“811”在路上了，為何比亞迪不放棄磷酸鐵鋰電池

傳統(tǒng)燃油車有“三大件”——發(fā)動機、變速箱、底盤。而對于新能源車來說,“三電”(電池、電機、電控)技術(shù)的重要程度堪比“三大件”之于傳統(tǒng)燃油車。而動力電池作為電動車的核心部件,其重要性同樣不言而喻。

實際上,車用動力電池也分許多類別。最早,動力電池按照正極材料可分為鈦酸鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳和鎳鈷鋁等幾大類。而從綜合性能來看,磷酸鐵鋰和三元鋰(包括鎳鈷錳和鎳鈷鋁)最符合電動車的使用要求。

作為國內(nèi)新能源領(lǐng)域最具代表性的車企,比亞迪掌握著完善的“三電”技術(shù)。在電池技術(shù)上,比亞迪前些年始終堅持磷酸鐵鋰路線,并且技術(shù)已經(jīng)十分成熟。近兩年由于補貼政策的變化,使得其不得不跟隨市場趨勢,相當(dāng)于“半路出家”進行三元鋰電池的研發(fā),不過如今也做到了“后來居上”,其“811”電池研發(fā)已經(jīng)取得一定的進展。

然而,近日比亞迪在其業(yè)績交流會上表示,將于明年5-6月份推出全新一代鐵鋰電池。消息一出,立即引起外界廣泛關(guān)注。在三元鋰電池成為絕對主流的今天,比亞迪重拾磷酸鐵鋰寓意何為呢?難道是“技術(shù)倒退”的表現(xiàn)嗎?

續(xù)航并非磷酸鐵鋰電池的“天賦”

實際上,相比三元鋰電池,磷酸鐵鋰電池安全性更高、循環(huán)使用壽命更長、成本也更低,但能量密度的提升空間較小。而根據(jù)我國的新能源補貼政策,電池能量密度又是獲得多少補貼的重要因素。另外,在電池能量密度受限的情況下,車輛的續(xù)航也就失去了競爭力。所以,比亞迪才寧愿“忍痛割愛”暫時把磷酸鐵鋰電池放在一邊,以更高的制造成本去生產(chǎn)三元鋰電池。

但如果能夠解決磷酸鐵鋰電池能量密度低的短板,所有問題不就迎刃而解了嗎?理論上是這樣沒錯,但難度卻相當(dāng)大。

那么鋰電池的能量密度由什么決定呢?通常來講,鋰電池有4個核心部分:正極、負極、電解質(zhì)和膈膜。其中,正負極是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的地方,可謂重中之重。

現(xiàn)有的鋰離子電池負極材料多以石墨為主,石墨的理論容量為372mAh/g,磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池在負極材料上大體相同。但在正極材料上,磷酸鐵鋰的理論容量只有160mAh/g,而鎳鈷錳則高達200mAh/g。此外,生產(chǎn)工藝水平如壓實密度、箔材厚度等,也會影響能量密度。但整體來看,正極材料的性能差異才是決定性因素。

然而,比亞迪則通過多年不懈的努力,即使在三元鋰電池成為主流的今天也持續(xù)著磷酸鐵鋰電池的研發(fā),最終成功突破技術(shù)壁壘。據(jù)悉,比亞迪新一代磷酸鐵鋰電池能量密度可達到180Wh/kg,相比此前提升大約9%,這一數(shù)據(jù)已經(jīng)不弱于“811”三元鋰電池。

提高能量密度不只為補貼

根據(jù)2019年最新的新能源補貼政策,在不考慮續(xù)航里程等因素的前提下,只要電池能量密度方只要達到160Wh/kg及以上,就可獲得1倍補貼,而1倍補貼也是最高額度。照此來看,其實比亞迪此前就可以達到能量密度的最高標(biāo)準(zhǔn),即獲得全額補貼。那么研發(fā)全新一代磷酸鐵鋰電池的真正意義在哪呢?

