新型磷酸鐵鋰離子電池“來勢(shì)洶洶”

2020年一月，比亞迪公布消息稱，旗下的超級(jí)磷酸鐵鋰離子電池—“刀片電池”即將量產(chǎn)，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(jìn)行扁平化設(shè)計(jì)。據(jù)比亞迪專利顯示，“刀片電池”長(zhǎng)度可達(dá)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(shí)意味著可提高電池組的能量密度。據(jù)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)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(jiǎn)單，也降低了加工成本。

事實(shí)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(guó)產(chǎn)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(guó)軒高科也于近日高調(diào)宣布，其采用最新技術(shù)的磷酸鐵鋰離子電池能量密度在實(shí)驗(yàn)階段已可以達(dá)到200Wh/kg。

“通過在正極材料制備過程中添加特殊添加劑，同時(shí)優(yōu)化碳源及粒度匹配，改善材料碳包覆、結(jié)晶度、密實(shí)度，從而提高材料克容量及壓實(shí)密度，同時(shí)對(duì)電池化學(xué)體系進(jìn)行優(yōu)化，并通過對(duì)PACK工藝技術(shù)改進(jìn)以及電池組設(shè)計(jì)優(yōu)化，使得磷酸鐵鋰離子電池單體能量密度在試驗(yàn)階段已沖破200Wh/kg。”國(guó)軒高科表示。

高密度磷酸鐵鋰離子電池補(bǔ)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(dòng)力鋰電池廠商的國(guó)軒高科，都在此時(shí)不約而同地選擇發(fā)力磷酸鐵鋰離子電池，顯然會(huì)給目前占據(jù)主流市場(chǎng)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(shì)。但是其劣勢(shì)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(shù)則恰好具有壽命長(zhǎng)、充放電倍率大、安全性好、高溫性好、元素?zé)o害、成本低等諸多優(yōu)勢(shì)，只是由于此前的產(chǎn)品能量密度較低，所以才會(huì)在市場(chǎng)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(bǔ)齊。

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前，寧德時(shí)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(guó)軒高科量產(chǎn)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(dá)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(jié)構(gòu)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(zhǎng)壽命和質(zhì)保優(yōu)點(diǎn)。比亞迪電動(dòng)大客車今朝已提出10年100萬公里的質(zhì)保，在商用車范疇已經(jīng)非常高了。”我國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高在談及新型磷酸鐵鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)時(shí)坦言。

憑自身優(yōu)點(diǎn)占據(jù)一席之地

“近幾年由于市場(chǎng)追求長(zhǎng)續(xù)航和多場(chǎng)景使用，加上補(bǔ)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(chǎng)寵兒。不過隨著補(bǔ)貼的退坡，成本成主機(jī)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(chǎn)，其能否實(shí)現(xiàn)“逆襲”，重新成為市場(chǎng)主流呢？

“三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池的使用場(chǎng)景不同，但我認(rèn)為將來市場(chǎng)上三元鋰離子電池仍是主流。”上述車企員工表示，在動(dòng)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(diǎn)，但由于目前市場(chǎng)主流仍以三元電池為主，所以短時(shí)間內(nèi)市場(chǎng)不會(huì)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(diǎn)，目前備受市場(chǎng)酷愛，因此我認(rèn)為三元向高鎳化發(fā)展或是將來趨勢(shì)。”

考慮到磷酸鐵鋰離子電池在質(zhì)量密度上的技術(shù)受限與高鎳三元的成本下降趨勢(shì)，高鎳三元仍將會(huì)是將來三年動(dòng)力鋰電池的主流趨勢(shì)。“但這兩款產(chǎn)品都會(huì)憑自己優(yōu)點(diǎn)在市場(chǎng)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(fèi)者不同需求。”