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比亚迪为什么不用三元锂电池-为什么现在比亚迪不用磷酸锂电池了

tamoadmin 2024-09-09 人已围观

简介1.逆袭三元锂电?特斯拉也拯救不了磷酸铁锂2.特斯拉、比亚迪纷纷涉足,磷酸铁锂电池有何优势?为何会“回归”3.比亚迪汉ev有三元锂电池版车吗逆袭三元锂电?特斯拉也拯救不了磷酸铁锂说起汽车动力电池,如今很多人首先想到的会是三元锂电池而非磷酸铁锂电池,数据显示,2019年三元锂电池的市场占率高达61.7%,而磷酸铁锂电池的市占率远低于三元锂电池,为32%。不过近来,特斯拉向宁德时代购磷酸铁锂电池的消息

1.逆袭三元锂电?特斯拉也拯救不了磷酸铁锂

2.特斯拉、比亚迪纷纷涉足,磷酸铁锂电池有何优势?为何会“回归”

3.比亚迪汉ev有三元锂电池版车吗

逆袭三元锂电?特斯拉也拯救不了磷酸铁锂

比亚迪为什么不用三元锂电池-为什么现在比亚迪不用磷酸锂电池了

说起汽车动力电池,如今很多人首先想到的会是三元锂电池而非磷酸铁锂电池,数据显示,2019年三元锂电池的市场占率高达61.7%,而磷酸铁锂电池的市占率远低于三元锂电池,为32%。

不过近来,特斯拉向宁德时代购磷酸铁锂电池的消息,将磷酸铁锂电池再次推向台前,有消息称宁德时代给特斯拉的供货量将不低于上海超级工厂产能的40%。

此外,比亚迪在2020年最为重磅的新车,比亚迪汉也将用磷酸铁锂电池。工信部申报信息也显示,包括北汽EU5、荣威Ei5在内的多款新车也会转投磷酸铁锂的怀抱。

在2017-2018年短短两年间,在动力电池领域三元锂电池实现了对于磷酸铁锂电池的反超,那么两年之后,磷酸铁锂电池就要开始逆袭了吗?

磷酸铁锂难逆袭

对于磷酸铁锂电池来说,被特斯拉选中无疑是一个重大的利好消息。而比亚迪汉NEDC长达600km的续航,也向外界宣告,磷酸铁锂电池也能做到长续航。但如果细究磷酸铁锂“复火”的原因,我们依旧可以发现磷酸铁锂想要逆袭并不简单。

相比于当下较为主流的三元锂电池,磷酸铁锂电池中磷酸铁锂晶体的P-O键稳固,难以分解,即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质,磷酸铁锂分解温度约在600℃,因此拥有良好的安全性。

但磷酸铁锂电池振实密度与压实密度很低,导致锂离子电池的能量密度较低。在当下这种“续航为王”的大环境下,体积比、能量密度较低的磷酸铁锂电池自然会逐渐被三元锂电池所取代。

那么,当下特斯拉和比亚迪的新闻是否证明了磷酸铁锂电池有了重大的技术突破呢?业界普遍认为,特斯拉选择磷酸铁锂电池的最大原因在成本,毕竟无论是LG化学提供的镍钴铝三元锂电池,还是宁德时代的811镍钴锰三元锂电池,都没法和特斯拉从松下(美国)拿到的优惠电池价格相比。

而比亚迪汉之所以能够实现600km的续航,很大一部分原因并非来自于磷酸铁锂电池技术上的突破性发展,更多是一种制造工艺上的进步。在比亚迪汉上,比亚迪用了刀片电池技术,这一技术思路上和宁德时代的CTP?(cell-to-pack)相当接近。

当下,大部分动力电池用的单体电芯—模组—电池包的成组方式,通过多层级的成组方式保障电池安全,但会牺牲电池包的空间利率和能量密度。而比亚迪的刀片式或者宁德时代的CTP则做大电芯,将电芯直接放置于电池包内,减少了模组这一“中间商赚差价”的环节。

这种使得磷酸铁锂电池在性能上有了一定的进步。用刀片电池技术的比亚迪汉有着170Wh/kg的电池单体能量密度、140Wh/kg的系统能量密度,基本摸到了早前三元锂电池能量密度的门槛。但和即将量产的单体能量密度300Wh/kg以上、系统能量密度240Wh/kg以上的高镍811三元电池相比,仍有着较大的差距。