電池能量密度,其實可以從兩個維度來定義。一是單位重量內(nèi)的能量密度,也就是工信部所采用的維度,直接關(guān)系到能獲得多少補貼,也在一定程度上影響著車輛的續(xù)航。而另一個,是單位體積內(nèi)的能量密度,這個維度不在工信部的評判標(biāo)準(zhǔn)內(nèi),但會直接影響到車輛的續(xù)航能力,而續(xù)航能力又決定了補貼額度和市場競爭力。

而磷酸鐵鋰電池所謂的能量密度低,主要是按照體積維度來說的。據(jù)悉,比亞迪全新一代磷酸鐵鋰電池的能量密度(體積維度)將提升50%。那么也就意味著,相同的車型,比亞迪未來可將車輛的電池容積提高50%,雖然可能也會帶來重量增加的影響,但最終實際的續(xù)航表現(xiàn)一定是大幅提升的。

那么在攻克最大短板后,磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢就突顯出來了,首先就是安全性。近年來電動車安全事故頻發(fā),絕大部分是由于電池起火造成的。為了提升續(xù)航里程,如今的車企大多采用鎳成分比例較高的三元鋰電池,“622”型號如今已經(jīng)十分常見,甚至“811”也已經(jīng)在量產(chǎn)車型中搭載,也就是說維持電池穩(wěn)定性的鈷錳成分只占到20%,在續(xù)航里程提高的同時,電池安全性卻成了一大隱患。

相比之下,磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э販囟绕毡樵?00度以上,三元鋰電池則低于300度,一些高鎳三元鋰電池?zé)崾Э販囟壬踔恋陀?00度,這會增加車輛高速行駛及快速充電過程中自燃的風(fēng)險。

另外在使用壽命方面,磷酸鐵鋰電池充放電循環(huán)次數(shù)大約3500次后容量才開始衰減,而三元鋰電池在進行2000次充放電循環(huán)后就會出現(xiàn)衰退,存在明顯差距。據(jù)悉,比亞迪新一代磷酸鐵鋰電池的壽命達到8年120萬公里。

最后就是成本。由于磷酸鐵鋰電池?zé)o需貴重金屬材料,所以比較容易控制生產(chǎn)成本。而且,比亞迪新一代磷酸鐵鋰電池成本進一步降低30%,可在一定程度上緩解補貼退坡帶來的壓力。

但三元鋰電池來看,無論是鎳鈷錳還是鎳鈷鋁,都需要鈷金屬作為原材料,但其70%儲量在非洲剛果金,價格十分昂貴。而高鎳三元鋰電池的誕生,一方面是由于激烈的市場競爭,另一方面也跟鈷技術(shù)成本過高有關(guān)。

不過,即使突破了能量密度低這個技術(shù)瓶頸,磷酸鐵鋰電池也并非十全十美。例如在抗低溫方面,三元鋰電池低溫使用下限值為零下30度,磷酸鐵鋰電池低溫下限值只有零下20度。那么如果在寒冷的北方地區(qū),磷酸鐵鋰電池的性能下降會更明顯。但恰恰北京又是全國純電動車的主力消費地區(qū),就算比亞迪在南方不愁賣,未來其動力電池將對外供應(yīng),如果失去北方市場,那么其在與寧德時代等對手的競爭中將相對被動,也不利于其動力電池業(yè)務(wù)獨立上市計劃的推進。

不放棄三元鋰,“811”在路上

那么在未來推出新一代磷酸鐵鋰電池后,比亞迪會徹底放棄三元鋰電池嗎?畢竟目前比亞迪也已經(jīng)展開了“811”電池的研發(fā)工作,如果完全放棄三元鋰電池豈不是前功盡棄了?

對此,比亞迪方面表示,會繼續(xù)進行對“811”電池的研發(fā)工作,目前也在路試,但要“放慢節(jié)奏”。的確,作為國內(nèi)新能源市場的領(lǐng)軍者,比亞迪不僅在銷量方面處于絕對領(lǐng)先地位,在電池安全方面多年來也是很少出問題。如果為了獲得短期的市場競爭力而將不可靠的產(chǎn)品投放市場,對于比亞迪而言絕對不是明智的選擇。更何況,全新的磷酸鐵鋰電池同樣具有很強的競爭力。

按照計劃,比亞迪將在2022年將旗下電池業(yè)務(wù)拆分并獨立上市,這對于比亞迪來說意義重大。不過,目前其“811”三元鋰電池何時落地尚無定論,其電池業(yè)務(wù)的拆分工作也還在進行中,對于其能否如期上市,目前來看還不太好說。

但新一代磷酸鐵鋰電池的推出,無疑讓比亞迪的電池業(yè)務(wù)底氣更足。有了它,比亞迪就無需僅僅“押寶”811,從而手中有了更多的底牌。雖然距離新一代磷酸鐵鋰電池推出還有大半年時間,但比亞迪無疑向外界釋放了強有力的信號。