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谁“压垮”了三元锂电池?

时间:2022-11-24 00:16:00 | 浏览:366

谁都不曾想到,两年前还是“行业弃子”的磷酸铁锂电池,正慢慢成为各家车企的宠儿。3月10日,电动汽车制造商Rivian在致股东信中表示,公司旗下标准车型将采用磷酸铁锂电池,而高镍电池只会被运用到长续航车型中。作为造车新势力中的明星企业,Riv

谁都不曾想到,两年前还是“行业弃子”的磷酸铁锂电池,正慢慢成为各家车企的宠儿

3月10日,电动汽车制造商Rivian在致股东信中表示,公司旗下标准车型将采用磷酸铁锂电池,而高镍电池只会被运用到长续航车型中。作为造车新势力中的明星企业,Rivian的选择无疑给磷酸铁锂电池阵营带来了积极的信号。

在此之前,特斯拉、小鹏等车企相继宣布在中、低端车型上改用磷酸铁锂电池。同一时期内,国内头部磷酸铁锂供应商德方纳米、富临精工、龙蟠科技、中核钛白等纷纷迎来了资本市场的加持。

即使更上游的碳酸锂价格一直在飙升,但丝毫不影响下游车企对磷酸铁锂电池的追捧。最终到2021年下半年,磷酸铁锂电池在产量和装机量实现了对三元锂电池的反超,暂时赢下了这场“正极材料之战”的胜利。

进入2022年,用于制造三元锂电池的金属镍价格出现持续波动,伴随着俄乌战事以及“青山集团事件”的影响,镍价一度冲破了10万美元/吨。

而上游的价格波动最终反映到下游的车价上。

涨价带来的“焦虑症”

“最近,销售人员都在劝我购买磷酸铁锂版本。”

当汽油迈入“9元时代”之后,想购买电动车的车主也越来越多。但很多人发现,4S店的销售人员更愿意推荐续航能力较差的磷酸铁锂版本,称“这种电池更安全,且提车周期更短。”

而除了这些优点以外,人们更在意的是价格上的变化:三元锂电池版本车型的涨价幅度更高,相比之下磷酸铁锂版本更加优惠

以过去一周涨价3次的特斯拉为例,搭载高镍三元锂电池的Model Y高性能版一次便足足涨了1.8万元,而搭载磷酸铁锂电池的Model Y标准续航版约涨1.5万元。很显然,镍价的疯狂比碳酸锂来得更为猛烈。

相比于磷酸铁锂电池,三元锂电池需要镍和钴两种稀有元素。就前者而言,目前排名前十的企业均在国外,其中产量排名第一的诺里尔斯克位于俄罗斯,镍价受到国际形势影响应声大涨。而钴元素更加珍贵,目前全球超六成的产能都在局势动荡的刚果(金),同样存在价格飞涨的风险。在原材料涨价的背景下,不被“卡脖子”的磷酸铁锂电池就凸显出性价比

据统计,同样是50kWh的电池包,磷酸铁锂电池成本要比三元锂电池低5000-10000元,这对车企而言吸引力巨大。如果一味地上调车价,很容易给车企的口碑造成负面影响,甚至影响后续的销量。但如果从电池成本上入手降低成本,就能控制住价格上涨幅度、降低新能源补贴退坡带来的影响。

同时,车企也需要磷酸铁锂版本的车型撑起销量。从乘联会公布的车型数据上来看,搭载磷酸铁锂电池的车型几乎占据整个榜单。而在非乘用车领域,磷酸铁锂电池更是绝对的主流。以新能源重卡为例,今年1-2月共销售约3249辆,其中装载磷酸铁锂电池的车型占到了99%,差不多抢下全部市场份额。

市场的选择

从一定程度上来说,三元锂电池的发展得益于补贴政策的支持。在2017年补贴政策引入能量密度要求后,能量密度更高的三元锂电池就成了车企首选,磷酸铁锂电池因为续航低最终落得下风,以宁德时代为代表的三元锂电池厂商市场份额不断扩张。

数据显示,当时三元锂电池能量密度约为170-200Wh/kg,而磷酸铁锂电池则是130-150Wh/kg,而在续航里程和电耗等参数上,磷酸铁锂电池也不及前者,因此在补贴政策推出后的3年里,磷酸铁锂电池的出货量一直被三元锂电池压制。

但在续航不断提升的背后,三元锂电池的弊端开始暴露出来,首先是接连不断的自燃事件开始让消费市场的神经高度紧绷,其次三元锂电池因此循环次数差、难以适应低温环境,开始被车主“吐槽”。这时,市场的天平开始再次偏向磷酸铁锂电池。

2020年开始,随着政策的不断退坡,工信部的《锂离子电池行业规范条件》下调了正极材料的要求限制,例如磷酸铁锂容量由原先的≥150Wh/kg下调为≥145Wh/kg,这无疑利好磷酸铁锂电池的发展,让更多单体电池的能量密度达到新要求。

在这之后,电池厂商通过技术更新提高能量密度,弥补了磷酸铁锂电池对三元锂电池的劣势,例如我们熟知的比亚迪刀片电池、宁德时代的CTP电池、国轩高科的JTM电池等等,在能量密度上已经可以和三元锂电池相匹敌。

反观三元锂电池一直没能有技术上的突破,类似无钴化的概念多止于技术层面,目前来看商业化还是相当缓慢的事情。

有专家表示,三元锂电池的“落寞”并不是意外,这是市场选择的结果

下一个未知数

不出意外的话,特斯拉4680电池将于今年Q2装配到海外版Model Y上。

从目前公布的信息来看,除了特斯拉以外,松下、LG、SKI及宁德时代等头部电池厂商均在推进4680电池方案,这些厂商都不约而同地研究这种标准化的大圆柱电芯技术。

从马斯克的介绍来看,4680电池更像是一种“高镍”版圆柱形三元锂电池,业内表示这种“高能量且低成本”的新事物将推动三元锂电池的发展。而高镍已经明确为目前动力电池行业的重要趋势之一,因此三元锂电池或许能在4680电池推出后迎来一次飞涨

但也有研究报告指出,两者并不能完全划上等号,4680电池改变的是以往方壳电池的形态,至于在正极材料上可以有不同的选择。

换句话说:磷酸铁锂版的4680电池也是可以实现的,就看电池厂商愿不愿意为了降成本继续采用铁锂作为正极材料。

事实上,在欧美车企普遍不好看磷酸铁锂电池的情况下,马斯克本人则是力挺。

另一个不确定因素则在于新正极材料的技术路线。在动力电池赛道中,除了三元锂电池、磷酸铁锂电池外,还有四元锂电池等多条技术路线。

2020年3月,通用与LG化学推出的电池产品Ultium使用LG化学最新研发的NCMA四元锂电池,成本更低,热稳定性更强,算得上三元锂电池有力竞争者。

还有一批电池厂商在研究固态电池。该技术本质上算是三元锂电池的升级版,区别在于固态电池使用固态电解液,安全性更高,能量密度也有所提高。但和四元锂电池、无钴电池一样,固态电池想实现产业化同样有很长的路要走,其电化学性能和安全性等还未得到完全验证,并且与之配套的正负极和电解质等关键材料体系、电池电芯设计与电池系统集成的制造装备等还不健全,并未形成产业链。

结语

自新能源汽车发展开始,关于三元锂电池与磷酸铁锂电池的“道路之争”就没有停歇过。这本质上是市场选择的结果,两者互有优劣,并不能做到完全取代。

就目前来看,三元锂电池虽然处于下风,但依然是高端新能源汽车的首选路线。

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