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磷酸鐵鋰電池能量密度未來能趕超三元鋰電池嗎

來源:存能電氣  日期:2019-11-21 15:07  瀏覽量:

  磷酸鐵鋰電池能量密度未來能趕超三元鋰電池嗎?新能源汽車的主要是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池,二者之間最大的區(qū)別就在于能量密度和安全性,能量密度的大小關(guān)乎到汽車的續(xù)航能力,而安全性主要體現(xiàn)在材料在高溫下會發(fā)生分解,這兩點(diǎn)都是消費(fèi)者選購新能源汽車時(shí)最關(guān)注的問題,也是目前業(yè)內(nèi)對這兩種電池爭議最多的地方。

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  磷酸鐵鋰電池能量密度未來能趕超三元鋰電池嗎

  由于磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)能量密度與補(bǔ)貼金額直接掛鉤,倒逼電池企業(yè)盡快提升能量密度。在材料性能沒有突破性進(jìn)展的情況下,部分電池企業(yè)采用輕量化、減輕電池箱重量和做大電池尺寸等方式來提高能量密度,其安全性、循環(huán)壽命以及實(shí)際量產(chǎn)遭到了業(yè)內(nèi)人士的質(zhì)疑。

  由于改進(jìn)材料性能以提升鐵鋰電池單體比能量的作用比較有限,部分電池企業(yè)采用輕量化、減輕電池箱重量和把電池殼體做薄的方式來提高能量密度。磷酸鐵鋰電芯目前量產(chǎn)最高能量密度160wh/kg,明年還會進(jìn)一步提升,預(yù)計(jì)能達(dá)到170wh/kg。

  數(shù)據(jù)顯示,2019年磷酸鐵鋰電池電芯的市場報(bào)價(jià)已降至0.7元/Wh以下,三元電池電芯的報(bào)價(jià)則在0.9元/Wh左右徘徊,兩者差距開始擴(kuò)大。據(jù)測算,以400km和250km續(xù)航車型為例,磷酸鐵鋰扣除補(bǔ)貼影響后綜合成本比三元分別低5600元和3500元。伴隨著2021年補(bǔ)貼的全面退出,磷酸鐵鋰的價(jià)格優(yōu)勢將不斷凸顯。

  近年來,磷酸鐵鋰電池能量密度確實(shí)提升不少,將于2020年5-6月份推出的全新一代鐵鋰電池,體積比能量密度將提升50%,具有更高的安全性和更長的壽命,壽命可以達(dá)到8年或者120萬公里,成本可以降低30%。在現(xiàn)有材料體系的大框架下,無論技術(shù)如何改進(jìn),磷酸鐵鋰動力電池電芯的能量密度達(dá)到300Wh/kg的希望都較為迷茫,相對來說,三元技術(shù)路線則較有希望。

  根據(jù)報(bào)告預(yù)計(jì),到2020年,中國新能源汽車市場的動力電池總需求量將接近5000萬kWh,其中,磷酸鐵鋰電池還將經(jīng)歷2年的緩慢增長,到2019年,絕對需求量會下降,2020年快速下降到750萬kWh左右;預(yù)計(jì)2018年純電動客車領(lǐng)域?qū)θ姵亟饨?,此后三元電池的需求量將會爆發(fā),到2020年將會達(dá)到4250萬kWh左右,從而基本完成對中國新能源汽車市場的統(tǒng)治,而磷酸鐵鋰電池則會將市場中心轉(zhuǎn)移到儲能領(lǐng)域。

  磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池安全性對比

  關(guān)于三元和磷酸鐵鋰的安全性爭議持續(xù)了兩三年,尤其是商用電動車究竟該使用哪種電池也一直眾說紛紜,此前業(yè)內(nèi)有一個“折中”的觀點(diǎn)是:不同車型采用不同的電池,如乘用車看重續(xù)駛里程,采用高比能量的三元電池,客車更看重安全性,采用比能量相對低但穩(wěn)定性更高的磷酸鐵鋰。

  三元鋰電池由于在200度左右會發(fā)生分解,并且分解后會產(chǎn)生更加劇烈的化學(xué)反應(yīng),因此在汽車碰撞時(shí)更容易著火,這也是三元鋰電池普遍被認(rèn)為不安全的地方,正是因?yàn)檫@個原因三元鋰電池此前被暫停使用在客車上。

  然而,安全性的好壞其實(shí)更取決于整個動力電池系統(tǒng),尤其是電池管理系統(tǒng),合格的BMS都可以在發(fā)生意外時(shí)切斷電源避免著火,并不能僅因?yàn)槿嚥牧先菀谉峤饩驼J(rèn)為三元鋰電池不安全。隨著三元鋰電池安全性重新被評估,客車將解禁三元鋰電池,這無疑又釋放了很大一塊市場。

  磷酸鐵鋰與三元的市場之爭,至目前雖然還沒有一個明確的定論,并且電池技術(shù)日新月異,不久的將來迎來革命性的變化也在意料之中,技術(shù)已經(jīng)成熟的三元電池,憑借其能量密度高且仍有較大提升空間、不遜色的安全性、耐低溫、高充電效率等特性,將會在新的市場中站穩(wěn)腳跟。

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