為什么我們要主發展磷酸鐵鋰電池?
2021-11-12 10:39:00
1. 如果我們繼續以發展三元鋰電池為主,我們的動力鋰離子電池將永遠迎頭趕上,這不僅無法在彎道上超車,還會失去新能源汽車的安全性。目前,改性錳酸鋰和三元鋰的核心技術掌握在日本和韓國公司手中。特別是三元鋰在技術、工藝和設備方面已經達到了非常成熟和穩定的階段。如果中國新能源汽車動力鋰電池的發展方向是發展三元鋰電池,不僅將長期趕超日韓公司,而且由于缺乏關鍵技術、工藝和設備,將陷入發展瓶頸。技術受到日韓公司的嚴重制約,規模遠不及日韓巨頭。三星SDI今年曾一度將18650-2.2ah電池的售價降至每電池1美元,幾乎迫使國內同行陷入絕望境地。在國內三元動力鋰電池的性能和價格無法與日韓巨頭相比的情況下,如果我們在新能源汽車動力鋰電池上堅持三元路線,恐怕我們還在追趕,我們已經被國際巨頭扼殺了,更不用說在拐角處超車了。最終結果將與傳統汽車的開發相同。高端汽車和核心技術仍然來自國際巨頭。即使我們放棄市場,我們也無法回到核心技術。磷酸鐵鋰電池則不同。日本和韓國公司基本上沒有參與,重要的國際競爭對手來自美國。雖然兩項基本專利中有一項在美國(A123和valence是美國磷酸鐵鋰電池的重要代表),但中美技術水平差異不大,中國是投資最多的國家,全球磷酸鐵鋰領域的生產和銷售。事實上,隨著萬向集團收購A123,中國公司已經掌握了世界上最高端的磷酸鐵鋰電池技術和工藝。與三元鋰電池相比,磷酸鐵鋰電池在安全性和循環壽命方面的絕對優勢是我國新能源汽車的關鍵因素和發展需求。只要我們明確其發展狀況并加大投資以鞏固這一優勢,中國新能源汽車將有可能在彎道超車。
2。由于選用三元合金,頂層設計缺乏前瞻性,全球鎳鈷資源緊張。它的大量應用將導致市場價格的急劇上漲,特別是這兩種元素在中國的存儲容量根本無法支撐。三元鋰電池的材料配方,無論是鎳鈷錳酸鋰還是鎳鈷鋁酸鋰,都離不開鈷和鎳這兩種貴金屬。這兩種金屬在中國很稀有,在世界上的儲量也很有限。其中,中國90%以上的鈷必須進口,鎳主要用于不銹鋼生產。這兩種貴金屬都有國際期貨交易,價格不僅高而且波動很大。如果中國決定將三元鋰電池作為動力鋰電池發展的重要路徑,根據政府的規劃,到2020年,新能源汽車產量將達到200萬輛,新能源汽車擁有量將達到500萬輛。按每輛新能源汽車80kwh鋰電池平均充電能力計算,500萬輛新能源汽車所需電池達到4000億wh,不包括更換和備用電池。這一需求一旦投放市場,將很快推動鈷鎳期貨價格的大幅上漲,從而帶動現貨市場價格的大幅上漲,三元鋰電池未來價格走勢將大幅上漲。新能源汽車在中國的推廣沒有達到政策預期目標的一個重要原因是價格居高不下。其中,最重要的原因是占新能源汽車成本近50%的動力鋰離子電池價格居高不下。由于三元路線,新能源汽車價格更高,需要更多的政府補貼,市場化推廣永遠無法實現。 相反,磷酸鐵鋰電池不含任何貴金屬,氧化鐵和碳酸鋰是生產正極材料的重要原料,在中國非常豐富。如果下游新能源汽車市場需求擴大,在規模效應的驅動下,上游材料成本將大幅下降。占磷酸鐵鋰電池成本30%以上的正極材料價格的下跌將推動磷酸鐵鋰電池價格的快速下跌。
3。在汽車安全設計方面,我國新能源汽車采用三元鋰電池作為動力鋰電池,安全隱患較大。在特斯拉的三起火災中,一起是由一塊金屬片切割電池引起的。然而,由于特斯拉整車的完美安全設計,這三起火災并未造成人員傷亡。三元材料的脫氧溫度為200℃,放熱能超過800jg。三元鋰電池無法通過針刺試驗,說明三元電池在內部短路的情況下容易發生安全事故。目前,我國新能源汽車整車安全性設計在短時間內無法達到特斯拉的水平。三元鋰電池作為新能源汽車動力鋰電池存在巨大的安全隱患。它關系到乘客的生命安全。即使這種潛在安全隱患的概率為十萬分之一,也不可接受。磷酸鐵鋰離子電池在高溫下的穩定性可達390℃以上,保證了電池內部的高安全性。不會因過充、高溫、短路和沖擊而爆炸或燃燒。它可以很容易地通過針刺試驗。這種安全特性最適合中國新能源汽車行業,該行業仍處于起步階段
4、從我國新能源汽車使用對象的消費特點和習慣來看,三元鋰電并不適合做我國新能源汽車動力鋰電池。特斯拉被稱為富人的玩具,裝配電池容量設計續航里程為400KM,但大多時候,實際運行也就200KM左右,屬淺充淺放,因而循環壽命有所保障。但我國新能源汽車大多用于公交、政府公務、專用車和居民乘用車,其使用特點是,每天大多有固定線路和頻次要求,屬深充深放,三元鋰電在DOD95%以上的條件下,容量衰減速度很快,循環壽命僅為磷酸鐵鋰離子電池的一半不到。新能源汽車平均使用8年以上,動力鋰離子電池假如處于深充深放的條件下,維持80%以上的容量,三元鋰電使用壽命將不到三年,而磷酸鐵鋰離子電池基本可以滿足8年的使用要求。在目前國家相關補貼政策的條件下,首次購買新能源汽車有政府相應補貼,但二次采購電池并無補貼。三元鋰離子電池在新能源汽車使用周期內,要更換兩次電池,將極大新增使用者的經濟負擔,而不會為終端使用者所接受。假如三元鋰電要獲得與磷酸鐵鋰相同的使用壽命,其只能淺充淺放,需新增至少50%以上的電池容量。如此,其能量密度較高的優勢將喪失,體積將比同性能磷酸鐵鋰離子電池大,電池重量也會更重,其價格更是遠高于磷酸鐵鋰離子電池。
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