曝磷酸铁锂电池获重大突破,对我们有什么影响?

2024-05-15

1. 曝磷酸铁锂电池获重大突破,对我们有什么影响?

近日据报道,有一国外大学科研团队研发的磷酸铁锂电池技术取得重大,体现出成本低、续航长、安全性高、快充等优势,将有望推动新能源电动汽车的持续发展,解决用户对于充电和续航时间等比较关注的问题。如果这一技术可以从实验室走向应有推广,那么对于新能源电动汽车而言会产生很积极的影响,用户在使用电动汽车过程中,体验也会得到良好提升。新能源经过多年的发展,如今在不少技术方面已经得到改善和提高,近两年新能源汽车也越来越受到民众关注,由于国家政策补贴和鼓励支持,我国在新能源汽车领域也涌现出不少优秀企业,有宁德时代、德州纳米等这样的电池企业,还有比亚迪等传统车企也都在研究汽车电池。相比于燃油汽车,对于电动汽车而言,电池续航和充电效率还不够满足人们的更好需求,技术仍然有待提高。由于技术成熟度还不够好,电池问题其实是比较困扰电动汽车的一个问题之一。像有些电动汽车在冬季较冷的时候,在续航时间上会出现折扣的现象,要是长途旅程中有时不便于及时充电,就会影响到用户驾驶体验。除了续航问题外,充电效率也是需要改善的,充电站或者充电桩要多多普及建设起来,才能更有利于推广电动汽车的销量。而说到电池问题,磷酸铁锂电池目前在汽车市场上的应用已经是比较常见的,很多电动汽车都在使用这一种电池。如今随着新能源汽车的大力推广,再加上技术上得到相应的提升,新能源汽车已经越来越受到民众欢迎,像特斯拉、蔚来、比亚迪等品牌电动汽车在销量方面都有所提升,进一步推动了磷酸铁锂电池的应用发展。磷酸铁锂电池的供应量在不断提高,而有关电池供应商也取得较好营收增加,像宁德时代、亿纬锂能等企业在资本市场都很受追捧。得益于技术的不断进步,再加上国家的支持,以及民众也开始逐步认可,新能源汽车未来的发展将会有更大空间。也正因为有较大的市场发展空间,再加上市场销量近年来开始有提升,引得很多企业都开始在这一领域布局展开竞争,以便抢得市场,资本力量的纷纷加入,同时也在推动着新能源汽车相关的产业持续性发展,在激烈的竞争下,技术储备不够的将可能会被淘汰,只有实力强劲的企业方能真正生存下去。

曝磷酸铁锂电池获重大突破,对我们有什么影响?

2. 磷酸铁锂电池有望成为主流


撰文?/?秦德兴
编辑?/ 张??南
设计?/ 杜?凯
来源?/?pv magazine?作者?Tim Sylvia
7月下旬,特斯拉首席执行官马斯克在财报电话会议上的讲话引起关注。他说,如果供应商在开采镍的时候效率很高,而且更环保,那么他将和供应商签订一份较长时间的巨额合同。
伍德麦肯兹(Wood Mackenzie)最新的一份报告显示,在未来十年内,磷酸铁锂有望超过锂-锰-钴-氧化物成为占据主导地位的电能存储化学品,在电池存储市场站稳脚跟,然后逐渐在电动汽车领域占据主导地位。
长期以来,马斯克一直支持在电池生产中不使用钴,因此这个消息对他来说还不错。
伍德麦肯兹是一家全球性的研究与咨询公司,研究领域包括能源、化学品、可再生资源、金属以及采矿行业,以提供有洞察的数据、分析和咨询建议而闻名。
伍德麦肯兹的报告称,2015年,磷酸铁锂在电能储存化学品市场的份额为10%,在随后的五年中,这种电池的市场份额迅速上升,预计到2030年时市场份额将超过30%。
这种增长是由于锂-锰-钴-氧化物电池和组件在2018年年底和2019年年初的供应短缺导致的。随着电池储能和电动汽车领域的需求迅速增加,磷酸铁锂电池和锂-锰-钴-氧化物电池的原材料都不可避免会出现短缺。
由于来自电动汽车和储能系统的需求不断增长,电池行业需要通过改进电池的阴极、阳极和电解质来开发先进的锂离子电池。虽然储能市场上缺少锂-锰-钴-氧化物电池,但仍有大量磷酸铁锂电池可用,产能主要集中在中国。
伍德麦肯兹的高级分析师米塔利·古普塔(Mitalee Gupta)说,由于锂-锰-钴-氧化物电池的交货时间增加且价格持平,磷酸铁锂电池供应商开始以具有竞争力的价格进入锂-锰-钴-氧化物电池受限的市场,从而使磷酸铁锂电池在电力和能源领域有吸引力。
未来用于存储的电池类型和用于电动汽车的电池类型将不同,不同类型的电池都需要进一步的创新和专业化,这有望在不久的将来推动磷酸铁锂电池获得主导地位。

