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磷酸铁锂如何在三元材料崛起中,打通自身筋脉?

更新时间:2018-03-29 09:28:00 来源:中国粉体技术网


 目前国内的动力电池主要分为两个派系,根据正极材料的不同分为磷酸铁锂派和三元材料派。

正极材料种类及性能比较

三元材料大火

从产量来看,目前三元材料已经成为正极材料增速最高的细分领域,据统计,2017年全国正极材料产量为21万吨,同比增长3成,其中三元材料8.6万吨、磷酸铁锂5.8万吨、钴酸锂4.5万吨、锰酸锂2.1万吨,三元材料接替2016年磷酸铁锂成为2017年增速最高的正极材料,受益乘用车接替客车成为新能源车重要增量。

 

国内正极材料产量


 

2017年我国正极材料产量结构

从原材料来看,2017年以来,金属钴价格暴涨,三元电池用钴成为钴未来增速最快、空间最大的需求领域。三元正极材料应声上涨,面对迅速攀升的成本压力,电池厂商利用正极材料技术协同纷纷向三元正极材料布局,缓冲原材料涨价冲击,并且掌握上游资源。三元材料相较磷酸铁锂利润空间更大,众多企业纷纷布局三元材料。


磷酸铁锂如何打通自身经脉?

1、技术突破,解决能量密度低的硬伤

磷酸铁锂电池,是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。三元材料锂电池是指使用镍钴锰酸锂做为正极材料,石墨作为负极材料的锂电池。

与磷酸铁锂不同,三元锂电池电压平台很高,这也就意味着在相同的体积或是重量下,三元锂电池的比能量、比功率更大。除此之外,在大倍率充电、和耐低温性能等方面,三元锂电池也有很大的优势。

从上图可以看出磷酸铁锂的能量密度最低,在最新的补贴政策中,乘用车120Wh/kg、客车115 Wh/kg成为一个重要分水岭,只有满足才能获得一倍补偿。在政策的刺激下,推动技术升级成为磷酸铁锂破局的关键之一。


在提升磷酸铁锂电池能量密度的工作中,负极材料的改善也是关键的环节。目前除了石墨之外,其他有可能作为改善负极材料性能的材料,包括,硅以及各种氧化物添加剂,来添加到目前的传统石墨里面,这个是目前比较可行的方法,而且现在很多公司都已经在采用。


2、成本控制、快充技术突破,破除三元客车解禁优势

受到2016年客车禁用三元的影响,磷酸铁锂在新能源客车中成为主流,得益于新能源客车的高速发展,在2016年全年的出货量中,磷酸铁锂占据七成以上的份额。进入2017年,随着安全标准得到统一,客车用三元开始解禁,不过采用者依然寥寥无几。但随着2018年补贴政策的推出,三元重新进入申报列表。


这是否意味着三元卷土重来呢?实际上答案并不明确,在相关标准得到确定之后,三元的安全问题不用再担心,但受到合作以及技术的惯性,再加上客车市场局限,新能源客车行业发展逐渐遇到天花板。并且,对于商用车而言,能量密度也不是首要关心的问题,成本、运营效率等更被看中。


在锂电池企业中,两级分化加重,宁德时代、比亚迪、沃特玛等占据了市场主要份额,而这三家企业,在新能源客车、专用车市场占据绝对主导地位,从市场份额来看,磷酸铁锂依然还有很大的空间。


3、梯次利用,解决回收利用难度大的问题

随着磷酸铁锂电池寿命的终结,回收成为一大难题。与三元电池相比,磷酸铁锂回收利用率低,缺乏盈利点,甚至进行再生材料回收处于亏本状态,这导致磷酸铁锂电池回收不仅不能带来效益,还会成为拖累。


2018年颁布动力电池回收新规明确了回收主体以及责任,电池企业也在积极研究更加绿色、经济的回收利用技术,只有补足了这一块短板,磷酸铁锂在可持续发展的道路上才能走得更远。


与此同时,进行梯次利用,以及开拓新市场成为电池企业的当务之急。在补贴退坡之后,成本、利用效率成为市场关注的核心。