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三元電池安全性的紛爭能成就磷酸鐵鋰離子電池嗎?

鉅大LARGE  |  點擊量:625次  |  2020年10月30日  

根據新能源汽車今年六月補貼新政的要求,汽車補貼將與續時里程及能量密度掛鉤:新能源汽車電池系統能量密度的補貼門檻為105Wh/Kg,其中105(含)-120Wh/kg的車型按0.6倍補貼,120(含)-140Wh/kg的車型按1倍補貼,140(含)-160Wh/kg的車型按1.1倍補貼,160Wh/kg及以上的車型按1.2倍補貼。


補貼政策的導向和乘用車裝機電池關于能量密度的高要求,使得磷酸鐵鋰離子電池市場占比下降,裝機量萎縮。此外,消費市場的續航焦慮也是一大影響因素:關于電動汽車、尤其是乘用車來說,電量的多少決定著車輛續時里程的長短,而電池的能量密度則直接影響著電池包的電量,可以說是續時里程的直接決定因素了。但一些不追求高續航的細分車型還是會選擇性的使用磷酸鐵鋰離子電池,比如說用于城際通勤的乘用車。


數據顯示,今年前三季度,我國電動乘用車總裝機量為16.06GWh,其中三元鋰離子電池占比87%,為13.98GWh;磷酸鐵鋰離子電池占比12%,為1.92GWh。


四個月前,三元鋰仍占據著動力鋰電池市場的絕對優勢。數據顯示,我國新能源汽車市場動力鋰電池七月裝機量為3.34Gwh,同比上升29.01%。其中三元鋰離子電池裝機量為2.35Gwh,占比達70.26%;磷酸鐵鋰離子電池裝機量為0.93Gwh,占比為27.81%。


常見的三元鋰離子電池單體電芯為200Wh/kg,電池系統能量密度約在140Wh/kg;而此前磷酸鐵鋰離子電池單體電芯能量密度約在140-150Wh/kg,電池系統能量密度約為110-120Wh/kg。就是這種差距,使得磷酸鐵鋰離子電池的市場需求迅速低迷,裝機量下降,也使得磷酸鐵鋰材料產量嚴重過剩、價格不斷下跌。今年年初磷酸鐵鋰材料的主流價格為9萬-9.5萬元/噸,目前這個數字為6萬-7萬元/噸左右,下降了約30%。


補貼新政執行,磷酸鐵鋰市場占比和裝機量穩步提升


但磷酸鐵鋰的頹勢并沒有維持太久。今年7、8兩個月,磷酸鐵鋰離子電池裝機量逐漸提升,尤其是在乘用車領域。公開數據顯示,八月份我國動力鋰電池產量共6.69GWh,其中三元電池產量3.78GWh,占產量總比56.51%,磷酸鐵鋰離子電池產量2.83GWh,占產量總比42.35%,兩者均占據絕對主體地位。從今年前8個月的電池市場發展情況來看,補貼新政執行后,磷酸鐵鋰離子電池在新能源乘用車和專用車的搭載比重皆有所新增。


九月份數據變化更加明顯,當月我國新能源汽車動力鋰電池裝機量高達6.01GWh,同比上升66.32%。其中三元鋰離子電池占比59.8%,為3.59GWh;磷酸鐵鋰離子電池占比39.2%,為2.35GWh。


一系列的回暖跡象使得磷酸鐵鋰重獲追捧,除了技術路線擴大之外,儲能市場的發展也是帶動磷酸鐵鋰上升的重要因素。


在技術路線方面,越來越多的增程式電動汽車開始采用磷酸鐵鋰離子電池,不但能提高車輛的安全性,還可以降低整車制造的成本,助力增程式電動汽車擴大在新能源汽車市場的份額。舉例來說,電池容量為25Ah、電壓為48V的動力鋰電池,磷酸鐵鋰離子電池和三元鋰離子電池的最低市場報價一般為1020元和1210元。


在儲能市場方面,得益于一些動力鋰電池公司開始布局儲能業務,磷酸鐵鋰的市場需求開始擴增。據國際市場研究機構GTMResearch的儲能報告顯示,2018年鋰離子電池價格下降幅度變緩,我國的電網側儲能項目的應用卻使磷酸鐵鋰離子電池用量持續新增。


另一方面,隨著技術的不斷提升,目前部分磷酸鐵鋰離子電池能量密度已達到三元NCM523的水平(主流的NCM523電池能量密度為160-200Wh/kg),已基本達到補貼最高要求。且相較于三元鋰離子電池,磷酸鐵鋰離子電池在穩定性方面更具優勢。


最后是補貼的大幅下降,磷酸鐵鋰之所以在原材料的供應和價格方面具有低風險性,是因為不要用到鈷等貴重金屬,這將有助于電池生產公司在一定程度上減少成本壓力。


能否回暖的決定因素是市場


隨著磷酸鐵鋰的回暖跡象愈發明顯,業內對此也諸多爭議。爭論的焦點之一是安全問題。一般情況下,單體電芯單位空間聚集的能量越多,瞬間爆發出來的危害性越大,安全性越低。所以能量密度較低的磷酸鐵鋰離子電池的安全性相關于三元鋰離子電池略高一些。


從技術方面來講,磷酸鐵鋰離子電池提高能量密度的方式重要是提高電池整體成組效率。而成組效率越高,電池內安全部件越少。


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