磷酸鐵鋰電池動力電池安全三星比亞迪刀片電池

磷酸鐵鋰：從偏安中國，到全球開戰(zhàn)

第一電動大牛作者電動勢 2021-12-01 10:19

今年的動力電池市場，可謂波瀾再起。故事的主角正是磷酸鐵鋰，伴隨成本、技術(shù)和安全性等綜合性能的進一步提升，磷酸鐵鋰實際已經(jīng)成為中低端車型、中低配置車型的動力電池最佳選項之一。

這樣的微妙變化，不僅讓國內(nèi)動力電池市場發(fā)生了翻天覆地的變化，也讓全球動力電池市場蠢蠢欲動。

先是磷酸鐵鋰的“回歸”。2017年被三元鋰擊敗后，磷酸鐵鋰今年卷土重來，從7月開始，至今已經(jīng)連續(xù)4個月裝車量超過前者，今年累計裝車量大概率也將實現(xiàn)反超，并一舉拿下動力電池最大市場份額，成為動力電池最重要的技術(shù)路線之一。

再是磷酸鐵鋰的全球化。以往，磷酸鐵鋰更多是中國動力電池企業(yè)在玩，外國品牌基本在三元鋰領(lǐng)域發(fā)力。如今LG新能源、SKI等電池廠商均表示將開發(fā)磷酸鐵鋰電池，奔馳、大眾等車企也開始將磷酸鐵鋰作為重要電池選項。

從國內(nèi)到全球，是的，一個屬于磷酸鐵鋰的時代，已經(jīng)到來。

1、成本優(yōu)勢凸顯

今年國內(nèi)動力電池圈最大的變化莫過于：磷酸鐵鋰電池裝車量連續(xù)多月超過三元鋰電池。7月，我國動力電池裝車量11.3GWh，其中三元鋰電池裝車5.5GWh，磷酸鐵鋰電池裝車5.8GWh。后面幾個月，磷酸鐵鋰電池裝車量接連超過三元鋰電池。

圖注：數(shù)據(jù)來自鋰解

這樣的結(jié)果，并不難理解。

當(dāng)新能源補貼殆盡，由三元鋰和磷酸鐵鋰兩種電池差異帶來的續(xù)航差異，進而拿到不同的補貼，影響已經(jīng)變得微乎其微。這時候，享有成本優(yōu)勢的磷酸鐵鋰電池自然再次成為車企的現(xiàn)實選擇。

從7月到10月，磷酸鐵鋰電池裝車量已經(jīng)連續(xù)4個月超過三元鋰電池裝車量。1-10月，三元鋰電池裝車量累計54.1GWh，占總裝車量50.3%，同比累計上升100.1%；磷酸鐵鋰電池裝車量累計53.2GWh，占總裝車量49.5%，同比累計上升316.4%。

所以不出意外，11月磷酸鐵鋰電池累計裝車量將超過三元鋰電池，至于今年累計裝車量，前者大概率也將對后者實現(xiàn)反超。在時隔4年后，磷酸鐵鋰“重登王位”。

對于磷酸鐵鋰電池的回歸，行業(yè)普遍認為是成本優(yōu)勢大，那么優(yōu)勢究竟有多大呢？似乎沒有一個非常有說服力的數(shù)據(jù)。為此，我在中國鋰電網(wǎng)查了下三元鋰和磷酸鐵鋰電池材料的報價數(shù)據(jù)，看后挺受震撼。

中國鋰電網(wǎng)的數(shù)據(jù)顯示，11月29日，動力型磷酸鐵鋰電池材料的平均價格是8.7萬/噸。為了驗證這個數(shù)據(jù)，我在生意社又查了德方納米、貝特瑞、光華科技等廠商的磷酸鐵鋰材料報價，也基本都在8.9萬/噸。

反觀三元鋰電池材料價格，中國鋰電網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，523型NCM三元鋰電池平均價格22萬/噸（為磷酸鐵鋰材料價格2.53倍），622型NCM三元鋰電池平均價格24.45萬/噸（為磷酸鐵鋰價格2.81倍），811型NCM三元鋰電池平均價格27.15萬/噸（為磷酸鐵鋰價格3.12倍）。

