鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:850次 | 2021年03月02日
2020年,磷酸鐵鋰電池的轉(zhuǎn)折
面向2021年,毫無疑問,磷酸鐵鋰電池將會(huì)在更加多元化的市場(chǎng)應(yīng)用中開啟更大的空間。
1997年,當(dāng)美國(guó)科學(xué)家Goodenough發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰材料(LFP)可以作為鋰電池正極時(shí),可能根本不會(huì)想到,這種技術(shù)路線有朝一日會(huì)在大洋彼岸的中國(guó)“遍地開花”。
2009年,中國(guó)啟動(dòng)了十城千輛工程,規(guī)劃在3年內(nèi)每年發(fā)展10個(gè)城市,每個(gè)城市推出1000輛新能源汽車,得益于安全性和長(zhǎng)壽命的考慮,當(dāng)時(shí)以客車為主的新能源汽車絕大部分都采用了磷酸鐵鋰電池。
在此之后,磷酸鐵鋰技術(shù)路線的動(dòng)力鋰電池開始在中國(guó)生根發(fā)芽,并不斷成長(zhǎng)壯大。
回望磷酸鐵鋰電池在國(guó)內(nèi)的發(fā)展,從裝機(jī)量來看,從2010年的0.2GWh到2016年的20.3GWh,其實(shí)現(xiàn)了7年100倍的激增。到2016年之后,穩(wěn)定在每年20GWh的狀態(tài)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
從市場(chǎng)份額來看,2010年到2014年,磷酸鐵鋰的市場(chǎng)份額一直維持在70%以上,但在2016年之后,受到補(bǔ)貼政策的調(diào)整與能量密度掛鉤的影響,磷酸鐵鋰電池開始在市場(chǎng)遇冷,逐步從2014年之前的70%以上的占有率,一路跌至2019年的15%以下。
這期間,磷酸鐵鋰電池也受到了很多的質(zhì)疑,一度也成為落后的代名詞,甚至出現(xiàn)了棄磷酸鐵鋰的一個(gè)風(fēng)潮。而這種變化的背后也說明,2019年之前,市場(chǎng)對(duì)于政策的依賴程度非常高。
從技術(shù)性能和成本的指標(biāo)上看,能一定程度上反映磷酸鐵鋰電池技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)成熟度。10年間能量密度平均每年增加9%,成本每年下降17%。
安馳科技總工程師白科預(yù)測(cè),到2023年,磷酸鐵鋰的能量密度增加會(huì)逐步放緩,能接近210Wh/kg,成本則下降至0.5元/Wh。
2020年,磷酸鐵鋰電池的轉(zhuǎn)折
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
進(jìn)入2020年以來,一度沉寂的磷酸鐵鋰電池開始回暖,進(jìn)入到新的增長(zhǎng)周期。
這背后的邏輯主要包括:
一是新能源汽車動(dòng)力電池領(lǐng)域路線之爭(zhēng)暫緩,不同技術(shù)路線的產(chǎn)品都開始能找到適合自身的賽道;二是在5G基站、船舶、工程機(jī)械等一定規(guī)模的市場(chǎng),磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢(shì)凸顯,開啟其了新的市場(chǎng)機(jī)會(huì);三是隨著電池市場(chǎng)越來越市場(chǎng)化,ToC端業(yè)務(wù)托起新的增長(zhǎng)點(diǎn),這給了磷酸鐵鋰電池以新的被選擇的機(jī)會(huì)。
在市場(chǎng)應(yīng)用上,最為關(guān)注的是在電動(dòng)汽車領(lǐng)域的三款現(xiàn)象級(jí)車型,特斯拉Model3、比亞迪漢、宏光miniEV,都配套了磷酸鐵鋰電池,這也給接下來其在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用帶來了很大的想象空間。
隨著市場(chǎng)開始進(jìn)一步擺脫政策化,走向真正市場(chǎng)化,磷酸鐵鋰電池的機(jī)會(huì)也將進(jìn)一步打開。
市場(chǎng)數(shù)據(jù)來看,整個(gè)2020年磷酸鐵鋰在車上的裝機(jī)量有望達(dá)到20Gwh,另外,儲(chǔ)能市場(chǎng)磷酸鐵鋰電池出貨量預(yù)計(jì)在10Gwh左右。
新十年磷酸鐵鋰電池機(jī)會(huì)
面向2021年,毫無疑問,磷酸鐵鋰電池將會(huì)在更加多元化的市場(chǎng)應(yīng)用中開啟更大的空間。
在動(dòng)力系統(tǒng)的全面電動(dòng)化中,陸地交通、車輛全面電動(dòng)化的趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn);船舶電動(dòng)化也在加速,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)完善;同時(shí),電動(dòng)飛機(jī)市場(chǎng)開始嘗試。這都將會(huì)擁有磷酸鐵鋰電池一部分市場(chǎng)份額。
儲(chǔ)能領(lǐng)域,將會(huì)成為磷酸鐵鋰電池的第二大戰(zhàn)場(chǎng),儲(chǔ)能主要分為和電網(wǎng)結(jié)合的大型儲(chǔ)能和以5G基站為代表的小型儲(chǔ)能,這都將是磷酸鐵鐵鋰電池唱主角的應(yīng)用市場(chǎng)。
此外,在新興應(yīng)用市場(chǎng)中,包括電動(dòng)叉車、電動(dòng)助力車、數(shù)據(jù)中心備電、電梯備電、醫(yī)療器械電源等場(chǎng)景,都將會(huì)給磷酸鐵鐵鋰電池帶來一定的機(jī)會(huì)和空間。
多元化的市場(chǎng)與差異化的產(chǎn)品開發(fā)
多元化的市場(chǎng),也對(duì)鋰電池提出了差異化的要求,有的需要長(zhǎng)續(xù)航、有的需要高能量密度,有的需要寬溫性能。即使對(duì)于磷酸鐵鋰電池而言,也需要通過差異化的開發(fā)來滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求和痛點(diǎn)。
成立于2016年5月安馳科技,一直堅(jiān)持走磷酸鐵鋰技術(shù)路線,針對(duì)未來市場(chǎng)的需求方向,白科介紹了安馳在磷酸鐵鋰電池領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)方向。
在能量密度提升方向上,瘋狂追求能量密度的時(shí)代已經(jīng)過去,但是電池作為能量的載體,能量密度是其必須面對(duì)的技術(shù)指標(biāo)。
對(duì)此,安馳開發(fā)了結(jié)構(gòu)梯度厚電極,通過平衡極片極化,消除常規(guī)厚電極的內(nèi)阻過高、電池運(yùn)行溫升高等問題??梢允硅F鋰電池兼顧壽命和高能量密度?;谠摷夹g(shù)的鐵鋰電芯重量能量密度超過190Wh/Kg,體積能量密度超過430Wh/L。
針對(duì)低溫場(chǎng)景下的動(dòng)力電池應(yīng)用需求,安馳還開發(fā)了低溫磷酸鐵鋰電池,通過低粘超電解液、離子/電子超導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)、各項(xiàng)同性石墨、超細(xì)納米鐵鋰等技術(shù)的組合,讓電池在低溫環(huán)境下的正常運(yùn)行。
此外,在長(zhǎng)壽命的電池開發(fā)上,安馳通過低鋰耗負(fù)極、高穩(wěn)定性正極、自修復(fù)電解液等技術(shù),實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰電池超6000次以上的循環(huán)。