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“刀片電池”將帶領磷酸鐵鋰回歸?

作者: 子蕊 來源:電池聯盟

在近日舉辦的百人會論壇上,比亞迪董事長王傳福表示,比亞迪將會開發新一代磷酸鐵鋰電池——“刀片電池”,并于今年量產。全球首款搭載“刀片電池”的車型比亞迪“漢”有望于今年6月上市。

續航600公里 壽命長達8年

據了解,比亞迪“刀片電池”采用了GCTP 技術,單體電芯較傳統方形電池更加長和扁平。比亞迪專利顯示,該電池度最長可以達到2500mm,是傳統磷酸鐵鋰電池的10倍以上。

該產品的優勢在于能夠提高電池包50%的能量密度,減少電池包約30%的制造成本。而且,長條形電芯具有很好的散熱效果。

這樣一來,不僅電池可以擁有更長的續航能力,磷酸鐵鋰電池壽命長,安全性高的優點也同時保留。據推測,被比亞迪稱為“超級鐵鋰電池”的“刀片電池”續航里程高達600公里,壽命長達8年120 萬公里。

國泰君安證券指出,比亞迪的超級磷酸鐵鋰電池將鋰電池單體進一步做大,并且減少模組環節來進一步提高體積能量密度。預計2020年,磷酸鐵鋰電池成本有望降低到0.5-0.6元,從而進一步降低電動車成本。

在該利好消息的驅動下,1月13日、14日兩日,比亞迪股票漲幅超15%。今日再度大漲,A股創去年4月以來新高,H股大漲近7%。

上市公司合縱科技近日在互動平臺表示,2020年公司正在進行新一代高壓實密度磷酸鐵開發以及低成本磷酸鐵研發。與貝特瑞合作開發的高壓實磷酸鐵項目已經量產,與國軒高科合作開發高壓實磷酸鐵中試驗證驗證即將量產,與比亞迪“刀片電池”匹配產品在進行認證。

磷酸鐵鋰要回歸?

動力電池是新能源汽車提供動力來源的核心部件,市場主流的動力電池主要有三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池兩種。目前應用最廣泛的是三元鋰電池,典型代表是特斯拉使用的鎳鈷鋁,以及鎳鈷錳等電池產品。磷酸鐵鋰電池能量密度不及三元鋰電池,不容易滿足補貼要求,因此在補貼退坡和里程要求提升情況下,磷酸鐵鋰逐漸被市場拋棄,作為主推的磷酸鐵鋰電池的比亞迪,也一度大規模使用三元鋰電池,繼而在電池領域被寧德時代超越。

數據顯示,2019年1-12月,我國動力電池裝車量累計62.2GWh,同比累計增長9.2%。其中三元電池裝車量累計40.5GWh,占總裝車量65.2%,同比累計增長22.5%;磷酸鐵鋰電池裝車量累計20.2GWh,占總裝車量32.5%,同比累計下降9.0%。2019年裝機量排名前4的企業分別為寧德時代、比亞迪、國軒高科和億緯鋰能,頭部企業的出貨和產能集中度較高。

比亞迪重新回歸磷酸鐵鋰路線是否意味著磷酸鐵鋰電池要回歸呢?

目前,磷酸鐵鋰電池在新能源專用車及新能源客車的電池應用上,裝機量都達到了80%-90%。受CTP技術的影響,磷酸鐵鋰電池在乘用車方面的裝機量將會有所回升。

據中信證券測算,假設2020年比亞迪動力電池出貨15GWh,以“刀片電池”替換比例做情景假設,假設替換比例分別為100%、50%、25%、0%,經過測算,“刀片電池”替換將給比亞迪節省25.5、12.8、6.4、0億成本。預計2020年后“刀片電池”技術將帶動鐵鋰電池需求回暖。

有機構認為,“刀片電池”是從車輛、電池包、電芯整體層面開發的新的解決方案,結構改進的效果非常明顯,從數據結果分析,或許也存在改進電芯內部材料的可能性。

雖然被普遍看好,但是業內對于“刀片電池”還是有著不同的聲音。

業內看法不一

有專家認為,“刀片電池”只是電池結構設計上的創新,可能會提高提高電池包體積能量密集和質量能量密度,但并不是材料上的技術突破,對提高單體能量密度意義不大。這和寧德時代此前法蘭克福車展上發布的CTP技術類似,都是對電池系統結構上進行調整。

2019年9月,寧德時代推出了全新的CTP方案(Cell To Pack),改變了原有的電芯-模組-電池包結構,電芯直接集成到電池包,北汽EU5將成為首款搭載該電池的車型。該電池體積利用率提高了15%~20%,電池包零部件數量減少40%,生產效率提升了50%,電池包能量密度提升了10%~15%,能量密度可達 200Wh/kg。此外,特斯拉、蜂巢能源也有布局 CTP 電池技術。

動力電池系統或電池包一般由數個電池模組組成,每一個模組有單獨的控制系統。模組數量大幅減少,電池包內部結構更加緊湊,成組效率不斷優化提高,內部零件數量大幅減少。這樣提高電池包能量密度,同時降低了電池包成本。

但是也有觀點認為,雖然“刀片電池”對電芯尺寸,內部設計等方面進行了改進,但同時降低了電池的安全性,例如電池組散熱、電芯結構穩定性等問題。

近年來,電動車安全事故頻發。據統計,大部分是電池起火引起的。為了提升續航里程,如今的車企大多采用鎳成分比例較高的三元鋰電池,在續航里程提高的同時,電池安全性成了一大隱患。

三元鋰電池熱失控溫度低于300度,三元鋰電池在進行2000次充放電循環后就會出現衰退;磷酸鐵鋰電池熱失控溫度普遍在500度以上在循環壽命上大約3500次后容量才開始衰減,可以看出磷酸鐵鋰電池在安全性以及循環壽命上的優勢。

根據測算,2019年比亞迪新能源乘用車電池包平均成本為0.85元/Wh,替換成磷酸鐵鋰“刀片電池”后,成本有望下降30%,預計成本將下降至0.6元/Wh。作為如今平均水平,一輛純電動乘用車用電池容量約為60kWh上下,如果替換成磷酸鐵鋰的“刀片電池”,單車電池成本將會下降1.5萬元左右。

不管今后比亞迪“刀片電池”、寧德時代的CTP技術,還是以后的新技術,我們都要看到這些企業為降低動力電池系統成本所做的努力。他們對電池包內部結構進行了大量優化工作,少模組或者無模組將會是未來電池技術的趨勢,都可以很好地解決新能源汽車續航里程和成本的痛點。

總之,從新能源汽車電池安全、壽命等多方面考慮,磷酸鐵鋰電池還是有其自身優勢的,將來能否超過三元電池,還需要“刀片電池”在市場中的驗證。


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