整體來看，三元鋰電池材料價格是磷酸鐵鋰電池材料價格的2、3倍。跟我們普遍了解到的三元鋰電池每Wh比磷酸鐵鋰電池貴幾毛錢相比，這個差異帶來的震撼無疑更大。

不過有意思的是，雖然磷酸鐵鋰電池材料較三元鋰電池有不少價格優(yōu)勢，但從9月1日到11月30日的價格走勢來看，卻是持續(xù)上升的，這意味著，磷酸鐵鋰電池的價格優(yōu)勢在迅速縮窄。而這背后的原因，自然跟上游原材料價格瘋漲直接相關(guān)。

11月25日，上海有色網(wǎng)披露的數(shù)據(jù)顯示，作為磷酸鐵鋰和三元鋰重要的正極材料，碳酸鋰已經(jīng)連續(xù)三日報價突破20萬元/噸的歷史新高，較去年同期的4.35萬元/噸上漲359.8%，年初至今上漲277.4%。

另一個正極材料氫氧化鋰（多用于三元鋰）的價格同樣在猛漲。根據(jù)生意社的數(shù)據(jù)，截止11月17號這一周，氫氧化鋰價格已經(jīng)來到171940元/噸。而截止11月24日，上海域倫實業(yè)有限公司的電池級氫氧化鋰已經(jīng)報價20萬元/噸。

在固態(tài)電池等其它更好的電池技術(shù)成熟前，鋰電池將是新能源車最好的電池選擇。而在磷酸鐵鋰和三元鋰的對比中，前者的成本優(yōu)勢，將足以保證它在動力電池市場擁有一席之地。

2、性能短板得到補強

最近，一張特斯拉上海工廠每月電池裝車量的圖表在行業(yè)熱傳。

關(guān)注點在于，在特斯拉面向國內(nèi)銷售的車型中，99%都搭載了寧德時代的電池，而寧德時代目前與特斯拉的合作是供貨磷酸鐵鋰，這意味著，面向國內(nèi)市場銷售的特斯拉車型中，99%都搭載的是磷酸鐵鋰電池。

于我們這些新能源行業(yè)從業(yè)者來說，這個數(shù)據(jù)非常有穿透力，因為眾所周知特斯拉之前是堅定的三元鋰支持者，如今卻對磷酸鐵鋰一邊倒，這不得不引起大家的注意。

顯然，磷酸鐵鋰電池如果只是因為成本優(yōu)勢，而沒有技術(shù)優(yōu)勢，并不足以吸引特斯拉這種挑剔、對技術(shù)要求更高的品牌。這一點，我們可以從特斯拉Model 3切換電池前后的數(shù)據(jù)對比中得到答案。

2020款Model 3標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航后驅(qū)升級版采用LG新能源的811圓柱電池，能量密度161Wh/kg，容量52kWh，整備質(zhì)量1614kg，結(jié)果NEDC續(xù)航里程為445km。

切換寧德時代磷酸鐵鋰電池后的Model 3，電池包能量密度達到125Wh/kg，容量55kWh，整備質(zhì)量1745kg，重了131kg，NEDC續(xù)航里程為468km。另外，兩款車零到百公里加速時間均為5.6秒。

是的，切換磷酸鐵鋰電池后的Model 3標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航后驅(qū)版，不僅沒有因為整備質(zhì)量的增加而加速變慢（最大扭矩增加了29牛米），同時續(xù)航里程增加了23公里，另外，還便宜了2.21萬元。

從三元鋰切換到磷酸鐵鋰，Model 3做到了“加量減價”，誰會不喜歡呢？從上文提及的特斯拉上海工廠99%產(chǎn)能都是磷酸鐵鋰電池，可看出消費者對磷酸鐵鋰特斯拉的無比熱衷。

而在使用品質(zhì)方面，磷酸鐵鋰特斯拉也沒有讓大家失望。據(jù)東北用戶反饋，“磷酸鐵鋰Model 3冬季實際續(xù)航里程仍然可以達到380公里左右，并沒有對半打骨折這種現(xiàn)象，所以整體是能接受的?！?/p>

另外，今年關(guān)于特斯拉自燃的報道，頻次也比往年明顯降低，尤其是換裝寧德時代磷酸鐵鋰電池后的國產(chǎn)特斯拉，表現(xiàn)得相當(dāng)“安全”，至今未曝出一粒自燃事故出來，“自燃銷量比”非常出色。

