同样价格区间,续航相差20公里不会成为消费者选择大众ID.4...
同样价格区间,续航相差20公里不会成为消费者选择大众ID.4,放弃标准续航版特斯拉Model 3(配置|询价)的决定性因素。但是对于大众和特斯拉,ID.4采用的三元锂电池和Model 3搭载的磷酸铁锂电池的成本差距却在近一年半的时间中越来越大。
制造三元锂电池需要用到的钴和镍,价格在持续上涨。据统计,2021年初到2022年5月,钴价格上涨一倍以上,镍价格几乎翻了一番,是近10年未见水平。麦肯锡分析,三元锂电池溢价接近80%,需要更高的生产成本,而磷酸铁锂电池技术则能够将成本降低约20%。对汽车行业而言,电池金属正变得和石油一样重要。
优势扩大,劣势扭转
价格的变化已经在市场上有所体现。全球范围内,虽然含镍、钴的锂电子电池在2021年仍占据动力电池市场的主导地位,但归因于中国电动汽车对磷酸铁锂电池使用量的增加,磷酸铁锂电池在全球需求占比进一步提升。2021年需求占比达15%,较2020年7%的占比,增长一倍。
中国汽车动力电池产业创新联盟数据显示,2021年国内动力电池装机量159.6GWh,其中磷酸铁锂电池装机量81.69GWh,市场占比51.2%,同比增幅251.7%,是三元锂电池增速的4倍。2022年1-5月,磷酸铁锂电池累计装车量49.0GWh,占比58.9%,占比优势持续扩大。
比亚迪、宁德时代等国内动力电池主流生产企业通过技术改进,扭转了磷酸铁锂电池能量密度低、续航差等劣势。RK Equity(锂离子电池行业咨询公司)合伙人Rodney Hooper在接受CNN Business采访时就举了特斯拉Model 3和大众ID.4的例子,并表示“两者(续航)不相上下。”
安全方面,磷酸铁锂电池如果其中一个电池出现故障,产生的热量远低于三元锂电池,大多数热失控情况下更加稳定,降低起火概率。进一步提升磷酸铁锂电池的市场竞争力。
美国阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)专注电池研究的Jarod Kelly还表示,磷酸铁锂电池每单位能量的温室气体排放量比含镍、钴电池少20%。此外,与含镍、钴的锂电池相比,磷酸铁锂电池性能更稳定、不易起火,可以反复充电,使用寿命更长。
“朋友圈”持续扩列
特斯拉创始人马斯克在2021年就表示,特斯拉未来将会逐步转向采用磷酸锂铁电池的方案,未来三分之二的特斯拉汽车将使用磷酸铁锂电池,而作为磷酸铁锂电池的产能大户,比亚迪为特斯拉供应电池的消息不是空穴来风。特斯拉工程高级副总裁Drew Baglino今年4月也称,特斯拉现在约有一半的车辆出厂时配备了磷酸铁锂电池(来自宁德时代等)。
美国电动汽车初创企业Rivian也公开表示,磷酸铁锂电池具有“难以置信的潜力”,有计划将磷酸铁锂电池用于标准续航里程的车辆。大众、福特同样对磷酸铁锂电池表达过“关注”,梅赛德斯-奔驰去年宣布未来奔驰的部分电动汽车将使用磷酸铁锂电池。
汽车制造商对磷酸铁锂电池的追捧,引发上游电池生产厂商争相入局扩产。全球动力电池装车量排名前五的电池厂商宁德时代、LG新能源、松下、比亚迪、SKI,只有松下还未宣布研发磷酸铁锂电池(专注于4680电池)。
根据信达证券测算,2025年全球磷酸铁锂需求可达181万吨。但据电池中国不完全统计,各厂商宣布的磷酸铁锂扩产规模加上现有产能已超500万吨,规划产能显著高于需求。
图片来源:比亚迪官网
另一方面,得益于新材料和新工艺的发展,动力电池多元技术路线并存,大圆柱电池技术、硅负极电池、钠离子电池等都在发展,单一电池技术的生命周期可能并不会长。
此外,动力电池回收方面,美国动力电池专家认为,回收商更看重稀缺的镍和钴,磷酸铁锂电池的使用不利于循环经济。电池回收商Li-Cycle首席执行官Ajay Kochhar表示,磷酸铁锂电池会让回收商的商业动力变得很小,可能需要政府或者消费者付费回收这类电池。
小结
目前,磷酸铁锂电池的市场主要在中国。根据电池行业Benchmark Mineral Intelligence数据,如今在中国销售的电动汽车中有44%使用磷酸铁锂电池,欧洲为6%,美国和加拿大为3%。
原因之一是中国企业受制于磷酸铁锂电池专利技术,涉及磷酸铁锂电池的3项核心专利(磷酸铁锂基础结构、碳包覆、碳还原)都被海外公司和机构掌握。一旦中国产品出海,就需要缴纳高额的专利许可费用。不过,彭博社认为,现在越来越多的车企开始高度依赖中国电池供应链,并且转向磷酸铁锂电池的怀抱。一个利好消息是,虽然个别地区(如加拿大魁北克省)将碳包覆专利延期至2025年,但大多数地区的核心专利于今年到期。
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