隨著主機(jī)廠的不斷入局，動(dòng)力電池江湖越來越卷了。
日前，極氪智能科技正式發(fā)布其首款量產(chǎn)800V磷酸鐵鋰超快充電池——金磚電池。官方稱，金磚電池體積利用率達(dá)83.7%，將在安全、體驗(yàn)和成本上全面引領(lǐng)800V時(shí)代。時(shí)代周報(bào)記者從極氪方面獲悉，目前金磚電池已正式量產(chǎn)下線，將在極氪007上首發(fā)搭載。
幾天前，廣汽埃安宣布其全棧自研自產(chǎn)P58微晶超能電池下線，該電池采用廣汽自主磷酸鐵鋰技術(shù)，在電池壽命、整包能量密度上具有優(yōu)勢(shì)。再往前，在同屬磷酸鐵鋰電池的刀片電池加持下，比亞迪動(dòng)力電池裝機(jī)量大爆發(fā)。此外，于今年8月國內(nèi)首發(fā)、日前剛斬獲國際大獎(jiǎng)的寧德時(shí)代神行超充電池，則突破材料上限，在磷酸鐵鋰上實(shí)現(xiàn)了4C超充，讓超快充電不再是高端車型的專屬。
在下游車企和電池廠大舉押注下，磷酸鐵鋰電池的市場(chǎng)占有率在不斷攀升。
中國汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，今年11月，我國動(dòng)力電池裝車量44.9GWh，三元電池裝車量占總裝車量35.0%，磷酸鐵鋰電池裝車量占比為64.9%。換言之，當(dāng)前三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池的市場(chǎng)格局已接近7：3的比例。
“磷酸鐵鋰電池的成本優(yōu)勢(shì)還是明顯的。”對(duì)于企業(yè)加速布局磷酸鐵鋰電池賽道，12月18日，電動(dòng)汽車觀察家創(chuàng)始人邱鍇俊對(duì)時(shí)代周報(bào)記者表示，在提高體積利用率等方面，目前行業(yè)主流的做法是采用CTP或者CTC技術(shù)，另外還有電芯結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、焊接工藝創(chuàng)新等做法。
有業(yè)界人士對(duì)記者表示，通過技術(shù)創(chuàng)新，把電池價(jià)格打下來，或才是電動(dòng)車價(jià)格戰(zhàn)的最優(yōu)解。不過，在邱鍇俊看來，三元鋰不會(huì)被磷酸鐵鋰電池取代，前者在高端車型市場(chǎng)依然具有優(yōu)勢(shì)。
卷技術(shù)，難題被不斷攻克
此前，磷酸鐵鋰電池的發(fā)展曾因能量密度相對(duì)較低、耐低溫性能較弱、充電速度較慢等短板，在與三元鋰電池的競(jìng)賽中落于下風(fēng)。
公開資料顯示，作為目前動(dòng)力電池領(lǐng)域最為主流的兩種技術(shù)路線，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池均使用石墨烯作為負(fù)極材料，但使用的正極材料不同：三元鋰電池主要用鎳鈷鋁或者鎳鈷錳作為正極，磷酸鐵鋰電池則用磷酸鐵鋰做正極。
從目前已發(fā)布的磷酸鐵鋰電池來看，針對(duì)前述難題，各家廠商各顯神通但大多殊途同歸，包括在體積、空間利用率，以及超充技術(shù)等方面發(fā)力。
具體來看，在與電動(dòng)車?yán)m(xù)航息息相關(guān)的能量密度上，此前傳統(tǒng)的磷酸鐵鋰電池難以與三元鋰電池媲美。為了攻克這一難題，大多企業(yè)選擇在結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行創(chuàng)新。
