磷酸鐵鋰電池能量密度未來(lái)能趕超三元鋰電池嗎？新能源汽車(chē)的主要是磷酸鐵鋰電池和三元電池，二者之間最大的區(qū)別就在于能量密度和安全性，能量密度的大小關(guān)乎到汽車(chē)的續(xù)航能力，而安全性主要體現(xiàn)在材料在高溫下會(huì)發(fā)生分解，這兩點(diǎn)都是消費(fèi)者選購(gòu)新能源汽車(chē)時(shí)最關(guān)注的問(wèn)題，也是目前業(yè)內(nèi)對(duì)這兩種電池爭(zhēng)議最多的地方。
磷酸鐵鋰電池能量密度
未來(lái)能趕超三元鋰電池嗎
由于磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)能量密度與補(bǔ)貼金額直接掛鉤，倒逼電池企業(yè)盡快提升能量密度。在材料性能沒(méi)有突破性進(jìn)展的情況下，部分電池企業(yè)采用輕量化、減輕電池箱重量和做大電池尺寸等方式來(lái)提高能量密度，其安全性、循環(huán)壽命以及實(shí)際量產(chǎn)遭到了業(yè)內(nèi)人士的質(zhì)疑。
由于改進(jìn)材料性能以提升鐵鋰電池單體比能量的作用比較有限，部分電池企業(yè)采用輕量化、減輕電池箱重量和把電池殼體做薄的方式來(lái)提高能量密度。磷酸鐵鋰電芯目前量產(chǎn)最高能量密度160wh/kg，明年還會(huì)進(jìn)一步提升，預(yù)計(jì)能達(dá)到170wh/kg。
數(shù)據(jù)顯示，2019年磷酸鐵鋰電池電芯的市場(chǎng)報(bào)價(jià)已降至0.7元/Wh以下，三元電池電芯的報(bào)價(jià)則在0.9元/Wh左右徘徊，兩者差距開(kāi)始擴(kuò)大。據(jù)測(cè)算，以400km和250km續(xù)航車(chē)型為例，磷酸鐵鋰扣除補(bǔ)貼影響后綜合成本比三元分別低5600元和3500元。伴隨著2021年補(bǔ)貼的全面退出，磷酸鐵鋰的價(jià)格優(yōu)勢(shì)將不斷凸顯。
近年來(lái)，磷酸鐵鋰電池能量密度確實(shí)提升不少，將于2020年5-6月份推出的全新一代鐵鋰電池，體積比能量密度將提升50%，具有更高的安全性和更長(zhǎng)的壽命，壽命可以達(dá)到8年或者120萬(wàn)公里，成本可以降低30%。在現(xiàn)有材料體系的大框架下，無(wú)論技術(shù)如何改進(jìn)，磷酸鐵鋰動(dòng)力電池電芯的能量密度達(dá)到300Wh/kg的希望都較為迷茫，相對(duì)來(lái)說(shuō)，三元技術(shù)路線則較有希望。
根據(jù)報(bào)告預(yù)計(jì)，到2020年，中國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)的動(dòng)力電池總需求量將接近5000萬(wàn)kWh，其中，磷酸鐵鋰電池還將經(jīng)歷2年的緩慢增長(zhǎng)，到2019年，絕對(duì)需求量會(huì)下降，2020年快速下降到750萬(wàn)kWh左右；預(yù)計(jì)2018年純電動(dòng)客車(chē)領(lǐng)域?qū)?huì)對(duì)三元電池解禁，此后三元電池的需求量將會(huì)爆發(fā)，到2020年將會(huì)達(dá)到4250萬(wàn)kWh左右，從而基本完成對(duì)中國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)的統(tǒng)治，而磷酸鐵鋰電池則會(huì)將市場(chǎng)中心轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)能領(lǐng)域。
磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池安全性對(duì)比
關(guān)于三元和磷酸鐵鋰的安全性爭(zhēng)議持續(xù)了兩三年，尤其是商用電動(dòng)車(chē)究竟該使用哪種電池也一直眾說(shuō)紛紜，此前業(yè)內(nèi)有一個(gè)“折中”的觀點(diǎn)是：不同車(chē)型采用不同的電池，如乘用車(chē)看重續(xù)駛里程，采用高比能量的三元電池，客車(chē)更看重安全性，采用比能量相對(duì)低但穩(wěn)定性更高的磷酸鐵鋰。
三元鋰電池由于在200度左右會(huì)發(fā)生分解，并且分解后會(huì)產(chǎn)生更加劇烈的化學(xué)反應(yīng)，因此在汽車(chē)碰撞時(shí)更容易著火，這也是三元鋰電池普遍被認(rèn)為不安全的地方，正是因?yàn)檫@個(gè)原因三元鋰電池此前被暫停使用在客車(chē)上。
然而，安全性的好壞其實(shí)更取決于整個(gè)動(dòng)力電池系統(tǒng)，尤其是電池管理系統(tǒng)，合格的BMS都可以在發(fā)生意外時(shí)切斷電源避免著火，并不能僅因?yàn)槿嚥牧先菀谉峤饩驼J(rèn)為三元鋰電池不安全。隨著三元鋰電池安全性重新被評(píng)估，客車(chē)將解禁三元鋰電池，這無(wú)疑又釋放了很大一塊市場(chǎng)。
磷酸鐵鋰與三元的市場(chǎng)之爭(zhēng)，至目前雖然還沒(méi)有一個(gè)明確的定論，并且電池技術(shù)日新月異，不久的將來(lái)迎來(lái)革命性的變化也在意料之中，技術(shù)已經(jīng)成熟的三元電池，憑借其能量密度高且仍有較大提升空間、不遜色的安全性、耐低溫、高充電效率等特性，將會(huì)在新的市場(chǎng)中站穩(wěn)腳跟。
