如果你有计划买一辆新能源车,选磷酸铁锂电池还是三元锂电池,这几乎是人人绕不开的一个问题。
这搁前几年,还有个不成文的鄙视链,高端车清一色用三元锂电池,讲究的就是一个“尊”,谁家旗舰车用了磷酸铁锂电池,估计得被键盘党们喷出粑粑来。
而磷酸铁锂电池,几乎就是低端车、网约车的代名词,买这就约等于凑活用呗,还能咋的。
要知道,2019年的时候,三元锂电池的市占率一度占到了新车销售的65%,隐隐有种贵有贵的道理,咬咬牙也得上三元锂的感觉。
结果几年下来,时代变了,磷酸铁锂电池装车量超过了80%,三元锂已经被挤压到不到20%了。
如今车子价格高不高,品牌牛不牛都不妨碍用磷酸铁锂电池了。
你看隔壁一百来万的仰望U8、小米Yu7的标准版和Pro版都皈依磷酸铁锂电池神教了。。。
甚至还出现加价1万5,从三元锂电池“升级”成磷酸铁锂电池这样倒反天罡的事儿。
为什么才短短几年,磷酸铁锂电池就把曾经的绝代双骄三元锂打成了南慕容呢?
我们去简单研究了下,发现磷酸铁锂电池的逆袭之路还真不简单。
要说这两种电池最大的不同,首先就得聊聊它们的出身。
三元锂电池,听名字就知道,它的正极材料里有三种关键元素,通常是镍(Nickel)、钴(Cobalt)和锰(Manganese)的三元成分。
不管怎么改配方,但主角就这三兄弟。
可你不知道的是,镍这玩意儿全球储量大约只有1100万吨,其中超过一半都在非洲的刚果(金),而钴主要产地就是印尼。
如果这俩大哥放屁窜稀了,全世界都得抖三抖。
自然而然,它的价格远高于隔壁满世界都有的磷矿、铁矿了,而电车很大一部分成本,又集中在电池上。
所以,这么看的话,磷酸铁锂电池从娘胎里出来,就自带了一个省钱光环。
那现在国内新能源车这么卷,为了省点钱,大家更喜欢用磷酸铁锂电池,好像也没啥毛病。
那为啥之前车企们不想着省钱呢?
因为在最早的时候,国内关于新能源汽车补贴的政策是和电池能量密度有关,三元锂电池虽然成本贵,但人家确实性能好,而且就凭着这性能可以领补贴。
车企们用补贴来弥补成本问题,咬咬牙也就这么用了。
等2022年开始补贴逐渐退坡,车企们开始真金白银从口袋掏钱的时候,风向就不对了。
不过可能有人会说了,光便宜有啥用,电动车主最关心的是续航!
这话确实也没错,毕竟直到如今,三元锂电池的性能依旧强于磷酸铁锂电池。
比如三元锂能量密度大,那么在同样一款车型里,往往能塞进去更大的电池包。
如果换算成同样大小的电池包,那三元锂电池的电量又更多。
而且,三元锂还特别抗冻,在零下二十度时,三元锂电池理论上能够释放超过70%的电量,磷酸铁锂就只能释放超过5成的电了。
那时候的磷酸铁锂车主,冬天出门跟开盲盒似的,仪表盘上的续航里程掉得比温度计还快,真的是开个空调都心惊胆战。
所以当时的想法是,无论怎么讲,三元锂电池的车型就是能跑得更远。。
但慢慢地,后来大家发现还真不是这么一回事。
因为三元锂的活跃化学特性导致了,它拥有较高能量密度背后,付出的代价就是过于娇气。
一旦过充过放,就容易释放出氧原子,导致内部结构损坏,然后就嘭得一声开花了。
要知道,三元锂电池的爆燃速度,是秒速5公斤。。。
所以,为了避免这些极端情况,汽车厂商通常会通过电池管理系统(BMS)刻意限制三元锂电池的使用程度,而且也会推荐车主日常不要开到真没电了再去充电,充电80%-90%也就够了。
而磷酸铁锂就不一样了,得益于自身内部橄榄石结构的稳定,耐高温、抗过充,循环寿命超长,主打一个耐操。
于是,磷酸铁锂的电车基本不用担心满充满放的问题,充电速度也是可以一个劲地猛堆。
比如什么宁德时代的二代神行电池和比亚迪的兆瓦闪充,都做到了充电五分钟,续航400公里的水平。
这么一来,一辆标称续航600公里的三元锂车,日常可用续航可能是中间50%,也就是300公里,而一辆标称续航500公里的磷酸铁锂车,车主可以放心从100%用到10%,实际可用续航高达接近450公里。
然后两个车一起进超充站,磷酸铁锂充完电开到家了,这边三元锂可能还在哼哧哼哧补能。
两相一对比,在实际使用场景中,磷酸铁锂续航补能不输,甚至还反压一头三元锂。。。
更骚的是,磷酸铁锂电池厂家们,还整了点天赋不够技术来凑的花活。
像比亚迪就研发了个脉冲自加热的技术,通过高频脉冲电流让电池内部的电芯自己给自己加热,就像人冷了会搓手一样,几分钟内就能让电池升温到最佳工作区间,四舍五入就是给磷酸铁锂装个暖宝宝,有效克服了磷酸铁锂低温续航不行的短板。
就连磷酸铁锂电池太重,像宁德时代等厂商,也用上了CTP(Cell-to-Pack)技术,把传统电池包的“电芯-模组-电池包”三级结构,优化掉了模组,直接把电芯直接集成到电池包里。
省下中间又重又占地方的壳子和零件的一大堆“赘肉”,让整个电池包的重量更轻,空间利用率更高,变相提高了磷酸铁锂电池的能量密度。
不过呢,磷酸铁锂也有自己的一些局限。
比如搭载了磷酸铁锂电池的车型,往往能看到厂家会建议你定期充满电,来帮助BMS做电量校准,不然容易出现电量不准的情况。
但我们发现,磷酸铁锂的逆袭,似乎又不全是技术问题。
不知道大家有没有发现,怎么磷酸铁锂这些新技术,不是比亚迪就是宁德时代在整,那些老牌电池厂LG、松下们搁那看戏呢?