邱鍇俊對(duì)時(shí)代周報(bào)記者指出，目前主流的做法是采用CTP或者CTC技術(shù)，就是去掉模組環(huán)節(jié)，由電芯直接成組為電池包，甚至直接和車身融合。這樣可以省去很多結(jié)構(gòu)件、支撐件，特別是模組環(huán)節(jié)的硬件。其次是電芯結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，或者是焊接工藝創(chuàng)新，比如一體化焊接。
以極氪金磚電池為例，為了能在寸土寸金的電池包內(nèi)放置更多電芯，極氪工程團(tuán)隊(duì)對(duì)電池包結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造：在電池底部使用一體化液冷托盤替代傳統(tǒng)水管結(jié)構(gòu)，減少結(jié)構(gòu)件對(duì)電芯空間的擠壓；采用電芯、上蓋、底板的“緊湊三明治結(jié)構(gòu)”，釋放電芯倉縱向空間；在電芯之間采用航空級(jí)超薄熱阻隔材料，充分提升體積利用率。
官方稱，相較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，金磚電池的采樣線路總長度縮短了157 m，核心零部件數(shù)量減少35%，電池質(zhì)量能量密度也提升10%以上。
寧德時(shí)代的神行超充電池方面，則借助CTP3.0技術(shù)的高集成性、高成組效率，持續(xù)突破磷酸鐵鋰的續(xù)航表現(xiàn)。據(jù)悉，神行超充電池可實(shí)現(xiàn)700公里以上長續(xù)航，而且在低溫虧電狀態(tài)下零百加速不衰減。
比亞迪在2020年發(fā)布的刀片電池，同樣通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，在成組時(shí)可跳過“模組”，提高體積利用率，最終達(dá)成在同樣的空間內(nèi)裝入更多電芯的設(shè)計(jì)目標(biāo)。官方彼時(shí)稱，相較傳統(tǒng)的有模組電池包，“刀片電池”的體積利用率提升了50%以上，續(xù)航里程已達(dá)到了高能量三元鋰電池的同等水平。
與此同時(shí)，不少企業(yè)也通過技術(shù)創(chuàng)新，在磷酸鐵鋰電池上實(shí)現(xiàn)快充能力。據(jù)梳理，埃安P58微晶超能電池具備3C快充能力，可實(shí)現(xiàn)充電10分鐘，續(xù)航250km。極氪自研的全域800V架構(gòu)，匹配800V極充技術(shù)，讓金磚電池最高充電功率可達(dá)500 kW，最大充電倍率達(dá)到4.5C；在10%~80%快充區(qū)間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)充電15分鐘續(xù)航增加500 km以上。
此外，低溫性能不佳是磷酸鐵鋰材料的天然缺陷之一。為了攻克低溫快充的難關(guān)，寧德時(shí)代在系統(tǒng)平臺(tái)上進(jìn)行優(yōu)化，導(dǎo)入了電芯溫控技術(shù)，提升神行超充電池低溫充電效率。官方資料顯示，神行超充電池除了常溫狀態(tài)下10分鐘可充至80%SOC，即使在-10低溫環(huán)境下也可實(shí)現(xiàn)30分鐘充至80%。
極氪方面同樣在熱管理能力下功夫，官方稱，憑借這一能力，金磚電池可以最大限度降低低溫超快充的影響，即便在零下10低溫環(huán)境下，金磚電池依然可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的充電速度，其充電速度相比同類產(chǎn)品提升至少四分之一。
卷性價(jià)比，電動(dòng)車將越來越便宜？
“刀片電池將改變行業(yè)對(duì)三元電池的依賴，讓動(dòng)力電池的技術(shù)路線回歸正道,并重新定義新能源汽車的安全標(biāo)準(zhǔn)。”在刀片電池發(fā)布時(shí)，比亞迪董事長王傳福曾斷言。
