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购买新能源汽车,选择三元锂还是磷酸铁锂电池?车企已开始转向

来源:新能源汽车聊


三元锂电池指采用镍钴锰酸锂或镍钴铝三元正极材料的锂电池,优点是标称电压较高,单体电池能量密度较高,输出功率较大,低温性能较好,缺点是高温稳定性差(200度左右燃爆),成组利用率低(60%左右),造价较高,污染较高。


磷酸铁锂电池则采用磷酸铁锂作为正极材料,优点是成本较低,不含重金属,对环境污染较小,高温稳定性好,快充或过充时安全性非常高,放电功率高,无记忆效应,循环寿命高,成组利用率高(可高达80%以上),缺点是低温性能差,单体电池能量密度较低,产品一致性略差,工作电压只有3.2V,输出功率较小。


车企逐渐开始倒向磷酸铁锂电池


据锂电网数据显示,三元锂电池装机占比,2016年为24%,2017年为45%,2018年为58%,2019年达到高峰。然而,2020年,三元电池装车量38.9GWh,占比61.1%,同比下降4.1%,首次出现下降拐点;2020年磷酸铁锂电池装车量24.4GWh,占比41.4%,同比增长20.6%,出现上升拐点,预计2021年仍将大幅上升。



为何车企纷纷开始转向磷酸铁锂电池


2017年,新能源汽车国家、地方补贴最高可达6.6万元,但却对纯电动乘用车动力电池系统的质量能量密度有要求,对高于120Wh/kg的按1.1倍给予补贴,彼时磷酸铁锂电池质量能量密度很难达到120Wh/kg,一辆车会少拿6600元补贴。由于政策驱动,三元锂电池装车占比出现持续暴涨。然而,2020年前后,由于安全因素、成本因素、补贴变化驱动、电池热管理技术进步,三元锂电池装车占比出现下降拐点。


安全驱动


在2017年补贴政策驱动下,车企纷纷倒向三元锂电池阵营,就连过去一直坚持磷酸铁锂电池路线的比亚迪也开始全系车型搭载三元锂电池。然而,由于三元锂电池热稳定性差、燃爆点低,经常在充放电时出现的热失控,导致不少新能源汽车由于电池热失控发生燃爆,就连之前从未出现过电池热失控导致电池燃爆的比亚迪也因搭载三元锂电池而未能幸免,不禁让消费者开始重新审视过度追求电池组能量密度带来的安全风险隐患。



成本驱动


磷酸铁锂单体电池密度低,但是价格较低,而且热稳定性强,电池组防护成本低,成组利用率极高,经过不断改进工艺和结构,电池组能量密度同样实现大幅提升,例如比亚迪的刀片电池,电池组质量能量密度甚至高达150Wh/kg。而811三元锂电池虽然单体电池密度高,但是价格也高,而且热稳定更差,需要更多的防护成本来维持安全性,导致成组利用率反而降低,电池组密度实际提升却并不明显,成本却高了一大截。


补贴变化驱动


根据最新补贴政策情况,地补基本已退出,纯电动汽车国补也降低至最高2.5万元,而且电池组质量能量密度再大也只能拿到1倍补贴。与此同时,不少经过结构改良的磷酸铁锂电池也能拿到0.8倍补贴,而搭载比亚迪的刀片电池甚至可以拿到0.9倍补贴,和最高补贴只不过相差2500元,已经远远低于装机811三元锂电池以及电池容量提升所带来的成本提升。


电池热管理进步驱动


磷酸铁锂电池低温性能差,三元锂电池也好不到哪里,所有车企都为锂电池的低温性能伤透了脑筋,逐渐摸索出各种电池热管理技术,通过消耗少量电量给电池加热,实现汽车行驶时动力电池工作温度提升,大幅改善了电池低温性能差的弱点。时至今日,温度只要不低于零下20度,无论三元锂电池和磷酸铁锂电池,基本都可以实现将锂离子活性降低幅度控制在20%以内。实际上,相比三元锂电池,电池热管理系统对磷酸铁锂电池的活性提升幅度更大,有效解决了磷酸铁锂电池的最大痛点。


写在最后:


作为吃瓜群众,不少消费者以为国内两家头部电池企业中,宁德时代只生产三元锂电池,比亚迪只生产磷酸铁锂电池,其实大错特错。宁德时代同样生产磷酸铁锂电池,而且出货量并不比三元锂电池低。只不过,中国是磷酸铁锂电池生产大国,竞争激烈,宁德时代在磷酸铁锂电池技术上并不具有压倒性优势,只能靠价格血拼夺取市场份额,销售收入和毛利率远不如出售811电池。


去年比亚迪刀片电池针刺实验直指三元锂电池痛点,其实并无针对任何电池企业的意思,但宁德时代反应过激,主动跳出来驳斥,最后闹了个业界笑话,很多人可能不理解,其实主要还是出于商业驱动因素。宁德时代一直主推销售收入和毛利率更高的811电池,自然不希望竞争激烈的磷酸铁锂电池影响到公司商业战略。尤其刀片电池取消模组,实现了体积能量密度提升50%的成绩,质量能量密度虽略低,但是体积能量密度已经不低于三元锂电池,让容量有限的车身底盘能够装入更多刀片电池,从而实现续航等同于三元锂电池车型,可能会对811电池形成巨大冲击。


事实上,不仅比亚迪通过刀片结构改良了磷酸铁锂电池,宁德时代等其他电池企业同样通过结构改良,大幅提升了磷酸铁锂电池的整体能量密度,才让磷酸锂电池有了回归主流的可能。不过,经过结构改良后,磷酸铁锂电池今后的发展空间确实已经不大,这也是宁德时代依然看好三元锂电池的技术驱动因素。但是,三元锂电池能量组密度进一步提升,同样面临巨大的安全风险,目前没有一个电池企业能够彻底解决安全和密度的矛盾命题,只能在中间找一个平衡点。


至于消费者该选购搭载何种电池的车型,建议大家根据自己的喜好和两种电池各自的优缺点,理性选择!




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