如果你有計(jì)劃買一輛新能源車,選磷酸鐵鋰電池還是三元鋰電池,這幾乎是人人繞不開(kāi)的一個(gè)問(wèn)題。
這擱前幾年,還有個(gè)不成文的鄙視鏈,高端車清一色用三元鋰電池,講究的就是一個(gè)“尊”,誰(shuí)家旗艦車用了磷酸鐵鋰電池,估計(jì)得被鍵盤黨們噴出粑粑來(lái)。
而磷酸鐵鋰電池,幾乎就是低端車、網(wǎng)約車的代名詞,買這就約等于湊活用唄,還能咋的。
要知道,2019年的時(shí)候,三元鋰電池的市占率一度占到了新車銷售的65%,隱隱有種貴有貴的道理,咬咬牙也得上三元鋰的感覺(jué)。
結(jié)果幾年下來(lái),時(shí)代變了,磷酸鐵鋰電池裝車量超過(guò)了80%,三元鋰已經(jīng)被擠壓到不到20%了。
如今車子價(jià)格高不高,品牌牛不牛都不妨礙用磷酸鐵鋰電池了。
你看隔壁一百來(lái)萬(wàn)的仰望U8、小米Yu7的標(biāo)準(zhǔn)版和Pro版都皈依磷酸鐵鋰電池神教了。。。
甚至還出現(xiàn)加價(jià)1萬(wàn)5,從三元鋰電池“升級(jí)”成磷酸鐵鋰電池這樣倒反天罡的事兒。
為什么才短短幾年,磷酸鐵鋰電池就把曾經(jīng)的絕代雙驕三元鋰打成了南慕容呢?
我們?nèi)ズ?jiǎn)單研究了下,發(fā)現(xiàn)磷酸鐵鋰電池的逆襲之路還真不簡(jiǎn)單。
要說(shuō)這兩種電池最大的不同,首先就得聊聊它們的出身。
三元鋰電池,聽(tīng)名字就知道,它的正極材料里有三種關(guān)鍵元素,通常是鎳(Nickel)、鈷(Cobalt)和錳(Manganese)的三元成分。
不管怎么改配方,但主角就這三兄弟。
可你不知道的是,鎳這玩意兒全球儲(chǔ)量大約只有1100萬(wàn)噸,其中超過(guò)一半都在非洲的剛果(金),而鈷主要產(chǎn)地就是印尼。
如果這倆大哥放屁竄稀了,全世界都得抖三抖。
自然而然,它的價(jià)格遠(yuǎn)高于隔壁滿世界都有的磷礦、鐵礦了,而電車很大一部分成本,又集中在電池上。
所以,這么看的話,磷酸鐵鋰電池從娘胎里出來(lái),就自帶了一個(gè)省錢光環(huán)。
那現(xiàn)在國(guó)內(nèi)新能源車這么卷,為了省點(diǎn)錢,大家更喜歡用磷酸鐵鋰電池,好像也沒(méi)啥毛病。
那為啥之前車企們不想著省錢呢?
因?yàn)樵谧钤绲臅r(shí)候,國(guó)內(nèi)關(guān)于新能源汽車補(bǔ)貼的政策是和電池能量密度有關(guān),三元鋰電池雖然成本貴,但人家確實(shí)性能好,而且就憑著這性能可以領(lǐng)補(bǔ)貼。
車企們用補(bǔ)貼來(lái)彌補(bǔ)成本問(wèn)題,咬咬牙也就這么用了。
等2022年開(kāi)始補(bǔ)貼逐漸退坡,車企們開(kāi)始真金白銀從口袋掏錢的時(shí)候,風(fēng)向就不對(duì)了。
不過(guò)可能有人會(huì)說(shuō)了,光便宜有啥用,電動(dòng)車主最關(guān)心的是續(xù)航!
