彼時，一句來自北京近郊出租司機的吐槽，令“E車匯”記憶尤深，“就這車夏天開空調也就能跑120公里，冬天不開空調才60公里，拉活連摩的都干不過。”正因如此，即使政策與補貼大力扶持，純電動車型依舊無人問津。反觀需要燃油指標、價格破百萬的特斯拉 Model S，因高續航與高話題性備受歡迎，一度成為平行進口、二手車商眼中的“紅人”。

 

 

隨后，為尋求續航里程的突破，自主品牌紛紛將目光轉向三元鋰電池，磷酸鐵鋰的堅實擁護者比亞迪與騰勢，也最終倒戈三元鋰電池。根據相關資料顯示，2016年三元鋰電池的裝機量為6.3GWh，市場份額為22.6%；至2019年，三元鋰電池的裝機量達38.5GWh，市場份額也攀升至61.7%。不過，就在磷酸鐵鋰的市場占比卻逐年下滑的之際，比亞迪與特斯拉先后宣布，將通過“刀片電池”技術重啟磷酸鐵鋰電池以及采用“無鈷化”電池。

 

難道方向錯了？磷酸鐵鋰卷土重來

 

早在2018年，特斯拉馬斯克就表示要實現電池“無鈷”化，近期更是傳出特斯拉與寧德時代正就“無鈷”電池技術進行商討。緊接著比亞迪展示了最新刀片電池，并表示搭載新型電池的比亞迪漢EV即將接受市場考驗。

 

 

首先簡單解釋一下磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池的“愛恨情仇”，續航一直是評定純電動車型的基礎要素，不過受制于動力電池布局空間，簡單的堆積電池并不能完全解決問題，因此提升電池能量密度便成為突破方向。再加上國內補貼政策的傾斜，長續航、高密度成為車企技術靠攏方向，三元鋰電池一度成為新車核心賣點。

 

 

實際上，磷酸鐵鋰與三元鋰電池最大的區別在于正極材料的不同，磷酸鐵鋰電池正極材質為磷酸鐵鋰，三元鋰電池則采用鎳鈷鋁或鎳鈷錳。三元鋰電池的優勢在于高能量密度，缺點在于成本與安全隱患。目前，主流廠家已經通過技術手段，增加電池主動溫控系統控制熱失控風險，但原材料成本問題暫時無法通過技術手段解決。

 

根據真鋰研究的數據顯示，截至2019年年底，國內三元鋰電池包的單價為1.05元/Wh；磷酸鐵鋰電池包的單價為0.8元/Wh。因此，在補貼大幅下滑的背景下，磷酸鐵鋰電池又重新被重視。

 

比亞迪“刀片”劃破三元鋰封鎖

 

在國內乘用車普遍搭載三元鋰電池的情況下，磷酸鐵鋰電池依舊占據近40%的市場占有率，主要貢獻在于對安全性需求極高的商用車領域。比亞迪雖然在乘用車妥協三元鋰電池，而在商用車領域并沒有遺失自身優勢。

 

在磷酸鐵鋰電池能量密度并未突破的前提下，比亞迪在電池結構與電池包設計方面進行了改善，刀片電池采用長條形狀，并列排布在動力電池包內部。緊密的排列結構，取代了動力電池包內部原有的橫梁與縱梁結構，并減少不必要的模組外殼結構，有效提升了電池包內部空間使用率，從而提升整體電池包能量密度。

 

 

與此同時，刀片電池不僅能直接封裝成動力電池模組，并增加溫度管理系統接觸面積，提高冷卻或加熱性能，降低溫控系統的額外損耗。同時，不同車型只需改變刀片電池長短，便可適應不同車型，增強了刀片的電池適應性。

 

 

三元鋰電池固然在能量密度方面，有著很強的拓展能力，但高活性帶來的高密度也有著高風險。進入2019年之后，因熱失控導致的自燃情況明顯增加，安全問題逐漸成為焦點。近期比亞迪就針對安全問題，展示了三元鋰電池、磷酸鐵鋰塊狀電池、比亞迪刀片電池受針刺之后的不同表現。

 

當鋼針將動力電池電芯刺穿導致電芯發生短路時，三元鋰電池出現劇烈溫度變化，表面溫度迅速超過500℃，且發生極端熱失控劇烈燃燒。傳統磷酸鋰電池在被刺穿后雖未有明火，但是冒白煙且表面溫度達到200℃-400℃。刀片電池在被穿透后，無明火、無煙，同時電池表面溫度僅為30℃-60℃。中國科學院院士歐陽明高認為：“這主要得益于刀片電池獨特的設計特性，使得它在短路時產熱少、散熱快。”此外，比亞迪內部工程師向“E車匯”透露：“至2021年包括純電、插混車型均會普及刀片電池的應用。”

 

特斯拉如何玩轉“無鈷”化

 

除了比亞迪之外，現在特斯拉也在追求新型電池的路上越走越遠。2018年，特斯拉CEO馬斯克發布推文稱，Model 3的電池中有不到3%的鈷，將改進技術，爭取在下一代電池中完全拋棄鈷。特斯拉傳出“無鈷化”后，導致鈷板塊的股票大跌，磷酸鐵鋰相關股票多日漲停。

 

實際上，從2017年開始全球鈷材料價格走勢就持續走高。已經看到國產Model 3因價格優勢，銷量持續走高的特斯拉。從落地國產之后，一直不斷加快零部件國產化，作為成本核心的動力電池，特斯拉一方面已經與寧德時代達成協議，另一方面也在探討“無鈷化”電池的可行性。

 

 

盡管磷酸鐵鋰在價格與安全方面，有著其固有優勢，但其能量密度提升空間并不大。以高續航贏得市場關注的特斯拉，固然不會自廢武功。實際上，特斯拉看上的是寧德時代的CTP無模組動力電池包技術。

 

在純電動車上，電池并不是裸露的單獨存在的，需要眾多用眾多電芯組成電池模組，通過串并聯增加電池容量或電池電壓，同時還需要配備電池管理系統、溫控裝置、保護殼體等等。這些額外增加的重量，都需要平攤電池能量密度。

 

寧德時代的CTP無模組動力電池包技術簡單來說，就是去除了電池模組概念，采用模塊化設計，增加動力電池的滿艙率。一方面降低額外重量，另一方面增加裝載量。目前，寧德時代為大眾e－Delivery系列車型提供的CTP磷酸鐵鋰電池的電池包，能量密度已經達到160Wh/kg，因此磷酸鐵鋰電池的能量密度與續航能力不再是問題。

 

目前，寧德時代的CTP電池包零部件數量減少40%，CTP電池包體積利用率提高了15%-20%，生產效率提升了50%，可大幅降低動力電池的制造成本。因此，才讓特斯拉看到了國產車型應用“無鈷化”電池包的可能。

 

在“E車匯”看來，控制電池成本一直是車企突破方向，早在2019年，江淮推出的iEV7L便裝配磷酸鐵鋰電池，保障終端售價足夠親民。如今在磷酸鐵鋰電池技術仍未大幅突破的前提下，寧德時代與比亞迪通過改善電池結構，優化內部不必要的額外重量，提升整體電池包能量密度，同時兼顧成本與續航需求，讓磷酸鐵鋰電池重獲競爭力。

 

不過，對于磷酸鐵鋰電池的重回主角，也有不少反對的聲音。因此，乘聯會秘書長崔東樹認為：“磷酸鐵鋰電池能量密度暫無任何突破，不會在近期有重大突破，預計相比2019年市場占有率會有所下降。”