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磷酸铁锂电池卷起来了!吉利、广汽加速布局,电动车或越来越便宜

Time Weekly ·  Dec 19, 2023 15:31

本文来源:时代周报 作者:李卓玲

随着主机厂的不断入局,动力电池江湖越来越卷了。

日前,极氪智能科技正式发布其首款量产800V磷酸铁锂超快充电池——金砖电池。官方称,金砖电池体积利用率达83.7%,将在安全、体验和成本上全面引领800V时代。时代周报记者从极氪方面获悉,目前金砖电池已正式量产下线,将在极氪007上首发搭载。

几天前,广汽埃安宣布其全栈自研自产P58微晶超能电池下线,该电池采用广汽自主磷酸铁锂技术,在电池寿命、整包能量密度上具有优势。再往前,在同属磷酸铁锂电池的刀片电池加持下,比亚迪动力电池装机量大爆发。此外,于今年8月国内首发、日前刚斩获国际大奖的宁德时代神行超充电池,则突破材料上限,在磷酸铁锂上实现了4C超充,让超快充电不再是高端车型的专属。

极氪007 图片来源:时代周报摄

在下游车企和电池厂大举押注下,磷酸铁锂电池的市场占有率在不断攀升。

中国汽车动力电池产业创新联盟数据显示,今年11月,我国动力电池装车量44.9GWh,三元电池装车量占总装车量35.0%,磷酸铁锂电池装车量占比为64.9%。换言之,当前三元锂电池与磷酸铁锂电池的市场格局已接近7:3的比例。

“磷酸铁锂电池的成本优势还是明显的。”对于企业加速布局磷酸铁锂电池赛道,12月18日,电动汽车观察家创始人邱锴俊对时代周报记者表示,在提高体积利用率等方面,目前行业主流的做法是采用CTP或者CTC技术,另外还有电芯结构创新、焊接工艺创新等做法。

有业界人士对记者表示,通过技术创新,把电池价格打下来,或才是电动车价格战的最优解。不过,在邱锴俊看来,三元锂不会被磷酸铁锂电池取代,前者在高端车型市场依然具有优势。

卷技术,难题被不断攻克

此前,磷酸铁锂电池的发展曾因能量密度相对较低、耐低温性能较弱、充电速度较慢等短板,在与三元锂电池的竞赛中落于下风。

公开资料显示,作为目前动力电池领域最为主流的两种技术路线,三元锂电池和磷酸铁锂电池均使用石墨烯作为负极材料,但使用的正极材料不同:三元锂电池主要用镍钴铝或者镍钴锰作为正极,磷酸铁锂电池则用磷酸铁锂做正极。

从目前已发布的磷酸铁锂电池来看,针对前述难题,各家厂商各显神通但大多殊途同归,包括在体积、空间利用率,以及超充技术等方面发力。

具体来看,在与电动车续航息息相关的能量密度上,此前传统的磷酸铁锂电池难以与三元锂电池媲美。为了攻克这一难题,大多企业选择在结构等方面进行创新。

邱锴俊对时代周报记者指出,目前主流的做法是采用CTP或者CTC技术,就是去掉模组环节,由电芯直接成组为电池包,甚至直接和车身融合。这样可以省去很多结构件、支撑件,特别是模组环节的硬件。其次是电芯结构创新,或者是焊接工艺创新,比如一体化焊接。

图片来源:时代周报摄

以极氪金砖电池为例,为了能在寸土寸金的电池包内放置更多电芯,极氪工程团队对电池包结构进行了改造:在电池底部使用一体化液冷托盘替代传统水管结构,减少结构件对电芯空间的挤压;采用电芯、上盖、底板的“紧凑三明治结构”,释放电芯仓纵向空间;在电芯之间采用航空级超薄热阻隔材料,充分提升体积利用率。

官方称,相较传统设计,金砖电池的采样线路总长度缩短了157 m,核心零部件数量减少35%,电池质量能量密度也提升10%以上。

宁德时代的神行超充电池方面,则借助CTP3.0技术的高集成性、高成组效率,持续突破磷酸铁锂的续航表现。据悉,神行超充电池可实现700公里以上长续航,而且在低温亏电状态下零百加速不衰减。

比亚迪在2020年发布的刀片电池,同样通过结构创新,在成组时可跳过“模组”,提高体积利用率,最终达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。官方彼时称,相较传统的有模组电池包,“刀片电池”的体积利用率提升了50%以上,续航里程已达到了高能量三元锂电池的同等水平。

