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新能源电池路线大转折,自燃频发的三元锂将被谁替代?

2020-09-22 09:53
汽车大事记
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9月12日,同一天时间,杭州和海口各有一辆电动车发生自燃,虽然都未造成人员伤亡,但还是让众多看客看得胆战心惊。

据不完全统计,今年国内已经发生至少20起电动汽车自燃事故,其中大部分都搭载了三元锂电池,这让三元锂电池的安全性问题又一次被推上了风口浪尖。

就在人们对三元锂电池安全性惊疑不定时,国内第三大动力电池制造商国轩高科自爆将在两年内引入固态电池相关技术。

其实,今年早些时候,比亚迪就拿出自己压箱底的磷酸铁锂“刀片电池”硬刚三元锂电池,突破点正是安全性(针刺试验)。代表三元锂电池最高水准的811电池,也多次被专业人士直指技术不够成熟。

由政策扶植起来的三元锂时代,遭遇制霸动力电池市场以来的最大危机。

磷酸铁锂电池正卷土重来,燃料电池已经受到政策鼓励,固态电池即将登上舞台,属于三元锂的时代才持续了三年,就要遗憾落幕了么?

我国新能源汽车行业过去十年高速发展过程中,三元锂电池作为主角登上历史舞台的时间其实才短短两三年。

2010年6月份,《新能源汽车补贴及实施规则》出台,拉开了新能源汽车高速发展的序幕,自主品牌纷纷试水新能源,锂电池的需求量开始迅速上升。

但是,在2013年之前,国内的车企和电池制造商都在摸着石头过河,直到2013年9月,多部委启动了2013-2015年新能源汽车推广工作,将新能源车推广任务分配到了全国39个城市,动力电池行业开始迎来历史性的变革。

地方政府将完成任务的突破点瞄准了城市公交、出租车和物流车,由于这些车对续航要求不高,但对安全性要求极高,于是,安全性好而能量密度差的磷酸铁锂电池站到了这个行业的C位。

不论什么行业,政策导向高于一切,新能源汽车也不例外。

磷酸铁锂电池成也政策,失也政策。

从2017年开始,新能源汽车补贴不断向高续航、高能量密度的车型倾向:2017年,续航里程超过100公里的电动汽车即可享受国家补贴;2018年,续航里程超过150公里的电动汽车才能享受到国家补贴;2019年,补贴门槛已提升至250公里。

补贴政策的变化,倒逼车企和电池厂商向能量密度更高、续航里程更长的三元锂电池发展。

相关资料显示,2016年三元锂电池的装机量为6.3GWh,市场份额为22.6%;至2019年,三元锂电池的装机量达38.5GWh,市场份额攀升至61.7%。

与此同时,磷酸铁锂的盛世就此终结。磷酸铁锂2016年的装机量为20.3GWh,市场份额为72.7%;2019年的装机量为20GWh,市场份额却已跌至32%。

属于磷酸铁锂电池的时代逐渐远去,而三元锂时代就此揭开序幕。  

相较于磷酸铁锂电池,三元锂电池的能量密度更高,续航里程更长,但是在安全性方面,却大大逊色于磷酸铁锂电池。最直观的证据是近两年来频频发生的电动车起火自燃事故。

从今年5月份开始,广汽新能源Aion S就已经发生了三起自燃事件,其所搭载的就是三元锂电池,而且是号称三元锂最高水准的NCM811电池。

NCM811电池,是指电池所含的镍钴锰比例为8:1:1,目前,国内动力电池厂商中只有寡头宁德时代能够批量生产811电池。这种电池能量密度更高,续航里程更长,但却牺牲了部分稳定性。

三番两次发生的Aion S自燃事件,让广汽新能源将2020款Aion S的电芯换成了NCM523,不再使用NCM811。这些小插曲,也让三元锂电池的安全性推到了舆论的风口浪尖。

有网友统计了今年发生的新能源汽车自燃事故,发现今年发生的20起自燃事故中,除了三款车型不能确定具体电池类型之外,其余17款新能源车均搭载了三元锂电池。这就尴尬了!

