03.04 未來動力電池的主流是無鈷的磷酸鐵鋰電池呢?還是有鈷的三元鋰電池呢?

李虹霖


未來汽車動力電池應為磷酸鐵鋰電池

鋰電池“無鈷化”成為了行業技術研發的全新方向,主流的鎳鈷錳酸鋰與鎳鈷鋁電池都在不斷的降低鈷的比例。比如比亞迪電池的將比例調整至8:1:1,松下電池以及LG化學等知名供應商也在不斷下調鈷比例,其中特斯拉裝備的鎳鈷鋁電池更是極大的下調了比例——結構穩定性再一次值得“探討”了。那麼是什麼原因導致全球電池供應商都在“去鈷”呢?

原因為全球鈷產量66%出在剛果共和國,這是一個位於非洲中西部的國家,其國家特點用一個字總結——亂。剛過的局勢不穩定直接影響了鈷的產能,同時也決定了鈷的價格難以控制。而電池梯次利用最難以回收的則是鈷元素,最高回收利用率也僅僅是50%左右;這些因素決定了鈷會嚴重影響全球新能源汽車的行業發展,同時動力電池的高價也決定了車輛的難以普及。


除上述因素的影響以外,動力電池類型的轉變還有兩個必然。

1:鎳鈷類三元鋰不論鈷的價格是否可控,其產能與汽車普及的速度與需求相比總會達到瓶頸期,屆時電池的成本會更高。而想要讓電動汽車替代燃油車,其核心因素必然是低價格,否則一切都是空談。而能降低電池製造成本的方式只有淘汰這些元素,於是連過渡金屬都不會用很多的磷酸鐵鋰電池必然成為主流。

磷酸鐵鋰電池雖然有能量密度偏低的缺點,但是製造成本可以下降⅓哦!價格差與容量差和推重比差,這些因素決定了換裝鐵電必然會出現續航里程的增長,而不增長里程則必然會有價格的大幅下探,這才是消費市場的剛需。其次鐵電池還有使用壽命長且安全等級高的優勢,完整循環充放次數會是鎳鈷三元鋰的一倍之多;且能夠經過高溫擠壓和穿刺的碰撞試驗保證安全。

2:未來的新能源汽車並不需要很長的“車輛續航能力”,這一說法也許很多人都不認可但卻是事實。因為僅依靠電池本身很難實現超長續航,容量的增長又會影響充電效率,想要解決這一問題只能依靠“充電道路”。在基建方面有巨大優勢的國內,針對小微型載客汽車(家用代步車型)的無線充電道路早晚會興建,屆時普通公路的日常短途通勤有兩三百公里的續航就可以滿足,長途駕駛則是路由多長車輛的續航能力就有多長。

重型商用汽車是最難也最簡單普及新能源的車型,難點在於需要超大容量的電池組實現合理的續航,這就決定了電池成本會極高、車輛價格也會非常之高。簡單自然也在於“充電道路”,但這類車更適合無軌電車和高鐵的取電方式——架空接觸網有效充電,充電設備的架設成本會比無線充電道路的建設成本還要低。這一模式最早是在國內各大企業討論,但很可惜的是已經在海外某些國家進行了測試和建設了。


總結:電動汽車未來的電池類型應為磷酸鐵鋰電池,鎳鈷類三元鋰電池更適合電子設備,能量密度的障礙會被硬件配套的建設突破,電動汽車的未來還是很光明的。




天和Auto


首先可以先對比一下兩種電池:

磷酸鐵鋰電池(LFP):

優點:高安全性、低成本、長壽命。

缺點:比容量低,理論值僅為170mAh/g;LFP的結構特徵決定了其鋰離子擴散能力不高,壓實很難做高;低溫適應性較差。

適用場合:高頻使用,全生命週期穩定性強。

熱失控方面,該路徑釋熱溫升慢,相對安全。熱失控時,電芯僅緩慢冒煙,熱失控溫度可以達到800度。

能量密度方面,2015年單體密度120-130Wh/kg,2017年達到了150-160Wh/kg,2019年底已經可以達到190Wh/kg。比亞迪最近推出了刀片電芯,單體電芯能量密度為170Wh/kg,電芯成組率達到82.3%,基本已經達到理論極限。代表車型是即將推出的比亞迪漢。

循環次數方面,寧德時代研發的超長壽命電池,可實現8~15年4,000 ~12,000次循環,可以滿足公交車15年的全生命週期服役要求,已經在海外市場得到認可。


三元電池(NMC):

優點:高能量密度、低溫適應性較好。

缺點:安全性較低、循環壽命較差、成本高。

適用場合:空間有限, 對能量密度的要求高,空間小、 里程長、 重量輕。

二者在成本方面高於磷酸鐵鋰,三元電池由於鈷的價格較貴,該技術已經可以達到811同等能量密度,豐富了高能量密度動力電池技術路線,基本可以覆蓋600公里以下續航里程的車型,代表車型上汽ERX5、廣汽AION LX。

能量密度方面,從333到811,單體能量密度一直在增加。採用高能量密度方案的電動車續航已經可以追趕燃油車。

CTP技術:減少了模組數量,直接由多個大容量電芯組成標準化電池包,再靈活堆疊組成更大的電池模塊,適應不同車型的儲能需要。CTP+三元已經在北汽EU5的車型上實現量產,主要基於電芯一致性水平高,使因為單體電芯故障導致電池失效的幾率大大降低,如果不具備這個技術水平就無法做CTP。

現在主流廠商基本採用的都是三元電池,區別只在於三元的配比及模組的結構。而磷酸鐵鋰電池主要是應用在商用車中,例如公交、大巴之中。究其原因是因為LFP的低比能量密度’高安全性更適合於商用車,而乘用車由於結構緊湊,對於電池的比能量密度要求較高,而作為LFB電池的領頭羊,最近幾年比亞迪推出的乘用車也都採用了NMC電池,也是最近在推出了刀片電池技術後才宣佈在即將推出的比亞迪漢車型上,搭載磷酸鐵鋰電池。

作為電池未來發展的方向,可能這兩種類型的電池會長期共存,而NMC電池可能還是會佔有優勢地位,各主流車企應該還是NMC為主、LFP為輔搭載在一些低端車型中。不過,隨著時間和技術的發展,固態電池技術將會佔據主流。

固態電池優點在於其高能量密度、高體積能量密度、高安全性。不過目前的技術還需要一定的突破才能達到量產級別,等到有一天,固態電池的成本可以和現在的NMC電池媲美的時候,固態電池將會成為未來的主流。


德國汽車資訊


做為極短期內騙錢騙補貼的鋰動力電池技術,那條路線都不重要,佔歪科技樹且被忽悠出的方向而已。用不了多久,氫動力就能甩翻一切鋰動力電池(車),再遠期,長距離無線充電+氫能源,會將這一切邪門歪道的破玩意都甩翻。


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