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磷酸铁锂材料优势叠加性能提升

来源: 电池招聘网 发布时间:2018-11-09 09:16:44浏览次数:98次

  受挫乘用车市场

  对磷酸铁锂材料厂而言,最大困境在于客车市场销售增速放缓,而储能领域难以短期上量。同时,受制于磷酸铁锂电池本身能量密度的短板,无法抓住乘用车这一高速增长的市场。

  数据显示,2018年前三季度,在29.5GWh的动力电池总装机量中,EV乘用车市场前3季度累计装机16.1GWh,占比达54.4%,排名第一。单看今年9月的数据,电动乘用车实现装机3.31GWh,比去年的总和还多,同比增长高达165.6%。

  “以前是得电动客车者得天下,现在是得电动乘用车者得天下。”业内人士说。

  今年前三季度,在电动乘用车16.06GWh的总装机量中,13.98GWh采用三元电池,占比约为87%;而磷酸铁锂电池占比仅12%。“还有少数乘用车在用磷酸铁锂电池。比如,不追求高续航、用于城市通勤的乘用车,或者低速车。”天风证券分析师杨藻指出。

  磷酸铁锂电池和三元电池能量密度差距有多大?“目前磷酸铁锂单体电芯能量密度约在140-150Wh/kg,电池系统能量密度约为110-120Wh/kg。而常见的三元电池单体电芯为200Wh/kg,系统能量密度约在140Wh/kg。”业内人士告诉记者。

  为何高能量密度成为电池厂、车企竞逐的目标?一方面受补贴政策引导。根据2018年6月实施的补贴新政,电池系统能量密度补贴门槛由2017年的90Wh/kg提升105Wh/kg,105(含)-120Wh/kg的车型按0.6倍补贴,120(含)-140Wh/kg的车型按1倍补贴,140(含)-160Wh/kg的车型按1.1倍补贴,160Wh/kg及以上的车型按1.2倍补贴。换言之,搭载磷酸铁锂电池的乘用车只能拿到0.6倍或1倍的补贴,而三元电池一般而言至少能拿到1倍以上补贴。

  另一方面,对于乘用车而言,系统能量密度高低至关重要。电池的能量密度指的是电池平均单位体积或质量所释放出的电能,会影响到车辆的续航里程。“举个例子,200公斤电池包,如果能量密度是140Wh/kg,200KG可以装28度电。如果能量密度是120Wh/kg,200KG可以装24度电。这对乘用车而言很要命,因为乘用车内部空间有限,整体结构设计中只有200公斤左右的重量留给电池包,装28度电当然比24度电跑得更远。”业内人士告诉记者。

  头部磷酸铁锂电池厂正在努力补足这一短板。比亚迪相关人士向中国证券报记者透露,目前公司磷酸铁锂电池系统层面能量密度最高可以做到140wh/kg。

  国轩高科今年9月接受机构调研时表示,已完成了磷酸铁锂单体能量密度由170Wh/kg向180Wh/kg产线升级改造。接近三元523的性能指标,且能满足新能源汽车300公里以上的续航里程。同时计划2019年将磷酸铁锂单体电芯能量密度最高提升至接近200Wh/kg。

  头部企业尤其是早期技术路线偏向磷酸铁锂的企业多在进行两手准备,提升磷酸铁锂技术路线的同时,蓄力发展三元电池。

磷酸铁锂材料

  上述比亚迪相关人士指出,目前比亚迪商用车和E6仍然在使用磷酸铁锂电池,乘用车今年已经全部换装三元电池。2018年,比亚迪在青海新增了24GWh的三元电池产能,加上截至2017年底16Gwh的总产能(其中6Gwh是三元电池,10Gwh是磷酸铁锂电池),预计2019年年底动力电池总产能达40Gwh。

  国轩高科表示,正全力推进三元电池开发及投产,已完成原有两条111产线升级为三元622产线的改造,并已稳定、批量向客户供货。同时新建的4GWH升级版三元产线,已经完成一条产线的打通,预计四季度供货。

  “以前走磷酸铁锂路线的中小电池厂要转换三元路线就没那么容易。一来原来上游供应商的关系都在磷酸电池体系上,要重新建立三元体系比较困难;二来还要与现有电池厂在客户资源上展开竞争。”业内人士指出。

  能否收复失地

  磷酸铁锂能否收复乘用车市场失地,首要问题是提高磷酸铁锂能量密度会否引发安全问题。

  “虽然能将磷酸铁锂单体电芯能量密度做到180Wh/kg以上,但多数还处于小试或者中试阶段,未大批量上市,还需要进一步验证产品的稳定性和可靠性。”业内人士指出。

  业内人士强调,磷酸铁锂极致追逐能量密度或引发安全问题。一般来说,单体电芯单位空间聚集的能量越多,瞬间爆发出来的危害性越大,安全性越低。由于磷酸铁锂电池能量密度普遍低于三元电池,安全性相对高一些。

  “与三元电池通过提高单体电芯提升能量密度不同,磷酸铁锂电池提高能量密度的方式主要是提高电池整体成组效率。”业内人士强调,这里面潜藏危险。电池成组效率越高,意味着其中安全部件减少。一般来说,磷酸铁锂电池成组效率80%属于正常水平,现在有些厂家已经做到90%以上。

  另一个争议的焦点是补贴政策退出后,磷酸铁锂会否因为价格优势实现逆袭?

  国轩高科接受机构调研时表示,随着补贴退坡,磷酸铁锂的低成本、长寿命、高安全性等优势在乘用车领域将逐渐突显。

  今年8月26日,比亚迪董事长王传福接受中国证券报记者关于“怎么看待磷酸铁锂电池和三元电池的技术路线之争”的提问时表示,两种电池都很重要,未来将根据不同的情况进行应用。

  “比如,商用车、大巴、卡车新美高梅线上娱乐采用磷酸铁锂电池,轿车、乘用车使用三元电池新美高梅线上娱乐一些。如果三元电池原料价格持续上涨,一些低端乘用车、对价格很敏感的车辆可能重新采用磷酸铁锂电池。成本上涨不利于三元电池发展。未来电池路线由成本、技术多方面平衡后形成的市场决定。”

  杨藻认为,即使补贴退出,乘用车追求高能量密度总体趋势还是不会改变。“这是市场决定的。一方面消费者对续航能力有要求;另一方面能量密度越高,车辆装载的电池越少。现在很多整车装了电池后,车内空间大大减小,导致后备箱空间缩减或者后排座椅突出。”

  “价格优势方面,三元电池原材料成本上涨未来将逐步缓和。过去三元原材料价格上涨的一大原因是,三元电池产量快速增长过程中部分原材料环节产能跟不上,短期出现瓶颈。随着产能逐步上升,原材料价格将维持较为稳定的状态。”杨藻表示。

  “汽车市场空间大,客户层次多样化。未来磷酸铁锂电池在乘用车市场还是有不少应用场景。比如,中短距离行驶的车辆。”

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