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锂电新时代谁又将能夺得“铁王座”?

发布时间:2019-10-09来源:中国新能源网阅读 > 2486
锂电新时代谁又将能夺得“铁王座”?

  关于动力电池的战争,从开始至今从来都没有停息过……

  今年8月底,比亚迪在业绩交流会上透露,将于明年5-6月份推出全新一代磷酸铁锂电池,体积比能量密度将提升50%,寿命长达8年120万公里,成本还可以节约30%。

  这一消息迅速引爆新能源汽车界,争议已久的磷酸铁锂VS三元锂电再度战火重燃!

  据华夏能源网了解,在2017年以前,磷酸铁锂在新能源汽车领域的装机占比高达70%,在新能源补贴向高能量密度和高续航车型倾斜后,宁德时代则携三元锂电迅速崛起,到今年上半年已将磷酸铁锂的市场份额挤压到32%。

  作为磷酸铁锂电池领域的龙头老大,比亚迪并不甘心被宁德时代及其三元锂电挤下“王座”。若新一代铁锂电池果真能在能量密度大幅提升、寿命延长的同时大幅度降低成本,再加上国家对动力电池补贴的减退,铁锂电池优势明显,或将在未来一两年内重拾桂冠。

  作为铁锂电池的宿敌,宁德时代及三元锂电池又将做出怎样的反击?各自阵营中的企业,又将上演怎样的一出大戏?

  锂电前时代:通用、丰田

  说起新能源汽车的历史,便不得不提起世界第一辆现代电动汽车—通用EV1。

  上世纪90年代,美国加利福尼亚州政府为了降低汽车尾气对公众的危害,颁布了《零排放法案》,法令规定到2003年,加州零排放车辆的销量要达到汽车总销量的10%。在这种情况下,由32块铅酸电池作为主能源的通用EV1于1996年应运而生。通用EV1车体自重1000kg,一次充电可以行驶144km。

  然而,因为电池续航能力不足,EV1无法满足乘用车的需求,因此只能通过租赁的方式在市场上小范围流动。但由于EV1动了石油大佬们的蛋糕,被美孚等大发888赌场通过各种手段扼杀在了摇篮中。

  EV1的诞生无疑是动力电池发展的第一个里程碑。EV1虽然被扼杀了,但它的出现却推动了动力电池技术的产生与发展,铅酸电池在当时可以说是研发技术最为成熟、安全性最高的动力电池。

  一年后,位于太平洋彼岸的丰田推出了首先使用高功率镍氢电池的普锐斯混合动力汽车,2000年起,普锐斯混合动力汽车开始在北美、欧洲及世界各地公开发售。自此,动力电池开启了它在乘用车上的商业化道路。相比于铅酸电池,镍氢电池在比能量、使用寿命和环保方面都略胜一筹。

  20世纪初,随着动力电池的商业化,一些电池企业开始加速动力电池的研发和技术积累。随后,各国对于发展新能源汽车的鼓励政策不断出炉,新能源汽车产业得到快速发展。

  “十五”期间,我国也开始对电动汽车进行大规模有组织的研究开发。同时,国家863计划“电动汽车”重大科技专项确立了以混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车为“三纵”,以多能源动力总成控制系统、驱动电机和动力电池为 “三横”的电动汽车“三纵三横” 研发布局,全面组织启动大规模电动汽车技术研发。

  这个政策的实施表明政府开始支持镍氢电池和锰酸锂电池的研发。而此时,我国的锂离子动力电池技术还处在萌芽时期。

  锂电初时代:特斯拉、比亚迪

  经过几年的发展,由于在能量密度上的巨大优势,2006年后,动力电池企业逐渐把注意力转移到了锂电池身上。

  而说起锂电池的“发家史”,必将提起“尝鲜者”马丁·艾伯哈德与他的汽车帝国特斯拉。特斯拉是世界上第一个采用锂离子电池的电动汽车大发888赌场,它把钴酸锂电池用在了生产的第一辆电动汽车Roadster身上。

  华夏能源网了解到,锂电池能量密度高达150Wh/Kg,是镍氢电池的2倍,铅酸电池的4倍,重量是相同能量的铅酸电池的三分之一到四分之一,仅此一点便在一定程度上解决了新能源汽车续航能力不足的问题,比较优势明显。

