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利润率高达70% 磷酸铁锂领跑新能源汽车产业

发布时间:2019-10-23 16:01编辑:维护保养浏览(199)

    近日在互联网上偶然看到一篇名为“三元锂电或成磷酸铁锂终结者”的文章,文章报道了“国内新能源汽车企业越来越青睐三元锂动力电池”的市场现状,同时,引用了诸位专家的言论,声称三元锂大有取代磷酸铁锂,成为主流车用动力电池的趋势,读来颇有兴味。

    澳门微尼斯人娱乐,新能源汽车产业链的主要部分是新能源整车生产、动力电池和动力电池材料,其中,我们最看好磷酸铁锂动力电池正极材料的投资机会,我们不看好作为过渡产品的轻度混合动力汽车的镍氢电池。

    面对电池材料——这个多年饱受争议的话题,在思考三元锂取代磷酸铁锂作为动力电池必要性的同时,个人结合近年对车用动力电池的浅显认知,查阅了多方资料,同时专程访问了诸位工作在一线的动力电池系统工程师。访问结果如下:

    发展的关键是动力电池

    首先,在谈及车用动力电池的发展趋势时,所有被访者均肯定,磷酸铁锂动力电池被新型材料的动力电池取代,将会成为历史发展的必然趋势。

    混合动力汽车和电动汽车的组成大致包括电池、驱动电机、电机调速控制系统、电池管理系统和车体五个部分。

    其次,究竟哪种电池材料会成为磷酸铁锂的替代品,目前行业颇有争议。中信国安盟固利作为依靠锰酸锂技术路线的代表企业,始终坚信锰酸锂才是车用动力电池的最佳解决方案;而诸如深圳比亚迪、天津力神这些磷酸铁锂电池的代表企业,则坚定不移的奉行着属于自己的技术路线。

    电力驱动及控制系统是混合动力汽车和电动汽车的核心,是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由电源、驱动电动机和电动机的调速控制装置等组成。系统中最关键的部件是动力电池。

    再次,就文章提到的“应用在电动汽车的磷酸铁锂电池存在比能量较低,难以获得突破性进展”的言论,多位电池工程师认为:磷酸铁锂电池比能量的高低,材料本身至关重要,除此之外,更牵涉负极材料、电池结构、外部包装、隔膜等诸多环节,绝非单一因素能够决定。

    动力电池的性能、成本和安全性,将很大程度上决定混合动力汽车和纯电动汽车的发展进程,而性能、成本和安全性也决定了动力电池各种技术路线的前景。

    最后,受访的多位工程师均承认“三元材料目前已参与到整车企业测试”的事实,但谈到“究竟何时才能取代磷酸铁锂电池成为主流应用”的问题时,他们普遍认为尚无预期可言。如此看来,难道是媒体的报道有失偏颇了?

    不仅如此,动力电池的技术突破有可能带动整个新能源产业链发展,风电、核电、太阳能、电网调峰、新能源汽车都离不开动力电池,动力电池将成为各种新能源的储能工具,将取代燃油成为移动能源的主要供应设备。

    众所周知,锂电池产品最早进入我们的生活源于手机,三元材料亦是如此。所谓三元,就是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,根据实际需要调整配比后形成的锂电池正极材料,行业俗称镍钴锰酸锂LiO,时下盛行的车用三元动力电池,正是将上述三种材料1:1:1混合,制成层状结构的三元正极材料,进而演进成为3.8V电压的三元电池单体。

    混合动力汽车和电动汽车的动力电池主要包括铅酸电池、镍金属电池、锂离子电池、高温钠电池、金属空气电池、超级电容、飞轮电池以及更具远景的燃料电池和太阳能电池。当前应用的主流技术是铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池。

    由于层状三元材料中含有金属钴元素,一旦达到200摄氏度高温,三元材料中的三氧化二钴即可氧化为二氧化钴,尽管三元材料中将二价镍改造成四价镍,以求与锂元素结合达到平衡,同时用四价锰来稳定既有的层状结构,但先天的材料缺陷已成为了国内业界不争的事实。而在国外,波音客机电池的故障也已充分说明了这一事实。

    动力电池的经济效益取决于寿命,电池循环寿命如达不到1000次以上,电动汽车的优势将无法体现。循环寿命是指电池组,不是单节电池,因此,电池的一致性,电源管理系统的使用非常重要。成本下降的另一关键因素在电极材料。

    对这样的事实,天津斯特兰营销副总李积刚表示认同。作为国内市场占有率颇高的磷酸铁锂正极材料企业负责人,李积刚同时表示,排除三元稳定性的先天性缺失,锰酸锂正极材料亦由于三价锰元素的转化水平而存在高温容量衰减较快的问题。

    锂离子动力电池性能更优

    事实是,当三元材料最早作为正极材料,并大规模取代钴酸锂普遍应用于手机初期,电池安全性、比能量、低温性能等均得到了明显提升,这种集合了钴酸锂的良好导电性和循环性,镍酸锂的高容量,锰酸锂安全性的新产品,一时间席卷手机市场,并在后期较多的应用在了电动工具、电动自行车等产品中,后逐步向电动汽车衍伸。

    电动汽车对动力电池的基本要求可以归纳为以下几点:高能量密度;高功率密度;较长的循环寿命;较好的充放电性能;电池一致性好;价格较低;使用维护方便。

    但正如古人云,事物皆具两面性,在车用动力电池市场,相对磷酸铁锂高昂的价格和较低的循环寿命,一直制约着三元动力电池的发展。与此同时,车用动力电池最受关注的是电池PACK,根据需要的电量来设计电压和容量,再根据空间来设计电池包的排布,三元电池单体尚且如此,成组后的情况更是难以预测。

    目前镍氢电池技术最成熟,购置和使用成本较低,不改变人们的驾驶习惯,是目前HEV市场的主流产品。镍氢电池的正负极分别为镍氢氧化物和储氢合金材料,不存在重金属污染问题,且其在工作过程中不会出现电解液增减现象,电池可以实现密封设计。

    一个全新电池体成组应用的出现,势必基于多年可靠的实验数据。比亚迪E6在深圳的运营已三年有余,搭载环宇赛尔动力电池的沂星客车也在临沂累计安全行驶了1800余万公里,这些磷酸铁锂车用电池的实用尚有据可依,反之,三元锂电池的详细应用数据目前则无从查起。

    但是,镍氢电池具有难以克服的缺点,记忆效应给镍氢电池的使用带来不便。记忆效应是指在电池充放电过程中,会在电池极板上产生许多小气泡,时间一久,这些气泡会减少电池极板的面积,也间接影响电池的容量。镍氢电池的记忆效应和充电发热等方面的问题直接影响到该电池的使用。除此以外,镍氢电池自放电率高、比能量较小,只能用在HEV上,这些缺点的存在使镍氢电池只能是过渡产品。

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