三元锂还需规模化应用 中国电子科技集团公司第18研究所电池研究室主任肖成伟认为,三元材料锂电池是未来乘用车动力电池的主流产品,对电池系统设计

三元材料渐成趋势 磷酸铁锂或将“黯然离场”?

  三元锂还需规模化应用

  中国电子科技集团公司第18研究所电池研究室主任肖成伟认为,三元材料锂电池是未来乘用车动力电池的主流产品,对电池系统设计应该从批量化的生产角度或者从规模化生产的角度考虑,尽可能做到标准化、规格化。“这是汽车厂需要考虑的,也是整个行业需要考虑的。”肖成伟说,“尽可能把单体电池做成统一标准、统一规格,外形尺寸保持一致,不但可以增强对汽车企业车型配套能力,还能大幅度降低电池生产的成本,可谓一举两得。”

  在三元材料电池使用过程中,肖成伟最看重它的安全性。他表示,电池的比能量和安全性是相互矛盾的关系,此消彼长。每一个电池都有安全性问题,没有一类电池绝对安全,只不过安全性有高与低的差别。从电池系统的设计角度考虑,如热设计和结构设计等,可以通过BMS的管理,甚至通过整车的控制策略来提高安全性。从电池系统的设计,包括整车设计角度来保证它的安全性,至少在目前国内做电动车设计的时候,必须放在非常重要的位置考虑。

  另外,肖成伟认为,三元材料锂电池循环寿命需要进一步提高,磷酸铁锂循环寿命单体3000次或者5000次,三元材料也要和磷酸铁锂的循环寿命做竞争,从车企的角度来说希望尽可能提高它的循环寿命。但是他强调,由于三元材料锂电池的比能量往往比磷酸铁锂电池高出50%,所以也不必追求过高的循环寿命。因为过高的循环寿命会影响三元锂电池的安全性,在能保证续驶里程的情况下,三元锂电池拥有2000次循环寿命基本满足消费者需求。

  肖成伟最后表示,目前采用三元材料锂电池是整车厂现在应用和关注的重点,是今后一段时间实现规模化应用的产品。当然磷酸铁锂在某些车型里面也会用,比如应用在对体积和重量要求不是很严格的商用车中。但是由于三元材料锂电池相比磷酸铁锂电池更便宜(编者注:电池材料上磷酸铁锂更便宜,但是因为三元锂电池比能量高,成品电池三元锂更便宜),在未来有很大发展,尤其在低速电动车上,可能会取代铅酸电池。

  磷酸铁锂仍有“自信”

  尽管三元锂电池有“大行其道”的趋势,但是锂电池市场格局目前仍以磷酸铁锂电池为主。从市场用量、技术的成熟度等方面看,磷酸铁锂电池具有稳定性高、安全可靠、价格便宜、技术成熟等特点。中国科学院物理研究所研究员黄学杰表示,涉及国内磷酸铁锂动力电池的生产企业多达100多家,而在现有的国内新能源汽车动力电池供应环节中,磷酸铁锂动力电池几乎占据着商用车整个市场。

  但是由于磷酸铁锂电池理论能量密度提升空间有限,最大为150Wh/kg。比亚迪一直以来坚持磷酸铁锂电池路线,电池单体能量密度达到130Wh/kg 以上,基本接近理论极限,据了解,比亚迪公司也在积极开发能量密度更高的磷酸铁锰锂材料新型动力锂电池。对于未来电池的选择,比亚迪总裁王传福表示不排除选用其他材料的电池作为比亚迪汽车的动力电池。现在比亚迪已经把磷酸铁锂电池的成本降到很低,积累了很多工业化经验,因为三元锂电池的比能量比较高,公司对于电池的选择上正在论证。另外,磷酸铁锂电池更多还将用在商用车上,尤其是城市公交车和大巴车上。

  而据记者了解,很多新能源车企还将保留一部分搭载磷酸铁锂电池的纯电动汽车的生产能力。王可峰表示,北汽新能源将根据消费者的需求,生产适合市场的产品,因为搭载磷酸铁锂电池的电动车便宜,尽管续驶里程有限,但是还有一定市场,未来北汽还会生产。张金汉告诉记者,江淮新能源乘用车今年计划销售1万辆,包括 iEV4和iEV5,因为消费者的需求不同,iEV4并不会停产。

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  众所周知,电动汽车的续驶里程依赖动力电池的蓄电总量。2010年时,我国车用动力电池的能量密度为100Wh/kg,今天已经接近200Wh/kg,基本达到了《国家重点研发计划新能源汽车重点专项实施方案(征求意见稿)》中的要求。但是5年以后,能量密度要达到300Wh/kg,哪种电池能做到这个目标,现在谁也说不好。

  对近几年进行一下纵向比较不难发现,锂电池的技术进步非常大,但缺乏革命性的改变。锂电池与几年前没有两样:结构没有发生变化,主要配套材料基本没有变化。尤其是正极材料还与多年前一样,还是钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等。变化的只是不同材料的市场占有率,以前是钴酸锂的天下,现在则是三元材料和磷酸铁锂在“逐鹿中原”。

[责任编辑:赵卓然]

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