鉅大LARGE | 點擊量：603次 | 2021年10月20日
探尋電動汽車電池路徑 因勢利導轉(zhuǎn)向三元材料？
國際戰(zhàn)略與投資集團公布通告稱，美國電動汽車制造商特斯拉的電動汽車年產(chǎn)量將達50萬輛，這將使其所使用三元材料(NCA鎳鈷鋁)電池成本下降約30%。八月十五日，東風汽車的控股公司宣稱將向浙江時空電動汽車有限公司采購5千-1萬臺純電動客車，該車也采用了與特斯拉同款電池。
三元材料相有關磷酸鐵鋰離子電池更長的續(xù)航能力正受到愈來愈多電動汽車生產(chǎn)公司青睞。而以比亞迪為代表，在磷酸鐵鋰離子電池技術(shù)上已經(jīng)領先的公司也在將這一材料深化發(fā)展，最終決定兩種電池命運的既有政策驅(qū)動、有影響力公司決策等因素，更多還是源自市場對電池低價、安全及性能的追求。
“特斯拉”之石可以攻玉
去年特斯拉宣稱實現(xiàn)盈利，今年更是喜訊頻傳，這對眾多車企在電池選擇上出現(xiàn)了引領用途，有分析認為其經(jīng)營模式和互聯(lián)網(wǎng)思維方式也起到了用途。當然，除了有影響力公司的引領，也有政策的驅(qū)動用途。
目前，電動汽車電池使用的正極材料重要為磷酸鐵鋰、三元材料、鈷酸鋰和錳酸鋰等，磷酸鐵鋰密度較低，僅為每公斤120Wh左右，但其優(yōu)勢是熱穩(wěn)定性好，安全性高，比亞迪等車企選擇了這種電池。三元材料能量密度可達150Wh——200Wh，續(xù)航里程大，但其劣勢在于安全問題，采用它的是特斯拉等。業(yè)內(nèi)對三元材料和磷酸鐵鋰材料孰優(yōu)孰劣也一直存在分歧。但在國內(nèi)，磷酸鐵鋰離子電池則占據(jù)著上風，三元材料和錳酸鋰使用者有限。
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-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
2013年第一季度，采用三元材料的特斯拉宣稱盈利，瞬間讓眾車企看到了方向，中銀國際分析報告認為：“特斯拉采用了全球供應鏈采購，與其他相對閉塞的公司相比更能拉動行業(yè)發(fā)展，使其他公司打消顧慮采用三元材料?！比A泰證券汽車行業(yè)分析師馮沖告訴《我國經(jīng)濟信息》記者：“特斯拉形成巨大影響的原因是其作為一個非傳統(tǒng)汽車制造公司，僅僅依靠硅谷技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)思維，就制造出一個性能出眾的電動汽車，所以頗受關注?！?/p>
日產(chǎn)作為一家傳統(tǒng)車企，作風也相對保守，為它生產(chǎn)電池的公司是日本的AESC(日產(chǎn)和日本電氣股份有限公司的合資公司)，這種模式基本上是屬于自產(chǎn)自銷，對行業(yè)的影響不大，也很難受到市場追捧。
近期特斯拉高姿態(tài)表示，向全球電動汽車生產(chǎn)廠商開放全部技術(shù)專利，進一步讓長期受制于磷酸鐵鋰技術(shù)專利的我國車企看到了希望。今年上半年開始，我國車企紛紛將目光轉(zhuǎn)向三元材料。
當然除了上述原因，國家政策也有一定引領用途。2012年十月十六日，財政部等三部門聯(lián)合公布了《有關組織申報2012年度新能源汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新工程項目的通知》，要求到2015年電池單體能量密度達到每公斤180Wh以上(模塊能量密度達到每公斤150Wh以上)，而三元材料相對而言能量密度最高。上述通知并非強制性要求，但給車企提出了能量密度的要求，加之特斯拉效應，國內(nèi)車企紛紛宣布轉(zhuǎn)向。
因勢利導轉(zhuǎn)向“三元”
2014年，已有江淮、奇瑞、北汽、眾泰等一眾廠家都表示，將在最新車型中采用三元材料，另起爐灶防止走磷酸鐵鋰路線，看上去雄心壯志，但據(jù)專家分析，他們還需面對三元材料電池生產(chǎn)的眾多技術(shù)問題以及該材料本身的安全問題。
江淮汽車早就宣布，在其最新電動汽車和悅IEV5上，將采用三元材料電池，據(jù)稱其續(xù)航能力將達到200公里左右。
奇瑞汽車也不甘落后，奇瑞汽車負責新能源汽車發(fā)展的某負責人表示，三元材料才是未來發(fā)展的方向，并宣布奇瑞全部電動汽車都將采用三元材料。
北汽新能源汽車有關負責人介紹，北汽的純電動汽車現(xiàn)在還采用的是磷酸鐵鋰，但也正研發(fā)三元電池。