從市場(chǎng)數(shù)據(jù)來看，在下游車企和電池廠大舉押注，以及熱銷車型規(guī)模應(yīng)用帶動(dòng)下，較三元鋰電池更具性價(jià)比的磷酸鐵鋰電池，近兩年來市占率水漲船高，在中國市場(chǎng)的裝車量碾壓三元鋰電池。
據(jù)悉，2021年5月，磷酸鐵鋰單月產(chǎn)量在近三年首超三元鋰電池后，同年7月，其單月裝車量也逆襲了三元鋰電池。隨后，兩者的市占率差距在不斷拉大。
據(jù)中國汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟最新數(shù)據(jù)顯示，今年11月，我國動(dòng)力電池裝車量44.9GWh。其中，三元電池裝車量15.7GWh，占總裝車量35.0%；磷酸鐵鋰電池裝車量29.1GWh，占總裝車量64.9%。
從今年整體表現(xiàn)來看，磷酸鐵鋰電池累計(jì)裝車量占比也已接近7成。今年1-11月，我國動(dòng)力電池累計(jì)裝車量339.7GWh。其中，三元鋰電池累計(jì)裝車量109.6GWh，占總裝車量32.3%；磷酸鐵鋰電池累計(jì)裝車量229.8GWh，占總裝車量67.6%。
有業(yè)界人士對(duì)時(shí)代周報(bào)記者稱，車企押注磷酸鐵鋰電池，對(duì)整個(gè)電動(dòng)車價(jià)格下探具有影響。通過技術(shù)創(chuàng)新，把電池價(jià)格打下來，或才是電動(dòng)車價(jià)格戰(zhàn)的最優(yōu)解。
據(jù)電池中國官微12月12日發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，在今年最后一批申報(bào)車型中，新能源乘用車申報(bào)車型達(dá)到79款，以新車電池類型來看，磷酸鐵鋰有39款、三元電池31款，1款為三元電池+磷酸錳鐵鋰；此外，還有8款換電車型。
當(dāng)下，部分合資車企也開始換裝磷酸鐵鋰電池。據(jù)電池中國前述數(shù)據(jù)顯示，上汽通用的別克品牌兩款車型、雪佛蘭一款車型申報(bào)了磷酸鐵鋰版本，同時(shí)，其電池配套由比亞迪旗下的弗迪電池子公司提供。此外，悅達(dá)起亞兩款起亞EV5車型也申報(bào)了磷酸鐵鋰版本。
就是否開始換裝磷酸鐵鋰電池，時(shí)代周報(bào)記者分別采訪了起亞和上汽通用方面，起亞方面人士12月19日回應(yīng)稱，“對(duì)的，采購了國產(chǎn)的電池。”上汽通用方面則回應(yīng)稱，有磷酸鐵鋰（車型）是真的，配套方面不清楚。對(duì)于刀片電池外供情況，時(shí)代周報(bào)記者也采訪了比亞迪，截至發(fā)稿前暫未獲回應(yīng)。
目前，磷酸鐵鋰電池的成本優(yōu)勢(shì)還在不斷展現(xiàn)。記者從極氪方面獲悉，通過電芯成份優(yōu)化、電池包結(jié)構(gòu)優(yōu)化、產(chǎn)線智能化，金磚電池的生產(chǎn)效率提升超過40%，對(duì)比同等性能的三元鋰電池，每度電的綜合成本可降低14.8%。
與此同時(shí)，在磷酸鐵鋰電池上實(shí)現(xiàn)快充，也推動(dòng)了技術(shù)下沉，助力電車加速普及。據(jù)上海證券研報(bào)指出，以往4C快充電池主要是三元鋰電池，價(jià)格較高，多搭載高端車型，價(jià)格因素制約其推廣應(yīng)用。在該研報(bào)看來，技術(shù)下沉有助于快充電池應(yīng)用推廣，滲透率有望快速提升。
不過，市場(chǎng)趨勢(shì)上，在業(yè)界看來，未來三元鋰、磷酸鐵鋰電池路線依然會(huì)并行發(fā)展。 “三元鋰不會(huì)被磷酸鐵鋰電池取代，在高端車型市場(chǎng)，三元（電池）還是有優(yōu)勢(shì)的，它能量密度高，快充同樣情況下也能更快，低溫衰減也好一點(diǎn)。”邱鍇俊對(duì)時(shí)代周報(bào)記者表示。
