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三元鋰電池的興起與磷酸鐵鋰電池如何發展?

鉅大LARGE  |  點擊量:1386次  |  2018年04月29日  

  受到2016年客車禁用三元的影響,磷酸鐵鋰在新能源客車中成為主流,得益于新能源客車的高速發展,在2016年全年的出貨量中,磷酸鐵鋰占據七成以上的份額。

  目前國內的動力電池主要分為兩個派系,根據正極材料的不同分為磷酸鐵鋰派和三元材料派。

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  正極材料種類及性能比較

  三元材料大火

  從產量來看,目前三元材料已經成為正極材料增速最高的細分領域,據統計,2017年全國正極材料產量為21萬噸,同比增長3成,其中三元材料8.6萬噸、磷酸鐵鋰5.8萬噸、鈷酸鋰4.5萬噸、錳酸鋰2.1萬噸,三元材料接替2016年磷酸鐵鋰成為2017年增速最高的正極材料,受益乘用車接替客車成為新能源車重要增量。

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  國內正極材料產量

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  2017年我國正極材料產量結構

  從原材料來看,2017年以來,金屬鈷價格暴漲,三元電池用鈷成為鈷未來增速最快、空間最大的需求領域。三元正極材料應聲上漲,面對迅速攀升的成本壓力,電池廠商利用正極材料技術協同紛紛向三元正極材料布局,緩沖原材料漲價沖擊,并且掌握上游資源。三元材料相較磷酸鐵鋰利潤空間更大,眾多企業紛紛布局三元材料。

  磷酸鐵鋰如何打通自身經脈

  1、技術突破,解決能量密度低的硬傷

  磷酸鐵鋰電池,是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。三元材料鋰電池是指使用鎳鈷錳酸鋰做為正極材料,石墨作為負極材料的鋰電池。

  與磷酸鐵鋰不同,三元鋰電池電壓平臺很高,這也就意味著在相同的體積或是重量下,三元鋰電池的比能量、比功率更大。除此之外,在大倍率充電、和耐低溫性能等方面,三元鋰電池也有很大的優勢。

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  從上圖可以看出磷酸鐵鋰的能量密度最低,在最新的補貼政策中,乘用車120Whkg、客車115Whkg成為一個重要分水嶺,只有滿足才能獲得一倍補償。在政策的刺激下,推動技術升級成為磷酸鐵鋰破局的關鍵之一。

  在提升磷酸鐵鋰電池能量密度的工作中,負極材料的改善也是關鍵的環節。目前除了石墨之外,其他有可能作為改善負極材料性能的材料,包括,硅以及各種氧化物添加劑,來添加到目前的傳統石墨里面,這個是目前比較可行的方法,而且現在很多公司都已經在采用。

  2、成本控制、快充技術突破,破除三元客車解禁優勢

  受到2016年客車禁用三元的影響,磷酸鐵鋰在新能源客車中成為主流,得益于新能源客車的高速發展,在2016年全年的出貨量中,磷酸鐵鋰占據七成以上的份額。進入2017年,隨著安全標準得到統一,客車用三元開始解禁,不過采用者依然寥寥無幾。但隨著2018年補貼政策的推出,三元重新進入申報列表。

  這是否意味著三元卷土重來呢實際上答案并不明確,在相關標準得到確定之后,三元的安全問題不用再擔心,但受到合作以及技術的慣性,再加上客車市場局限,新能源客車行業發展逐漸遇到天花板。并且,對于商用車而言,能量密度也不是首要關心的問題,成本、運營效率等更被看中。

  在鋰電池企業中,兩級分化加重,寧德時代、比亞迪、沃特瑪等占據了市場主要份額,而這三家企業,在新能源客車、專用車市場占據絕對主導地位,從市場份額來看,磷酸鐵鋰依然還有很大的空間。

  3、梯次利用,解決回收利用難度大的問題

  隨著磷酸鐵鋰電池壽命的終結,回收成為一大難題。與三元電池相比,磷酸鐵鋰回收利用率低,缺乏盈利點,甚至進行再生材料回收處于虧本狀態,這導致磷酸鐵鋰電池回收不僅不能帶來效益,還會成為拖累。

  2018年頒布動力電池回收新規明確了回收主體以及責任,電池企業也在積極研究更加綠色、經濟的回收利用技術,只有補足了這一塊短板,磷酸鐵鋰在可持續發展的道路上才能走得更遠。

  與此同時,進行梯次利用,以及開拓新市場成為電池企業的當務之急。在補貼退坡之后,成本、利用效率成為市場關注的核心。

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