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磷酸铁锂卷土重来

来源:锂电网
时间:2020-02-10 12:00:58
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磷酸铁锂卷土重来国轩高科磷酸铁锂电池曾经是动力电池主力的磷酸铁锂,在补贴退出之后,可能重新成为主流选择吗?2019年6月26日起,新能源汽车国家补贴标准降低约50%,地方补贴则直接

国轩高科磷酸铁锂电池

曾经是动力电池主力的磷酸铁锂,在补贴退出之后,可能重新成为主流选择吗?

2019年6月26日起,新能源汽车国家补贴标准降低约50%,地方补贴则直接退出,2019年综合补贴退坡幅度超70%。2020年补贴政策大概率也将维持这一水平。 

补贴退坡超预期,车企面临更大降本压力,很多人预测,相比三元电池更为便宜的磷酸铁锂电池,装机量将会迎来增长。 

为了验证这一说法,《电动汽车观察家》统计了2019年整车出厂合格证数发现,下半年磷酸铁锂装机量确有大幅提升。 

数据显示,2019年1月份,磷酸铁锂电池的装机占比仅为总装机量的28.8%,但到12月,直接攀升至47.7%,7月份磷酸铁锂电池装机占比一度超过50%。

资料来源:根据整车出厂合格证数统计

磷酸铁锂电池要东山再起了?以安全性高、循环寿命长、成本低著称的的磷酸铁锂电池此前为何会衰落?此番增长,能否收复失地,重回主流? 

《电动汽车观察家》带着上述问题,采访了多位电池企业、车企负责人,得出的基本结论是,虽然磷酸铁锂电池能量密度有长足进步,但是体积能量密度过低,仍然制约其在乘用车领域的发展。 

1.新能源汽车产业起航,磷酸铁锂一枝独秀 

磷酸铁锂电池伴随中国新能源汽车的发展而崛起。 

磷酸铁锂电池最早在美国兴起,2004年传入中国。 

2009年,科技部、财政部、发改委、工信部联合启动了“十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程”,标志着新能源汽车产业正式上升为国家战略。 

由于比亚迪等国内企业在磷酸铁锂电池方面的储备和应用,磷酸铁锂便成为新能源汽车发展最主要的技术路线。 

但是风向在2012年开始发生转变。2012年6月,国家发展新能源汽车的纲领性文件《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》发布。该规划提出,到2015年,动力电池模块比能量达到150瓦时/公斤以上;到2020年,动力电池模块比能量达到300瓦时/公斤以上。要达到上述能量密度,当时的技术只有三元材料能做到。 

而此时,以磷酸铁锂电池著称于世的A123也面临破产。在国家政策导向和示范效应的双重作用下,国内的磷酸铁锂热潮才逐渐趋冷。 

2014年下半年开始,主流乘用车企业除比亚迪、上汽外,长安、一汽、北汽、奇瑞、江淮、众泰等企业,已经有车型开始试水三元电池。 

即使风向转变,磷酸铁电池仍然占据压倒性的优势。2009—2014年,中国主要在公共领域推广新能源汽车,车型以商用车为主,这个阶段,磷酸铁锂电池在高安全性、长寿命方面的优势非常明显。 

乘用车方面也仍然是以磷酸铁锂电池为主,例如江淮的iEV4、比亚迪E6/秦、比亚迪戴姆勒合资的腾势等车型还在采用这一路线。 

从数据上看,2015年磷酸铁锂电池出货量达10.86Gwh,占据市场近69%份额;对应三元电池出货量为4.26Gwh,占比只有27%。 

2016年磷酸铁锂电池依旧是市场主力,占比高达73%,装机量高达20Gwh,而三元电池受制此前政策禁用纯电动客车的影响,2016年搭载量仅为6.3Gwh。 

由于新能源汽车发展早期商用车市场份额较高,因此,部分乘用车的转向,并没有带来市场份额的根本性转变。

2.政策转向,磷酸铁锂风光不再 

2016-2017年起,随着电动化的深入,乘用车逐渐成为新能源汽车推广的主力。 

而新能源乘用车的补贴政策,将电池包的能量密度以及续航里程作为主要指标。 新能源汽车企业为追求高额补贴,逐步放弃磷酸铁锂动力电池,转向三元电池。 不仅仅是补贴政策,国家的其他政策,也在不断强调提高动力电池能量密度。 

例如2015年5月,国务院正式印发《中国制造2025》,其重点领域技术路线图中,动力电池系统设定的发展目标设定为“电池单体比能量达到400Wh/kg以上”。 

此外,2015年12月科技部印发的《<国家重点研发计划试点专项2016年度第一批项目申报指南>“新能源汽车”试点专项》中,考核指标设定为“电池单体能量密度≥300Wh/kg。 

