|
2019年往前推几年的市占率之争中，三元锂电池几乎完胜了磷酸铁锂电池：前者市占率一步一步走高，后者不断被挤压。不过，2020年这种状况发生了逆转。磷酸铁锂电池在国内的装车量增速，开始超过三元锂电池，重新夺回市占率。有人甚至预测，2021年磷酸铁锂电池的市占率，可能会超过三元锂电池，重新成为新能源汽车市场的主角。但这是预设了三元锂电池没有重大突破的前提下做出的。动力电池是新能源汽车的关键部件，全球有大量的专家都在实验室进行研究，技术每天都在进步。果然，刚过完春节，三元锂电池就有了重大突破。广汽埃安发布新一代动力电池安全技术——弹匣电池系统安全技术（简称“弹匣电池”），行业首次实现了三元锂电池整包针刺不起火，攻克了公认的行业难题，重新定义三元锂电池安全标准。逻辑很简单，磷酸铁锂相对于三元锂电池，最大的优势是安全性能，而广汽埃安的弹匣电池，最大的突破就是安全性。用一根比铅笔还粗的钢针进行针刺，电池包都不会起火。三元锂电和磷酸铁锂的市场之争，再次放到了一个新起点。广汽埃安在发布弹匣电池时称，根据当前市场实际使用情况来看，磷酸铁锂电池、三元锂电池两种技术路线，在未来很长一段时间内仍将并行发展。磷酸铁锂电池因为寿命更长、成本更低，在中低续航车型中得到广泛的应用；而三元锂电池因为能量密度高、整车电耗低，主要在中高续航车型中应用。在2019年之前，因为国家补贴新能源汽车对续航里程有要求，所以能量密度更高的三元锂电一路过关斩将，市占率不断攀升，将磷酸铁锂电池甩在后面，成为市场主流。根据高工锂电统计信息，2019年动力电池的装机量，三元电池装机量约38.39GWh，同比增长25%，占比约61.5%，占比提升 7.7%；磷磷酸铁锂电池装机量约为19.98GWh，同比下滑7%，占比32%，占比下滑5.8%。但在2019年底和2020年初，国内两大锂电池巨头宁德时代和比亚迪，分别对磷酸铁锂电池包进行了结构化改进，提升了能量密度，降低成本。磷酸铁锂相对于三元锂电池的竞争优势，大幅度提升。宁德时代推出了CTP 技术的磷酸铁锂电池，加强集成来提升能量密度。简而言之就是简化模组结构，取消顶板、侧板等零部件优化排列。据宁德时代的数据显示，使用CTP技术后，电池包零部件数量减少40%，同时省去了组装环节，降低了电池成本。但是利用率提高了15%-20%，生产效率提升了50%，能量密度提升了10%-15%，可达到200Wh/kg以上。不久后的2020年初，比亚迪推出刀片电池。长96厘米、宽9厘米、高1.35厘米的单体电池，通过阵列的方式排布在一起，就像“刀片”一样插入到电池包里面，在成组时跳过模组和梁，减少了冗余零部件后，形成类似蜂窝铝板的结构等等——刀片电池通过一系列的结构创新，实现了电池的超级强度的同时，电池包的安全性能大幅提升，体积利用率也提升了50%以上。市场格局很快改变，很多车企开始重新采购磷酸铁锂电池。充电联盟数据显示，2020年，我国动力电池装车量累计达63.6GWh，累计增长2.3%。其中三元锂电池装车量累计达38.9GWh，占总装车量的61.1%，累计下降4.1%；磷酸铁锂电池装车量累计达24.4GWh，占总装车量的38.3%，累计增长20.6%。磷酸铁锂电池开始挤压三元锂电池的市场，占有率一降一升很明显。这种状况还在持续，今年1月的动力电池装车量中，磷酸铁锂电池和三元锂电池的装车量分别为3.3GWh和5.4GWh，同比分别提升349.8%和241.9%。