近日,在世界新能源汽车大会的“前瞻科技与未来汽车”的主题论坛上,来自比亚迪的首席科学家、总工程师和研究院院长廉玉波对动力电池的类型做出了预测。
大意为:
固态电池的落地在三年内比较艰难,但五年内有望得到应用;应用范围可能仅限于高性能车型,普及到中低端和经济型车型的时间还很长。磷酸铁锂电池发展二十余年,沉淀下来的工艺稳定、供应链丰富、成本效率方面均有优势,这种电池未来十五年、甚至二十年都不会被淘汰,两类电池会同时发展,分成不同层级的车型来使用。
现在的比亚迪所有量产车都采用磷酸铁锂电池,也就是其所谓的“刀片电池。”
然而磷酸铁锂电池真的会在二十年内不被淘汰吗?
或许这样的预测有些武断。
下面说说笔者的个人观点,与比亚迪的磷酸铁锂电池无关,而是对所有磷酸铁锂生产企业的看法。
固态电池之所以短期内难以形成气候,原因在于固态电解质的成本高,以及生产制造工艺复杂、整车集成结构设计也比较难。关键因素还是成本高,而解决高成本的有效途径正是产业规模化。也就是说没有先期加大力度的推动,固态电池则不可能实现成本的有效降低。反之,如果固态电池有去推的价值,那么固态电池于主流家用车上的应用则不需要太长的时间。
新能源汽车所使用的所有类型的动力电池都经过这样的过程,不论是镍钴锰、镍钴铝还是磷酸铁锂电池,其在新能源汽车普及初期的成本都是极其高的。这也是第一批新能源汽车的售价普遍很高的原因,可是现在呢?
前后也就是十年的光景,动力电池的制造成本已大幅下降。
尤其是磷酸铁锂电池的制造成本降低了太多。而这种动力电池的核心优势本就是制造成本低,其连高水平三元锂电池的一半都不到,甚至有不到三分之一的说法。所以关于上述周期的预测或许只有参考价值,不过从另一个角度来分析的话,或许答案是相反的。
磷酸铁锂电池有使用寿命长、热失控极限略高等优点,但也有多个突出的缺点。
比如:
一致性差
低温性能差
同重量、体积喜爱的容量低
体积大、重量大
单质铁
电池一致性差应当是磷酸铁锂电池最大的缺点,所以“电池一致性差”可以简单理解为同型号的单体电池组成模块和电池组之后,单体电池在电压、容量、荷电量、衰退率、内阻变化率、自放电率和温度等诸多方面存在的差异较大。这会导致动力电池组在充电过程中出现压差略大情况,有可能会超过0.3V;而新能源汽车年检规程已落地,其中对于该项参数的限制正是不能超过0.3V。
低温性能差可以理解为低温环境中的容量下降更快。
其次磷酸铁锂电池还有能量密度低的缺点,那么同等空间的电池包里装磷酸铁锂电池,其实际容量就会比使用三元锂电池或固态电池低;反之,同样的容量则需要更大的空间,但又会造成电池组更重的缺点。
说白了就是“体积能量密度”和“质量能量密度”低,不利于新能源汽车的轻量化。
磷酸铁锂电池在循环过程中会产生单质铁,可以理解为“纯铁屑。”积少成多也有可能导致电池隔膜刺穿并短路!所以从来没有完美的动力电池或储能电池。
那么为什么磷酸铁锂电池忽然就火了起来呢?
其实答案已经讲过了。
这种动力电池忽然火起来的原因有两个,最关键的因素是制造成本低;其次是新能源汽车没补贴了,曾经的补贴对于动力电池的能量密度有高要求。反之,没有了要求,作为企业自然更愿意去在成本上寻找突破口。所以磷酸铁锂电池才能火起来,而且火起来也是好事情,因为加速拉低新能源汽车的售价,这是推动汽车电动化的驱动力之一。
但是,一味地追求磷酸铁锂电池就不对了。
因为一旦车企通过低成本的动力电池获得了巨大的市场份额,再投入高成本研究其他动力电池的可能性就会微乎其微。
企业的主观能动性是逼出来的,只有竞争才能让企业去搞研发。由此可见磷酸铁锂电池一定该淘汰,甚至新能源汽车产业应当对动力电池的能量密度再次进行规范和要求。回想前些年的新能源汽车领域,不论是三元锂电池还是磷酸铁锂电池都在不断地更新与进步,高标准、高密度、更高安全性的动力电池如下饺子一样的不断推出;而近两年里却很少能看到动力电池的进步,企业在技术领域应当继续“卷”下去——下一阶段正该去“卷”固态电池。
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