但随着汽车市场的低迷和新能源补贴政策的退坡,成本更低、性能凑合的磷酸铁锂电池,仍将会有部分车企在入门级车型上的选择,真锂研究创始人墨柯曾算过一笔账,目前车企的磷酸铁锂电池系统购成本大约0.8元/Wh,而NCM523三元锂电池要1元/Wh。一个总电量30kWh的电池包,如果使用磷酸铁锂能便宜6000元。

在氢能源尚未普及,动力电池技术没有突破性进展前,磷酸铁锂电池将会有很长一段时间和三元锂电池共存,但能量密度较低的特点仍旧使得磷酸铁锂电池难以实现逆袭。

中国移动让磷酸铁锂有了新战场

在动力电池领域,磷酸铁锂电池很大概率上依旧会被三元锂电池所压制。但《圣经》中写道,上帝给你关了一扇门,必然会为你开启一扇窗,在5G领域磷酸铁锂电池有望大展拳脚。

随着5G新基建的启动,中国移动等运营商发布了对磷酸铁锂电池的招标。

中国移动发布招标公告,将购6.102亿Ah磷酸铁锂电池(约合1.95GWh),最高投标限价不含税金额约为25.08亿元。中国铁塔3月11日也宣布将大规模购磷酸铁锂电池,购规模约为2GWh。

过去,5G常常和V2X(车联万物)以及自动驾驶联系在一起,如今却又怎么和磷酸铁锂电池联系上了?

高工产研锂电研究所(GGII)分析认为,2020年国内将大力发展5G和基建工程项目,双向驱动作用下,5G基站将是2020年大力推动的必然趋势。保守预计,2020年新建及改造的5G基站需求量将达到10GWh。

5G的频谱要远高于4G,目前三大运营商的4G基站主要集中1.8GHZ附近,按照5G频谱规划最可能会将3.4-3.6MHz的总共200MHz?带宽平分给中国联通和中国电信,4.8-4.9GHz可能分配给中国移动。

按照衰减的公式,频率越大衰减越大,预计联通和电信的5G基站密度将是4G的3倍以上,移动的基站密度将是4G的6倍,即便是5G对天线和射频有了革命性的优化,预计也是联通和电信的基站密度是4G的2倍,移动的要略大于3倍。

在城市中心区和郊区,基站有大量的重叠覆盖区域的,去掉这部分重叠区域,5G覆盖城市中心区域大概需要200-300米一个5G基站,郊区大概500米-1公里左右1个5G基站,农村需要1.5-2.5公里一个5G基站。

这也就意味着在5G时代,5G新基站的建设会是各大供应商的重中之重。在数量提升的同时,5G基站的能耗将大幅上升,需要能量密度更高的储能设备。当下,基站大多用了铅酸电池,能量密度较低、充放电循环次数较少。

根据测算,循环7000次需要更换铅酸电池约6次,而磷酸铁锂并不需要更换,即便成本磷酸铁锂电池是铅酸电池的2倍,但在7000次循环寿命下,磷酸铁锂电池仅为铅酸电池的三分之一。

在5G基站大幅增加的情况下(有数据显示5G基站将达到790万-850万个之间),磷酸铁锂电池更好的维护性将减少运营商的工作量。从成本角度,锂电池更好的循环特性,能够更好地利用“削峰填谷”,提升供电能力,匹配多业务发展需求。

2019年11月,国轩高科便宣布年产能7GWh的5G新能源产业基地项目落户唐山,未来主要生产5G通信电源用磷酸铁锂电池。在宁德时代发布的200亿定增及投资方案中175亿投向与储能相关,巨头通过扩大产能以及技术优势,实现成本降低。

从当前的技术发展来看,磷酸铁锂电池很难称得上新能源汽车发展的终极方案,但随着5G的建设,磷酸铁锂电池完全有可能开辟自己全新的战场。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

特斯拉、比亚迪纷纷涉足,磷酸铁锂电池有何优势?为何会“回归”