日前，極氪智能科技正式發(fā)布其首款量產(chǎn)800V磷酸鐵鋰超快充電池——金磚電池。官方稱，金磚電池體積利用率達(dá)83.7%，將在安全、體驗(yàn)和成本上全面引領(lǐng)800V時(shí)代。時(shí)代周報(bào)記者從極氪方面獲悉，目前金磚電池已正式量產(chǎn)下線，將在極氪007上首發(fā)搭載。
幾天前，廣汽埃安宣布其全棧自研自產(chǎn)P58微晶超能電池下線，該電池采用廣汽自主磷酸鐵鋰技術(shù)，在電池壽命、整包能量密度上具有優(yōu)勢(shì)。再往前，在同屬磷酸鐵鋰電池的刀片電池加持下，比亞迪動(dòng)力電池裝機(jī)量大爆發(fā)。此外，于今年8月國內(nèi)首發(fā)、日前剛斬獲國際大獎(jiǎng)的寧德時(shí)代神行超充電池，則突破材料上限，在磷酸鐵鋰上實(shí)現(xiàn)了4C超充，讓超快充電不再是高端車型的專屬。
在下游車企和電池廠大舉押注下，磷酸鐵鋰電池的市場(chǎng)占有率在不斷攀升。
中國汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，今年11月，我國動(dòng)力電池裝車量44.9GWh，三元電池裝車量占總裝車量35.0%，磷酸鐵鋰電池裝車量占比為64.9%。換言之，當(dāng)前三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池的市場(chǎng)格局已接近7：3的比例。
“磷酸鐵鋰電池的成本優(yōu)勢(shì)還是明顯的。”對(duì)于企業(yè)加速布局磷酸鐵鋰電池賽道，12月18日，電動(dòng)汽車觀察家創(chuàng)始人邱鍇俊對(duì)時(shí)代周報(bào)記者表示，在提高體積利用率等方面，目前行業(yè)主流的做法是采用CTP或者CTC技術(shù)，另外還有電芯結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、焊接工藝創(chuàng)新等做法。
有業(yè)界人士對(duì)記者表示，通過技術(shù)創(chuàng)新，把電池價(jià)格打下來，或才是電動(dòng)車價(jià)格戰(zhàn)的最優(yōu)解。不過，在邱鍇俊看來，三元鋰不會(huì)被磷酸鐵鋰電池取代，前者在高端車型市場(chǎng)依然具有優(yōu)勢(shì)。
卷技術(shù)，難題被不斷攻克
此前，磷酸鐵鋰電池的發(fā)展曾因能量密度相對(duì)較低、耐低溫性能較弱、充電速度較慢等短板，在與三元鋰電池的競(jìng)賽中落于下風(fēng)。
公開資料顯示，作為目前動(dòng)力電池領(lǐng)域最為主流的兩種技術(shù)路線，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池均使用石墨烯作為負(fù)極材料，但使用的正極材料不同：三元鋰電池主要用鎳鈷鋁或者鎳鈷錳作為正極，磷酸鐵鋰電池則用磷酸鐵鋰做正極。
從目前已發(fā)布的磷酸鐵鋰電池來看，針對(duì)前述難題，各家廠商各顯神通但大多殊途同歸，包括在體積、空間利用率，以及超充技術(shù)等方面發(fā)力。
具體來看，在與電動(dòng)車?yán)m(xù)航息息相關(guān)的能量密度上，此前傳統(tǒng)的磷酸鐵鋰電池難以與三元鋰電池媲美。為了攻克這一難題，大多企業(yè)選擇在結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行創(chuàng)新。
邱鍇俊對(duì)時(shí)代周報(bào)記者指出，目前主流的做法是采用CTP或者CTC技術(shù)，就是去掉模組環(huán)節(jié)，由電芯直接成組為電池包，甚至直接和車身融合。這樣可以省去很多結(jié)構(gòu)件、支撐件，特別是模組環(huán)節(jié)的硬件。其次是電芯結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，或者是焊接工藝創(chuàng)新，比如一體化焊接。