你还真别说,人家还真就只能在边上吃点剩下的,这也恰恰是磷酸铁锂能反杀三元锂的又一关键因素,因为老铁傍上了咱们中国新能源发展的技术东风。
尽管磷酸铁锂电池,是在1996年被美国德克萨斯大学的约翰·班尼斯特·古迪纳夫教授发现的,但人家老外一直看不上这个玩意儿。
就跟前面说的一样,磷酸铁锂,能量密度上限一般,低温性能差,就是个上不了台面的“矮矬穷”。
相反,三元锂电池优秀的纸面数据让外国车企、学者们看嗨了,LG、三星、松下这些海外电池大厂纷纷将宝押在了三元锂,甚至是能量密度更高的固态电池、高镍电池上。
他们一门心思地想在化学材料上搞点突破,给三元锂打补丁,觉得这才是未来的方向,代表着科技、高端、未来的新能源就得用高级货。
可中国这边敏锐地发现,与其一味地追求纸面续航涨那么个百八十公里,磷酸铁锂的续航挤吧挤吧也够用,而且用了磷酸铁锂电池后,车价降下来让大家伙都买得起,反而更能推行新能源汽车的发展。
于是,几年下来,海外厂商们期待的“技术爆炸”迟迟没来,反而是中国的工程师们硬生生靠着结构创新和系统集成,把“矮矬穷”扶上了“高富帅”的宝座,磷酸铁锂就这么逆袭成功了。
等他们回过神来,才发现自己傻眼了。
因为整个磷酸铁锂的产业链,从上游的正负极材料,到中游的电芯制造,再到下游的专利技术,几乎被中国企业“包圆”了。
目前,中国磷酸铁锂电池产量占据全球95%市场份额以上。
再细看供应链,磷酸铁锂的正极材料几乎100%都是中国企业生产的,而相关的电池结构创新、热管理等关键技术领域,中国企业的专利布局也遥遥领先。
于是,老外们这两年疯狂投资建设磷酸铁锂电池厂。
像是福特在2023年规划建设一家磷酸铁锂电池厂,LG上个月刚拿下特斯拉超300亿的磷酸铁锂电池订单。
可这些动作的背后,好像又都是中国人的身影。
比如福特的厂子用的是宁德时代的技术,LG的正极材料供应商包括了国内的龙蟠科技、华友钴业等等。
更别提还有傻小子松下,依旧死死抱着三元锂的路线不撒手。
总的来说,磷酸铁锂的阶段性胜利,很难说是某个方面的原因,更像是一个全面转入新能源时代的中间形态。
或许在很多人看来,未来必将属于**新电池。
但,我们也能发现,磷酸铁锂电池的上限似乎也还远没到来。
或许,我们都弄错了一个问题。
电池技术路线的选择,根本不是什么化学性质决定的,而是钱来决定的。
就像三元锂电池尽管拥有更优秀的化学属性,但它高成本和娇贵特点,也决定了搭载它的电车与“高端、昂贵”等标签绑定,那新能源车就只能作为少数人的玩具,显然不可能推动新能源转型。
而磷酸铁锂的出现,凭借其成本优势和皮实耐用的特性,才真正开启了电动车的全民普及。
这么看来,或许未来新能源车的动力电池除了数据要好看,更重要的,还得是便宜、耐操。
归根结底,决定一项技术是否伟大的,有时并非其理论上限有多高,而是其普惠下限有多广。