宁德市外国专利局
关于国产车型?特斯拉告诉大家,这次降价是因为“先进的软件技术和效率优化”。其实最核心的要素就是磷酸铁锂电池相对较低的原材料成本。所有人都同意这个模型吗?价格还有继续下跌的空间,销量一直看涨。
比亚迪今年7月新推出的韩系列车型也引起了轰动。官方声称其在市场上的销量刚刚超过3万辆。当时韩EV车型的产能远远不够。可以肯定的是,新任命的“刀片电池”产能不足是主要影响因素。当然,在上个月,我们也看到,随着产能的逐步释放,韩的交付量也在相应上升。与此同时,比亚迪也在为宋PLUS快速布局?EV,2021唐EV等多款车型都搭载了这款新型磷酸铁锂电池。基于以上信息,你是否认为磷酸铁锂电池是一项颠覆现有电池技术的新技术,在未来会有长远的发展?
我希望你不要误解我。对于磷酸亚铁锂,我们还是用“再次出山”来形容。对动力电池发展稍有了解的朋友可能知道,早在20世纪90年代初,锂离子电池的首批发明者之一约翰·班尼斯特·古德诺(?班尼斯特?Goodenough)在原有锂离子(钴酸锂)电池的基础上改进了磷酸铁锂电池。这种新型正极材料首次解决了化学电池在安全方面的弊端,氧在其橄榄石结构中难以析出,因此具有较高的热稳定性。同时,磷酸亚铁锂不含任何对人体有害的重金属元素,几种化工原料成本相对较低。再加上充放电效率高、循环寿命长等优点,磷酸铁锂电池可以说是目前为止锂离子电池最“成熟稳定”的正极材料。
锂离子电池的原始发明者之一——约翰·班尼斯特·古德诺(John?班尼斯特?Goodenough)博士
但是传统磷酸铁锂电池的缺点也很明显:首先在能量密度上没有突破,体积太大,电解液量太大。同时,由于容量较大,电芯之间的一致性也较差。最受诟病的是它的低温特性。低温下,磷酸亚铁锂正极材料活性降低,使得能够移动并带来放电电流的锂离子数量减少,最终导致电池放电电压平台降低、放电容量低、容量衰减快、倍率性能差的特性。总之在冬天使用还是挺耐的,这一点在早期的比亚迪新能源车上得到了充分的体现。
比亚迪可以算是磷酸铁锂电池的“老玩家”了。较早进入新能源领域的比亚迪,依靠磷酸铁锂电池和商用车的相互适应优势,已经形成了相当大的产业规模。磷酸亚铁锂在向乘用车发展的过程中,逐渐显现出能量密度低、低温环境适应性差等缺点。此外,三元锂电池在新能源乘用车领域的快速崛起,导致比亚迪在一段时间内将多年的技术路线从磷酸亚铁锂改为三元锂。
说起三元锂电池的迅速崛起,与特斯拉汽车的发展壮大密切相关。21世纪初,加拿大达尔豪西大学的杰夫·达恩(?杰夫。Dahn)教授率先发明了可大规模商业化的镍钴锰三元复合正极材料。三元锂电池的出现,使整个锂离子电池领域的能量密度有了重大突破,也是非常适合乘用车特点的动力电池。在很多汽车厂商尚未形成动力电池统一技术路线的时候,正是特斯拉的青睐,让三元锂电池进入了主流开发圈。杰夫·达恩教授和他的研究团队是埃隆·马斯克任命的特斯拉“翰林学院”。特斯拉汽车公司长期以来为这一研究团队提供了大量的资金支持,以确保其在电池研发相关领域的领先地位。
商业化三元锂电池发明者杰夫·达恩(?杰夫。Dahn)教授