与此同时,不少企业也通过技术创新,在磷酸铁锂电池上实现快充能力。据梳理,埃安P58微晶超能电池具备3C快充能力,可实现充电10分钟,续航250km。极氪自研的全域800V架构,匹配800V极充技术,让金砖电池最高充电功率可达500 kW,最大充电倍率达到4.5C;在10%~80%快充区间内,实现充电15分钟续航增加500 km以上。

极氪极充桩 图片来源:时代周报摄

此外,低温性能不佳是磷酸铁锂材料的天然缺陷之一。为了攻克低温快充的难关,宁德时代在系统平台上进行优化,导入了电芯温控技术,提升神行超充电池低温充电效率。官方资料显示,神行超充电池除了常温状态下10分钟可充至80%SOC,即使在-10℃低温环境下也可实现30分钟充至80%。

极氪方面同样在热管理能力下功夫,官方称,凭借这一能力,金砖电池可以最大限度降低低温超快充的影响,即便在零下10℃低温环境下,金砖电池依然可以实现优异的充电速度,其充电速度相比同类产品提升至少四分之一。

卷性价比,电动车将越来越便宜?

“刀片电池将改变行业对三元电池的依赖,让动力电池的技术路线回归正道,并重新定义新能源汽车的安全标准。”在刀片电池发布时,比亚迪董事长王传福曾断言。

从市场数据来看,在下游车企和电池厂大举押注,以及热销车型规模应用带动下,较三元锂电池更具性价比的磷酸铁锂电池,近两年来市占率水涨船高,在中国市场的装车量碾压三元锂电池。

据悉,2021年5月,磷酸铁锂单月产量在近三年首超三元锂电池后,同年7月,其单月装车量也逆袭了三元锂电池。随后,两者的市占率差距在不断拉大。

据中国汽车动力电池产业创新联盟最新数据显示,今年11月,我国动力电池装车量44.9GWh。其中,三元电池装车量15.7GWh,占总装车量35.0%;磷酸铁锂电池装车量29.1GWh,占总装车量64.9%。

图片来源:中国汽车动力电池产业创新联盟

从今年整体表现来看,磷酸铁锂电池累计装车量占比也已接近7成。今年1-11月,我国动力电池累计装车量339.7GWh。其中,三元锂电池累计装车量109.6GWh,占总装车量32.3%;磷酸铁锂电池累计装车量229.8GWh,占总装车量67.6%。

有业界人士对时代周报记者称,车企押注磷酸铁锂电池,对整个电动车价格下探具有影响。通过技术创新,把电池价格打下来,或才是电动车价格战的最优解。

据电池中国官微12月12日发布的数据显示,在今年最后一批申报车型中,新能源乘用车申报车型达到79款,以新车电池类型来看,磷酸铁锂有39款、三元电池31款,1款为三元电池+磷酸锰铁锂;此外,还有8款换电车型。

当下,部分合资车企也开始换装磷酸铁锂电池。据电池中国前述数据显示,上汽通用的别克品牌两款车型、雪佛兰一款车型申报了磷酸铁锂版本,同时,其电池配套由比亚迪旗下的弗迪电池子公司提供。此外,悦达起亚两款起亚EV5车型也申报了磷酸铁锂版本。

就是否开始换装磷酸铁锂电池,时代周报记者分别采访了起亚和上汽通用方面,起亚方面人士12月19日回应称,“对的,采购了国产的电池。”上汽通用方面则回应称,有磷酸铁锂(车型)是真的,配套方面不清楚。对于刀片电池外供情况,时代周报记者也采访了比亚迪,截至发稿前暂未获回应。

目前,磷酸铁锂电池的成本优势还在不断展现。记者从极氪方面获悉,通过电芯成份优化、电池包结构优化、产线智能化,金砖电池的生产效率提升超过40%,对比同等性能的三元锂电池,每度电的综合成本可降低14.8%。

与此同时,在磷酸铁锂电池上实现快充,也推动了技术下沉,助力电车加速普及。据上海证券研报指出,以往4C快充电池主要是三元锂电池,价格较高,多搭载高端车型,价格因素制约其推广应用。在该研报看来,技术下沉有助于快充电池应用推广,渗透率有望快速提升。

不过,市场趋势上,在业界看来,未来三元锂、磷酸铁锂电池路线依然会并行发展。 “三元锂不会被磷酸铁锂电池取代,在高端车型市场,三元(电池)还是有优势的,它能量密度高,快充同样情况下也能更快,低温衰减也好一点。”邱锴俊对时代周报记者表示。

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