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特斯拉、比亚迪瞄准同一种电池磷酸铁锂电池变



  特斯拉这次将国产Model 3采用磷酸铁锂电池,将三元锂电池与磷酸铁锂电池的竞争推向台前,动力电池的技术路线可能出现一场新变革。

  6月11日,工信部发布新能源汽车推广应用推荐车型目录(2020年第7批),特斯拉中国的Model 3标准续航版显示搭载的是磷酸铁锂电池。

  这是特斯拉首次采用“无钴电池”。特斯拉早前已表示,公司将在“电池日”上公布新的技术进展,外界期待这将是“无钴电池”的登场。但由于疫情原因,特斯拉“电池日”迟迟未到,不过这似乎未影响在国产Model 3上使用不含钴的电池。

  相较于三元锂电池,磷酸铁锂电池的优势在于成本更低,原因在于钴的价格高昂,新能源车企一直希望降低钴的使用比例从而降低动力电池的成本。随着技术进步,磷酸铁锂的电池密度正逐步提高,并有望与三元锂电池再次一较高下。

  因此,今年国内的动力电池企业正掀起一股“无钴”电池浪潮,无论是比亚迪的“刀片电池”,还是蜂巢能源推出的无钴电池,动力电池作为下游供应商已率先做出改革。

  此次通过申报的Model 3标准续航版,搭载的是磷酸铁锂电池,因此工信部披露的信息显示该版本的能量密度较目前在售的版本下降20Wh/kg,但是续航里程却没有影响,甚至增加了23公里,证明磷酸铁锂电池的实力已不输三元锂电池。

  此前,特斯拉旗下车型搭载的动力电池一直都是松下生产的三元锂电池,直至上海超级工厂落成投产后,其动力电池供应商才新增LG化学和宁德时代。结合宁德时代与特斯拉的合约细节,前者将在今年6月起向特斯拉供货,外界认为有理由相信,此次搭载的磷酸铁锂电池来自宁德时代。

  电池原材料咨询公司基准矿物情报机构经理Simon Moores分析称,特斯拉将会购买宁德时代的磷酸铁锂电池用于标准续航版Model 3上,而长续航版将继续使用LG化学供应的811三元电池。他预测,此举可以让国产Model 3的成本下降超过25%,而且基于特斯拉的三电(电机、电控、电池)优势,即使是采用磷酸铁锂电池仍能享受新能源补贴。

  光大证券发布的最新研报认为,磷酸铁锂版Model 3将比LG化学和松下供应的三元锂电池更畅销,理由包括新车型的续航里程增加、磷酸铁锂电池更安全、循环寿命更长;而从特斯拉的角度出发,磷酸铁锂电池包的成本比高镍三元锂电池低20%,单车可节省成本8000元,且电池循环寿命更长,可节省维修保养费用。

  目前特斯拉尚未公布磷酸铁锂版Model 3的销售时间和售价,因此未知是否会与目前在售的三元锂电池版同价。目前Model3标准续航版补贴后售价为27.155万元,因为7月22日过渡期结束后将执行新的新能源补贴政策,届时该车型的价格或许还会出现浮动。

  过去,因续航里程较短导致新能源汽车车主普遍存在“里程焦虑”,为此新能源车企推出不同的解决方案,包括油电混合、增加续航里程以及“换电”模式等。其中增加续航里程又需要依靠动力电池企业研发出能量密度更高的动力电池,因此磷酸铁锂电池在竞争中逐渐处于下风,转而应用在客运、货运车上,乘用车普遍采用三元锂电池。

  此外,在新能源补贴的指挥棒下,车企不得不采用能量密度更高的三元锂电池,否则可能无法达到新能源补贴的门槛。近年新能源补贴主要将车辆的续航里程与能量密度作为考核指标,2018年时150公里至250公里的纯电动车能享受1.5万补贴,200公里至250公里还能获得2.4万元,但2019年规定250公里以下的车辆将不再享受补贴,而且能量密度不能低于120Wh/kg。今年起,新能源补贴的门槛上升至300公里以上,能量密度要求则保持不变。

  随着“刀片电池”等技术的创新,磷酸铁锂电池的能量密度和续航里程也在迅速提高。比亚迪早前发布的刀片电池,其能量密度比传统磷酸铁锂电池提升50%,续航里程超过600公里;蜂巢能源在5月发布的L6薄片无钴长电芯,续航能力高达880公里,预计明年下半年正式推出。

  宁德时代董事长曾毓群透露,刀片电池是宁德时代2016年量产的CTP结构创新概念中的一种,公司已经选择并量产CTP结构创新里最优的几种,比如CTP-0、CTP-1、CTP-2。宁德时代副总经理、董事会秘书蒋理称,在CTP方面,由于省去了电池模组组装环节,较传统电池包,CTP电池包体积利用率提高了15%-20%,电池包零部件数量减少40%,生产效率提升了50%,电池包能量密度也显著提升,将有效降低动力电池的制造成本。

  在安全性方面,磷酸铁锂电池也被认为优于三元锂电池,主要原因是磷酸铁锂电池具备更好的热稳定性。早前比亚迪与宁德时代就磷酸铁锂电池和三元锂电池的安全性进行PK,引起业内外人士的广泛关注,但考虑到三元锂电池在能量密度上的优势,安全性问题并不妨碍车企选择其作为长续航车型的动力电池。

  造车新势力涌现,特斯拉入华,传统车企向新能源转型……国内的新能源车企面临着前所未有的激烈竞争,而作为下游的动力电池企业,也在积极争取车企用户的支持,在产品创新上层出不穷。

  日前,宁德时代宣布推出新型长寿命电池,称该款电池采用自修复长寿命技术,可实现16年超长寿命或200万公里行驶里程, 成本相比当前电池增加不超过10%。据宁德时代方面介绍,该款电池的自修复长寿命电池技术核心在于减缓容量衰减速度,即控制活性锂消耗速度,而且该技术通用于三元材料和磷酸铁锂材料,已经具备量产能力。

  目前,大部分动力电池的寿命在8年左右,上述长寿命电池的推出有望解决动力电池的衰减问题。以特斯拉为例,国外特斯拉车主收集统计的数据分析显示,车辆在充电30万次以上,电池容量才会衰减至原始电池容量的90%。

  此外,广汽新能源宣布,其石墨烯电池量产研发工作计划今年底将从实验室走向实车。广汽研究院院长王秋景表示:”我们研发的石墨烯材料,现在可以应用到汽车动力电池上,已经做成了软包电池。8分钟就可以充满电,5分钟可以充到80%。”

  随着新能源汽车的普及,锂电池将有更加广阔的市场空间。去年9月彭博新能源财经(BNEF)预测,到2030年,电动汽车对锂离子电池的需求将从目前的约200GWh增长到超过2000GWh。与此同时,锂离子电池的价格将继续下降,下降幅度可能高达50%以上。