由于当前的锂离子储能系统在四到六个小时之后会耗尽电能,更长时间的储能会出现性能衰减和经济性不佳的问题,因此迫切需要持续较长时间的储能系统。
除了需要更长时间的储能之外,古普塔还预计,相对于能量密度和可靠性,市场更看重强大的循环使用性能,而磷酸铁锂电池在这个方面表现卓越。成本和安全性将继续是电池供应商在多种电池应用场景中需要首先考虑的因素。
未来十年,电动汽车将继续占据全球锂离子电池需求的大部分。移动电子设备对锂离子电池的需求将从2020年的26%降至2030年的6%。
伍德麦肯兹的数据显示,亚洲国家的锂电池产能处于全球领先地位,相关生产企业包括宁德时代、LG化学、比亚迪和SK创新,然后是欧洲一些新兴的锂电池生产商,例如Northvolt和ACC。
尽管预计磷酸铁锂电池在电动汽车市场的份额不会像在电池储能市场那样迅速上升,但这份报告指出,磷酸铁锂不可忽视。
这种化学物质已经在中国电动汽车市场颇受欢迎,并且有望在全球范围内获得较大的发展。伍德麦肯兹预计,到2025年,磷酸铁锂电池在电动汽车市场的份额将超过20%。
伍德麦肯兹的资深研究分析师米兰·塔克尔(Milan Thakore)表示,如果在重量能量密度和CTP电池包技术方面出现大的改进,那么磷酸铁锂在电动汽车电池领域将获得更多应用。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

3. 5月产量超越三元电池,磷酸铁锂电池为何能“重回王座”?

三元锂的优点是体积更小储电量大,但也因为自身材质问题导致安全性低,最近这几年随着三元的普及,自燃爆炸事故也逐渐增多,磷酸铁锂相比三元锂体积重稍大重量也更重一点,但是胜在其安全性可靠性更高。
  
 
  
 主要还是安全性。
  
 磷酸铁锂电池主要缺点是能量密度低,低温性能差,而锂电池则是密度高,低温性能稍好,但是安全性差。
  
 随着铁锂电池的发展,能量密度与锂电池差距越来越小。
  
 尤其是比亚迪的刀片电池,采用无模组技术,进一步缩小了铁锂电池的体积,提高了能量密度,强化了电池安全。
  
 目前来看,如果锂电池自然风险不解决的话,被取代只是时间问题。

5月产量超越三元电池,磷酸铁锂电池为何能“重回王座”?

4. 方向错了?动力电池市场将再掀起磷酸铁锂热潮

3月29日,比亚迪发布了新一代磷酸铁锂电池“刀片电池”。比亚迪集团副总裁兼弗迪电池董事长何龙透露:“几乎所有汽车品牌,都在与比亚迪探讨基于‘刀片电池’技术的合作方案。”
更有业内人士表示,“刀片电池”就是比亚迪之刀,将重新“切割”动力电池的市场格局。
三元锂电池为何成市场主流
在比亚迪刀片电池发布之前,三元锂电池才是动力电池市场的主流选择,不管是装机量,还是市场份额,都在逐年扩大。
相关资料显示,2016年三元锂电池的装机量为6.3GWh,市场份额为22.6%;至2019年,三元锂电池的装机量达38.5GWh,市场份额也攀升至61.7%。与此同时,磷酸铁锂的市场占比却逐渐年下滑,2016年磷酸铁锂的装机量为20.3GWh,市场份额为72.7%;2019年磷酸铁锂的装机量为20GWh,市场需求量变化不大,但是市场份额却跌至32%。
造成三元锂电池与磷酸铁锂的市场份额对调的关键因素在于,政府补贴在过去今年不断向高续航高能量密度的车型倾向。

