新型磷酸鐵鋰離子電池“來勢洶洶”

2020年一月，比亞迪公布消息稱，旗下的超級磷酸鐵鋰離子電池—“刀片電池”即將量產，該電池在一定程度上提升了能量密度，降低了加工成本，甚至可與三元鋰離子電池一較高下。而作為首款搭載刀片電池的比亞迪漢EV/DM車型，NEDC續(xù)航里程更是超過600km，將于2020年中上市。

據(jù)了解，比亞迪所推出的“刀片電池”屬于磷酸鐵鋰離子電池的一種，不同的是將電芯進行扁平化設計。據(jù)比亞迪專利顯示，“刀片電池”長度可達2500mm，是傳統(tǒng)磷酸鐵鋰離子電池的10倍以上，可極大提升電芯的重組效率——這同時意味著可提高電池組的能量密度。據(jù)國家知識產權局公布的數(shù)據(jù)，比亞迪“刀片電池”可使一般電池組體積比能量密度從251Wh/L提升至332Wh/L，且由于制作工藝更加簡單，也降低了加工成本。

事實上，緊盯著磷酸鐵鋰離子電池的不只比亞迪一家。近期有消息指出，特斯拉將在國產Model3上采用無鈷電池，而磷酸鐵鋰離子電池作為無鈷電池的一種，更是讓人看好；此外，此前一直潛心研發(fā)磷酸鐵鋰離子電池的國軒高科也于近日高調宣布，其采用最新技術的磷酸鐵鋰離子電池能量密度在實驗階段已可以達到200Wh/kg。

“通過在正極材料制備過程中添加特殊添加劑，同時優(yōu)化碳源及粒度匹配，改善材料碳包覆、結晶度、密實度，從而提高材料克容量及壓實密度，同時對電池化學體系進行優(yōu)化，并通過對PACK工藝技術改進以及電池組設計優(yōu)化，使得磷酸鐵鋰離子電池單體能量密度在試驗階段已沖破200Wh/kg。”國軒高科表示。

高密度磷酸鐵鋰離子電池補全短板

不論是作為新能源汽車整車制造龍頭的比亞迪和特斯拉，還是目前作為第三大動力鋰電池廠商的國軒高科，都在此時不約而同地選擇發(fā)力磷酸鐵鋰離子電池，顯然會給目前占據(jù)主流市場的三元電池帶來不小沖擊。

三元鋰離子電池具有能量密度高、輸出功率大的優(yōu)勢。但是其劣勢也很分明，安全性差、耐高溫性差、元素有毒等問題一直限制其發(fā)展。而磷酸鐵鋰技術則恰好具有壽命長、充放電倍率大、安全性好、高溫性好、元素無害、成本低等諸多優(yōu)勢，只是由于此前的產品能量密度較低，所以才會在市場上不敵三元電池。

但如今，磷酸鐵鋰離子電池的上述短板顯然已被補齊。

相關數(shù)據(jù)顯示，目前，寧德時代和比亞迪配套的三元電池多數(shù)能量密度聚集在160Wh/kg，前者最高的為180Wh/kg，后者最高的為161Wh/kg。而目前國軒高科量產的磷酸鐵鋰離子電池，單體能量密度已經(jīng)沖破190Wh/kg，系統(tǒng)能量密度沖破140Wh/kg。假如單體能量密度達到200Wh/kg，系統(tǒng)能量密度將超過160Wh/kg。

“比亞迪的‘刀片電池’將磷酸鐵鋰離子電池結構縮減至單體電池和電池PACK。創(chuàng)新處理了磷酸鐵鋰離子電池體積比能量密度偏低的問題，還有長壽命和質保優(yōu)點。比亞迪電動大客車今朝已提出10年100萬公里的質保，在商用車范疇已經(jīng)非常高了。”我國科學院院士歐陽明高在談及新型磷酸鐵鋰離子電池的優(yōu)點時坦言。

憑自身優(yōu)點占據(jù)一席之地

“近幾年由于市場追求長續(xù)航和多場景使用，加上補貼政策向高能量密度傾斜，三元鋰離子電池反超磷酸鐵鋰離子電池，成為市場寵兒。不過隨著補貼的退坡，成本成主機廠考慮的首要因素之一，磷酸鐵鋰離子電池得以重回人們視野。”一位不愿具名的車企員工告訴記者。

那么隨著新型磷酸鐵鋰離子電池的量產，其能否實現(xiàn)“逆襲”，重新成為市場主流呢？

“三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池的使用場景不同，但我認為將來市場上三元鋰離子電池仍是主流。”上述車企員工表示，在動力鋰電池范疇，三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池各有優(yōu)點，但由于目前市場主流仍以三元電池為主，所以短時間內市場不會有太大改變。“高鎳三元電池因其鎳含量高、鈷含量低，具備高能量密度和低成本優(yōu)點，目前備受市場酷愛，因此我認為三元向高鎳化發(fā)展或是將來趨勢。”

考慮到磷酸鐵鋰離子電池在質量密度上的技術受限與高鎳三元的成本下降趨勢，高鎳三元仍將會是將來三年動力鋰電池的主流趨勢。“但這兩款產品都會憑自己優(yōu)點在市場占據(jù)一席之地，期望將來新能源汽車性能有更大沖破，滿足消費者不同需求。”