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三元锂電池與磷酸鐵锂電池對比

生活 更新时间:2025-02-15 09:28:14

自今年7月首次交叉之後,磷酸鐵锂與三元锂電池的裝機量剪刀差就不斷擴大。到2021年10月,我國動力電池裝機量達到15.4GWh,其中三元電池裝車7.0GWh,磷酸鐵锂電池裝車8.4GWh,占比分别為45.5%和54.5%,而在2020年,磷酸鐵锂的占比僅有16.3%。

三元锂電池與磷酸鐵锂電池對比(三元锂電池真的要被磷酸鐵锂電池取代嗎)1

作為全球動力電池最核心的兩條技術路線,三元和磷酸鐵锂已經絞殺多年,并且輪流坐莊。

2016年之前,磷酸鐵锂是絕對的主流路線,市場占有率高達60%以上;而到了2019年,三元锂電池的市占率竟然直線飙升到65%。

二者地位互換,原因隻有一個:政策。

2016年的最後一天,中國公布了最新的新能源補貼政策,補貼額度與續航裡程挂鈎,先天具有能量密度優勢的三元路線開啟了逆襲之路,同時被改變的還有甯德時代和比亞迪的命運。

2016年,比亞迪的出貨量為7.1GWh,甯德時代為6.8GWh,而到了2019年,這一數據分别變成了11.11GWh和32.55GWh。

回頭來看,裡程焦慮下的“人造三元風”完全背離了正常的市場化發展規律,一味追求能量密度所帶來的安全問題也甚嚣塵上。而随着補貼政策的退坡,一場關乎技術路線的撥亂反在悄悄醞釀。

2019年,新能源汽車國家補貼标準降低約50%,地方補貼則直接退出,綜合補貼退坡幅度超70%。另一方面,比亞迪刀片電池的橫空出世将磷酸鐵锂向前推進了一大步。

即便如此,仍不足以讓車企大面積從三元锂轉向磷酸鐵锂,最大的驅動力是成本。

在上遊原材料瘋狂漲價的背景下,今年的電池企業、整車廠承受了極大的成本壓力。2021H1,在産銷兩旺的情況下,國内動力電池企業的毛利率相較于去年下半年普遍下滑了4-5個百分點。情況在下半年進一步惡化,甚至出現了虧損的情況,最典型的就是孚能科技,前三季度虧了6.5億。

三元锂電池的正極材料主要由鎳、錳、钴組成,2021年,三種金屬的價格均實現大幅增長,三元锂電池成本劣勢被放大。根據中國電池聯盟的統計數據,三元锂的成本在800元/kWh左右,而磷酸鐵锂則穩定在650元/kWh上下。

除了成本,供應鍊安全也是一個不得不考慮的現實問題。

就拿钴來說,全球一半以上的钴礦資源儲量集中在剛果(金),去年該國的钴産量占到了全球總産量的67%以上。但另一方面,剛果(金)的政局曆來不穩,社會極不安定,素有“世界上最危險的地方”之稱,這些都将影響钴的長期穩定輸出,進而影響锂電供應鍊的安全。

綜合各方面因素來看,磷酸鐵锂的反撲既在意料之内,也在情理之中。根據曆史經驗進行線性外推,關于三元锂路徑将被磷酸鐵锂完全取代的聲量越來越大。

三元锂電池:

锂電池的命名方式一般是采用電池正極所用的材料來為其命名,負極材料一般采用的是“石墨”,三元锂電池的正極材料所采用的三元分别是鎳鹽、钴鹽、錳鹽/鋁酸锂三種元素,顧被稱為三元锂電池。相比于磷酸鐵锂電池,三元锂電池的能量密度密度更高,低溫狀态下性能好,标準電壓以及工作電壓都比磷酸鐵锂電池更高,所以充電效率也更高,這些都是它的優勢。

三元锂電池的缺點:高溫結構不穩定,生産成本較高,意味着以後如果需要更換電池組,費用也較高。

磷酸鐵锂電池:

磷酸鐵锂電池首先最大的優點就是由于它不含有貴金屬以及稀有金屬,所以制造成本較低,充電時的工作溫度更寬泛,支持更高的充電功率。

磷酸鐵锂電池的缺點:磷酸鐵锂電池由于電池密度較低,所以體積和重量相比三元锂電池更大,所占用車内空間也更多,在低溫狀态下,磷酸鐵锂電池的續航裡程“打折”也更多。

兩款電池應該選擇哪一款?

其實兩款锂電池在用作汽車動力電池時,兩款都具有相關的優勢以及缺點,由于新能源在最開始時,是根據補貼的政策引導去開發産品,所以在前補貼時代,由于三元锂電池體積小、密度大,容量高,所以許多廠家都傾向于選擇三元锂電池,但是在盲目追求政策補貼紅利時,許多廠家急功近利,縮短産品開發驗證周期,把并不太完善的産品推出市場,所以使許多純電動車出現了許多安全問題。

随着政策補貼退坡,行業發展趨向成熟,不管是傳統車企還是新勢力造車,自身的産品力以及口碑在市場的驗證下也逐漸得以清晰明了。所以各個廠家在開發産品時也逐漸趨于理性,續航、安全、可靠這三個方面都是大家對于新能源車最有需求的方面。磷酸鐵锂電池有着更高的安全性、更好的經濟性、更強的循環壽命,逐漸被更多車企所選擇,成為主流趨勢。

對于磷酸鐵锂電池的能量密度較三元锂電池更低的方面,比亞迪也推出了排列更緊湊的刀片式電池,甯德時代也提出了提升電池體積利用率等方式,采用各種空間優化的手段來來提高磷酸鐵锂電池在密度方面的弊端。

對于目前新能源汽車市場的車型以及用戶需求來看,在南方地區的消費者是比較建議選擇磷酸鐵锂電池的車型,在高溫狀态下更安全,而北方地區用戶則更推薦選擇三元锂電池的車型,在低溫狀态下續航裡程比較有保障。

另外根據用車場景來區分的話,平民車型、運營車型以及商用車型等,優先選擇制造成本更低、高溫狀态更安全、循環壽命更強的磷酸鐵锂電池車型。

而對于中高端或豪華品牌車型,優先選擇容量更高、放電功率更高以及充電效率也更高的三元锂電池。

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