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三元和磷酸鐵鋰離子電池的優(yōu)劣勢

鉅大LARGE  |  點擊量:2445次  |  2020年09月17日  

1、假如繼續(xù)發(fā)展三元,我們的動力鋰離子電池將永遠(yuǎn)處于追趕狀態(tài),不僅實現(xiàn)不了彎道超車,而且將喪失新能源汽車的安全性。


目前,改性錳酸鋰和三元鋰的核心技術(shù),都掌握在日韓公司手中。尤其是三元鋰,無論是技術(shù)、工藝還是設(shè)備,日韓行業(yè)龍頭都已達(dá)到非常成熟穩(wěn)定階段。假如我國新能源汽車動力鋰電池的發(fā)展方向定位于發(fā)展三元鋰電,不僅長期處于追趕日韓公司狀態(tài),而且因缺乏關(guān)鍵技術(shù)、工藝和設(shè)備,已陷入到了一個發(fā)展瓶頸。技術(shù)嚴(yán)重受制于日韓公司,規(guī)模也遠(yuǎn)不如日韓公司巨頭。三星SDI今年一次性將18650-2.2AH的電池銷售價格降至1美元/只,幾乎將國內(nèi)同行逼上絕境。


在國內(nèi)三元動力鋰電池性能和價格都無法與日韓巨頭相比的情況下,假如我們在新能源汽車動力鋰電池上堅持三元路線,恐怕我們還在追趕路上,就已經(jīng)被國際巨頭給扼殺了,更無從談什么彎道超車。最終結(jié)果將跟傳統(tǒng)汽車發(fā)展相同,高端車和核心技術(shù)依然源自國際巨頭,即使我們讓出了市場也換不回核心技術(shù)。


磷酸鐵鋰離子電池則不同。日韓公司基本沒有涉足,國際重要競爭對手來自美國。雖然兩個基礎(chǔ)專利有一個在美國(A123和Valence是美國磷酸鐵鋰離子電池的重要代表),但我國與美國的技術(shù)水平相差不大,而且我國是全球在磷酸鐵鋰領(lǐng)域投入最大、產(chǎn)銷量最多的國家。


隨著萬向集團(tuán)收購了A123,事實上我國公司已經(jīng)掌握了磷酸鐵鋰離子電池全球最高端的技術(shù)和工藝。而磷酸鐵鋰離子電池在安全性和循環(huán)壽命上相關(guān)于三元鋰電的絕對優(yōu)勢,正是我國新能源汽車關(guān)鍵要素所在和發(fā)展所需。只要明確其發(fā)展地位,加大投入固化這一優(yōu)勢,我國新能源汽車就完全有彎道超車的可能。


2、選擇三元,頂層設(shè)計缺乏前瞻性,全球鎳、鈷資源緊張,其大量應(yīng)用將導(dǎo)致市場價格暴漲,尤其我國這兩種元素的貯量根本無法支撐。


三元鋰電的材料配方,無論是鎳鈷錳酸鋰,還是鎳鈷鋁酸鋰,都離不開兩種貴金屬,即鈷和鎳。這兩種金屬在我國都很匱乏,在全球儲量也有限。其中,我國鈷的使用量90%以上都要進(jìn)口,鎳重要用于不銹鋼生產(chǎn),這兩種貴金屬都有國際期貨交易,價格不僅高且波動很大。


假如我國確定以三元鋰電為重要的動力鋰電池發(fā)展路線,按照政府規(guī)劃,到2020年,新能源汽車產(chǎn)量達(dá)到200萬輛,新能源汽車保有量達(dá)到500萬輛。按每輛新能源汽車動力鋰電池平均帶電量80KWH計算,500萬輛新能源汽車所需電池就達(dá)4000億WH電池,這還不包括用于更換和備用的電池。這種需求一旦推向市場,將很快推動鈷、鎳期貨價格暴漲,從而帶動其現(xiàn)貨市場價格暴漲,三元鋰電未來的價格走勢將直線上升。我國新能源汽車推廣沒有達(dá)到政策預(yù)期目標(biāo)的一個很大的原因,就是價格居高不下。其中,最重要的原因,就是占據(jù)新能源汽車成本近50%的動力鋰離子電池價格居高不下。三元路線的結(jié)果,就是新能源汽車價格更高,要求政府的補(bǔ)貼也要更多,永遠(yuǎn)無法實現(xiàn)市場化推廣。