這話確實(shí)也沒(méi)錯(cuò),畢竟直到如今,三元鋰電池的性能依舊強(qiáng)于磷酸鐵鋰電池。
比如三元鋰能量密度大,那么在同樣一款車型里,往往能塞進(jìn)去更大的電池包。
如果換算成同樣大小的電池包,那三元鋰電池的電量又更多。
而且,三元鋰還特別抗凍,在零下二十度時(shí),三元鋰電池理論上能夠釋放超過(guò)70%的電量,磷酸鐵鋰就只能釋放超過(guò)5成的電了。
那時(shí)候的磷酸鐵鋰車主,冬天出門跟開(kāi)盲盒似的,儀表盤上的續(xù)航里程掉得比溫度計(jì)還快,真的是開(kāi)個(gè)空調(diào)都心驚膽戰(zhàn)。
所以當(dāng)時(shí)的想法是,無(wú)論怎么講,三元鋰電池的車型就是能跑得更遠(yuǎn)。。
但慢慢地,后來(lái)大家發(fā)現(xiàn)還真不是這么一回事。
因?yàn)槿嚨幕钴S化學(xué)特性導(dǎo)致了,它擁有較高能量密度背后,付出的代價(jià)就是過(guò)于嬌氣。
一旦過(guò)充過(guò)放,就容易釋放出氧原子,導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞,然后就嘭得一聲開(kāi)花了。
要知道,三元鋰電池的爆燃速度,是秒速5公斤。。。
所以,為了避免這些極端情況,汽車廠商通常會(huì)通過(guò)電池管理系統(tǒng)(BMS)刻意限制三元鋰電池的使用程度,而且也會(huì)推薦車主日常不要開(kāi)到真沒(méi)電了再去充電,充電80%-90%也就夠了。
而磷酸鐵鋰就不一樣了,得益于自身內(nèi)部橄欖石結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,耐高溫、抗過(guò)充,循環(huán)壽命超長(zhǎng),主打一個(gè)耐操。
于是,磷酸鐵鋰的電車基本不用擔(dān)心滿充滿放的問(wèn)題,充電速度也是可以一個(gè)勁地猛堆。
比如什么寧德時(shí)代的二代神行電池和比亞迪的兆瓦閃充,都做到了充電五分鐘,續(xù)航400公里的水平。
這么一來(lái),一輛標(biāo)稱續(xù)航600公里的三元鋰車,日??捎美m(xù)航可能是中間50%,也就是300公里,而一輛標(biāo)稱續(xù)航500公里的磷酸鐵鋰車,車主可以放心從100%用到10%,實(shí)際可用續(xù)航高達(dá)接近450公里。
然后兩個(gè)車一起進(jìn)超充站,磷酸鐵鋰充完電開(kāi)到家了,這邊三元鋰可能還在哼哧哼哧補(bǔ)能。
兩相一對(duì)比,在實(shí)際使用場(chǎng)景中,磷酸鐵鋰?yán)m(xù)航補(bǔ)能不輸,甚至還反壓一頭三元鋰。。。
更騷的是,磷酸鐵鋰電池廠家們,還整了點(diǎn)天賦不夠技術(shù)來(lái)湊的花活。
像比亞迪就研發(fā)了個(gè)脈沖自加熱的技術(shù),通過(guò)高頻脈沖電流讓電池內(nèi)部的電芯自己給自己加熱,就像人冷了會(huì)搓手一樣,幾分鐘內(nèi)就能讓電池升溫到最佳工作區(qū)間,四舍五入就是給磷酸鐵鋰裝個(gè)暖寶寶,有效克服了磷酸鐵鋰低溫續(xù)航不行的短板。
就連磷酸鐵鋰電池太重,像寧德時(shí)代等廠商,也用上了CTP(Cell-to-Pack)技術(shù),把傳統(tǒng)電池包的“電芯-模組-電池包”三級(jí)結(jié)構(gòu),優(yōu)化掉了模組,直接把電芯直接集成到電池包里。
省下中間又重又占地方的殼子和零件的一大堆“贅肉”,讓整個(gè)電池包的重量更輕,空間利用率更高,變相提高了磷酸鐵鋰電池的能量密度。
不過(guò)呢,磷酸鐵鋰也有自己的一些局限。
比如搭載了磷酸鐵鋰電池的車型,往往能看到廠家會(huì)建議你定期充滿電,來(lái)幫助BMS做電量校準(zhǔn),不然容易出現(xiàn)電量不準(zhǔn)的情況。
但我們發(fā)現(xiàn),磷酸鐵鋰的逆襲,似乎又不全是技術(shù)問(wèn)題。
不知道大家有沒(méi)有發(fā)現(xiàn),怎么磷酸鐵鋰這些新技術(shù),不是比亞迪就是寧德時(shí)代在整,那些老牌電池廠LG、松下們擱那看戲呢?
