如果你擔心冬季開不遠,那麽就不要選擇電動EV,如果想選擇電動EV又想相對開的遠,那麽可能需要選擇合適的電池極片。那麽在每個不同地區、選擇三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池。這兩種主流電池都有他們各自的道理。所以我在這裏選擇不拉踩。而是公平公正地告訴大家他們各自的優缺點。然後大家根據自身的要求和需求來選擇就好了。
首先能量密度,三元鋰能量密度大概是磷酸鐵鋰的1.7倍左右,隨著電池的發展這個數據還會有變化,目前來看,三元鋰電池最主要的優勢也是能量密度。之前磷酸鐵鋰的刀片電池做宣傳的能量密度高,指的是體積能量密度,質素能量密度方面三元還是說得過去的。當然時代在發展,比如近期寧德時代也推出了磷酸鐵鋰的超充電池,還是磷酸鐵鋰的。神行電池建議大家重點關註,這是一個2024年會爆發的新機會的上遊。
第二,電池安全方面,磷酸鐵鋰完勝三元鋰電池,尤其是高溫熱穩定性,但這種論調一般指向的是高鎳材料的鋰電池。622、523、111的三元鋰電池相對安全。811 如果在經常可以檢測的環境下使用也是沒問題的,比如我之前提到蔚來汽車雖然使用高鎳材料的811鋰電池,活性較高,但每一次換電都是一次全車電池檢測,這個安全系數會很高(前提是不劇烈撞擊)
第三,成本方面,磷酸鐵鋰的材料成本低,不受國際貿易波動的影響。這也是磷酸鐵鋰被主打走量車型的企業所青睞的原因之一,成本優勢非常明顯。不過近期據可靠訊息,透過碳酸鋰制備NCM622三元鋰電池的專利已經打破了之前只能使用氫氧化鋰來制備三元鋰電池的高成本枷鎖,近期三元鋰電池會迎來一波轉機。
第四,迴圈壽命方面,這一塊,磷酸鐵鋰稍占優勢,但不多,因為目前的三元鋰電池也能靠更好的BMS達到想要的指標,什麽意思呢?就是在電池SOC估算方面,BMS系統希望能夠有一個更好的電壓電量曲線,而目前磷酸鐵鋰正極材料很難滿足,需要電流、開路電壓以及定期做平衡多方面的照顧與監測,所以三元鋰電池在BMS角度來看仍然有巨大優勢。
第五,低溫能力方面,三元鋰被認為是完爆磷酸鐵鋰,目前主流的三元鋰電池能做到零下30攝氏度正常工作,同樣低溫情況磷酸鐵鋰如果沒有更高成本的熱管理支持,它的衰減明顯會大於三元鋰。當然,磷酸鐵鋰的車輛會格外註重電池熱管理,並且也得到了實際成效,比如比亞迪的熱泵管理技術就達到了一個較為最佳化的水平。
拋開現象談本質,無論三元裏還是磷酸鐵鋰,他們都屬於鋰電池,主要區別在於,一個采用了磷酸鐵鋰材料作為電極、一個采用了鎳鈷鋁或者鎳鈷錳。微觀來看,磷酸鐵鋰安全系數高是因為它的有一種叫做橄欖石結構的內部架構,在固體物理學中我們稱之為典型的正交晶系。
因為磷-氧鍵作用力強,束縛了不穩定的氧原子 起到了穩定骨架的作用,再加上構成磷酸鐵鋰的這些原始材料不稀缺,成本低,也不含重金屬,在使用者這裏得到好評。相比之下三元鋰微觀情況下是典型的層狀結構,充電時層狀結構因為鋰離子脫落,電池內部變得不穩定,原本儲存鋰離子的位置,可能會被鎳元素搶占到原本屬於鋰離子的地方像雪崩一樣。只要是這三種元素組成的電池基本上都是類似的道理,只是我們平常談論的111、523或者811,是三種元素在極片中組成材料的比例,目前來看之前熱衷於討論811的廠家,近期也比較穩重采用622或者523了。相比811,後者的熱穩定性強很多,只是和磷酸鐵鋰相比仍有差距。
但冬季恰好相反,因為磷酸根中的磷與四個氧原子,會形成以磷為中心的共邊四面體,這種結構極性太強,導致對鋰離子束縛力比較大,使得磷酸根在本就因為低溫而粘稠的電解液中擴散變得更加艱難, 而三元材料這個問題就相對小得多。我們提升一個層次來看,離子在電解液中流動是電池的基本格局,變化的只有具體的極片材料。
材料配比其實還和戰略相關,說白了就是研發時間和錢。宏觀市場,成本優勢會讓磷酸鐵鋰在中低端份額中逐漸擴大。中高端則以三元為主,而且為了降低鈷元素的權重,整體是朝著高鎳化發展的趨勢。
尾聲
最後老王想說,動力電池發展至今,產業鏈已經能按上中下遊來分類,上遊主要是有色金屬大宗商品,能源補貼和基礎資源整合。中遊是正負極制備工藝,PACK模組形式,下遊才會到主機廠如何將電池進行組合,SOC調配設計等等。除比亞迪和蜂巢能源這樣的垂直整合公司以外,其他普通車企是基本處在下遊。不同於內燃機時代,電動時代電池供應商影響力非常之大。
整體來看,由於動力電池對上遊的議價能力不強,電動車盈利空間和現金流情況比較容易受影響,產業鏈地位並不高。作為電動車的使用者需要知道,電動車目前仍然需要很高的溢價率來抗衡產業鏈條的價格波動,很多人把這個解讀成電動車利潤空間小更良心,這就有些概念偷換了。電動車平均毛利潤率確實比燃油車小,但不是格局上的,某些高溢價的新勢力車型利潤振幅仍然不合理。所以在這裏老王提三個建議,第一把督促電動車變得更好與民族情緒分開,第二把鼓勵新能源和鼓勵圈錢分開,第三把支持國產車的心態和媒體監督產品的媒體責任分開。
理性看待電動車產品的快速叠代。提前嘗鮮收益大風險也大。作為沒牌照的剛需使用者,如果手頭不寬裕,南方使用者我們鼓勵選擇成熟車型的磷酸鐵鋰,北方使用者建議選擇電池保溫迴圈能力稍強的帶熱泵空調的三元鋰電池車型。如果你是嘗鮮型使用者,買單之前就該想到風險,互聯網極客不是隨便當的,當你要求電動車符合你新新人類的同時,你必須接受他像手機那樣叠代迅速,利用技術代差收割OTA來賺錢的商業邏輯。今後我會跟大家逐一分享相關技術。我是老王,下期見