所以，總體來說，Model 3，乃至后面的Model Y，其動力電池從LG新能源的三元鋰切換到寧德時代的磷酸鐵鋰，這一步舉措是完全成功的，甚至極大超出了預(yù)期。

磷酸鐵鋰特斯拉良好的技術(shù)和市場表現(xiàn)，讓馬斯克也不得不為磷酸鐵鋰點贊。8月下旬，針對用戶咨詢是選擇三元鋰Model 3，還是磷酸鐵鋰Model 3，馬斯克表態(tài)“更喜歡磷酸鐵鋰”，他的理由是“磷酸鐵鋰可充電到100％，三元鋰電池最好充到90％?！?/p>

我們不知道馬斯克對磷酸鐵鋰電池是否相見恨晚，但可以確定的是，他將重新審視特斯拉的電池技術(shù)路線，其中磷酸鐵鋰電池將占據(jù)一個更為重要的地位。

10月29日，有消息稱，特斯拉已經(jīng)向?qū)幍聲r代預(yù)定了高達45GWh（約滿足82萬輛標(biāo)續(xù)后驅(qū)Model 3裝車）的磷酸鐵鋰電池，將用于明年的Model 3和Model Y車型。

盡管這個重磅消息未被特斯拉和寧德時代雙方承認，但他們也未否認。一個是最大且尤為重視技術(shù)的新能源汽車品牌，一個是最大且技術(shù)最全面的動力電池品牌，雙方的合作其實早已心照不宣。

在CTP、熱管理等動力電池技術(shù)的加持下，磷酸鐵鋰的能量密度和相對安全性再上一層樓，已經(jīng)成為中低端車型，或者中低配置車型最好的電池選項之一。憑借這樣的技術(shù)突破，加上固有的成本優(yōu)勢，磷酸鐵鋰電池正煥發(fā)“又一春”。

不難想象，倘若CTC技術(shù)被普及，磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢將被進一步放大，市場也將更為可觀。

3、韓系電池覺醒

特斯拉成功應(yīng)用寧德時代磷酸鐵鋰電池，堪稱“蝴蝶效應(yīng)”，不僅為特斯拉寧德時代續(xù)簽45GWh超級訂單埋下伏筆，同時也激起其它外國電池廠商的艷羨，并發(fā)起追逐。

首先是LG新能源，作為特斯拉寧德時代這一合作下最大的輸家，它將矛頭轉(zhuǎn)向了磷酸鐵鋰。今年9月初，據(jù)韓媒THE ELEC報道，LG新能源已于去年年底在韓國大田實驗室開始研發(fā)磷酸鐵鋰電池技術(shù)，最快有望在2022年建設(shè)一條中試線。

除了LG新能源，韓系電池廠商SKI、SDI也幾乎同步宣布進軍磷酸鐵鋰電池領(lǐng)域。隨著韓系電池全部進入磷酸鐵鋰電池市場，這意味著全球TOP10的動力電池品牌里面，僅剩下日系電池獨苗松下未進入磷酸鐵鋰電池市場，其它都進了磷酸鐵鋰電池市場。

松下之所以不進入磷酸鐵鋰電池市場，一個重要原因是他們瞄準(zhǔn)了特斯拉下一代圓柱電池——4680電池。10 月 25 日，松下正式發(fā)布了4680原型電池。松下電池部門負責(zé)人Kazuo Tadanobu表示，“這款電池將有助于加深松下與特斯拉的商業(yè)關(guān)系。”

松下因為拒絕跟特斯拉一起進入中國市場，不僅丟掉全球動力電池第一品牌的美譽，與特斯拉的關(guān)系也變得微妙起來。松下希望通過4680電池扳回一局，也許并沒有那么簡單，如今特斯拉中國99%的電池都是磷酸鐵鋰，對4680電池的需求又會有多少呢？

關(guān)鍵在于，4680電池的性能提升幾何，以及成本控制能力，還有安全性保障。尤其是安全性，當(dāng)新能源用戶開始覺醒，一個時常自燃的特斯拉是不再被容忍接受的。

