场装机量更大,更多是因为续航能力更占优势,其次因为各种黑科技的研发和应用,其安全性能有所提升,但不妨想一想,如果有朝一日磷酸铁锂电池能够实现长续航,会不会重新拿回失去的装机量?
磷酸铁锂电池的春天,比亚迪汉续航超600km
比亚迪是国内最具实力的车企,2019年新能源汽车全球销量仅次于特斯拉,除此之外还是动力电池行业佼佼者,不同的是,其更倾向于使用磷酸铁锂电池,正因为也拥有扎实的技术积累,在笔者看来,这种积累就体现在前不久上市的汉EV上。
汉EV的最大亮点不只是高颜值,豪华内饰以及让人眼花缭乱的科技配置,而是其搭载的“刀片电池”,简单来讲,就是比亚迪开发的长度大于 0.6 m 的大电芯,通过阵列的方式排布在一起,就像“刀片”一样插入到电池包里面。
这种排列方式提高了电池包的利用率,增加了能量密度,同时还不能保障足够大的散热面积,
即使匹配较高的能量密度也很安全。当然,不管过程如何,结果才是重点,搭载这种电池包的汉EV续航里程分别为550km和605km。
而目前纯电动汽车平均水平为400km,而国内某品牌搭载宁德时代811电芯的车型续航里程也仅为510km,可见汉EV搭载的磷酸铁锂电池不仅在业内平均水平之上,甚至较高的水准。也就是,比亚迪解决了磷酸铁锂电池续航能力较差的问题,同时先天的安全性也将成为一大卖点。
牵手宁德时代,特斯拉将用上磷酸铁锂电
事实上,能够生产优质磷酸铁锂电池的动力电池供应商也不止比亚迪一家,宁德时代同样也行,事实上,早在2018年宁德时代循环寿命10000次以上的磷酸铁锂储能电池就已经小批量生产,2019年实现了规模化量产。
而特斯拉之所以就磷酸铁锂电池与宁德时代合作,除了前面提到的磷酸铁锂电池更安全,续航不输三元锂电池,更重要的还是便宜。原因在于三元锂电池中含有钴等贵重元素,成本相比磷酸铁锂电池更高。
据了解,2019年三元锂电池电芯市场报价在900元/KWh左右,而磷酸铁锂电池电芯的报价在700元/KWh左右,以一辆续航400km的车型为例,电池能量约为50KWH,采用磷酸铁锂电池至少能便宜10000元。
值得一提的是,宁德时代在去年9月发布了CTP技术,据了解,由于这项技术由于省去了电池模组组装环节,较传统电池包,CTP电池包体积利用率提高了15%~20%,生产效率提升了50%,电池包能量密度提升了10%-15%,也就说CTP不仅能解决续航问题,还能再次压缩成本,这也正是马斯克想要的。
此前,有知情人士透露,马斯克曾给津贺一宏打电话,要求松下降价,然而并未如愿,而后特斯拉宣布与LG和宁德时代展开合作,一方面是为了掌握了更多话语权,迫使松下让步,更重要的还是为了实现本土化,降低成本。
写在最后:
综上所述,木桶效应中,决定能装多少水的是最短的那块木板,当磷酸铁锂电池的短板得以弥补,未来会不会重新夺回市场份额?假如特斯拉未来采用由宁德时代提供的磷酸铁锂电池,那么不管对新能源汽车行业和动力电池行业都会产生巨大的影响。南美洲的一只蝴蝶扇动几下翅膀就能引起美国的一场龙卷风,更何况是来自各自行业的两大巨头?
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