新能源概念火了很久,相关的龙头企业市值也已经跨越万亿大关。
今天这篇文章,旨在分析三元锂电和磷酸铁锂电池的区别,以及两者能否产生结合,从而现实优势互补。
我们都知道在动力电池领域,三元正极和磷酸铁锂正极是当前两种主流应用材料。三元正极电池性能占优,而以磷酸铁锂电池为代表的铁锂电池胜在安全和低成本。
01
三元锂电的失落
目前常规认识中的三元电池,主要还是镍钴锰酸锂。当然这个镍钴锰酸锂,也根据其中镍、钴、猛的原料比例不同,分有:NCM,NCM和NCM,也就是大家常说的三元5系、6系和高镍电池(形式)。
镍这个元素,对这个锂电池容量的提升有很大的促进作用,所以现在很多这个厂家的这个研究方向呢,就是朝这个高镍的方向去研究。镍的含量越高,也意味着电池的容量越高!
随着,-年补贴*策调整,高能量密度高续航的三元电池获得超额补贴,三元渗透率从年的50%提升到年的69%。
但时间来到年,随着补贴退坡放缓且补贴金额已降至较低水平,低成本的铁锂电池相对优势凸显,三元渗透率环比19年有所下降。
年以来,三元锂电池在动力电池市场的占比超过磷酸铁锂电池。年5月,磷酸铁锂电池的产量在首次反超三元锂电池。某券商研报也指出磷酸铁锂趋势成长,五年之内或有十五倍需求空间,供需缺口仍将不断扩大。
图:年5月动力电池产量
02
三元锂电和磷酸铁锂的价格预期
目前铁锂电芯价格相比三元低约20%+,加上其安全性较三元锂电更高,所以目前大多数新能源车企开始选择磷酸铁锂电池(LFP)作为动力电池组件。
但是磷酸铁锂也不是完全一劳永逸,没有缺点,其最大的缺点就是低温性能衰减。举个例子,首都北京夏季气温在35℃以上,而冬季则基本保持在-16℃甚至更低。在夏季,磷酸铁锂电池和三元锂电池的放电容量几乎相同,但是在-20℃时,注重高温性能的磷酸铁锂电池就会显得比较吃力。
另外还有重量太大,容量不足,也是铁锂电池的不足之处。比如说放在同一辆车上,那肯定是装三元电池的要比装磷酸铁锂的跑得更远。
围绕三元锂电的价格问题,德邦证券分析也给出了他们的看法:远期来看三元电池能量密度持续提升有望缩小三元和铁锂电池之间的成本差距,假设未来三元电芯价格年化降幅8%,铁锂年化降幅5%,二者电芯价格有望年平价。
从全球主要动力电池企业的电池类型布局来看,各家呈现较大差异。各家也均在高镍产品上布局发力。
其中NCM为镍钴锰酸锂电池、NCA为镍钴铝酸锂电池、LFP为磷酸铁锂电池。
图:全球主要电池生产商对正极材料体系的选择
预计未来几年,国内km以下中低端车型有望广泛推广铁锂,随着高镍技术的成熟带来的安全性能改善,预计三元高镍会逐渐占领国内自主和合资车企中高端车型。
图:国内三元5系+6系、高镍和铁锂渗透率预测
03
三元锂电和铁锂电池的物理结合
既然两者各有优势,又各有不足,那两者能否通过某种工艺实现一定的结合,进而起到互补的效果。
关于这块,蔚来在9月份给了一个新思路——三元铁锂电池包。
9月23日,蔚来正式发布了三元铁锂标准续航电池包(75kWh),全新的电池包将替换现有的70kWh电池包。新电池由三元锂电池和磷酸铁锂电池组成。
针对铁锂的低温性能衰减问题,蔚来在结构、算法等多方面加以创新。
新电池包采用三元锂电池与磷酸铁锂电芯混装技术,将磷酸铁锂电芯和散团电芯组成组合型电池模组,串联集成在同一个电池包内,由此构成一个双体系的电池系统。
在电芯排布上,考虑到电池边缘导热快、热量散失最快,所以将三元锂电芯放臵四角充当隔热瓦;叠加算法、阻隔方式、主动热补偿等方式,最终实现比磷酸铁锂电池包低温续航损失降低25%;12小时极冷环境下,电池最低温度提升40%,温度均匀性提升60%。
单从组件构成上看,蔚来提出的三元铁锂电池包,是将三元锂电和磷酸铁锂电池的物理结合,是一种折中性的选择。在一定意义上,能够弥补磷酸铁锂电池的不足之处。
接下去锂电池发展到底会选择走哪一条路径,对相关企业来说,既是机遇也是挑战。
我是拾安!