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磷酸铁锂电池能量密度未来能赶超三元锂电池吗

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-11-26  来源:UPS应用
    磷酸铁锂电池能量密度未来能赶超三元锂电池吗?新能源汽车的电池主要是磷酸铁锂电池和三元电池,二者之间最大的区别就在于能量密度和安全性,能量密度的大小关乎到汽车的续航能力,而安全性主要体现在材料在高温下会发生分解,这两点都是消费者选购新能源汽车时最关注的问题,也是目前业内对这两种电池争议最多的地方。

    磷酸铁锂电池能量密度未来能赶超三元锂电池吗

    由于磷酸铁锂电池系统能量密度与补贴金额直接挂钩,倒逼电池企业尽快提升能量密度。在材料性能没有突破性进展的情况下,部分电池企业采用轻量化、减轻电池箱重量和做大电池尺寸等方式来提高能量密度,其安全性、循环寿命以及实际量产遭到了业内人士的质疑。

    由于改进材料性能以提升铁锂电池单体比能量的作用比较有限,部分电池企业采用轻量化、减轻电池箱重量和把电池壳体做薄的方式来提高能量密度。磷酸铁锂电芯目前量产最高能量密度160wh/kg,明年还会进一步提升,预计能达到170wh/kg。

    数据显示,2019年磷酸铁锂电池电芯的市场报价已降至0.7元/Wh以下,三元电池电芯的报价则在0.9元/Wh左右徘徊,两者差距开始扩大。据测算,以400km和250km续航车型为例,磷酸铁锂扣除补贴影响后综合成本比三元分别低5600元和3500元。伴随着2021年补贴的全面退出,磷酸铁锂的价格优势将不断凸显。

    近年来,磷酸铁锂电池能量密度确实提升不少,将于2020年5-6月份推出的全新一代铁锂电池,体积比能量密度将提升50%,具有更高的安全性和更长的寿命,寿命可以达到8年或者120万公里,成本可以降低30%。在现有材料体系的大框架下,无论技术如何改进,磷酸铁锂动力电池电芯的能量密度达到300Wh/kg的希望都较为迷茫,相对来说,三元技术路线则较有希望。

    根据报告预计,到2020年,中国新能源汽车市场的动力电池总需求量将接近5000万kWh,其中,磷酸铁锂电池还将经历2年的缓慢增长,到2019年,绝对需求量会下降,2020年快速下降到750万kWh左右;预计2018年纯电动客车领域将会对三元电池解禁,此后三元电池的需求量将会爆发,到2020年将会达到4250万kWh左右,从而基本完成对中国新能源汽车市场的统治,而磷酸铁锂电池则会将市场中心转移到储能领域。

    磷酸铁锂电池与三元锂电池安全性对比


    关于三元和磷酸铁锂的安全性争议持续了两三年,尤其是商用电动车究竟该使用哪种电池也一直众说纷纭,此前业内有一个“折中”的观点是:不同车型采用不同的电池,如乘用车看重续驶里程,采用高比能量的三元电池,客车更看重安全性,采用比能量相对低但稳定性更高的磷酸铁锂。

    三元锂电池由于在200度左右会发生分解,并且分解后会产生更加剧烈的化学反应,因此在汽车碰撞时更容易着火,这也是三元锂电池普遍被认为不安全的地方,正是因为这个原因三元锂电池此前被暂停使用在客车上。

    然而,安全性的好坏其实更取决于整个动力电池系统,尤其是电池管理系统,合格的BMS都可以在发生意外时切断电源避免着火,并不能仅因为三元锂材料容易热解就认为三元锂电池不安全。随着三元锂电池安全性重新被评估,客车将解禁三元锂电池,这无疑又释放了很大一块市场。

    磷酸铁锂与三元的市场之争,至目前虽然还没有一个明确的定论,并且电池技术日新月异,不久的将来迎来革命性的变化也在意料之中,技术已经成熟的三元电池,凭借其能量密度高且仍有较大提升空间、不逊色的安全性、耐低温、高充电效率等特性,将会在新的市场中站稳脚跟。
 
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