当时,业内普遍认为,磷酸铁锂理论能量密度在160Wh/kg左右,而三元电池能量密度可达到200Wh/kg。三元电池显然已成为国家重点支持的研发方向。 

2017年,越来越多的乘用车企开始将磷酸铁锂更换为三元电池。 

磷酸铁锂电池的坚实拥趸——比亚迪在2015年开始装车三元电池,2017年开始大规模转投三元电池。2017年比亚迪推出主力车型唐100插混与秦100插混、宋EV 300和秦EV 300,应用的都是三元电池。2018年之后比亚迪全新上市的车型应用的基本都是三元电池技术。 

磷酸铁锂电池的风光不再。2017年三元电池市场份额开始超越磷酸铁锂电池。

资料来源:GGII 

根据GGII数据:2017-2019年,磷酸铁锂电池装机数量持续减少,2019年市场份额已经降低至14.6%。 

3.磷酸铁锂电池重获乘用车企青睐 

但从个别企业及车型来看,磷酸铁锂电池正再次被关注。 2019年版补贴政策正式实施后,搭载磷酸铁锂的乘用车在增多。 2019年第8批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》(简称《目录》)中, 奇瑞新能源新款小蚂蚁开始出现磷酸铁锂版;第10批《目录》,东风小康EC36和长城欧拉R1,也开始出现磷酸铁锂版本。 

不仅如此,《目录》中磷酸铁锂车型总量也在增加。去年第11批《目录》,共包含146款车型,磷酸铁锂电池配套87款车型,占比接近60%;第8批《目录》中,磷酸铁锂占比更是高达69%。而这一数据在去年年初的第1批《目录》中,仅为45%。

资料来源:新能源汽车推广应用推荐车型目录(2019年第8批) 

电池企业对磷酸铁锂电池的回潮的感知更早、更敏感。 北京科易动力科技有限公司的总经理田硕,早已察觉到磷酸铁锂电池将回暖的迹象。科易动力是一家商用车和乘用车都有涉足的电池系统生产企业。 田硕告诉《电动汽车观察家》,早在2018年,他们就将重点从三元切换到磷酸铁锂电池了。 

“当时客户提出相应需求,我们在做方案时发现,磷酸铁锂和三元都可以满足其需求,而且磷酸铁锂的成本更低。客户选择了成本更低的磷酸铁锂方案。”田硕表示。 

由此,田硕意识到,磷酸铁锂电池的需求很快就要增加。 相对于乘用车,磷酸铁锂在专用车领域的回潮则更为明显。某动力电池企业物流车客户销售负责人陈先生告诉《电动汽车观察家》,磷酸铁锂物流车的增长在2018年就已经开始。“我们目前很多客户都从三元电池转到了磷酸铁锂电池。”

资料来源:根据整车出厂合格证数统计 

陈先生表示,他所在电池企业也曾向物流车企供应三元电池,但是,后来发现三元电池循环寿命相对短、成本高等弱点在商用车领域被放大了;而磷酸铁锂电池在可靠性、安全性、售后维护方面,与商用车比较契合,“我们就将对物流车的配套,彻底切换为磷酸铁锂电池。” 

4.磷酸铁锂能量密度再提升,成本优势日益明显 

在田硕看来,磷酸铁锂电池回潮是有迹可循的。近两年磷酸铁锂电池与三元电池的成本差距越来越大,而政府补贴金额越来越低,这导致磷酸铁锂电池对车企的吸引力在不断增强。“以30度电的车辆为例,比三元电池,使用磷酸铁锂电池单车成本降低将近1万元。”这无疑对企业有极大吸引力。 

对于车企来说,选择电池技术路线,更是经过缜密研究。合众汽车目前量产的哪吒N01有部分车型采用磷酸铁锂。合众汽车研究院副院长邓晓光告诉《电动汽车观察家》,他们之所以采用磷酸铁锂路线,是在补贴大幅退坡的情况下,磷酸铁锂电池的优势被凸显出来。

邓晓光算了一笔账,三元电池正极材料包含贵金属,例如,钴目前的价格在27万/吨,对应523和622电池的正极材料成本在14—16万元/吨。磷酸铁锂正极材料成本则保持在2.5万—4万元/吨。 

因为无论三元还是磷酸铁锂电池,正极材料都是电芯成本中最大的一部分。三元电池的正极材料成本占比为40%—50%,而磷酸铁锂的正极材料成本占比也要达到25%—30%。 

