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进入2020年以来一度沉寂的磷酸铁锂电池开始回暖



  进入2020年以来,一度沉寂的磷酸铁锂电池开始回暖,进入到新的增长周期。

  1997年,当美国科学家Goodenough发现并验证橄榄石结构的磷酸铁锂材料(LFP)可以作为锂电池正极时,可能根本不会想到,这种技术路线有朝一日会在大洋彼岸的中国“遍地开花”。

  2009年,中国启动了十城千辆工程,规划在3年内每年发展10个城市,每个城市推出1000辆新能源汽车,得益于安全性和长寿命的考虑,当时以客车为主的新能源汽车绝大部分都采用了磷酸铁锂电池。

  在此之后,磷酸铁锂技术路线的动力锂电池开始在中国生根发芽,并不断成长壮大。

  2020高工锂电&电动车年会上,安驰科技总工程师白科做了题为“磷酸铁锂:回望来路,再出发”的演讲。他以一个行业亲历者的身份,回望磷酸铁锂过去十年的发展、当下的转折以及未来的展望。

  回望磷酸铁锂电池在国内的发展,从装机量来看,从2010年的0.2GWh到2016年的20.3GWh,其实现了7年100倍的激增。到2016年之后,稳定在每年20GWh的状态。

  从市场份额来看,2010年到2014年,磷酸铁锂的市场份额一直维持在70%以上,但在2016年之后,受到补贴政策的调整与能量密度挂钩的影响,磷酸铁锂电池开始在市场遇冷,逐步从2014年之前的70%以上的占有率,一路跌至2019年的15%以下。

  这期间,磷酸铁锂电池也受到了很多的质疑,一度也成为落后的代名词,甚至出现了弃磷酸铁锂的一个风潮。而这种变化的背后也说明,2019年之前,市场对于政策的依赖程度非常高。

  从技术性能和成本的指标上看,能一定程度上反映磷酸铁锂电池技术的发展和产业成熟度。10年间能量密度平均每年增加9%,成本每年下降17%。

  白科预测,到2023年,磷酸铁锂的能量密度增加会逐步放缓,能接近210Wh/kg,成本则下降至0.5元/Wh。

  进入2020年以来,一度沉寂的磷酸铁锂电池开始回暖,进入到新的增长周期。

  一是新能源汽车动力电池领域路线之争暂缓,不同技术路线的产品都开始能找到适合自身的赛道;二是在5G基站、船舶、工程机械等一定规模的市场,磷酸铁锂电池的优势凸显,开启其了新的市场机会;三是随着电池市场越来越市场化,To C端业务托起新的增长点,这给了磷酸铁锂电池以新的被选择的机会。

  在市场应用上,最为关注的是在电动汽车领域的三款现象级车型,特斯拉Model 3、比亚迪汉、宏光mini EV,都配套了磷酸铁锂电池,这也给接下来其在电动汽车上的应用带来了很大的想象空间。

  随着市场开始进一步摆脱政策化,走向真正市场化,磷酸铁锂电池的机会也将进一步打开。

  市场数据来看,整个2020年磷酸铁锂在车上的装机量有望达到20Gwh,另外,储能市场磷酸铁锂电池出货量预计在10Gwh左右。

  面向2020年后,毫无疑问,磷酸铁锂电池将会在更加多元化的市场应用中开启更大的空间。

  在动力系统的全面电动化中,陆地交通、车辆全面电动化的趋势不可逆转;船舶电动化也在加速,相关标准陆续完善;同时,电动飞机市场开始尝试。这都将会拥有磷酸铁锂电池一部分市场份额。

  储能领域,将会成为磷酸铁锂电池的第二大战场,储能主要分为和电网结合的大型储能和以5G基站为代表的小型储能,这都将是磷酸铁铁锂电池唱主角的应用市场。

  此外,在新兴应用市场中,包括电动叉车、电动助力车、数据中心备电、电梯备电、医疗器械电源等场景,都将会给磷酸铁铁锂电池带来一定的机会和空间。

  多元化的市场,也对锂电池提出了差异化的要求,有的需要长续航、有的需要高能量密度,有的需要宽温性能。即使对于磷酸铁锂电池而言,也需要通过差异化的开发来满足不同应用场景的需求和痛点。

  成立于2016年5月安驰科技,一直坚持走磷酸铁锂技术路线,针对未来市场的需求方向,白科介绍了安驰在磷酸铁锂电池领域的技术研发方向。

  在能量密度提升方向上,疯狂追求能量密度的时代已经过去,但是电池作为能量的载体,能量密度是其必须面对的技术指标。

  对此,安驰开发了结构梯度厚电极,通过平衡极片极化,消除常规厚电极的内阻过高、电池运行温升高等问题。可以使铁锂电池兼顾寿命和高能量密度。基于该技术的铁锂电芯重量能量密度超过190Wh/Kg,体积能量密度超过430Wh/L。

  针对低温场景下的动力电池应用需求,安驰还开发了低温磷酸铁锂电池,通过低粘超电解液、离子/电子超导网络、各项同性石墨、超细纳米铁锂等技术的组合,让电池在低温环境下的正常运行。

  此外,在长寿命的电池开发上,安驰通过低锂耗负极、高稳定性正极、自修复电解液等技术,实现磷酸铁锂电池超6000次以上的循环。