灵魂之问:三元锂和磷酸铁锂,究竟该PICK谁?
对于车企来说,不管采用何种电池,总归是要在安全、续航、成本、性能等多个元素之间做平衡
三元锂和磷酸铁锂到底选谁,是每一家新能源车企都会面临的灵魂之问。
根据中国汽车动力电池产业创新联盟公布的数据,2019年1-8月,我国动力电池装车量累计38.2GWh,其中,三元电池装车量累计26.1GWh,占总装车量68.4%;磷酸铁锂电池装车量累计11.0GWh,占总装车量28.8%。
从目前实际装车量来看,三元锂电池相对磷酸铁锂具有压倒性优势。
之所以如此悬殊,是因为磷酸铁锂多搭载在新能源专用车以及客车上,而在数量更大的乘用车上,它的份额很小。
其实,在纯电动乘用车领域,磷酸铁锂曾是与三元锂电平分秋色的存在。
根据乘联会秘书长崔东树统计的数据,在纯电动乘用车领域,2015年,三元锂装车量占比58%,磷酸铁锂占比41%;2017年,三元锂占比75%,磷酸铁锂占比降到了23%;2018年,前者为89%,后者为11%。
可见,三元锂在纯电动乘用车上一路攻城略地,而磷酸铁锂惨遭碾压。今年1-7月,磷酸铁锂仅占5%的市场份额。
从最初的齐头并进,到现在的地位悬殊,这一局面的形成,背后有市场因素——三元锂能量密度相对更高,能更好地满足电动汽车里程需求,更有政策因素——新能源补贴政策倾向高续航里程、高能量密度车型。
而随着新能源补贴逐步退坡,磷酸铁锂在纯电动乘用车上又有所抬头,新上工信部公告的车型逐渐多了起来。有分析称,这是磷酸铁锂的春天来临了。
但汽车商业评论认为,事情没有这么简单。
成本有优势,但并不明显
虽说纯电动乘用车几乎已经是三元锂电的天下,但补贴退去,经济账每家车企都会好好算一算。
最近工信部发布的2019年第7、第8批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》,每批目录各有9款纯电动乘用车搭载了磷酸铁锂电池。再加上此前批次,磷酸铁锂纯电动乘用车的车型越来越多了。
这些车型主要集中在江淮、奇瑞、东风、北汽、上汽通用五菱等车企。另外,一些造车新势力企业,比如,国机智骏、大乘汽车、合众汽车,也有了磷酸铁锂纯电乘用车型。
今年3月,北汽新能源EC220标准版车型上市,与之前的EC220经典版和精英版使用三元电池不同,它搭载的是磷酸铁锂电池。续航里程在原来版本171公里的基础上提高了35公里,而且售价更低(标准版5.58万元,经典版5.98万元,精英版6.18万元)。
不少车型推出了三元锂和磷酸铁锂两种版本,比如哪吒N01。之所以增加磷酸铁锂版本,合众汽车总裁张勇告诉汽车商业评论,是因为磷酸铁锂“性能稳定,价格有优势”。
磷酸铁锂价格低于三元锂,按照伊维经济研究院研究部总经理吴辉的说法,若论制造成本,“铁锂(电芯)在0.5元/Wh左右,三元(电芯)在0.7元/Wh左右”。
真锂研究创始人墨柯给汽车商业评论算了一笔账。目前车企的磷酸铁锂电池系统采购成本大约0.8元/Wh,而NCM523电池要1元/Wh。一个总电量30kWh的电池包,如果使用磷酸铁锂能便宜6000元。
单纯这么看,显然磷酸铁锂更具成本优势。不过,在墨柯看来,账还要往细里算。
下面,不妨以续航里程250-300km类别纯电动车辆为例,来对比分析一下两种锂电方案的经济性。
根据真锂研究的数据,250-300km类别纯电乘用车平均带电量,磷酸铁锂和三元锂车辆分别为27.4 kWh和26.4 kWh。再以上述的采购成本来计算,一辆车三元锂电池包成本要高出4480元。
再引入补贴金额,根据2019年新能源汽车补贴新政估算,250-300km类别纯电乘用车,三元锂拿到的补贴要多出一两千元。
综合折算下来,会得出一个有意思的结论:在250-300km类别纯电乘用车,搭载三元锂只比磷酸铁锂多出3476元或2022元。
当然,尽管成本优势不怎么明显,但目前看磷酸铁锂成本总归是比三元锂低。对于那些对成本变化更为敏感的车型来说,这就很有吸引力。
这也是为什么,磷酸铁锂很受A00级别纯电动轿车青睐,奇瑞小蚂蚁、北汽EC220、宝骏E100和E200、江淮iEV6E等车型均有磷酸铁锂版本。
未来新能源补贴完全消失之后,磷酸铁锂的成本优势可能才会更加突出,到那时,搭载磷酸铁锂的纯电动乘用车可能还会进一步扩大规模。
但同时,另一个不能忽视的因素是,三元锂电的成本也在逐步下降。两种锂电谁更具有经济性,必须动态地去看,这个问题显然一时难见分晓。
能量密度在提升,但空间有限
事物是发展变化的。三元锂电池因为能量密度高备受追捧,磷酸铁锂电池也并没有止步不前。
今年第8批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》中的磷酸铁锂纯电动乘用车型,电池系统能量密度多在140 Wh/kg左右。这个数值正好是0.8倍补贴系数和0.9倍补贴系数的分界线。
今年上半年,国轩高科表示公司生产的磷酸铁锂单体能量密度已经达到190Wh/kg,处于行业领先水平,配套的乘用车系统能量密度140Wh/kg,能满足新能源汽车400Km以上的续航里程。
不过,能量密度方面磷酸铁锂还是大大逊色于三元锂。
在近日孚能科技科创板招股书中,孚能科技透露公司已经开始量产能量密度285Wh/kg的三元软包产品。力神电池也透露,其研发的电池容量为77Ah的三元软包电池能量密度已经达到303Wh/kg。
根据《汽车产业中长期发展规划》,到2020年,我国动力电池单体比能量要达到300Wh/kg以上,力争实现350Wh/kg,系统比能量力争达到260Wh/kg。
这个标准线,三元锂电池无疑会更早达标。
吴辉并不看好磷酸铁锂在乘用车上的前景,他说,“在乘用车用铁锂还是过渡路线,未来还是要高能量密度的。”
持类似看法的还有墨柯,他认为,乘用车的主要矛盾还是“里程焦虑”,甚至直言:“在乘用车上回潮采用磷酸铁锂电池的车企,是短视的。”
他认为,这么做能在一定程度上解决眼前的获利问题,但长远看会有更大的麻烦。
理由之一是,三元继续提高能量密度的空间更大,而磷酸铁锂基本见顶。
从电芯到电池系统存在一个成组效率的概念,比如,电芯能量密度180Wh/kg,电池系统能量密度可能只有150 Wh/kg。提高系统的成组效率非常关键。
根据墨柯的说法,磷酸铁锂在乘用车上的成组效率现在已经到了80%,而它的最高限可能是85%。而相比之下,三元的成组效率差不多是70%,往上走还有很大的提升空间。
这样,再过两年,“搭载三元电池的产品还可以继续留在市场,而搭载磷酸铁锂电池的产品可能就寿命到头需要开发新产品”。
而新产品开发也是需要