特斯拉和比亚迪都有参与。磷酸铁锂电池有什么优点？为什么会“回归”
然而，就在前段时间，国产特斯拉Model 3确认使用磷酸铁锂电池，以及比亚迪“刀锋电池”的出现，让磷酸铁锂电池重新回到了消费者的视野。那么，“低端”磷酸铁锂电池的使用是不是技术上的“倒退”？这项技术的优缺点是什么？它为什么在当前的时间节点选择了“回归”？带着这些问题，派克今天就和大家聊一聊。
在动力电池领域，三元锂和磷酸亚铁锂是两种常用的锂离子电池。三元锂电池是以锰酸镍钴锂或铝酸镍钴锂等三元聚合物为正极材料的锂离子二次电池，而磷酸铁锂电池以磷酸亚铁锂为正极材料而得名。“三元”含有一种贵金属——钴。2017以来，全球钴材料价格不断飙升，三元锂电池价格也水涨船高。相比之下，磷酸铁锂电池的制造会更简单，使用的材料成本也会更低。不含镍、锰、铝、钴等金属元素，制造成本比三元锂电池低20%左右。
据真锂研究数据显示，到2019年底，我国三元锂电池组单价为1.05元/wh；磷酸铁锂电池组单价0.8元/Wh。与当代安培科技有限公司达成协议后，特斯拉将在国产Model 3及未来多款车型上使用磷酸铁锂电池，可有效降低成本。相比现在的情况，特斯拉更换磷酸铁锂电池后，成本至少降低10%。这样不仅可以加快零部件的国产化进程，而且汽车价格的降低也有助于特斯拉抢占更多的市场份额。
磷酸铁锂电池除了成本低，还具有稳定性好、安全性高的特点。磷酸铁锂电池正极材料的电化学性能比较稳定，充放电过程中电池结构不会发生变化。从特性上来说，比三元锂电池更安全，即使在短路、挤压、刺破等特殊情况下，依然不容易爆炸。这一点从前段时间比亚迪“刀锋电池”的安全测试中也可以看出来。
据报道，磷酸铁锂电池的热失控温度一般在500℃以上，而三元锂电池低于300℃，部分高镍比三元锂电池甚至低于200℃。此外，由于不含重金属和稀有金属，磷酸铁锂电池会相对环保，更有利于回收利用。所以早些年，综合成本、技术等因素后，磷酸铁锂电池会成为新能源汽车的首选。
这样看来，磷酸铁锂电池似乎是一个“质优价廉”的选择，为什么却“沉寂”了很久？
在经历了“骗补”、产品质量参差不齐等新能源发展初级阶段后，国家在补贴方面会越来越偏向续航里程长、电池系统能量密度高的车辆；对于普通消费者来说，更长的续航时间往往能带来更舒适的用车体验。所以车企的产品也在不断向“高续航”的方向靠拢。
但磷酸铁锂电池最大的“缺点”是能量密度低，续航里程难以提升。三元锂电池因为能量密度高，续航里程更长，逐渐成为行业主流。虽然采用三元锂电池后成本会增加不少，但直观的续航提升，用户里程焦虑的降低，政策的补贴支持，无疑会是更好的选择。此外，通过材料改性优化、表面涂层、电解液调整等措施，安全性也能得到很好的保障。
随着2065438+2009年6月底新能源汽车补贴的“下坡路”，成本成为电动车企业考虑的首要因素之一。目前看来，补贴逐渐下降并完全消失只是时间问题。这样，为了保持汽车车型的产品竞争力，车企在动力电池的选择、成本、收益等方面的考虑都需要回归“理性”，成本相对较低的磷酸铁锂电池重新回到了车企和消费者的视野。
同时，随着技术的不断发展，磷酸铁锂电池“续航能力差”的缺点也逐渐得到改善。往年市场上的磷酸铁锂电池电芯能量密度约为120-140Wh/kg，封装后的电池系统能量密度约为90-100Wh/kg。另一方面，三元锂电池，特斯拉21700电芯能量密度可达300Wh/kg。近年来，比亚迪、李绅、郭萱等电池厂商量产的磷酸铁锂电池电芯能量密度已经达到190Wh/kg，预计将达到220Wh/kg。
最近很火的比亚迪“刀锋电池”，其实就是一种叫做CTP(Cell To Pack)的电池技术，也就是直接把电池封装起来。由于电池是扁平的，多个单个“刀片”电池一起排列成阵列，长度可达2500毫米；；电池电芯复合效率大幅提升，体积和能量密度比传统磷酸铁锂电池提高50%，整车使用寿命可达百万公里以上。以比亚迪韩EV为例，其电池系统能量密度达到140Wh/kg，NEDC标准下续航里程可达605km。相比多款采用三元锂电池的机型，在续航方面并没有落后。
当代安培科技有限公司也走了类似的路线。2019年底，当代安培科技有限公司和BAIC新能源发布CTP电池组。当代Amperex科技有限公司的CTP技术可使电池组体积利用率提高15%-20%，生产效率提高50%，电池组零件数量减少40%，系统能量密度提高10%-15%，最高可达200Wh/kg以上。
同时，随着新能源市场的成熟，除了特斯拉Model 3、比亚迪韩EV等相对“高端”的车型，续航适中、性价比高的纯电动代步车也将成为市场的新需求。从这个角度来看，循环寿命长、成本更低的磷酸铁锂电池比三元锂电池更适合该类型车辆。
看了上面的话，很多人可能会产生疑问:随着技术的发展，磷酸铁锂电池会再次成为市场的“主流”吗？会和三元锂电池竞争吗？
虽然磷酸铁锂电池可以通过减轻电池组重量，提高电池组整体能量密度来与三元锂电池竞争，但磷酸铁锂电池毕竟在材料方面受到限制；其电芯的能量密度很难有跨越式的发展，而三元锂电池的能量密度有较大的突破空间。简而言之，三元锂电池有大幅提升续航的可能，而磷酸铁锂电池会更难。
另外，磷酸铁锂电池的耐低温性能比三元锂电池差很多。根据实验，在-20℃下，磷酸铁锂电池的容量会缩水近50%，三元锂电池的容量会缩水75%。同时，磷酸亚铁锂的快充能力不如三元锂电池。一般来说，磷酸铁锂电池会逐渐“回归”低端产品。相反，如果追求更多的使用场景(耐寒、快充)和更强的性能，三元锂电池仍将是未来相对主流的应用技术。
相信看了上面的话，大家对磷酸铁锂电池的“回归”有了一定的了解。它的回归和分组技术的提升，是市场变得更加理性的体现。随着补贴退坡的加快和市场竞争的加剧，相信会有更多的新技术出现。如燃料电池、全固态电池、四元锂电池等，都让派克充满了期待。最后，作为消费者，对于磷酸铁锂电池的“回归”，你有什么想说的？欢迎在下方留言与我们互动。
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