还记得国内新能源市场刚兴起的时候,行业内充斥着大量使用磷酸铁锂电池的纯电动车。近些年来,伴随着新能源市场的不断升级与变革,曾经代表着“低端”的磷酸铁锂电池似乎正逐渐被人们所淡忘,三元锂电池则受到更多车企与消费者的青睐,成为市场上的主流。

然而就在前段时间,国产特斯拉Model 3确认使用磷酸铁锂电池以及比亚迪“刀片电池”的出现,则使得磷酸铁锂电池重新回到消费者的视野之中。那么,使用“低端”的磷酸铁锂电池是否是技术“倒退”?这一技术有哪些优势与劣势?其为何会在当下的时间节点选择“回归”?带着这些问题,湃客今天就和大家一起来聊聊。

在动力电池领域,三元锂与磷酸铁锂算是比较常用的两种锂离子电池。三元锂电池为正极材料使用镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂等三元聚合物的锂离子二次电池,而磷酸铁锂电池则因为正极材料为磷酸铁锂而得名。“三元”中含有一种贵金属——钴,从2017年以来,全球的钴材料价格便持续飙高,三元锂电池的价格也水涨船高。相比之下,磷酸铁锂电池制造起来会更加简单,使用的材料成本也更低,不含有镍、锰、铝、钴这类价格波动较大的金属元素,其制造成本相比三元锂电池低了20%左右。

根据真锂研究的数据显示,截至2019年年底,国内三元锂电池包的单价为1.05元/Wh;磷酸铁锂电池包的单价为0.8元/Wh。特斯拉与宁德时代达成协议后,将在国产Model 3以及未来的多款车型上使用磷酸铁锂电池,这些均可有效地降低成本。相比于现状而言,换装磷酸铁锂电池之后,特斯拉在成本方面至少会降低10%。如此一来,不仅零部件的国产化进程得以加快,而且与之带来的车价降低将助力特斯拉抢占更多的市场份额。

而除了造价便宜外,磷酸铁锂电池还具备稳定性好、安全性高等特点。磷酸铁锂电池正极材料电化学性能比较稳定,在充放电过程中电池结构不会发生变化。从特性上来说,其相比三元锂电池更具安全性,即便在短路、挤压、刺穿等特殊条件下,仍然不易发生爆炸。这点从前段时日,比亚迪“刀片电池”安全性的测试中也可以看出。

据悉,磷酸铁锂电池热失控温度普遍在500℃以上,三元锂电池则低于300℃,一些高镍比例的三元锂电池热失控温度甚至低于200℃。此外,由于不含有重金属和稀有金属,磷酸铁锂电池会相对环保,也更利于回收。所以早年间,在综合成本、技术等因素之后,磷酸铁锂电池会成为新能源汽车的搭载首选。

照这么来看的话,磷酸铁锂电池似乎是“质优价廉”的选择,那为什么“沉寂”许久呢?

在经历“骗补”以及产品品质参差不齐的新能源发展初期阶段后,国家在补贴方面会越来越偏向于长续航里程、电池系统能量密度高的车型;对于普通消费者而言,更长的续航,往往也能带来更为舒心的用车体验。因此,车企的产品就不断朝着“高续航”这个方向靠拢。

但是,能量密度较低以及不易提升续航里程,便是磷酸铁锂电池的最大“劣势“。而三元锂电池则凭借着单体能量密度高、能带来更长的续航里程等特点,逐渐成为业界主流。虽然在用三元锂电池后,成本会提升不少,但是直观的续航提升、用户里程焦虑的减轻,再加之政策的补贴与扶持,三元锂电池无疑会是更好的选择。此外,再通过材料改性优化、表面包覆以及调整电解液等举措后,安全性也可得到不错的保障。

随着2019年6月底新能源车补贴的“退坡”,成本便成为电动车企业考虑的首要因素之一。补贴的逐渐退坡,再到完全消失,目前看来只不过是时间问题。如此一来,车企为了保持住车型的产品竞争力,对于动力电池的选择、成本以及收益的考量便需要重归“理性”,成本相对较低的磷酸铁锂电池又“回归”到车企与消费者的视野之中。