十年前，因為能量密度不高所以瞧不上磷酸鐵鋰，如今在CTP等技術(shù)的加持下能量密度躍升進而重新拾起磷酸鐵鋰，日韓電池企業(yè)對磷酸鐵鋰電池的低估，由此折射出背后的電池戰(zhàn)略失誤。

即便日本松下還在負隅頑抗，在中韓的坐鎮(zhèn)下，磷酸鐵鋰已經(jīng)攻下兩個最重要的陣地。

另外，隨著歐美磷酸鐵鋰電池專利保護相繼到期，不排除歐美也會誕生一些磷酸鐵鋰廠家。據(jù)悉，2021年，歐洲的磷酸鐵鋰專利已經(jīng)到期，2022年，美國的磷酸鐵鋰電池專利也將到期。其實，中國也曾被磷酸鐵鋰電池專利卡住，只是中國“不吃這一套”。

1997年，磷酸鐵鋰電池“三巨頭”美國威能科技、加拿大魁北克水電、美國A123系統(tǒng)開始在全球申請磷酸鐵鋰專利，妄圖挾專利控制全球磷酸鐵鋰的發(fā)展，并從中得利。2005年，威能科技和A123開始在我國設(shè)廠生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池，磷酸鐵鋰正式打開了中國大門。

幾年后，我國磷酸鐵鋰電池產(chǎn)業(yè)初步形成，并成為全球TOP3電池生產(chǎn)國。彼時，擺在中國磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)最大的問題是這些專利枷鎖，尤其是加拿大魁北克水電的CN 100421289C專利，這是一個典型的圈地型專利。

據(jù)了解，加拿大魁北克水電依托專利壁壘，提出了不少被當(dāng)時業(yè)內(nèi)企業(yè)認為是相當(dāng)無理的要求，包括：國內(nèi)磷酸鐵鋰生產(chǎn)廠家需經(jīng)由他們授權(quán)，入門費用1000萬美元，每生產(chǎn)一噸磷酸鐵鋰至少需要支付2500美元專利使用費。

“他們的做法就是漫天撒網(wǎng)，跑馬圈地，如果放任他們，中國的電池工業(yè)發(fā)展空間將受到極大的限制，甚至沒法發(fā)展。”河南環(huán)宇集團董事長李中東表示。

彼時，為了維護中國電池產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展，以及讓未來新能源汽車產(chǎn)業(yè)避免受制于人，2009年，中國電池工業(yè)協(xié)會對加拿大魁北克水電公司的磷酸鐵鋰相關(guān)專利提出無效請求，國家知識產(chǎn)權(quán)局專利復(fù)審委員會經(jīng)審理宣告其專利無效。

不管是技術(shù)突破、市場需求，還是專利壁壘打破，都在往磷酸鐵鋰利好的方向發(fā)展。磷酸鐵鋰，從偏安中國，到全球開戰(zhàn)。

4、三元鋰還有市場嗎？

看到特斯拉在磷酸鐵鋰電池上吃到甜頭，其它車企也開始重新審視磷酸鐵鋰電池。今年，現(xiàn)代-起亞、大眾和奔馳等跨國車企紛紛宣布將磷酸鐵鋰電池作為旗下新能源產(chǎn)品的動力電池選項之一。

除了認識到磷酸鐵鋰電池的價值，對主要電池供應(yīng)商LG新能源的三元鋰電池所引起的一系列自燃，也是這些跨國車企轉(zhuǎn)頭選擇磷酸鐵鋰電池的原因。現(xiàn)代電動車累計十多起自燃，通用電動車召回又召回……已然成為跨國車企的夢魘。

當(dāng)磷酸鐵鋰電池的價值得到全球各車企的認可，一個老生常談的問題相信已經(jīng)成為各位心中的疑惑：三元鋰還有未來嗎？答案是肯定的。

大家對三元鋰最大的疑惑是安全性相對磷酸鐵鋰較差，這樣的常識再說并無意義。我們想說的是，電池之所以有安全隱患，核心在于熱失控，這意味著，只要控制好熱失控，不論什么電池，它都是相對安全的。

大家普遍提及磷酸鐵鋰電池更安全，因為它的熱失控溫度在500攝氏度以上，而三元鋰電池普遍在300攝氏度以下。按照上述原理來看，以熱失控溫度高低來判定電池安全高低，這本就是謬論。