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摘要：以三元、磷酸鐵鋰為主的主流正極材料的克容量與其它性能發(fā)揮已經(jīng)逼近其理論值，包括固態(tài)電池、鈉離子電池等新電池技術(shù)的破壁及產(chǎn)業(yè)化，正在成為下一代電池突破的關(guān)鍵。

“電池所用的路線到現(xiàn)在，其本質(zhì)就是成本之爭，所有的技術(shù)最終都要回到商業(yè)化本質(zhì)，而非技術(shù)自身的優(yōu)劣。”

安馳科技總經(jīng)理徐小明在第十四屆中國汽車藍(lán)皮書論壇上表示，復(fù)盤歷年動力電池裝機(jī)，LFP電池與三元電池路線之爭從未間斷，市占率此起彼伏，此消彼長。

2016年前電動化需求側(cè)重安全性，LFP電池先占上風(fēng)；2017年-2019年補(bǔ)貼政策調(diào)整與能量密度掛鉤，三元電池占比迅速躥升，反超LFP電池。

但2020年開始，CTP、刀片電池等創(chuàng)新結(jié)構(gòu)補(bǔ)足LFP電池低能量密度短板，并憑借成本優(yōu)勢在乘用車領(lǐng)域攻城略地，2021年其占比又扳回一局，并重回動力電池舞臺中心。

最新數(shù)據(jù)，2022年1-6月LFP動力電池裝機(jī)占比已超三元，達(dá)到58.5%，同比增速為189.7%，遠(yuǎn)高于三元電池51.2%的同比增速。

在徐小明看來，2022年LFP電池市占率能否進(jìn)一步攀升，答案是“不一定”。當(dāng)前鈷、鎳價(jià)格一直在下跌，而鋰的價(jià)格依舊處于高位，LFP電池成本與三元電池的成本優(yōu)勢正加速縮小。

他強(qiáng)調(diào)，過去30年間，鋰離子電池并未跳出現(xiàn)有體系，更多的是在探索結(jié)構(gòu)、安全、制造、成本等領(lǐng)域的往極致發(fā)展。

而以三元、磷酸鐵鋰為主的主流正極材料的克容量與其它性能發(fā)揮已經(jīng)逼近其理論值，包括固態(tài)電池、鈉離子電池等新電池技術(shù)的破壁及產(chǎn)業(yè)化，正在成為下一代電池突破的關(guān)鍵。


電動汽車需要怎樣的動力電池？

電動化浪潮席卷，毫無疑問，動力電池正在更多元化的市場應(yīng)用中開啟更大的空間。那么，電動汽車到底需要怎樣的動力電池？

在徐小明看來，性能要從對標(biāo)物解構(gòu)來分析。新能源汽車直接目標(biāo)是替代燃油車，因而動力電池的使用功能性也該對標(biāo)汽油。

首先是安全屬性。從電池角度來理解，安全無疑是動力電池需要具備的首要自然屬性。

LFP材料固有的配位結(jié)構(gòu)使其安全性極好，在400攝氏度以內(nèi)熱性能穩(wěn)定，與三元材料形成鮮明對比，后者在200 - 300攝氏度時(shí)開始分解放熱，容易引發(fā)熱失控。

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，一顆三元電池自重1.84kg時(shí)，其放熱888KJ，相當(dāng)于TNT的11.5%?？梢钥吹?，一般電池約300kg重，以此測算相當(dāng)于安裝了40公斤TNT。因而，電池的安全性不容小覷，一旦失控可能變?yōu)門NT。


其次快充環(huán)節(jié)。基于電化學(xué)原理及壽命考量，動力電池本身不適合快充，2C最多。

同時(shí)，快充時(shí)發(fā)熱非常嚴(yán)重，焦耳定律顯示，電流增大1倍，發(fā)熱量增大4倍；相對于巨大的技術(shù)投入，壓縮充電時(shí)間的收益小，如3C充電提升至4C，時(shí)間僅縮短5分鐘，但發(fā)熱量增加近7成，且技術(shù)實(shí)現(xiàn)困難及代價(jià)大。

資源稟賦與成本端看，鋰礦其實(shí)并不缺，主要集中在南美和澳洲，分布不均勻且不可控才是真正要面對的難題。真正缺的是鈷，逼迫三元材料走更低鈷的路線。

2021年鋰價(jià)飛漲，其驅(qū)動因素在于，動力電池大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)周期與鋰資源的開采周期不匹配，供需錯(cuò)配驅(qū)動價(jià)格飛漲。如動力電池?cái)U(kuò)產(chǎn)周期最多18個(gè)月，但鋰礦開采周期3-5年，大量需求涌入供給端不足驅(qū)動價(jià)格上漲。

下一代動力電池選擇

鋰離子電池發(fā)展遠(yuǎn)期將受鋰資源短缺限制，資源儲備豐富、具備成本和安全性優(yōu)勢的鈉離子電池路線逐步嶄露頭角，未來或?qū)⒊蔀殡姵匦袠I(yè)的重要備選路線。

徐小明表示，鈉離子電池有快充性能好，低溫容量高的特點(diǎn)，其能量密度區(qū)間與磷酸鐵鋰電池有重疊范圍，雖然循環(huán)壽命小于鋰離子電池。同時(shí)，鈉離子電池國標(biāo)測試中熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)超安全要求，且與鋰電設(shè)備兼容，成本測算可下降30%-40%。

他認(rèn)為，鈉離子電池主要有兩大目標(biāo)應(yīng)用場景，一是儲能領(lǐng)域，一旦規(guī)?；囐Y源卡脖子，鈉電池的滲透將提速；二是能量密度要求相對不高的場景，部分替代鉛酸電池，且成本優(yōu)勢更佳。

與此同時(shí)，以三元、磷酸鐵鋰為主的傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池，在能量密度、安全性等方面正接近天花板，現(xiàn)有體系的能量密度提升越來越慢。

而固態(tài)電池以其高安全性、高比能量的技術(shù)優(yōu)勢，已經(jīng)成為下一代動力電池技術(shù)突破的關(guān)鍵。

在徐小明看來，與液態(tài)電池活性物質(zhì)和導(dǎo)電助劑浸潤在電解液不同，固態(tài)電池固體電解質(zhì)、活性物質(zhì)、導(dǎo)電助劑接觸不充分，為“點(diǎn)接觸”。目前，固態(tài)電池界面接觸有所改善但無法完美解決，準(zhǔn)固態(tài)電池也成為折中方案。

對于固態(tài)鋰電池發(fā)展路徑，徐小明的判斷是，會以液體含量25%開始，到凝膠、半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)和全固態(tài)，配套環(huán)節(jié)相應(yīng)也會出現(xiàn)明顯的變化。如負(fù)極材料相應(yīng)的由石墨負(fù)極、預(yù)鋰化負(fù)極、富鋰復(fù)合負(fù)極最終向金屬鋰負(fù)極過渡。


能量密度提升方面，液態(tài)電池極限約300wh/kg，但半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)能量密度達(dá)到350wh/kg甚至400wh/kg，全固態(tài)能夠達(dá)到500wh/kg。 

原標(biāo)題：安馳科技徐小明：電池路線本質(zhì)是成本之爭