你還真別說(shuō),人家還真就只能在邊上吃點(diǎn)剩下的,這也恰恰是磷酸鐵鋰能反殺三元鋰的又一關(guān)鍵因素,因?yàn)槔翔F傍上了咱們中國(guó)新能源發(fā)展的技術(shù)東風(fēng)。
盡管磷酸鐵鋰電池,是在1996年被美國(guó)德克薩斯大學(xué)的約翰·班尼斯特·古迪納夫教授發(fā)現(xiàn)的,但人家老外一直看不上這個(gè)玩意兒。
就跟前面說(shuō)的一樣,磷酸鐵鋰,能量密度上限一般,低溫性能差,就是個(gè)上不了臺(tái)面的“矮矬窮”。
相反,三元鋰電池優(yōu)秀的紙面數(shù)據(jù)讓外國(guó)車企、學(xué)者們看嗨了,LG、三星、松下這些海外電池大廠紛紛將寶押在了三元鋰,甚至是能量密度更高的固態(tài)電池、高鎳電池上。
他們一門心思地想在化學(xué)材料上搞點(diǎn)突破,給三元鋰打補(bǔ)丁,覺(jué)得這才是未來(lái)的方向,代表著科技、高端、未來(lái)的新能源就得用高級(jí)貨。
可中國(guó)這邊敏銳地發(fā)現(xiàn),與其一味地追求紙面續(xù)航漲那么個(gè)百八十公里,磷酸鐵鋰的續(xù)航擠吧擠吧也夠用,而且用了磷酸鐵鋰電池后,車價(jià)降下來(lái)讓大家伙都買得起,反而更能推行新能源汽車的發(fā)展。
于是,幾年下來(lái),海外廠商們期待的“技術(shù)爆炸”遲遲沒(méi)來(lái),反而是中國(guó)的工程師們硬生生靠著結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和系統(tǒng)集成,把“矮矬窮”扶上了“高富帥”的寶座,磷酸鐵鋰就這么逆襲成功了。
等他們回過(guò)神來(lái),才發(fā)現(xiàn)自己傻眼了。
因?yàn)檎麄€(gè)磷酸鐵鋰的產(chǎn)業(yè)鏈,從上游的正負(fù)極材料,到中游的電芯制造,再到下游的專利技術(shù),幾乎被中國(guó)企業(yè)“包圓”了。
目前,中國(guó)磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量占據(jù)全球95%市場(chǎng)份額以上。
再細(xì)看供應(yīng)鏈,磷酸鐵鋰的正極材料幾乎100%都是中國(guó)企業(yè)生產(chǎn)的,而相關(guān)的電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、熱管理等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域,中國(guó)企業(yè)的專利布局也遙遙領(lǐng)先。
于是,老外們這兩年瘋狂投資建設(shè)磷酸鐵鋰電池廠。
像是福特在2023年規(guī)劃建設(shè)一家磷酸鐵鋰電池廠,LG上個(gè)月剛拿下特斯拉超300億的磷酸鐵鋰電池訂單。
可這些動(dòng)作的背后,好像又都是中國(guó)人的身影。
比如福特的廠子用的是寧德時(shí)代的技術(shù),LG的正極材料供應(yīng)商包括了國(guó)內(nèi)的龍?bào)纯萍?、華友鈷業(yè)等等。
更別提還有傻小子松下,依舊死死抱著三元鋰的路線不撒手。
總的來(lái)說(shuō),磷酸鐵鋰的階段性勝利,很難說(shuō)是某個(gè)方面的原因,更像是一個(gè)全面轉(zhuǎn)入新能源時(shí)代的中間形態(tài)。
或許在很多人看來(lái),未來(lái)必將屬于**新電池。
但,我們也能發(fā)現(xiàn),磷酸鐵鋰電池的上限似乎也還遠(yuǎn)沒(méi)到來(lái)。
或許,我們都弄錯(cuò)了一個(gè)問(wèn)題。
電池技術(shù)路線的選擇,根本不是什么化學(xué)性質(zhì)決定的,而是錢來(lái)決定的。
就像三元鋰電池盡管擁有更優(yōu)秀的化學(xué)屬性,但它高成本和嬌貴特點(diǎn),也決定了搭載它的電車與“高端、昂貴”等標(biāo)簽綁定,那新能源車就只能作為少數(shù)人的玩具,顯然不可能推動(dòng)新能源轉(zhuǎn)型。
而磷酸鐵鋰的出現(xiàn),憑借其成本優(yōu)勢(shì)和皮實(shí)耐用的特性,才真正開(kāi)啟了電動(dòng)車的全民普及。
這么看來(lái),或許未來(lái)新能源車的動(dòng)力電池除了數(shù)據(jù)要好看,更重要的,還得是便宜、耐操。
歸根結(jié)底,決定一項(xiàng)技術(shù)是否偉大的,有時(shí)并非其理論上限有多高,而是其普惠下限有多廣。
撰文:八戒
編輯:江江 & 面線
美編:萱萱
圖片、資料來(lái)源:
部分圖片出自AI
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