根据新能源汽车补贴标准,2017年,续航里程超过100公里的电动汽车就可以享受国家补贴;2018年,续航里程超过150公里的电动汽车才能享受到国家补贴;进入2019年,享受国家补贴的门槛提升至250公里。
与此同时,乘用车上留给电池的空间终究有限,装载的电池越多、能量密度越高,才有可能满足政府补贴标准。在能量密度方面,磷酸铁锂电池单体能量密度通常在90-120Wh/kg之间,而三元锂电池单体能量密度可以达到200Wh/kg左右,可见三元锂电池的能量密度优势较为明显。同时,磷酸铁锂电池振实密度仅0.7-1.4g/cm3,远低于三元材料的2.2-2.8g/cm3,导致体积比能量密度弱势明显。
市场方向错了?
但是,比亚迪却并不认可三元电池成为市场主流发展方向。在比亚迪“刀片电池”发布会上,王传福称:“我相信,‘刀片电池’将倒逼整个新能源汽车行业做出改变,让行业进入良性发展的快车道。”
尽管三元电池拥有能量密度高等优势,但是在性价比、安全性等方面却难以与磷酸铁锂电池相比。
在性价比方面,磷酸铁锂电池核心优势则在于价格低廉,由于磷酸铁锂正极材料不含钴等稀有金属,相比三元材料成本优势明显,以2019年底的市场行情来算,磷酸铁锂正极材料价格仅4.3万元/吨,而三元523正极价格为13.8万元/吨,三元811正极价格高于18万。
2015至2018年间,钴的价格上涨了两倍,最高时价格一度到达8万美元/吨,是三元锂电池中最贵的材料。欧盟联合研究中心(JRC)报告指出,预计2030年需求缺口或将超过6.4万吨。
在实验条件下,磷酸铁锂电池循环5000次后,剩余容量为84%,三元锂电池循环3900次后,剩余容量只剩下66%,相比之下,磷酸铁锂电池的循环寿命要远远大于三元锂电池。
在安全性方面,三元锂电池正极材料的分解温度在200℃左右,磷酸铁锂电池正极材料的分解温度在700℃左右,短路的磷酸铁锂电池单体,基本不会出现着火的情况,三元锂电池则不然。
比亚迪认为,安全才是动力电池最核心的因素。王传福表示:“刀片电池最大的特点就是安全,将引领全球动力电池技术路线重回正道,“把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。”

在比亚迪公布的对三种电池进行针刺实验中,在同样的测试条件下,三元锂电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化,表面温度迅速超过500℃,并发生极端的热失控——剧烈燃烧现象,;传统块状磷酸铁锂电池在被穿刺后无明火,有烟,表面温度达到了200℃~400℃;“刀片电池”在穿透后无明火,无烟,电池表面的温度仅有30℃-60℃左右。
宁德时代、国轩高科再跟进
除了比亚迪,宁德时代也对电池技术进行深度开发。日前,特斯拉方面曾传出消息,在国产Model 3上使用宁德时代CTP无模组动力电池包技术。
资料显示,CTP,其全称为Cell To Pack。CTP技术最直接的作用就是提升电池包的能量密度,进而提升续航能力。由于磷酸铁锂电池能量密度低主要受制于磷酸铁三种材料的电化学特性,短时间是没有办法在技术上实现突破,所以宁德时代通过改变PACK形式来提升能量密度。
此前有消息称,宁德时代为大众汽车提供的CTP磷酸铁锂电池的电池包,能量密度已经达到了160Wh/kg。这样的数据基本上可以满足特斯拉国产车型标准续航升级版的续航要求,同时也能达到国家新能源补贴政策的最低标准。

当然,除了成本更低外,磷酸铁锂电池的另一个特性就是电池稳定性好,安全性更高,且寿命也更长。但不可忽略的劣势除了能量密度低外,LFP电池在低温情况下性能表现会明显逊色于三元锂电池。还有就是特斯拉一直强调的超充技术,目前也无法确定其是否可以在LFP电池上得以延续。
此外,国轩高科也在研发新型工艺。今年2月底,国轩高科方面表示,通过对PACK工艺技术改进以及电池包设计优化,国轩高科磷酸铁锂电池单体能量密度实验阶段已突破200Wh/kg。
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5. 磷酸铁锂电池卷土重来 动力电池路线将就此改变?