比亚迪一直是磷酸铁锂的支持者，同时，此前采用三元锂电池的特斯拉，去年开始在低配的Model 3中采用宁德时代的磷酸铁锂电池；今年3月，小鹏汽车也宣布，新推出磷酸铁锂电池版的P7。电池配方并没有大的变化，还是此前的系列。磷酸铁锂电池在这一轮市场竞争中，快速上升的原因是，通过对电池模组的结构改进，规避了其能力密度低的缺点，将成本低、安全性能高等优点发挥到了最大。不过，结构的改进既然可以发生在磷酸铁锂电池上，那么同样也可以发生在三元锂电上。基于“防止电芯内短路，短路后防止热失控，以及热失控后防止热蔓延”的设计思路，广汽埃安的弹匣电池采用类似安全舱的设计，有效阻隔热失控电芯的蔓延、当侦测到电芯电压或温度等出现异常时，自动启动电池速冷降温系统为电池降温.根据广汽埃安公布的资料，弹匣电池具备四大核心技术：电芯通过正极材料的纳米级包覆及掺杂技术的应用，能有效提升热稳定性，防止热失控；电解液新型添加剂的应用实现了SEI膜的自修复，从而改善电芯寿命，降低电芯短路风险；高安全电解液，通过特殊电解液添加剂，在加热至120℃以上时，在活性材料表面自发聚合形成高阻抗特性聚合物膜，大幅降低热失控反应产热。这些关键技术的应用，使电芯的耐热温度提升了30%。通过网状纳米孔隔热材料和耐高温上壳体，弹匣电池构筑了超强隔热的安全舱，最终实现三元锂电芯热失控不蔓延至相邻电芯。同时，电池包上壳体能耐温1400℃以上，从而有效保护电池整包。通过全贴合液冷系统、高速散热通道、高精准的导热路径的设计，弹匣电池实现了散热面积提升40%，散热效率提升30%，有效防止热蔓延。通过采用车规级最新一代电池管理系统芯片，可实现每秒10次全天候数据采集，相比前代系统提升100倍，以24小时全覆盖的全时巡逻模式，对电池状态进行监测。发现异常时，立即启动电池速冷系统为电池降温。实际上，弹匣电池也不是一种新配方电池，而是通过对电池包进行体系性的升级，从结构到软件，解决三元锂电的核心痛点，特别是提高了安全性。本质上，它的技术思路和CPT、刀片电池是一样的，只不过，它进行结构优化的主体是三元锂电池。这种优化效果很明显，对搭载了弹匣电池进行针刺热扩散试验的结果显示，广汽埃安的三元锂（弹匣电池）整包在试验过程中热事故信号发出5分钟后，仅出现短暂冒烟，无起火和爆炸现象。静置48小时后，电压降至0V，温度恢复至室温。针刺后只有被刺电芯模块热失控，没有蔓延到其他电芯。打开电池整包，观察内部结构完好。这是行业首次通过三元锂电池整包针刺不起火试验，三元锂电池安全性取得了历史性的突破。特斯拉的核心竞争力之一，是有一套先进的动力电池管理系统。但广汽埃安认为，单有一套电池管理系统还不够，需要从硬软件两个方面，对电池包进行更优化的管理。所以，即便是特斯拉，也不敢做三元锂电池整包针刺不起火的试验。远在美国的马斯克，不久前说全球的竞争对手，主要在中国。其中中国车企在电池技术上的进步，令其很焦虑。同时，搭载弹匣电池系统安全技术的电池包，相对于同类普通电池包，体积能量密度提升9.4%，重量能量密度提升5.7%，成本下降10%。弹匣电池是在没有牺牲续航和提高成本的基础上，实现了高安全、长续航、低成本。换句话说，弹匣电池将三元锂电的优势发挥得更大，劣势尽可能缩小了。因此，它再次将三元锂电和磷酸铁锂电池的竞争，拖入到了一个新战场，短期内胜负难辨。 新锐汽车观察已入驻： |今日头条号|企鹅号|车家号|一点号| |搜狐号|百家号|网易号| 您的转发、留言和点在看 都是我们写下去的动力噢
|