磷酸鐵鋰離子電池則剛好相反,不含任何貴金屬,而且生產(chǎn)正極材料的重要原料氧化鐵、碳酸鋰在我國儲量非常豐富。假如下游新能源汽車市場需求放大,其上游材料在規(guī)模效應(yīng)的推動下,成本將直線下降,占據(jù)磷酸鐵鋰離子電池成本超過30%的正極材料價格的下降,將促使磷酸鐵鋰離子電池價格的迅速下降。


3、整車安全設(shè)計上,我國新能源汽車使用三元鋰電作為動力鋰電池,會存在巨大安全隱患。


特斯拉三次著火中,其中一次為金屬片劃破電池引發(fā)的,但因特斯拉整車安全設(shè)計完善,三次著火并沒有引起人員傷亡。三元材料的脫氧溫度是200℃,放熱能量超過800J/g,三元鋰電無法通過針剌實驗,表明了三元電池在內(nèi)部短路的情況下,很容易引發(fā)安全事故。


目前,我國新能源汽車整車安全設(shè)計,短時間內(nèi)根本無法達(dá)到特斯拉的水平,使用三元鋰電作為新能源汽車動力鋰電池存在巨大安全隱患。事關(guān)乘客人生安全,這種安全隱患哪怕是十萬分之一的發(fā)生概率,也是不能接受的。磷酸鐵鋰離子電池在高溫下的穩(wěn)定性,可達(dá)390℃以上,保證了電池內(nèi)在的高安全性,不會因過充、溫度過高、短路、撞擊而出現(xiàn)爆炸或燃燒,可以輕松通過針剌實驗。這一安全性特點,對我國還處于幼稚期的新能源汽車產(chǎn)業(yè)來說,是最合適的。


4、從我國新能源汽車使用對象的消費特點和習(xí)慣來看,三元鋰電并不適合做我國新能源汽車動力鋰電池。


特斯拉被稱為富人的玩具,裝配電池容量設(shè)計續(xù)航里程為400KM,但大多時候,實際運行也就200KM左右,屬淺充淺放,因而循環(huán)壽命有所保障。但我國新能源汽車大多用于公交、政府公務(wù)、專用車和居民乘用車,其使用特點是,每天大多有固定線路和頻次要求,屬深充深放,三元鋰電在DOD95%以上的條件下,容量衰減速度很快,循環(huán)壽命僅為磷酸鐵鋰離子電池的一半不到。新能源汽車平均使用8年以上,動力鋰離子電池假如處于深充深放的條件下,維持80%以上的容量,三元鋰電使用壽命將不到三年,而磷酸鐵鋰離子電池基本可以滿足8年的使用要求。


在目前國家相關(guān)補(bǔ)貼政策的條件下,首次購買新能源汽車有政府相應(yīng)補(bǔ)貼,但二次采購電池并無補(bǔ)貼。三元鋰離子電池在新能源汽車使用周期內(nèi),要更換兩次電池,將極大新增使用者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),而不會為終端使用者所接受。假如三元鋰電要獲得與磷酸鐵鋰相同的使用壽命,其只能淺充淺放,需新增至少50%以上的電池容量。如此,其能量密度較高的優(yōu)勢將喪失,體積將比同性能磷酸鐵鋰離子電池大,電池重量也會更重,其價格更是遠(yuǎn)高于磷酸鐵鋰離子電池。


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