以極氪金磚電池為例，為了能在寸土寸金的電池包內(nèi)放置更多電芯，極氪工程團(tuán)隊(duì)對(duì)電池包結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造：在電池底部使用一體化液冷托盤替代傳統(tǒng)水管結(jié)構(gòu)，減少結(jié)構(gòu)件對(duì)電芯空間的擠壓；采用電芯、上蓋、底板的“緊湊三明治結(jié)構(gòu)”，釋放電芯倉縱向空間；在電芯之間采用航空級(jí)超薄熱阻隔材料，充分提升體積利用率。
官方稱，相較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，金磚電池的采樣線路總長度縮短了157 m，核心零部件數(shù)量減少35%，電池質(zhì)量能量密度也提升10%以上。
寧德時(shí)代的神行超充電池方面，則借助CTP3.0技術(shù)的高集成性、高成組效率，持續(xù)突破磷酸鐵鋰的續(xù)航表現(xiàn)。據(jù)悉，神行超充電池可實(shí)現(xiàn)700公里以上長續(xù)航，而且在低溫虧電狀態(tài)下零百加速不衰減。
比亞迪在2020年發(fā)布的刀片電池，同樣通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，在成組時(shí)可跳過“模組”，提高體積利用率，最終達(dá)成在同樣的空間內(nèi)裝入更多電芯的設(shè)計(jì)目標(biāo)。官方彼時(shí)稱，相較傳統(tǒng)的有模組電池包，“刀片電池”的體積利用率提升了50%以上，續(xù)航里程已達(dá)到了高能量三元鋰電池的同等水平。
與此同時(shí)，不少企業(yè)也通過技術(shù)創(chuàng)新，在磷酸鐵鋰電池上實(shí)現(xiàn)快充能力。據(jù)梳理，埃安P58微晶超能電池具備3C快充能力，可實(shí)現(xiàn)充電10分鐘，續(xù)航250km。極氪自研的全域800V架構(gòu)，匹配800V極充技術(shù)，讓金磚電池最高充電功率可達(dá)500 kW，最大充電倍率達(dá)到4.5C；在10%~80%快充區(qū)間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)充電15分鐘續(xù)航增加500 km以上。
此外，低溫性能不佳是磷酸鐵鋰材料的天然缺陷之一。為了攻克低溫快充的難關(guān)，寧德時(shí)代在系統(tǒng)平臺(tái)上進(jìn)行優(yōu)化，導(dǎo)入了電芯溫控技術(shù)，提升神行超充電池低溫充電效率。官方資料顯示，神行超充電池除了常溫狀態(tài)下10分鐘可充至80%SOC，即使在-10低溫環(huán)境下也可實(shí)現(xiàn)30分鐘充至80%。
極氪方面同樣在熱管理能力下功夫，官方稱，憑借這一能力，金磚電池可以最大限度降低低溫超快充的影響，即便在零下10低溫環(huán)境下，金磚電池依然可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的充電速度，其充電速度相比同類產(chǎn)品提升至少四分之一。
卷性價(jià)比，電動(dòng)車將越來越便宜？
“刀片電池將改變行業(yè)對(duì)三元電池的依賴，讓動(dòng)力電池的技術(shù)路線回歸正道,并重新定義新能源汽車的安全標(biāo)準(zhǔn)。”在刀片電池發(fā)布時(shí)，比亞迪董事長王傳福曾斷言。
