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在新能源乘用車領(lǐng)域全覆蓋 磷酸鐵鋰欲收復(fù)失地

文章出處:責(zé)任編輯:人氣:-發(fā)表時間:2020-03-26 15:47【

磷酸鐵鋰似乎正在打響反擊戰(zhàn)。近日來,在媒體稱“特斯拉將從寧德時代采購無鈷的磷酸鐵鋰電池”之后,業(yè)內(nèi)外更是紛紛預(yù)測磷酸鐵鋰的春天要來了。在近些年新能源汽車發(fā)展過程中,三元鋰電池因為能量密度大等優(yōu)勢,迅速取代磷酸鐵鋰占領(lǐng)了乘用車領(lǐng)域,磷酸鐵鋰電池則憑借安全性較好的特性主導(dǎo)著客車領(lǐng)域,三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池似乎已經(jīng)劃分好了地盤。不過,伴隨著補貼的退坡、車企強烈的降成本愿望,磷酸鐵鋰這一兩年大有在乘用車領(lǐng)域抬頭的跡象,但也多止步于低端乘用車。

行業(yè)顯然并不滿足于磷酸鐵鋰電池當前的表現(xiàn),也在探索磷酸鐵鋰的高端化路線,如比亞迪推出的“刀片電池”將用于旗下“漢”車型上。有分析甚至預(yù)測,隨著新技術(shù)的發(fā)展,磷酸鐵鋰電池性能會大幅提升,將在低端、中高端乘用車領(lǐng)域全面開花。不過,對此較為“激進”的預(yù)測,行業(yè)人士并不認同。中國電子科技集團公司第十八研究所主任肖成偉認為,從續(xù)駛里程、能耗和成本的角度分析,磷酸鐵鋰電池在經(jīng)濟型車上有較大的市場,高端車型仍將以三元鋰電池為主。

磷酸鐵鋰性能有明顯提升

磷酸鐵鋰曾風(fēng)光一時。A123系統(tǒng)公司曾是較早的磷酸鐵鋰電池生產(chǎn)商,不僅得到美國政府大力資助,還與美國通用汽車、菲斯克,德國寶馬等主流汽車廠商建立了供應(yīng)合作關(guān)系。

然而,好景不長,磷酸鐵鋰能量密度的天花板限制了其發(fā)展前景。記者在多個論壇聽專家們談?wù)撨^磷酸鐵鋰電池能量密度理論極限值問題,認為三元鋰電池的能量密度遠超磷酸鐵鋰。目前,300Wh/kg的三元鋰電池也已研發(fā)出來,即將大規(guī)模裝車。

能量密度的高低直接決定著車輛續(xù)駛里程的長短,而續(xù)駛里程則在很大程度上影響著消費者購車選擇。也因此,隨著新能源汽車的發(fā)展,磷酸鐵鋰的劣勢盡顯,在與三元鋰電池的競爭中逐步退縮。

不過,單體能量密度較高的三元鋰電池本身并非沒有槽點,其安全性遠低于磷酸鐵鋰。為了加強三元鋰電池的安全性,在系統(tǒng)集成時需要加裝很多防護設(shè)施,這在很大程度上又影響了三元鋰電池系統(tǒng)能量密度。數(shù)據(jù)顯示,目前NCM811電池單體能量密度為245Wh/kg,系統(tǒng)能量密度則為180Wh/kg,集成效率僅為73.5%。而在磷酸鐵鋰領(lǐng)域,隨著研究的不斷深入,磷酸鐵鋰電池高安全性得到重視,寧德時代研發(fā)的CTP技術(shù)和比亞迪推出的刀片電池也都讓磷酸鐵鋰煥發(fā)出新的活力。

據(jù)了解,寧德時代經(jīng)過協(xié)力攻關(guān),研發(fā)出CTP技術(shù)(Cell To Pack),即無模組技術(shù)。寧德時代CTP項目組負責(zé)人告訴《中國汽車報》記者,采用無模組技術(shù)后,電池包體積利用率提高15%~20%,電池包零部件數(shù)量減少40%,生產(chǎn)效率提升50%,將大幅降低動力電池的制造成本。CTP技術(shù)可以提升電池包的能量密度,傳統(tǒng)電池包能量密度平均為180Wh/kg,而無模組電池包能量密度可達到200Wh/kg以上。

比亞迪推出的刀片電池與寧德時代的CTP異曲同工,但又有自己的特色。“刀片電池”電池包體積能量密度超過330Wh/L,較原有電池系統(tǒng)能量密度可提升30%以上,通過節(jié)省物料、人工費用等,電池包成本有望降低30%。由于“刀片電池”比傳統(tǒng)方形電池更薄,因此散熱效果更好。

同時,磷酸鐵鋰電池因不含貴重金屬,成本優(yōu)勢很明顯。真鋰研究首席分析師墨柯告訴記者,目前,整車企業(yè)采購電池包的價格稍有不同,但不會相差太大,總體來看,磷酸鐵鋰電池的成本大約為900元/kWh,三元鋰電池NCM523的價格大約為1000~1050元/kWh,NCM622和NCM811的價格不超過1200元/kWh。

按照一輛車搭載容量60kWh的電池包計算,磷酸鐵鋰電池包與NCM811電池包的成本相差1.8萬元。對消費者來說,這個金額有相當大的吸引力。即使按照搭載容量40kWh的電池包計算,兩者成本也相差1.2萬元。

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補貼退坡是磷酸鐵鋰抬頭重要原因

磷酸鐵鋰卷土重來,更為重要的原因是補貼退坡。

自從2009年推廣新能源汽車以來,補貼就相伴而行。為了鼓勵企業(yè)加大電池研發(fā)力度,促進技術(shù)發(fā)展,我國制定的補貼政策一直與續(xù)駛里程掛鉤,并且隨著補貼政策調(diào)整,續(xù)駛里程要求逐年提高。