动力电池作为新能源汽车的核心零部件之一,自始至终都是消费者最为关心的问题,也是车企一直在努力发展的领域。今年1月,动力电池领域一个相对陌生的词汇进入了人们的视野。比亚迪宣布将推出基于磷酸铁锂技术的“刀片电池”。随之2月,有消息表明特斯拉将在model3车型上搭载无钴的磷酸铁锂电池。显然,新能源汽车领域中两个巨头均将目光投向了磷酸铁锂电池,不禁让人心生疑问,磷酸铁锂电池迎来第二春?
事实上,磷酸铁锂电池并不是什么全新的技术。在新能源汽车发展初期,磷酸铁锂电池是动力电池的主流,其拥有较好的稳定性和安全性,不过由于其较低的能量密度,使得行业发展中心逐渐转向了能量密度更高的三元锂电池。新能源车的续航里程从100公里直接提升至600公里甚至更高,“里程焦虑”不再是限制新能源车的枷锁。

但同时,能量密度较高的三元锂电池也暴露出了一些不稳定因素。近年来全球范围内接连发生的多起新能源汽车自燃、起火事故,引发消费者对于新能源汽车可靠性的担忧,让人敬而远之。

在动力电池方面,比亚迪是国内汽车中比较有发言权的。在比亚迪眼中,电池安全是被定义为最高级别的。即便是三元锂电池,比亚迪也选择了相对保守的能量密度方案,这也成就了比亚迪动力电池安全0事故的纪录。另一方面,比亚迪从未放弃对磷酸铁锂电池的应用和技术迭代,坚持三元锂与磷酸铁锂并行的策略,用两条腿走路。
目前,比亚迪基于磷酸铁锂技术的刀片电池安全性有了大幅提升,它的失控温度远高于三元锂电池,同时电池组具有更高的整体刚性,抗变形、耐挤压和穿刺的能力也更强,电池组内部短路的几率接近于零。

比亚迪独创的七维四层电池安全体系,在每个维度跟层级都有对应的防护措施。其中,四个层级指单体、模组、电池包、系统,七个维度包括可靠连接、高压防护、碰撞、过充、短路和热失控,全方位有效的保护电池安全。

此外在电芯的使用寿命方面,刀片电池相比三元锂电池同样具有无可比拟的优势。电池循环次数大幅度提升,刀片电池拥有超过100万公里的使用寿命,大幅度提升了整车的实用性。

刀片电池采用长电芯方案,可以极大提升电芯的成组效率,不仅重量能量密度大幅提升,体积能量密度提升也高达50%,续航里程几乎可以比肩三元锂电池。

据悉,比亚迪计划今年中旬上市的全新中大型新能源轿车——汉EV,将成为首款搭载刀片电池的产品。汉EV将推出两个版本,续航里程分别为550km和605km。其中长续航版本将搭载能量密度高达140Wh/kg的动力电池,匹配峰值功率163kW的驱动电机。
水滴观点:
虽说目前还无法知道刀片电池在实际应用当中的表现,但比亚迪在动力电池的研发方面显然已经走在了前列。汉EV作为首款搭载刀片电池的车型,也是比亚迪旗下首款中大型轿车,其表现是十分让人期待的。
文/王虚琪
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磷酸铁锂电池卷土重来  动力电池路线将就此改变?

6. 磷酸铁锂电池的发展前景和现状?