我们不确定特斯拉和比亚迪谁主动,在三元锂电池如火如荼的时候,想出了请磷酸铁锂电池再次出山的主意。但可以肯定的是,2019年,这两家车企已经实质性地迈出了这一步。对特斯拉来说,目的很简单——削减成本。急于拓展全球市场的特斯拉,时刻想着成本控制。尤其是以外商独资企业的身份进入中国市场后,更加本土化的竞争战略势在必行。原三元锂电池中钴原料的高成本恰恰是特斯拉等新能源车企难以通过技术手段突破的障碍。在这个节点上,当代安培科技有限公司的CTP无模块动力电池组技术提供了一个非常合适的解决方案。据资料显示,当代安培科技有限公司CTP电池组零件数量减少40%,CTP电池组体积利用率提高15%-20%,生产效率提高50%,制造成本大幅降低。于是,特斯拉的国产车型从传闻中的“无钴”电池变成了更实用的磷酸铁锂电池。至于低温特性等缺点,在如今更加智能的电池管理系统面前都不是问题。
2020年3月,比亚迪高调发布自研刀片电池,并没有让我看到电池化学材料的巨大创新。说白了,大家的想法不谋而合。刀片电池也是电池单体和模块结构大大优化的磷酸铁锂电池,能量密度比传统磷酸铁锂电池高50%以上。以刀片电池为契机,比亚迪启动了复兴磷酸亚铁锂技术路线的大战略。从比亚迪韩EV到宋PLUS?EV,2021唐EV,和秦Pro,哪个升级快?EV、E系统等车型,磷酸铁锂电池在比亚迪产品阵列中的覆盖会越来越全面。比亚迪动力电池的供应模式也从自主品牌独家使用转变为全球开放,这对比亚迪来说可能更重要。国内电池行业竞争日趋激烈,比亚迪也需要抓住每一个机会,重新夺回过去的强势地位。
所以说到底,磷酸铁锂电池是特斯拉有效降低生产成本,刺激销售的重要手段。除了磷酸铁锂电池,他们愿意接受任何有利于特斯拉全球市场扩张的东西。对于特斯拉来说,无论是“无极耳”技术,还是进一步提高“镍”的比例,动力电池的技术路线还是朝着三元锂技术的完善方向发展。然而,对比亚迪来说,形势已经变得严峻。日益被侵蚀的市场份额告诉他们,必须推出全新的磷酸亚铁锂技术战略、对外开放电池供应体系、与华为技术联盟等一系列积极行动,才能不断增强投资者信心。当然,在这个过程中,也需要降低成本,提高销量。磷酸亚铁锂刀片电池可以达到这个目的,比亚迪要全面布局。
今年,许多采用新电池模块的磷酸亚铁锂型号将来到我们面前。但就整个电池领域而言,磷酸亚铁锂中的化学材料进入性能特性瓶颈已成定局。锂三元仍处于化学体系的进一步探索期,其发展前景无疑会更长。另一方面,虽然马斯克在“电池日”勾勒了他对新电池的美好愿景,但随后市值的大幅下跌也告诉我们,锂离子电池技术真正颠覆的时刻还远未到来,低门槛的磷酸亚铁锂技术在现阶段仍有相当充足的生存空间。无论哪种技术路线的产品,消费者都期待买到实惠的产品,厂商都期待卖得好。原因其实就这么简单。
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再进一步一点思考:据了解,无论是磷酸铁锂电池还是三元锂电池,包括最近在锂离子电池领域出现的“无钴”、“石墨烯”等新技术,其基础化学材料的核心技术和核心专利都不在我国手中。十多年前,中国数百家涉及磷酸亚铁锂业务的公司遭遇专利所有人的索赔。出于国家利益和产业保护的考虑,国家专利局撤销了专利权人在中国的专利所有权。正因如此,我们应该认为,虽然我国在电池基础化工材料领域起步较晚,没有先发优势,但研究绕过专利或者收购别人的专利都不是长久之计。此时此刻,更需要提前布局做好持久战的准备,力争在下一代技术上实现超越。
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