【原创】‘磷酸铁锂’向三元材料递‘刀片’,固态电池的春天在哪里?


来源:中国粉体网   江岸

[导读]  近日,在比亚迪刀片电池发布会上,比亚迪董事长兼总裁王传福,比亚迪副总裁、弗迪电池董事长何龙重磅解析比亚迪研发的刀片电池技术,比亚迪董事长王传福在现场表示,刀片电池结合比亚迪全产业链优势,克服了传统电池能量密度低的问题,它将改变新能源汽车行业对三元锂电池的依赖。

中国粉体网讯  近日,在比亚迪刀片电池发布会上,比亚迪董事长兼总裁王传福,比亚迪副总裁、弗迪电池董事长何龙重磅解析比亚迪研发的刀片电池技术,比亚迪董事长王传福在现场表示,刀片电池结合比亚迪全产业链优势,克服了传统电池能量密度低的问题,它将改变新能源汽车行业对三元锂电池的依赖。


 


刀片电池是比亚迪基于磷铁酸锂的又一次创新,将电芯做成刀片形状,刀片长度可以根据电池包的尺寸进行定制,最长可以做到2米多。其体积能量密度与主流三元锂电池持平,在相同体积下所储存的电量也相差无几,但安全性表现却远远超出三元锂电池。

 



在针刺试验中,在同样的测试条件下,三元锂电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化,表面温度迅速超过500℃并开始剧烈燃烧;传统磷酸铁锂块状电池无明火、有烟,表面温度达到200℃~400℃;比亚迪刀片电池在穿透后无明火、无烟,电池表面温度仅有30℃-60℃左右。这一结果证明刀片电池在安全性方面的优势,有望再次定义全球动力电池安全新标准。


尽管在针刺实验中,比亚迪磷酸铁锂刀片电池表现出一定的安全优势,但是业界也有不同的声音认为:“一方面从材料特性来看,磷酸铁锂的稳定性相较于三元正极材料具有一定的优势,穿刺测试并不能证明该型电池可以取代三元电池;另一方面三元电池和比亚迪磷酸铁锂刀片电池的结构存在差异,从其测试结果来看,比亚迪磷酸铁锂刀片电池的安全特性更像是其结构所决定的而非是材料。


虽然市场对比亚迪磷酸铁锂刀片电池还有疑惑,但是不可否认的是,随着电池结构设计的进步和磷酸铁锂材料技术的突破,磷酸铁锂电池正逐步缩减与三元电池的差距,随着新基建的推动,充电桩等相关基础配套设施正在不断完善,消费者的购车需求也日益理性,加之在当前全行业推行降本增效的大趋势下,磷酸铁锂电池的市场前景正逐渐明朗。


当前锂电池市场的主流竞争路线依旧是‘磷酸铁锂’和‘三元材料’,随着竞争的不断激化,双方阵营不断推出新型电池抢占市场,尽管磷酸铁锂电池不断追赶,但是从材料端看,其后劲仍有不足。目前市场上主流的三元材料还是以NCM为主,随着电极材料和电解液技术的不断突破,以特斯拉等公司推动的低钴甚至无钴电池正在兴起,届时磷酸铁锂电池在安全和成本的优势将面临挑战。


纵观动力电池发展,从磷酸铁锂、三元锂电到无钴电池、低钴电池,动力电池的技术进步相当快。随着电动汽车对性能、成本等方面的要求不断提升,倒逼电池领域必须加速进行技术迭代,不断探索新技术,寻求各种可能性。目前,从各种研究成果看,固态电池因其在安全性能、能量密度、循环寿命、工作温度范围等方面表现出的优秀试验性能,被认为极有可能成为三元之后的新选择,但目前来看,相关产业化条件仍未成熟,尤其是在比亚迪磷酸铁锂刀片电池与特斯拉无钴电池及超级电容取得突破进展之后,固态电池的产业化或许还为时尚早。


事实上,固态电池领域已经有所突破,只是产业化仍需机遇。多年来全球所有大型车企和领先的电池企业都在布局固态电池的研发和产业化探索,包括三菱、宝马、现代、奔驰和松下三星等在内的企业已经形成数个合作联盟。


日本方面,丰田、本田、日产、松下等23家车企、电池和材料企业组建的联盟提出,到2022年全面掌握全固态电池相关技术,到2030年前后将固态电池组每千瓦时的成本降至锂电池的30%。韩国三大电池企业LG化学、三星SDI和SKI也相继组成联盟,共同开发包括固态电池在内的下一代电池核心技术。国内,辉能科技、江苏卫蓝、宁德年代、比亚迪、国轩高科、中航锂电、江苏清陶、力神、亿纬锂能等电池企业也都在固态电池领域有布局。


电池领域的技术进步非常快,有实力的厂商不会只专注于眼前,而是放眼未来,对下一代电池技术时刻保持高度关注,探索各种新技术不断提升电池性能,而固态电池是目前各种探索中较成熟的一个分支。


然而在当前没有一家企业会放弃成熟的工艺、业务和体系,另起炉灶投资一个全新的领域。在现有的技术框架下,锂电池企业还可以通过对结构框架、工艺流程、材料等方面优化提升电池性能,因此对下一代电池或者固态电池并那么迫切。毕竟对以利润为导向的企业来说,在尽量减少改变生产工艺的前提下,实现效率的最大化才是企业生存之道。


信息来源:旺材锂电、电池材料、连线新能源、中国汽车网、新能源数据中心

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