馮沖說：“2013年之前的我國電動乘用車全部采用磷酸鐵鋰離子電池，2014年陸續(xù)上市的部分新車開始采用三元材料，即將上市的江淮IEV5、北汽的EV200等車型改用三元鋰材料?！庇袛?shù)據(jù)顯示，在即將上市的十三款車型中，只有比亞迪、東風、長安等品牌的五款車仍采用磷酸鐵鋰離子電池，其余都已轉(zhuǎn)向“三元”。
照此發(fā)展下去，三元材料大有勝出的可能。但也有業(yè)內(nèi)人士表示了對這種發(fā)展趨勢的擔憂。有人認為，我國生產(chǎn)三元電池的能力不及日韓，尚存較大差距，長此以往難免受制于人。有國內(nèi)某電池研究機構(gòu)負責人說：“三元材料對工藝要求非常高，從元素比例、分子結(jié)構(gòu)到正負極材料及隔膜電解液等都要系統(tǒng)性開導?！倍厮估詈诵牡募夹g(shù)優(yōu)勢是電池管理系統(tǒng)。
電池管理系統(tǒng)的重要性表現(xiàn)在，電動汽車電池多由眾多小電池相互連接而成，這就要一個統(tǒng)一的系統(tǒng)對其進行管理，以促進整個系統(tǒng)高效運轉(zhuǎn)。以特斯拉為例，它摒棄了便于排列的扁平狀大電池，而采用了直徑18毫米，高65毫米的圓柱形鋰離子電池，再將大量這種電池用電池管理系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理，高效運轉(zhuǎn)。
由于缺少高效的電池管理系統(tǒng)，國內(nèi)許多廠家只能模仿聆風，將電池做成方形。就算將電池做成圓形電池包裝，也很難在芯片上達到特斯拉的水平。有業(yè)內(nèi)人士解釋稱：“因為三元材料的芯片很小，當多個芯片同時放電，對一致性要求非常高，否則很難發(fā)揮最大功效?！?/p>
雖然面對技術(shù)難題，但公司仍然熱情不減，這與國家新能源汽車補貼政策的規(guī)定有關。因為政策是根據(jù)續(xù)航里程對車企進行補貼，三元材料顯然更容易獲得補貼。這也使得三元材料飽受質(zhì)疑的安全問題遭到忽略。
“比亞迪”們守望堅持？
當國內(nèi)眾多廠商紛紛轉(zhuǎn)向時，在磷酸鐵鋰領域一直保持領先的比亞迪何去何從。比亞迪董事局主席王傳福在談到三元材料時表示，磷酸鐵鋰離子電池相較于三元材料更加安全，比亞迪選擇磷酸鐵鋰是在權(quán)衡了安全、成本、壽命等因素之后慎重的選擇。他說：“三元材料我們也有，會根據(jù)市場需求進行發(fā)展，如在某些小型車上使用?！?/p>
馮沖說：“比亞迪的磷酸鐵鋰離子電池早就已經(jīng)量產(chǎn)并匹配在其電動汽車上，比亞迪當前的問題是由于其電動汽車銷量較好，導致其電池配套產(chǎn)量不足。磷酸鐵鋰離子電池相對三元電池的優(yōu)勢是抗高溫和防撞擊能力強，安全性高。對電池管理系統(tǒng)的要求沒有三元那么高?！?/p>
據(jù)比亞迪有關負責人透露，他們最新研究的磷酸鐵錳鋰離子電池有可能將能量密度提升一半以上，與三元材料相當。比亞迪宣稱，這款“高能”電池將在明年實現(xiàn)量產(chǎn)。有動力鋰離子電池領域?qū)＜冶硎?，假如比亞迪能實現(xiàn)磷酸鐵錳鋰離子電池量產(chǎn)，將是電池行業(yè)的里程碑事件，因為這標志著續(xù)航里程在350公里以下的中小型車將獲得安全且廉價的動力。
成本是比亞迪選擇磷酸電池的重要因素。王傳福說：“三元材料(鎳鈷鋁)中的鈷元素的已知儲量十分稀缺，而磷酸鐵鋰材料則十分豐富?！彼詢r格也相去甚遠。磷酸鐵鋰離子電池的成本遠遠低于三元材料。就算在磷酸鐵鋰離子電池中加入了錳，其儲量亦十分豐富，價格可控。
但是也有人對此表示懷疑。有汽車行業(yè)分析師表示，將錳加入電池中對電池性能的影響仍然有待觀察。據(jù)國金證券研報顯示，磷酸鐵錳鋰短時間應用難度大，從全球角度看，仍然沒有具備將磷酸鐵錳鋰量產(chǎn)量力的公司。目前，只有個別公司實現(xiàn)了小批量生產(chǎn)。其技術(shù)難度重要體現(xiàn)在磷酸鐵錳鋰材料比表面積大、極片制作難度大和電壓雙平臺等問題。
不過，面對磷酸鐵錳鋰的技術(shù)困境，比亞迪也并未將話說死。王傳福曾表態(tài)：“比亞迪為大量數(shù)碼產(chǎn)品生產(chǎn)三元材料電池，只要市場要，我們并不排斥三元材料?！北葋喌系拇_在此領域擁有一定技術(shù)能力，轉(zhuǎn)向“三元”比較亞迪不是問題，但轉(zhuǎn)向也意味著其不得不放棄其在磷酸鐵鋰離子電池技術(shù)上優(yōu)勢。
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