鉅大LARGE | 點擊量：6996次 | 2022年06月28日
磷酸鐵鋰電池現熱潮：比亞迪刀片電池0.42元/Wh VS CATLCTP 0.57元/Wh
據外媒報道，TSLA和CATL洽談采購無鈷電池，預計可能為磷酸鐵鋰，將是TSLA首次將磷酸鐵鋰電池用于產品線。而近日比亞迪磷酸鐵鋰刀片電池也首次露出真容，磷酸鐵鋰電池近期頻頻引發關注。
為何是磷酸鐵鋰？
在國家補貼和技術標準不斷倒逼動力鋰電池能力密度提升背景下，過去5年鐵鋰電池在新能源乘用車領域的市場份額被三元材料鋰電池所替代。隨著國家補貼逐漸退出，國內的新能源汽車整車生產商有關動力鋰電池技術路線將逐步回歸以市場需求為主導，磷酸鐵鋰電池體現出的高性價比特點，在價格敏感的新能源汽車市場再次體現出競爭力。
不僅是動力鋰電池，在儲能領域磷酸鐵鋰電池是優選對象，大部分電化學儲能設備采購招標都會明確指定磷酸鐵鋰電池。
磷酸鐵鋰和三元鋰電池比較：
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
磷酸鐵鋰成本更低。當前行業平均磷酸鐵鋰電池成本0.65元/Wh，三元電池0.85元/Wh，磷酸鐵鋰擁有更低的價格。
磷酸鐵鋰安全性更高。磷酸鐵鋰擁有更高的固有安全性，在發生事故燃燒時，磷酸鐵鋰燃燒類似于蠟燭點燃，而三元電池會發生火焰噴射，近期發生的動力鋰電池安全事故也多以三元電池為主。
磷酸鐵鋰循環壽命更長。磷酸鐵鋰可以經過4000次充放電后衰減為80%容量，而達到同樣容量，三元電池充放電次數只有2000次，因此磷酸鐵鋰被廣泛應用于對循環壽命要求更高的儲能電站中。
三元電池能量密度更高。當前行業可以實現磷酸鐵鋰單體能量密度190Wh/kg，而三元電池可達250Wh/kg，因此三元電池被廣泛應用于對續航里程要求更高的中高端乘用車領域。
雖然能量密度低、續航能力差，但磷酸鐵鋰電池更安全，壽命更長，且成本價格低。但由于其一直沒能成為主流。磷酸鐵鋰電池不含有貴重金屬材料，因此原材料成本可以被壓縮到很低，這是它相較三元鋰的一大優勢。
CATL、比亞迪亮出的殺手锏
鋰電池包含電芯、模組、PACK三個重要環節，電芯的重要成本構成包括正極、負極、電解液、隔膜四大材料以及電芯加工成本，電芯價格占電池總價維持在70%左右的水平，而剩余30%由模組、PACK環節構成。
根據行業信息，磷酸鐵鋰正極材料除了具備一定改性空間以外，電芯結構借鑒軟包鋰電池工藝進行升級等，有關磷酸鐵鋰電芯能量密度、充放電性能及循環壽命等方面均有改善。
所以該電池結構設計優化，對降低動力鋰電池成本依然有重要意義。2020年CATLCTP、比亞迪刀片電池技術推廣，磷酸鐵鋰成本有望再降10%左右，能量密度提升15-20%。
比亞迪
根據近日工信部官網公布最新一批新能源汽車推廣目錄，從中可以看到首個采用刀片電池的比亞迪漢EV的身影。刀片電池本質還是磷酸鐵鋰電池，系統重量能量密度140Wh/kg。據了解，比亞迪第一代刀片電池磷酸鐵鋰電池單體能量密度165Wh/kg，PACK達到140Wh/kg，未來規劃下一代單體能量密度提升至180Wh/kg以上，PACK提升至160Wh/kg。
但北極星儲能網整理國內各家電池公司的電池能量密度發現，不管是單體還是系統能量密度，比亞迪的產品在電池市場中不占有優勢。
根據王傳福董事長介紹，"刀片電池"是新一代磷酸鐵鋰電池，在體積比能量密度上比傳統鐵電池提升了50%，從251Wh/L提升至332Wh/L，電池成本也可降低30%。目前磷酸鐵鋰系統成本報價可低至0.6元/Wh左右，若比亞迪的刀片電池在此基礎上把成本降低30%，預計可將電池pack成本做到0.42元/Wh。
通過公開資料發現，比亞迪提出的"刀片電池"的電芯結構，較以往方形電池電芯該結構設計新增電芯散熱面積，便于電池包熱管理，或節省空間提高電池能量密度同時，將有利于安全性能的提升。另外電芯結構變化使得pack設計方法迭代，降低零部件使用量，從而降低電池pack成本。
CATL
CATL2019年在德國法蘭克福車展公布CTP（CellToPack）技術（又名無模組方法），根據CATL公布的數據，CTP可將電池包體積利用率提高15~20%，電池包零部件數量減少40%，生產效率提升50%，電池包能量密度提升10~15%。目前CATL量產最高電池組能力密度為182Wh/kg，CTP可使之達到200Wh/kg以上，大幅降低動力鋰電池的度電成本。該解決方法有關提高電池質量密度和體積能量密度，效用明顯，并大幅降低動力鋰電池的制造成本。
有關能夠快速減低成本并提高電池包能量密度的解決方法，部分車企已呈現開放態度。國內北汽新能源（EU5）、蔚來汽車（ES6）、威馬汽車、哪吒汽車等已官方表示2020年上市車型將采用CTP技術的電池包技術。
有分析認為預計TSLACATL此次洽談"無鈷"電池即為超級鐵鋰方法，應用超級鐵鋰以及碳納米管技術，通過工藝改進，能量密度可超過150wh/kg，和目前國產Model3系統能量密度相當。成本端，目前三元成本0.8元/wh，磷酸鐵鋰0.65元/wh，相對而言成本低15%左右。若TSLA采用鐵鋰版本，單車電池成本有望降低7-9k元，為Model3打開降價空間。
而光大證券認為，采用CTP技術方法后，磷酸鐵鋰電池包的成本由0.66元/Wh降至0.57元/Wh。
根據行業媒體披露的電池專利圖可以看到，CATLCTP結構電池包中，電芯和電池管理系統連接結構，以及電芯和電池包殼體結構（壓力和溫度傳感器放置）出現變化。此設計易于電池散熱處理，不采購模組結構降低裝配難度提高生產效率，同時也便于電芯維護管理。
未來趨勢
招商證券表示，隨著磷酸鐵鋰電池補短板，其產品應用面會顯著拓寬，并也將進一步提升磷酸鐵鋰電池在非車用的動力鋰電池、儲能市場的競爭力。
此外還有觀點認為，長期看高鎳三元+硅碳負極仍然為技術趨勢。高鎳電池具備能量密度優勢及成本下行空間大。811電池處于技術快速提升階段，良品率不斷提升，規模化也帶來成本降低，未來811電池成本有望降至0.5元/wh，低于鐵鋰的0.6元/wh左右。
參考資料：
華創證券——電池包技術革命：影響全球動力鋰電池行業格局新變量
光大證券——磷酸鐵鋰專題報告：行業邏輯生變，性價比優勢顯現
申港證券——TSLA選擇磷酸鐵鋰意味著什么？
招商證券——媒體披露TSLA或采用無鈷電池，鐵鋰電池受關注
東吳證券——TSLA和寧德洽談無鈷方法，鐵鋰有望復蘇
