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中國第四大電池企業(yè)國軒高科計劃到2030年，將價格低廉但性能較差的磷酸鐵類（LFP）鋰電池的能量密度提升至目前的約2倍，超過目前主流三元鋰電池的水平。使用磷酸鐵鋰電池的純電動汽車（EV）的續(xù)航距離將實現(xiàn)倍增，有可能徹底改變電池的競爭格局。

大眾出資國軒高科，將在小型電動汽車上配備磷酸鐵鋰電池（6月公布的大眾概念車，Reuters）

國軒還向上汽通用五菱的“宏光MINI EV”供應磷酸鐵鋰電池等，具有價格優(yōu)勢。國軒全球總部執(zhí)行副總裁程騫在接受采訪時表示，磷酸鐵鋰電池的能量密度將提高到300Wh/kg。


國軒現(xiàn)有磷酸鐵鋰電池的能量密度為160Wh/kg左右，提高到300Wh/kg是非常優(yōu)秀的性能。正極材料使用鎳、錳、鈷的三元鋰電池現(xiàn)在的能量密度為250Wh/kg左右，300Wh/kg比三元鋰電池的性能還要好。

如果提高能量密度，就可以延長純電動汽車的續(xù)航距離，減少電池搭載量，從而降低成本。關于實現(xiàn)300Wh/kg的方法，程騫介紹說，負極材料和正極材料都將提高。雖然詳情未公布，但通過分析國軒2021年開發(fā)的即將量產(chǎn)的能量密度為230Wh/kg的磷酸鐵鋰電池，就會發(fā)現(xiàn)一點線索。

在負極添加硅

線索之一是在負極材料中添加更多硅。與負極一般使用的石墨相比，硅可以提高能量密度，可以產(chǎn)生的鋰離子量約為原來11倍。另一方面，存在首次充放電后能源量減少的問題。國軒在開發(fā)230Wh/kg的電池時，通過提前在負極中添加鋰離子解決了這一課題。日本的磷酸鐵鋰電池制造商ELIIYPower的首席技術官（CTO）河上清源指出：“根據(jù)與負極組合的情況，有提高性能的余地”。

還可以在負極采用金屬鋰。金屬鋰負極存在充放電時產(chǎn)生樹突（樹枝狀晶體），引起短路等課題，但可以比硅提高能量密度。還可以考慮在正極材料中添加錳。磷酸鐵鋰電池能量密度低的原因之一是電池電壓低，只有3.2V。添加錳時，可以將電壓提高大約15％，也可以提高能量密度。

特斯拉采用寧德時代生產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池

磷酸鐵鋰電池不使用價格高的鎳和鈷，但能量密度低，一直被認為“便宜沒好貨”。但現(xiàn)在其用途開始由超低價純電動汽車擴大到續(xù)航距離更長的普通市售電動汽車。美國特斯拉2022年1～3月銷售的汽車中，約一半配備了寧德時代新能源科技（CATL）生產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池。

據(jù)國軒介紹，特斯拉采用的寧德時代磷酸鐵鋰的能量密度為160Wh/kg左右，在新款磷酸鐵鋰電池中占有優(yōu)勢。受益的是德國大眾。大眾截至2021年向國軒出資了約26％，成為最大股東。大眾在國軒的協(xié)助下，2025年開始在德國生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池。計劃推出2萬歐元、續(xù)航距離在400公里以上的純電動汽車。

目前，磷酸鐵鋰電池應用變多的背景是三元鋰電池所需的鎳和鈷的供求緊張。磷酸鐵鋰電池的主要原料鐵和磷的礦藏豐富。高盛集團2022年3月的預測顯示，截至2030年的汽車電池市場中，磷酸鐵鋰電池將占38％，比2020年高出16個百分點。長期研究磷酸鐵鋰電池的東京大學教授山田淳夫指出：“磷酸鐵鋰電池有可能成為事實標準”。

日本企業(yè)在全固態(tài)電池領域領先

磷酸鐵鋰電池面臨的課題是鋰價格暴漲。因為比三元鋰電池使用更多的鋰。據(jù)挪威調(diào)查公司Rystad Energy介紹，2022年1月的三元鋰電池成本比磷酸鐵鋰電池高17％，成本差是目前最小的。以前價格相差3成以上。在“便宜”難以成為優(yōu)勢的背景下，磷酸鐵鋰電池的開發(fā)將轉(zhuǎn)向能量密度的競爭。

日本國內(nèi)大型車企對磷酸鐵鋰電池的態(tài)度消極。一家大型車企的高管說：“會增加汽車的重量，無法實現(xiàn)消費者想要的行駛性能”。日產(chǎn)汽車和本田專注的是新一代全固態(tài)電池，提出了比三元鋰電池更進一步提高能量密度的戰(zhàn)略。各家車企目標的實用化時間是在2020年代后半期，時間已經(jīng)不多，可以說實現(xiàn)實用化的門檻很高。如果輕視磷酸鐵鋰電池的崛起，在電動汽車的開發(fā)競爭中可能會落后。

原標題：中國低價EV的幕后推手：磷酸鐵鋰電池