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磷酸锰铁锂电池即将上线,到底“猛不猛”?

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发表于 2022-12-13 18:30:40 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 江苏苏州
如果您关注新能源车,肯定或多或少听说过三元锂电池、磷酸铁锂电池,但到底谁好可能还真不是一句两句就能说清楚的。如果想下定论,可能真的需要具体年份具体分析。7 a% Y( {# e4 P
                        - G' h4 n. J8 A" `* ^8 V! H; [
            不过,最近随着锰元素的加入,似乎磷酸铁锂电池又找到了一剂“猛药”,即便不靠刀片技术,没有CTC、CTB的技术加持,也能与三元锂电池达到持平的水准。更重要的是,它仍然不需要镍和钴这两个身价傲娇的元素。8 |2 B% c3 C  z% q; q+ L% j# v
            三元锂与磷酸铁锂电池的博弈- b' ~! @! T$ t) H7 m% H5 J4 S$ V
            对于各家车企来说,动力电池的选择,需要围绕着成本、能量密度、安全这三个主要性能方向,同时还要兼顾低温性能、循环寿命与快充速度。
6 c6 E' l0 G$ }) u- x- z                        
7 E3 f2 t) \3 o1 m7 @% X            在电动车进入私人领域的伊始,磷酸铁锂凭借较低的成本、较好的安全性,一度成为各家车企的首选。; H% l2 ]! c- W8 q+ r: B  {
            当然,除了这些表象之外,当年BMS电池管理系统的不完善,也是三元锂电池不能成为主流选择的核心因素。
% p8 B9 {# z, A. g0 h$ Z            因此,在2015年之前,磷酸铁锂电池的市场份额达到了70%。
; [3 ^" ?5 T# X' o                        
- ^5 ]! Y" i, @            但好景不长,在2016年公布的新能源补贴政策中,电池能量密度成为了“考核标准”,能量密度越高,补贴给的就越高,并且还设置了能量密度的最低门槛。6 Y, h% C0 [% z
            然后,磷酸铁锂电池就不再符合“真香定律”,但转折似乎就在一夜间,三元锂电池的市场占比一下就激增到67%。
( W/ E6 Y% {# U! P, ~6 P            转变有多彻底?那时所有买车的人,都会问一句这车用的是什么电池?如果是磷酸铁锂,那就不好意思。如果是三元锂电池,咱再继续聊。
9 l4 ?/ u5 A/ V" K+ q! v            即便是靠磷酸铁锂打开市场的比亚迪,也转战至三元锂电池的阵营。$ |: k  ~1 z- k  Y4 J7 G
                        
! e+ [3 z, X% u* c0 _1 ^            直至2019年,事情迎来了新的转机。一方面是补贴退坡,另一方面是比亚迪推出了刀片电池技术。
6 B+ s# V# p& S            简明扼要的说,就是政策补贴减少了50%,车企可以得到的少了很多。磷酸铁锂成本低的优势,又成了香饽饽。
  ?" l5 t" ~3 x            因此,比亚迪适时的推出了刀片电池技术,其实就是通过改变电芯形状,优化动力电池内部的布局空间。按照大家都懂得意思,其实就是减少了动力电池内部的公摊面积,您的得房率不就高了。: {& p& T( b5 C8 @0 S" I7 u8 [
            不过,这个技术,其实是治标不治本,磷酸铁锂电池在材料方面的落后,并没有得到解决。
. l; G; f2 @# M) I8 ]) H2 `            来一剂锰药* J2 m! ^% B% @7 J" ^- j. v( }, _: t
            不管是刀片电池、CTC、CTB,各家车企现在推出的电池升级技术,本质上都是优化电池内部的布局空间,通过增加电芯单体的数量,提升整个电池包的能量密度。
6 c9 B* W9 \5 g# w1 |$ Y                        ) _( m) R# e  x. ]  N- g- q
            如今随着锰元素的加入,磷酸铁锂电池似乎一下找到了突破瓶颈的“兴奋剂”。/ ?) r$ G1 Y/ f- X. h3 r0 g
            从晶格结构层面来看,磷酸铁锂电池是典型的橄榄石结构,您需要记住的就一点,它结构稳定且安全,循环寿命好且不容易发生热失控。
8 C. g8 U* C( b; c$ q( X            唯一的缺点是,留给锂离子移动的空间比较小,这也是为什么磷酸铁锂能量密度低的核心原因。& ?$ t; |# W- P( s: @- m
                        
2 \3 r, A& I) b, l+ L0 x1 u            其实发现问题之后,就比较好解决了。在元素周期表上,铁元素与锰元素是紧挨着的“邻居”,化学特性也比较相似,但是锰元素的电压平台比较高。
: `3 O. V6 _, v' n, j( D% A: O            在磷酸铁锂电池内,掺入一定比例的锰元素,就提升电芯的电压平台。- g9 |" R2 T8 b' ~; G5 Y
            提升电压能带来什么?能量=电压*容量,容量不变的前提下,提升电压能量密度可以提升20%。
6 t. b4 G- Q8 W: n' y, z  X            掺入锰元素之后的磷酸锰铁电池,电池单体能量密度基本上可以追上5字开头的三元锂电池。# @" K! c; f' m: a: `5 ~8 U
            虽然暂时还没有特别大的突破,但磷酸锰铁电池的体内可没有镍和钴元素,成本一下就下来了。
. N- y: s0 q# N- [3 ]- N            再配合上电池整包的优化布局技术,磷酸锰铁电池就是最符合“真香定律”的香饽饽。' R% o4 H% G8 k% P# M5 b
            锰元素这么好的东西,为什么才被发现?其实早在2015年,比亚迪e6就用过磷酸锰铁电池。7 d; C& X& v8 X  ~- K, q( p
                        
# b4 S$ M# v. N2 d            之所以到今天,才开始准备大面积应用,主要有两个问题。  H/ d- j- d- H  b
            第一,生产技术。虽然只是加入了锰元素,但电池正极的配料比例需要重新调整,原有的生产线也需要全面升级。
: k+ s+ M; v6 ]. S1 s1 j. n            第二,材料特性。铁锂是半导体,锰铁锂是绝缘体,导电率很低,这个问题就需要更高的电池包覆工艺来解决。7 z! e4 t5 M7 D) J
            这也就是为什么现在很多电池厂家,都在表明需要调整产线,有足够的技术储备的核心原因。

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