  在国际市场大力发展动力电池的时候,中国也没有闲着。像如今国内的动力电池厂商比亚迪、沃特玛、国轩高科等,都是从世纪之初便进入电池行业的老资历企业。

  王传福自1995创立比亚迪后,在短短3年时间里内便带领比亚迪成长为手机电池市场的“大哥大”,而在当时王传福所用的“武器”还是镍镉电池。

  2003年,比亚迪已是全球第二大充电电池生产商,而就在这一年,王传福做出了一个重大决定,那就是进军汽车行业。

  比亚迪涉足汽车界之后,在关于是研发磷酸铁锂电池还是三元锂电池的问题上,曾在内部展开过一场激烈讨论。“比亚迪只有做车载磷酸铁锂电池,在世界、在中国才有出路。”王传福不断重复。但电池研发组的人员从他们专业的角度出发,坚定地认为研究发展三元锂电池更有前途。

  事实上,在当时的车载电池界,日韩企业早已掌握了锰酸锂和三元锂的核心技术。尤其是三元锂,无论是技术、工艺还是设备,日韩行业龙头都已达到非常成熟稳定的阶段,而磷酸铁锂电池技术却鲜有企业研发。

  但是,王传福坚持要做磷酸铁锂电池。事实证明,王传福的坚持是对的。

  在当时,除了市场竞争问题,政策因素也不容忽视。“十一五”期间,磷酸铁锂电池被列入国家“863”计划、“973”计划和“十一五”高技术产业发展规划重点支持领域,政府也给予了大量补贴。王传福的坚持,为比亚迪日后在车载电池市场的地位打下了坚实基础。

  尽管磷酸铁锂电池在能量密度方面不如三元锂电池,但在新能源车刚刚兴起的那个年代,更大的成本优势是无往不胜的利器。由此,这也让比亚迪与沃特玛一举成为世界级的磷酸铁锂动力电池大厂。

  锂电后时代:宁德时代、比亚迪

  在比亚迪沿着磷酸铁锂技术路线一路狂奔时,宁德时代悄无声息的出现在众人眼前。

  2011年,宁德时代从专注于聚合物锂离子电池研究的母大发888赌场新能源科技有限大发888赌场(Amperex Technology Limited,简称ATL)中剥离出来,全力杀入车载动力电池市场。其大部分员工都来自ALT,因此具有强大的锂离子电池基因,技术、质量具有较大的领先优势。

  此时,宝马正在计划研发一款新能源车,但却没有合适的动力电池供应商。随后,宝马看中了ATL的电池,但由于自己主营电子产品电池,ATL便把宝马拱手让给了宁德时代。

  “可以说,没有宝马就不会有今天的宁德时代。”宁德时代宝马项目总监朱凌波曾如是说。宁德时代在成立之初便抱上了宝马这条“大腿”,这是其他众多本土动力电池供应商羡慕不来的机遇。

  在宁德时代出生的“十二五”期间,国家把动力电池的重要研究领域转到三元锂电池的研发上,并且开始缩减对磷酸铁锂电池研发的补贴。在这种情况下,宁德时代自然而然的选择了三元锂电池的技术路线,这也为它日后的封王拜相埋下基石。

  但在当时,比亚迪和磷酸铁锂电池还是绝对的王者。华夏能源网查询资料发现,凭借国家对于新能源客车在国内先行推广的优势,加上客车市场对安全性要求更高,国家推出“动力电池白名单”,在2016年之前,比亚迪掌握的比三元锂稳定性更好的磷酸铁锂电池技术更受市场欢迎,再加上自身汽车产量不断上升的带动,比亚迪多年稳坐国内动力电池行业头把交椅。

  然而,天有不测风云。2016年,新能源车骗补事件爆出,客车市场成为重灾区,随后政策重拳打击骗补。受此影响,2017年新能源客车行业受到重挫,年销量(85000辆左右)较2016年下降了2万余辆,客车用动力电池需求也因此下降,比亚迪未能幸免于难,业务大幅缩水。