從市場(chǎng)數(shù)據(jù)來看，在下游車企和電池廠大舉押注，以及熱銷車型規(guī)模應(yīng)用帶動(dòng)下，較三元鋰電池更具性價(jià)比的磷酸鐵鋰電池，近兩年來市占率水漲船高，在中國市場(chǎng)的裝車量碾壓三元鋰電池。
據(jù)悉，2021年5月，磷酸鐵鋰單月產(chǎn)量在近三年首超三元鋰電池后，同年7月，其單月裝車量也逆襲了三元鋰電池。隨后，兩者的市占率差距在不斷拉大。
據(jù)中國汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟最新數(shù)據(jù)顯示，今年11月，我國動(dòng)力電池裝車量44.9GWh。其中，三元電池裝車量15.7GWh，占總裝車量35.0%；磷酸鐵鋰電池裝車量29.1GWh，占總裝車量64.9%。
從今年整體表現(xiàn)來看，磷酸鐵鋰電池累計(jì)裝車量占比也已接近7成。今年1-11月，我國動(dòng)力電池累計(jì)裝車量339.7GWh。其中，三元鋰電池累計(jì)裝車量109.6GWh，占總裝車量32.3%；磷酸鐵鋰電池累計(jì)裝車量229.8GWh，占總裝車量67.6%。
有業(yè)界人士對(duì)時(shí)代周報(bào)記者稱，車企押注磷酸鐵鋰電池，對(duì)整個(gè)電動(dòng)車價(jià)格下探具有影響。通過技術(shù)創(chuàng)新，把電池價(jià)格打下來，或才是電動(dòng)車價(jià)格戰(zhàn)的最優(yōu)解。
據(jù)電池中國官微12月12日發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，在今年最后一批申報(bào)車型中，新能源乘用車申報(bào)車型達(dá)到79款，以新車電池類型來看，磷酸鐵鋰有39款、三元電池31款，1款為三元電池+磷酸錳鐵鋰；此外，還有8款換電車型。
當(dāng)下，部分合資車企也開始換裝磷酸鐵鋰電池。據(jù)電池中國前述數(shù)據(jù)顯示，上汽通用的別克品牌兩款車型、雪佛蘭一款車型申報(bào)了磷酸鐵鋰版本，同時(shí)，其電池配套由比亞迪旗下的弗迪電池子公司提供。此外，悅達(dá)起亞兩款起亞EV5車型也申報(bào)了磷酸鐵鋰版本。
就是否開始換裝磷酸鐵鋰電池，時(shí)代周報(bào)記者分別采訪了起亞和上汽通用方面，起亞方面人士12月19日回應(yīng)稱，“對(duì)的，采購了國產(chǎn)的電池。”上汽通用方面則回應(yīng)稱，有磷酸鐵鋰（車型）是真的，配套方面不清楚。對(duì)于刀片電池外供情況，時(shí)代周報(bào)記者也采訪了比亞迪，截至發(fā)稿前暫未獲回應(yīng)。
目前，磷酸鐵鋰電池的成本優(yōu)勢(shì)還在不斷展現(xiàn)。記者從極氪方面獲悉，通過電芯成份優(yōu)化、電池包結(jié)構(gòu)優(yōu)化、產(chǎn)線智能化，金磚電池的生產(chǎn)效率提升超過40%，對(duì)比同等性能的三元鋰電池，每度電的綜合成本可降低14.8%。
與此同時(shí)，在磷酸鐵鋰電池上實(shí)現(xiàn)快充，也推動(dòng)了技術(shù)下沉，助力電車加速普及。據(jù)上海證券研報(bào)指出，以往4C快充電池主要是三元鋰電池，價(jià)格較高，多搭載高端車型，價(jià)格因素制約其推廣應(yīng)用。在該研報(bào)看來，技術(shù)下沉有助于快充電池應(yīng)用推廣，滲透率有望快速提升。
不過，市場(chǎng)趨勢(shì)上，在業(yè)界看來，未來三元鋰、磷酸鐵鋰電池路線依然會(huì)并行發(fā)展。 “三元鋰不會(huì)被磷酸鐵鋰電池取代，在高端車型市場(chǎng)，三元（電池）還是有優(yōu)勢(shì)的，它能量密度高，快充同樣情況下也能更快，低溫衰減也好一點(diǎn)。”邱鍇俊對(duì)時(shí)代周報(bào)記者表示。