搭载三元锂电池的电动车频频出现自燃甚至爆炸事故,早在两年前就已经引起了消费者的广泛关注,为此,电动车在消费者心目中好不容易积累下的信任度逐渐消失。

而在今年上半年,一根钢针引发了磷酸铁锂电池和三元锂电池的“血战”。

今年年初,动力电池老二比亚迪掏出了自己的底牌——磷酸铁锂“刀片电池”,并且用针刺试验来证明自己的安全性。

随后,宁德时代也用一场针刺试验予以回击,结果是三元锂电池包坚硬的金属外壳直接让实验钢针断掉,针无法刺入电池,进而得出三元锂也非常安全的结论。

针无法刺入就能证明三元锂也很安全吗?网友们却不认同,认为这是在偷换概念,毕竟一个是证明针刺造成电池短路的情况下也能保证电池热失控安全性,另一个是证明自身的电池安全防护能力够强,极端外力破坏也不会造成短路。

更甚至,有网友亲自做实验,在微博发布了一段针对宁德时代811三元锂电池单体的针刺测试,视频显示钢针在刺入电池后瞬间起火燃烧,并发出巨大的爆炸声。

这一来,谁再说三元锂电池安全,鬼都不会信。

值得注意的是,目前已有不少车企用高压5系三元电池代替了811电池,尽管原因不尽相同,有些是出于安全性考虑,有些是为了降低成本,但三元锂电池潜在的危险,确实已经引起了许多车企和动力电池制造商的重视。  

就在三元锂电池安全性陷入信任危机时,政策风向也开始变了。

9月16日,在全球新能源汽车供应链创新大会上,国家新能源汽车创新工程项目专家组组长王秉刚透露,2.0版《节能与新能源汽车技术路线图》将很快正式发布。

“对于未来,动力电池将不再单一以高能量密度引导,而将转为坚持安全第一的原则,兼顾性能、成本与寿命等指标。”

王秉刚的这席话意味着,三元锂电池赖以为“盛”的政策保护伞将消失。

事实上,就算没有2.0版技术路线图,随着新能源汽车补贴的即将完全取消,三元锂电池也将面临着上位以来的最大挑战——补贴腰斩后,新能源汽车销量连续12个月下挫,连带对占领市场最大席位的三元锂电池装机量也产生很大影响。

一旦补贴完全取消,一场连锁地震还将在新能源汽车和动力电池行业之间相继上演。三元锂电池垄断乘用车市场的好景已经不长了。

首先是磷酸铁锂电池的卷土重来。比亚迪率先发难,声势浩大地抛出了自己的“刀片电池”,力证磷酸铁锂电池不仅比三元锂电池安全,还能突破能量密度和续航里程的限制,做到更好。

除了稳定性好,磷酸铁锂价格亲民的优势,也有了更多发挥空间。

以2019年底的市场行情来算,三元523正极价格为13.8万元/吨,三元811正极价格高于18万/吨,而磷酸铁锂正极材料价格只有4.3万元/吨。

比亚迪推出的“刀片电池”,能量密度比传统铁电池提升了50%,成本却下降30%。

今年上半年,特斯拉与宁德时代签订的动力电池采购协议,就要求后者向自己提供“无钴电池”,虽然双方并未明确说明是哪种无钴电池,但业界普遍认为是磷酸铁锂电池。

虽然磷酸铁锂和三元锂正斗得头破血流,但未来的动力电池舞台却已经不再囿于三元锂电池与磷酸铁锂电池之间,更多的技术路线开始走上舞台。

去年开始,氢燃料概念开始走红,政策对氢能及燃料电池产业的推广路线也逐渐明朗,国内越来越多车企开始着手研发这种被不少业内专家称作是终极能源的技术线路。

今年9月,上汽集团拉出了自己的首款燃料电池MPV(上汽大通MAXUS EUNIQ 7),同时发布了“氢战略”。3个月前,领跑全球氢能源技术的丰田还与国内的一汽、东风、广汽、北汽等大型车企共同成立“联合燃料电池系统研发(北京)有限公司”,开展商用车氢燃料电池系统研发。

与此同时,比锂电池的能量密度高上至少两倍,而且不受低温影响、充电速率更高的固态电池,被认为是既安全又能极大提高续航里程的技术线路。

9月17日,在中国电动汽车百人会主办的全球新能源汽车供应链创新大会上,国轩高科高级副总裁徐兴无表示,如果想进一步提高电池的能量密度,目前来说比较可靠的就是固态电池技术路线。

对此,徐兴无还透露了国轩高科固态电池时间表:2022年之前引入固态电池相关技术。

而在国外,对固态电池研究已久的丰田汽车,计划在2025年之前量产固态电池。

未来的动力电池之争,将呈现百花齐放百家争鸣的局面,哪种技术路线能成为新霸主,目前还缺少有力的判断证据。

唯一可以肯定的是,三元锂时代真的要落幕了,一个更多元的时代将取而代之。

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