虽然,磷酸铁锂电池的价格低,但是早期其能量密度表现并不理想,导致其材料成本优势并未体现。邓晓光认为,这主要来源于两方面的因素:重量及补贴。对于补贴来讲,早期的磷酸铁锂系统能量密度120Wh/kg,达不到140Wh/kg的要求;而三元电池系统能量密度最高可以达到170Wh/kg,因此,搭载磷酸铁锂电池财政补贴要损失几千元。

资料来源:2019年新能源汽车补贴政策

以哪吒N01为例,车重在1.1-1.2吨,如果多重100公斤,百公里电耗多0.35度电,也就是说,跑同样里程,磷酸铁锂电池需要装比三元更多的电池。“磷酸铁锂电池要多装70-80公斤,才能跑同样的里程,多大概0.7度电。这样折算下来,磷酸铁锂电池的优势并不明显。” 

但是,磷酸铁锂技术提升,市场上已经出现成组后能够达到140Wh/kg的电池包后,与三元电池补贴额进一步拉近,成本优势就得以显现。 

邓晓光表示,未来的哪吒N01,或许会大比例使用磷酸铁锂电池。

 不仅新势力汽车使用,拥有多年造车底蕴的奇瑞新能源,也要大量使用磷酸铁锂电池。奇瑞新能源公司研究院院长倪绍勇告诉《电动汽车观察家》,不仅一部分小蚂蚁要用磷酸铁锂电池,未来400公里级别的乘用车,都会有一部分采用磷酸铁锂路线。

5.体积能量密度低,依然是制约因素 

江淮新能源汽车与国轩高科有着十几年的合作经验,是少数坚定使用磷酸铁锂乘用车企业。 江淮新能源营销公司总经理汪光玉表示,江淮新能源汽车坚持双线并进的策略,同一款车型采用两种电池路线。 汪光玉认为,磷酸铁锂电池更适合A00级乘用车和A级运营类的乘用车。因为A00级乘用车对价格更为敏感,对续驶里程要求不是很高;而运营类的乘用车对电池的循环寿命要求更高。 

很多企业也认同江淮的这种选择。 合众的另一个车型——哪吒U采用的是三元811电池。哪吒U是一款纯电动A级SUV,续驶里程500公里。在邓晓光看来,磷酸铁锂电池目前还是只适合300公里以下续驶里程的乘用车。 

南京金龙在其乘用商用两用的创业者车型上采用磷酸铁锂电池。但南京金龙专门生产乘用车的子公司天美汽车,首款车型也不采用磷酸铁锂,因为他们推出的也是一款长续驶里程的SUV。 

天美汽车的电池供应商是兄弟公司南京创源天地动力科技有限公司。该公司的电池事业部副总经理许寒雪说,磷酸铁锂电池优点很多,国内技术成熟、产品安全性高、成本低、循环寿命长,但在乘用车领域使用,最大的缺点是体积能量密度不够高。 

许寒雪解释说,乘用车空间有限,长续驶里程的车型,磷酸铁锂电池排布相对困难。如果有选择,他们更倾向于应用磷酸铁锂电池。 选择三元电池,对许寒雪来说颇为无奈。目前国内大多数企业的三元技术并不是很成熟,与国际一流企业比还有较大差距。她的判断,是基于三元电池在南京金龙商用车上使用的经验。“我们商用车产品也有应用或尝试应用三元电池产品,但在开发过程中发现,相当一部分厂家的三元类型电池产品达不到整车使用要求,无论是产品安全可靠性、一致性及循环寿命都存在差距。” 不过,许寒雪并不会放弃对磷酸铁锂电池在乘用车上应用的探索。

 以三元电池为主的电池企业,如何看待磷酸铁锂电池近期的表现呢? 捷威动力的销售部部长邓岳认为,磷酸铁锂电池的发展,还是以低续航的车辆为主,也就是A00级车辆为主。 在邓岳看来,磷酸铁锂电池目前仍存在短板,例如低温性能不如三元电池,用车体验仍然要比三元电池差一些。“随着消费者接触电动汽车机会的增多,消费者会愿意为更好的体验,适当增加一些成本的。” 邓岳认为,新能源乘用车未来发展方向应该和传统车一样,以A级车为主。“新能源乘用车还会有A00级车存在,但不会是主流。”也就是说,磷酸铁锂不会成为乘用车动力电池主流。 

无论如何,企业对磷酸铁锂电池的探索仍在继续。日前比亚迪推出“刀片电池”,体积比能量密度将提升50%,寿命长达8年120万公里,成本还可以节约30%。即将上市的比亚迪“汉”,便采用这一技术,预估续航可达600公里。国轩高科单体200wh/kg,系统160wh/kg磷酸铁锂电池也已经开发完成。 

这些企业产品推出后,如果表现突出,有可能引领行业进一步拓展磷酸铁锂的应用空间,而不止是A00或者运营车辆。

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