  随后,国家开始认可三元锂材料用于车用电池的安全性,政策松绑后,能量密度更高、续航能力更强的三元锂电池开始逐渐统治乘用车市场,磷酸铁锂电池的市场占比则开始大幅度下滑。

  2017年后,磷酸铁锂在新能源汽车领域的装机量占比从70%逐步下降至今年上半年的32%。

  同时,从2017年到2018年,磷酸铁锂动力电池出货量增速陷入增长瓶颈。2016年铁锂出货量20GWh,2017年出货量18GWh,同比下滑10%。2018年铁锂出货量同比有所增长,出货量22GWh。2016-2018年,铁锂动力电池出货量基本持平。而我国整个动力电池市场出货量依然保持高速增长。从2016年到2018年,我国动力电池出货量年均复合增长率达到43%。这些增长的主要贡献者变成了三元动力电池。2018年三元动力电池出货量占比约65%,超过磷酸铁锂电池。

  在新能源客车市场下滑的态势下,继续高歌猛进的新能源乘用车成为动力电池业绩增长的核心。宁德时代依靠三元锂路线迅速成长为行业巨头,并在2017年超过比亚迪,一举夺得“铁王座”。

  锂电新时代:比亚迪能否翻盘?

  步入2019年,磷酸铁锂路线又迎来了新的发展机遇,这一机遇的来临有三大原因:

  第一,铁锂在技术升级后,能量密度大幅提高,减小了和三元路线的差距,短板得到弥补。第二,2018年新能源车安全事故频繁发生,铁锂路线的高安全性优势更加突出。第三、2019年补贴大幅退坡,新能源车行业发展回归市场,汽车企业出于盈利压力将更加重视对于成本的降低。

  太平洋证券研究所的调研报告认为,磷酸铁锂动力电池的能量密度提升原因包括磷酸铁锂正极材料的克容量提升、压实密度提升、生产工艺改善等。由于新能源客车市场铁锂技术路线占据绝对主体,因此新能源客车市场动力电池能量密度水平基本就代表了铁锂路线的技术水平。所以,新能源汽车免征购置税目录和推广目录也可以侧面验证铁锂路线的技术大升级。

  根据乘联会的统计,从2014年到2018年,免征购置税目录中纯电动客车搭载的动力电池能量密度由85Wh/kg提高到138Wh/kg,提高62%。另外,从新能源汽车推广目录来看,2018年共发布1762款新能源客车,配套动力电池能量密度超过120Wh/kg占93%。其中在140~150Wh/kg的新能源客车有1006款,占比57%,还有部分配套超过150Wh/kg的车型。

  目前行业中三元电池包能量密度可以做到160Wh/kg,铁锂动力电池包基本可以做到140Wh/kg。尽管铁锂与三元仍然有所差距,但是铁锂基本上已经能够取代部分三元动力电池,满足车企的技术指标要求。

  另一方面,面对市场对新能源汽车行业着火事件的一次次指责,汽车厂商也越发重视车的安全性。随着国内动力电池企业、车企等产业链实力的上升,新能源车的安全性已经大幅上升。因为磷酸铁锂正极材料热分解温度高,并且热失控时放热量低,磷酸铁锂动力电池的安全性相比三元锂电,还是更胜一筹。

  与此同时,在进一步降低成本的压力下,成本更低的磷酸铁锂等材料更具优势。据中国化学与物理电源行业协会数据,2019年磷酸铁锂电池电芯的市场报价已降至0.7元/Wh以下,三元电池电芯的报价则在0.9元/Wh左右徘徊,两者差距开始扩大。伴随着2021年补贴的全面退出,磷酸铁锂的价格优势将进一步凸显。

  综合以上几方面的情况来看,铁锂电池很大概率将迎来一场新的春天。在此背景下,比亚迪计划于明年推出全新一代铁锂电池,是否又一次站到了风口上?

  按照比亚迪官宣信息,其新一代铁锂电池成本将下降30%,体积比能量密度将提升50%,寿命可长达8年120万公里。可以预见的是,未来几年,铁锂电池与三元锂将燃起更加激烈的战火,届时,谁又将能夺得“铁王座”?(作者 | 王帅国)

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