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磷酸铁锂电池路线的三..

磷酸铁锂电池路线的三元锂开始了称霸之路
2020-06-08

虽然远在大洋彼岸的特斯拉“电池日”不断跳票,架不住国内的动力电池产业重磅消息不断,频频迎来重大突破。


磷酸铁锂电池路线的三元锂开始了称霸之路


先是比亚迪刀片电池横空出世,紧接着广汽宣布石墨烯电池取得了突破,再然后是一直低调的蜂巢能源,推出了可量产的无钴电池,直接把续航干到880km。动力电池产业接连不断曝出好消息,把新能源汽车都比下去了,这架势和如今L3级自动驾驶量产车频频现身有得一拼。当然热闹背后也伴随着争议,尤其是日韩电池大厂都没啥动静的时候,国内企业却频繁亮剑,我们的技术发展真的如此领先了吗?这到底是科研领域的突破,还是给资本市场找话题呢?01动力电池产业确实到了变革期最早动力电池领域当仁不让的王者就是磷酸铁锂电池,直到2012年国家对电池能量密度提出了明确指标,能量密度更高的三元锂电池开始逆袭。车企们为了拿到高额补贴都开始转向三元锂电池。到了2015年,一直坚守磷酸铁锂电池路线的比亚迪都妥协了,三元锂开始了称霸之路。


但是2019年,风向又变了。国内新能源汽车补贴大幅退坡,动力电池行业白名单也取消了,路线的选择发生了变化。补贴退坡意味着车企成本增加,所以开始把目光挪到成本更低的磷酸铁锂电池上;白名单取消日韩电池企业开始进来抢食,国内电池企业压力山大,也必须寻求技术突破。这一切,催生出了2020年上半年的这场动力电池大比武。02磷酸铁锂又成了宝贝?比亚迪举起刀片电池的大旗,宣告磷酸铁锂电池的回归。当年磷酸铁锂电池之所以被三元锂电池比下去,无外乎能量密度太低,以及低温性能差。但是它也有优势,成本低,稳定性好。


比亚迪的刀片电池,就是改良后的磷酸铁锂电池,它的创新来自于材料结构和制造工艺的改变。


简单来说就是比亚迪把电芯做得更薄更长更扁平化,这样体积能量密度就大幅提升了(从251Wh/L提升至332Wh/L),续航也就相应提高,第一款搭载刀片电池的比亚迪汉EV综合工况续航605公里,进入了600km也就意味着进入了目前电池续航能力第一梯队。三元锂电池一直以来的拥趸特斯拉,如今也看上了磷酸铁锂电池,国产Model 3的短续航版本就将搭载宁德时代提供的磷酸铁锂电池。对特斯拉来说,这个版本的Model 3续航没必要干到600km+,最重要的是成本能更低就够了。只不过不管是比亚迪还是特斯拉/宁德时代,都有一个问题待解,就是磷酸铁锂电池的低温性能差问题,他们都是如何解决的?还是北方地区就只能pass掉这个选项了?03石墨烯,真的能走出实验室?和比亚迪的刀片电池相比,广汽新能源的石墨烯电池才是真正的业界重磅,毕竟三星、华为都在它身上栽过跟头,它的产业化属于全球未解之难题。


石墨烯是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,它的发明者因此拿了诺贝尔奖。这么牛的材料要是做成电池,就能解决电动汽车所有痛点了。后来菲斯科、三星都高调宣布过要搞石墨烯电池的汽车和手机,后来都扑街了,连华为这种看上去很踏实的企业,也和石墨烯电池扯上过关系,结局都是一样的无疾而终。最后专家都表态了,所谓的石墨烯电池技术几乎是不存在的,它在理论上能提高充放电速率,但是对容(能)量提升没有任何帮助,而且它作为纳米材料,和锂离子电池工业的技术体系也不兼容,这种技术只存在实验室里,产业化基本无望。目前比亚迪等电池企业主要把石墨烯作为导电添加剂用在电池中,不过广汽新能源坚信石墨烯电池可以从实验室走向市场。他们对外宣布,基于三维结构石墨烯(3DG)材料的“超级快充电池”,将在今年底搭载在埃安车型上。


具体广汽的石墨烯电池应用了什么技术,他们没有对外说,只公布了一个很牛的数据:8分钟充电至85%,而且电池寿命和安全性也达到使用标准了。为啥专家们都说不存在的石墨烯电池技术,广汽已经可以年底投入量产车上使用了,我也无法解答,不过既然人家都说年底就能见到了,咱们就再等等看。04无钴电池,蜂巢快了特斯拉一步?据说特斯拉即将召开的“电池日”上要宣布的重磅信息就和无钴电池技术有关,只不过蜂巢能源抢在它之前发布了一种可行性方案——NMX无钴电池。


无钴电池指的并非本身就不含钴的磷酸铁锂电池,而是去掉了钴之后的三元锂电池。为啥电池企业都追求无钴化?因为钴很稀有,总储量少,价格高,开采过程还很不人道。蜂巢研发的NMX无钴电池,属于镍锰体系无钴电池的一种,去掉了钴之后提高镍比例,再掺杂其他元素,改善热稳定性,再通过包覆物质提升工作电压,进而提升能量密度。这种镍锰体系无钴电池许多企业都在做,包括宁德时代在内,区别是这其中的元素和比例,大家都要不断试错不断调整,最终找到最佳方案。目前来看,蜂巢抢先了一步,至少它最早宣布了这项技术可以量产化。根据蜂巢的介绍,他们除了在电芯核心技术上实现了突破,还在生产和PACK封装工艺上进行了创新,比如采用叠片生产技术提高了内部利用率和寿命,封装方面采用了矩阵式成组结构,比刀片电池效率更高。


最终的成果L6薄片无钴长电芯,寿命达到15年120万公里,综合续航880km,明年下半年能够量产。05动力电池产业真要变天了可以确定的是,动力电池的市场格局将发生变化,磷酸铁锂电池重回席位,即便坐不上C位,至少在续航短、价格低的中低端车型领域会重受青睐;而无钴的三元锂电池将在长续航的中高端车型上占据主力。不管上面几家推出的重磅技术,是噱头成分更大还是真有两把刷子,反正人家量产时间表都公布了,咱们到时候直接看效果就行了。


反正对消费者来说,这是好事,电池的成本会更低、续航更长、安全性更高,彻底取代燃油车的时间表,也会越来越近了。




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