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裝車占比高達 74% ,為什麼大家越來越喜歡磷酸鐵锂電池了?

作者:電動車指北

不知道大家發現沒有,現在買新能源車,磷酸鐵锂電池已經成為主流了。

裝車占比高達 74% ,為什麼大家越來越喜歡磷酸鐵锂電池了?

據中國汽車動力電池産業創新聯盟釋出資料顯示,2024 年 5 月,磷酸鐵锂電池裝車量 29.5GWh,同比增長 54.1%,占總裝車量 74.0%,磷酸鐵锂電池的市占率突破 70%大關。

另外在儲能領域,據中關村儲能産業技術聯盟統計,磷酸鐵锂電池是主要的儲能電池,占 94.4%。

而就在幾年前,磷酸鐵锂電池還一直是很多人眼中“低廉、落後”的代名詞,其市場占有率也不如三元電池,為什麼短短幾年磷酸鐵锂電池就開始逆襲了呢?

能量密度提升,與三元電池差距縮小

2009-2016 年,随着“十城千輛”等政策推出,大陸新能源車産業快速發展起來,這個期間磷酸鐵锂電池占主導,因為其中很大一部分都是體型比較大的商用車,對能量密度不敏感(包括體積和品質兩個次元),但對安全性非常敏感,這個時候磷酸鐵锂電池更合适。

為了提升産業的技術水準,2016 年補貼政策開始将電池系統能量密度納入考核标準:對純電動乘用車動力電池系統的品質能量密度設定了不低于 90Wh/kg 的最低門檻,并對高于 120Wh/kg 的電池系統按 1.1 倍給予補貼。

從當時的實際情況來看,磷酸鐵锂電池多數集中在 90Wh/kg 左右,三元電池普遍超過 90Wh/kg,很多還超過了 120Wh/kg,能拿到 1.1 倍的補貼。

很快到 2018 年底,三元電池的份額就來到了 70%。也是在這個時候,押注三元電池的甯德時代開始崛起,比亞迪則有點“隐身”。

裝車占比高達 74% ,為什麼大家越來越喜歡磷酸鐵锂電池了?
裝車占比高達 74% ,為什麼大家越來越喜歡磷酸鐵锂電池了?

不過随着電池化學材料、封裝技術的提升,CTP 1.0、2.0 時代的到來,電池的能量密度得到快速提升。這裡一個代表性的車型就是 2020 年上市的漢 EV,搭載比亞迪的刀片電池,系統能量密度能達到 140Wh/kg,電池容量為 76.9kWh,NEDC 續航裡程能達到 605km。

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到 2024 年,磷酸鐵锂電池已經能滿足大部分需求了,甯德時代還推出了神行電池 PLUS(屬于磷酸鐵锂電池),系統能量密度能達到 205Wh/kg,續航裡程能夠突破 1000km,同時支援 4C 的超充。與此同時,比亞迪的第二代刀片電池也即将釋出,據稱能量密度能達到 190Wh/kg。

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當然整體來看,三元電池的能量密度還是要更高的(包括品質和體積兩個次元),如果要裝 100kWh 甚至更高的容量,還是得選擇三元電池,比如小米 SU7 Max、理想 MEGA、極氪 009,三者都搭載的是甯德時代的三元麒麟電池,電池容量分别為 101kWh、102.7kWh、116/140kWh,這種容量磷酸鐵锂電池很難裝進去。

不過整體來看,磷酸鐵锂電池已經能滿足絕大部分需求了,極氪 001 也能裝下 95kWh 的甯德神行電池。

在能量密度不是什麼大問題後,磷酸鐵锂電池就基本都是優點了。

安全、長壽命、低成本,磷酸鐵锂好處多多

從微觀的層面來看,磷酸鐵锂的正極是橄榄石狀的立體結構,高溫下仍比較穩定,而三元電池正極是層狀結構,相對來說沒那麼穩定。

裝車占比高達 74% ,為什麼大家越來越喜歡磷酸鐵锂電池了?
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當然電池的安全性是個系統性工程,除了電芯的正極,電解液、隔膜、電池熱管理、防爆閥、排氣設計等都會影響到最終一台電動車的安全性,是以不一定三元電池的車輛就不如磷酸鐵锂安全,但要達到相同的安全規格,三元的成本肯定要高一些,最終也會展現在售價上。

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當然磷酸鐵锂和三元電池更大的成本差距還是在電芯上,根據則言咨詢的最新資料,磷酸鐵锂電池的電芯價格是 380 元/kWh,高鎳三元則是 550 元/kwh,三元電池電池比磷酸鐵锂貴了 44.7%,如果是 100kWh 的電池,三元電池在電芯方面就比磷酸鐵锂貴了 1.7 萬元。

除了安全和低成本,磷酸鐵锂還有一大優勢就是長壽命,這裡指的是循環壽命,目前大廠的三元锂電池都能達到 1000-2000 次循環,與此同時磷酸鐵锂電池普遍能達到 2000 次以上,部分能達到 3500 次以上,如果是供給給儲能市場的話,循環次數能達到 4500-5000 次以上。

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這裡對于“長壽命”,磷酸鐵锂還有一個隐性的優勢,就是磷酸鐵锂電池每次是可以都充滿的,但三元電池一般隻建議充滿到 90%甚至 80%,比如特斯拉建議四驅長續航版車主日常使用隻充到 80%,這也是為了電池的壽命考慮的。當然如果你要出遠門,還是直接充滿。

SOC 校對不準、低溫性能差,算法和熱管理可以解決

有這麼多好處,磷酸鐵锂還有兩個不是那麼關鍵的劣勢,一個是 SOC 電量估算不太準,一個是低溫性能較差。

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首先來說 SOC 電量估算不準的問題,主要是磷酸鐵锂 LFP 電池先天的充放電特性就是電壓太平了,在 10%-90%的電量電壓都差不多,導緻很難用開路電壓來修正 SOC 的值。為解決這一問題,車企會建議車主一周充滿一次或多次來校準。

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不過随着技術的進步,現在的車企已經能夠比較準确的估算磷酸鐵锂電池的 SOC 電量了,比如蔚來最新的 75kWh 電池包已經是純磷酸鐵锂了,之前的 75kWh 電池包加入了部分三元電池來校準電量。理想最新的一款車 L6 也采用的是磷酸鐵锂電池,而在 2020 年的時候,李想曾公開表示“磷酸鐵锂用在插混增程上是個災難”,4 年時間過去,李想隻想對磷酸鐵锂說“真香”。

然後就是磷酸鐵锂比較“怕冷”的問題了,随着車企熱管理的水準越來越高,電池基本都能在一個适宜下的溫度下工作,很多 20 萬以上的車輛還裝上了熱泵空調,特斯拉的“八爪魚”現在也不是那麼新鮮了。

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另外比亞迪和一些車企的電池還有脈沖自加熱功能,不靠外界給你加熱而是利用高頻電流通過電阻來加熱的,相當于靠“自己做俯卧撐”來熱身,這樣加熱效率高比較省點。

總體來看,磷酸鐵锂有着成本低、壽命長和先天更不容易熱失控三大優勢,尤其是成本這一項,在價格戰愈演愈烈的當下非常關鍵,而其能量密度、SOC 校對、低溫性能上的劣勢已經随着技術進步彌補很多了,從發展趨勢來看,國内磷酸鐵锂的份額有望達到 80%以上。目前海外市場仍以三元電池為主,不過也在慢慢地往鐵锂切換,目前出口的電池三元和磷酸鐵锂基本 50:50,海外新能源車的發展還是要落後國内好幾年的。

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