目前,我国磷酸铁锂电池年产量在万吨左右,未来几年仍将保持高速增长,如何突破专利困境,争取更多发展空间,成为目前相关企业关注的问题。   
磷酸铁锂由于自身性能决定了其能量密度较低、导电性不够好,并且合成工艺要求相对苛刻,产品稳定性不好控制,在价格上没有明显优势,导致其目前的发展受到了很大的制约。针对这一发展软肋,生产企业应从改善性能的角度入手,加强关键技术研发,例如,通过碳包覆等手段提高导电性,通过掺杂等手段提高能量密度。
我国磷酸铁锂专利申请不少是低水平的重复研究,磷酸铁锂的研发整体还处于跟随国外技术的阶段,缺乏实质性创新和重大突破,国内相关企业应该深入了解国外大公司掌握的专利的具体内容,绕开其专利范围,规避,同时寻找专利技术空白点,发展关键的自主知识产权技术。而在拥有专利技术的同时,还应加强专利的市场化,避免技术停留在实验室中。

7. 随着行业的发展,磷酸铁锂电池会被淘汰吗?

对于目前纯电动汽车所搭载的动力电池来说,多数使用的是三元锂电池,部分车型使用的是磷酸铁锂电池。这两种电池相比,三元锂电池能量密度更高,在一定程度上可以提升纯电动汽车的续航里程。那么随着时间的发展,磷酸铁锂电池会逐渐被淘汰吗?文青认为短期内不会被淘汰,理由如下:

使用寿命更长
虽然说磷酸铁锂电池相比三元锂电池来说能量密度较低,但是也存在着自身的优势,而其中就包括使用寿命较长。根据数据表明,目前的三元锂电池在满充满放条件下,循环使用次数约为1000次左右,而磷酸铁锂电池则可以达到约2000次。

生产成本更低
相比三元锂电池来说,磷酸铁锂电池在生产过程中成本更加低廉。三元锂电池的正极材料中使用了镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂,而钴金属属于稀有金属,是汽车电池材料中最为昂贵的金属材料之一。根据数据显示,2月18日,国内钴金属参考价为277500元/吨。磷酸铁锂电池中则没有固定没有钴金素,所以在生产过程中成本更低。

技术在不断推进
虽然三元锂电池能量密度比磷酸铁锂电池更高,但是对于磷酸铁锂电池的技术提升一直没有停止。比如说比亚迪推出的刀片电池,在一定程度上可以降低生产成本,同时提升能量密度。而且宁德时代也研发了CTP技术,密度接近200Wh/kg,这与三元锂电池所能够提供的能量密度相差不大。

写在最后
正是由于磷酸铁锂电池使用寿命更长、生产成本更低,而且相关的技术在不断推进,能量密度上已经和三元锂电池相差不大,所以短期内磷酸铁锂电池不会被淘汰。不知大家是怎么认为的呢?
收起 
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随着行业的发展,磷酸铁锂电池会被淘汰吗?

8. 磷酸铁锂电池生产厂商

1、德尔森电源(青岛)有限公司
主营产品:理士蓄电池,汤浅蓄电池,松下蓄电池,科华蓄电池,复华蓄电池,大力神蓄电池,非凡蓄电池,海志蓄电池。
地址:山东省青岛市城阳区正阳中路216号泰盛城建大厦3。
成立时间:2019-03-05。

2、东莞市艾卡环保科技有限公司
主营产品:危险废物处置,危险废物处理,危险废物转移,回收锂电池,废锂电池回收,回收动力电池,回收废铜,回收废锡。
地址:东莞市寮步镇横坑管理区禾合田村。
成立时间:2015-10-16。

3、广州狼泳户外用品有限公司
主营产品:12v锂电池,聚合物锂电池,磷酸铁锂电池,24v锂电池。
地址:越秀区越秀南路5号2104房。

4、东莞市池能电子科技有限公司
主营产品:18650锂电池,磷酸铁锂电池,镍氢电池,聚合物电池等。
地址:东莞市南城区黄金路1号。
成立时间:2009-07-08。

5、成都亿佰达电子科技有限公司
主营产品:锂离子电池,磷酸铁锂电池,动力电池,鱼机电池,电动汽车电池。
地址:成都市成华区成宏路68号2栋2单元302室。
成立时间:2010-10-11。

6、深圳市泰科源科技有限公司
主营产品:磷酸铁锂电池、三元锂电池、太阳能锂电池、锂电池、蓄电池、胶体蓄电池、太阳能胶体蓄电池。
地址:深圳市龙华新区大浪浪口工业园6-7栋。
成立时间:2009-07-30。