与此同时,伴随着技术的不断发展,磷酸铁锂电池曾经“续航能力不佳”的劣势也逐渐得到改善。前些年市场上磷酸铁锂电池电芯的能量密度在120-140Wh/kg左右,封包后电池系统的能量密度在90-100Wh/kg左右。反观三元锂电池,特斯拉21700电池的电芯能量密度可达300Wh/kg。而近几年来,比亚迪、力神、国轩等电池厂商量产的磷酸铁锂电池电芯单体能量密度已经可以达到190Wh/kg,并有望达到220Wh/kg。

而近期火热的比亚迪“刀片电池”实际上是一种称为CTP(Cell To Pack)的电池技术,即电芯直接成包。由于电芯用扁平化处理,多个单体“刀片”电芯通过阵列的方式排布在一起,并且长度可达到2500mm;电芯重组效率得到极大提升,在体积与能量密度上比传统磷酸铁锂电池提升了50%,整车寿命可达百万公里以上。以比亚迪汉EV为例,其电池系统的能量密度达到140Wh/kg,NEDC标准下续航里程可达605km;与一众用三元锂电池的车型相比,其在续航方面也丝毫不落下风。

走相似路线的还有宁德时代,在2019年年底宁德时代和北汽新能源发布了CTP电池包。宁德时代的CTP技术可以让电池包体积利用率提升15%-20%,生产效率提升50%,电池包零部件数量减少40%,系统能量密度增加10%-15%,最高达到200Wh/kg以上。

与此同时,伴随着新能源市场的日益成熟,除了需要特斯拉Model 3与比亚迪汉EV这类相对“高端”的车型外,续航适中、性价比较高的纯电动代步车也会成为市场的新需求。如此来看,循环寿命长、成本更低的磷酸铁锂电池则比三元锂电池要更适合这类车型。

在看完上述文字后,可能不少人会产生疑问了:是不是伴随着技术发展,磷酸铁锂电池会重新成为市场的“主流”?是否会与三元锂电池形成竞争态势?

虽然目前通过减轻电池包重量以及提升电池包整体能量密度的方法,使得磷酸铁锂电池可与三元锂电池抗衡,但磷酸铁锂电池终究在材料方面有所局限;其电芯单体的能量密度难有跨越式发展,而三元锂电池的能量密度则有较大的突破空间。简而言之,三元锂电池有大幅提升续航的可能,而磷酸铁锂电池则会显得较困难。

此外,磷酸铁锂电池的抗低温性也要比三元锂电池差不少。根据实验表明,在-20℃环境下,磷酸铁锂电池的容量会有近50%的缩水,三元锂电池的容量会缩减到75%。与此同时,磷酸铁锂快速充电的能力也不及三元锂电池。综合而言,磷酸铁锂电池会在中低端产品上逐渐“回归”。但反之,若是追求更多的使用场景(耐寒和快速充电)以及更强的性能表现,三元锂电池在未来仍旧会是相对主流的应用技术。

相信在看完上述文字后,大家都对于磷酸铁锂电池的“回归”有了一定程度的认识。它的回归以及封包技术的提升,均是市场逐渐趋于理性的体现。而伴随着补贴退坡加速与市场竞争的加剧,相信会有更多的新技术出现。诸如燃料电池、全固态电池以及四元锂电池等,都令湃客满怀期待。最后,作为消费者的你,对于磷酸铁锂电池的“回归”有什么想说的呢?欢迎在下方与我们留言互动。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

比亚迪汉ev有三元锂电池版车吗

比亚迪ev是一款中大型车,其系统基本都使用磷酸铁锂电池,而插电式混动版则使用三元锂电池。这两种电池的正极材料均不相同。磷酸铁锂电池的正极是磷酸铁制成的,而三元锂电池的正极由三元材料制成,用不同的金属材料组合。比亚迪ev有纯电动版和插电式混动版,轴距为2920mm,尺寸为4960mm(长)×1910mm(宽)×1495mm(高)。车型包括单电机车型和双电机车型,其中双电机车型为四驱车,插电式混动车型也是四驱。该车配有一款2.0升涡轮增压四缸发动机,最大功率141kw,最大扭矩320Nm。该发动机使用缸内直喷技术,用铝合金气缸盖和缸体,减轻了发动机重量并提高了汽车的燃油合理性和操控性。与该发动机匹配的电机最大功率为180kw,最大扭矩为330Nm。

文章标签: # 锂电池 # 磷酸 # 三元