梳理歷年補貼政策可以看到,最低的續(xù)駛里程門檻是150公里,后提高到了250公里,最近一次的補貼政策調(diào)整,更突出了長續(xù)駛里程車型的優(yōu)勢,續(xù)駛里程在250公里到400公里之間的純電動乘用車,可享受補貼1.8萬元;續(xù)駛里程400公里以上的純電動新能源乘用車,可享受補貼2.5萬元。

按照補貼政策規(guī)定,續(xù)駛里程越長的電動汽車,補貼金額越高,在政策的引導(dǎo)下,市場上新推出的電動汽車續(xù)駛里程普遍在400公里以上,以往能超過400公里續(xù)駛里程的電動汽車僅寥寥幾款車型。

前文提出,按照一輛車搭載容量60kWh的電池包來計算,磷酸鐵鋰與三元鋰電池的成本差約為1.8萬元,但續(xù)駛里程為250公里到400公里之間的車輛補貼也為1.8萬元,在成本上已經(jīng)抹平了兩者之間的差距。超過400公里后的車輛補貼更多,磷酸鐵鋰電池的成本優(yōu)勢就更體現(xiàn)不出來了。

在補貼和利益的驅(qū)動下,整車企業(yè)紛紛選擇三元鋰電池。有機構(gòu)數(shù)據(jù)顯示,2014年至2019年,磷酸鐵鋰裝機量在2016年達到4GWh的頂峰,此后連續(xù)3年下滑,2019年裝機量僅1.74GWh,三元鋰電池的裝機量從2014年的0.15GWh增長到2019年的37.51GWh,兩者相差超過21.55倍。

不過,這幾年補貼大幅退坡,按照既有規(guī)劃,2020年新能源汽車補貼進一步退坡。在補貼退坡的情況下,三元鋰電池與磷酸鐵鋰的成本差距顯露無疑。這也是有些企業(yè)開始考慮磷酸鐵鋰的重要原因。

中國市場學(xué)會營銷專家委員會秘書長、北京大學(xué)經(jīng)濟學(xué)院副教授薛旭告訴記者,大多數(shù)消費者對價格比較敏感,尤其是中低端車型消費者更敏感。我國新能源汽車大多數(shù)集中于中低端,價格低是一項有力的競爭武器。

高端三元、低端鐵鋰趨勢難改變

磷酸鐵鋰因為能量密度低,在乘用車領(lǐng)域,近年來多應(yīng)用于A00級、A0級車,這給了消費者低端動力電池的印象。不過,行業(yè)在磷酸鐵鋰上的不斷探索,再加上特斯拉與寧德時代洽談使用無鈷磷酸鐵鋰電池的傳言,以及比亞迪研發(fā)刀片電池等,似乎證明,磷酸鐵鋰大有走高端化路線的可能性。那么,在乘用車領(lǐng)域,磷酸鐵鋰是否會全面開花?

肖成偉告訴記者,磷酸鐵鋰與三元鋰電池各有自己的優(yōu)勢,今后的趨勢仍然會是高端車型采用三元鋰電池,低端車型裝配磷酸鐵鋰。

分析特斯拉,其一直走的是高端路線,并有良好的市場口碑,但也正因此,特斯拉的消費群體太過小眾,無法給特斯拉提供足夠的利潤。縱觀全球著名的汽車企業(yè),都少不了親民車型,特斯拉顯然也想開發(fā)出親民車型,于是把希望寄托在Model 3上。親民車型的價格必須具有競爭力,特斯拉與寧德時代的合作,正是希望利用磷酸鐵鋰的低成本讓Model 3車型顯出親民特性。但也必須認識到,Model 3車型與之前推出的Model S、Model Y車型相比,顯然定位于低端。

廣汽新能源技術(shù)中心副部長劉太剛曾對記者表示,對于磷酸鐵鋰電池,此前主要擔(dān)心的問題是消費者的產(chǎn)品認知問題,如果特斯拉也采用的話,可能對市場會有帶動作用。不過,在肖成偉看來,寧德時代的CTP技術(shù)、比亞迪的刀片電池等能否取得成功,還要經(jīng)受市場的考驗。

事實上,在業(yè)內(nèi)人士看來,無論是CTP技術(shù)還是刀片電池,都是在技術(shù)應(yīng)用上的突破,并不是電池材料本身發(fā)生根本性變化。記者也從多位企業(yè)專家對刀片電池進行的討論中了解到,與原有的電池相比,刀片電池是把兩頭出極耳的電池進行加長,加長之后,會帶來很多好處,但也有問題需要克服。比如,安全隔艙變大之后,發(fā)生熱失控時起火速度加快;電池串加長之后,振動、沖擊、疲勞的挑戰(zhàn)更突出;電池固定更多依賴粘接,以后拆解和梯次利用更麻煩;沒有縱橫支撐梁,在某些方向上要求外框具有更高的強度等。

還有企業(yè)專家擔(dān)心,刀片電池在尺寸大幅增加的情況下,電芯內(nèi)疊片尺寸也會大幅增大,疊片尺寸增大之后,在生產(chǎn)與今后的使用過程中,難免會發(fā)生錯位。

總體來看,動力電池向低鈷、無鈷方向邁進已成為趨勢,磷酸鐵鋰不含貴金屬與行業(yè)發(fā)展趨勢也相吻合,但在乘用車領(lǐng)域能否全面開花,還得看技術(shù)本身能不能經(jīng)受得住考驗。

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