Tesla y BYD se han implicado. ¿Cuáles son las ventajas de las baterías de fosfato de hierro y litio? ¿Por qué "regresar"?
Todavía recuerdo que cuando recién estaba surgiendo el mercado nacional de nuevas energías, la industria estaba llena de una gran cantidad de vehículos eléctricos puros que utilizaban baterías de fosfato de hierro y litio. En los últimos años, con la continua mejora y transformación del nuevo mercado energético, las baterías de fosfato de hierro y litio que alguna vez representaron la "gama baja" parecen ser olvidadas gradualmente por la gente, mientras que las baterías de litio ternarias son favorecidas por más empresas de automóviles y consumidores. , convirtiéndose en la corriente principal del mercado.
Sin embargo, hace apenas un tiempo, se confirmó que el Tesla Model 3 nacional utilizaba baterías de fosfato de hierro y litio y la aparición de la "batería de cuchillas" de BYD ha hecho que las baterías de fosfato de hierro y litio vuelvan a estar en los ojos de los consumidores. Entonces, ¿el uso de baterías de fosfato de hierro y litio de "gama baja" es una "regresión" tecnológica? ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de esta tecnología? ¿Por qué eligió "regresar" en el momento actual? Con estas preguntas en mente, Paike conversará contigo hoy.
En el campo de las baterías eléctricas, el litio ternario y el fosfato de litio y hierro son dos de las baterías de iones de litio más utilizadas. Las baterías ternarias de litio son baterías secundarias de iones de litio que utilizan polímeros ternarios como manganato de litio, níquel y cobalto o aluminato de litio, níquel y cobalto como material del electrodo positivo, mientras que las baterías de fosfato de litio y hierro llevan el nombre de que el material del electrodo positivo es fosfato de litio y hierro. "Ternario" contiene un metal precioso: el cobalto. Desde 2017, el precio mundial de los materiales de cobalto ha seguido aumentando y el precio de las baterías ternarias de litio también ha aumentado. En comparación, las baterías de fosfato de hierro y litio son más sencillas de fabricar y utilizan menores costos de material. No contienen elementos metálicos como níquel, manganeso, aluminio y cobalto, con grandes fluctuaciones de precios en comparación con las baterías de litio ternarias. es aproximadamente un 20% bajo.
Según datos de True Lithium Research, a finales de 2019, el precio unitario de los paquetes de baterías ternarias de litio nacionales era de 1,05 yuanes/Wh; el precio unitario de los paquetes de baterías de fosfato de hierro y litio era de 0,8 yuanes/Wh; ¿Qué? Después de que Tesla llegó a un acuerdo con CATL, utilizará baterías de fosfato de hierro y litio en el Modelo 3 nacional y en muchos modelos futuros, lo que puede reducir costos de manera efectiva. En comparación con la situación actual, Tesla reducirá los costes en al menos un 10% tras sustituir las baterías de fosfato de hierro y litio. Como resultado, no sólo se acelerará el proceso de localización de piezas, sino que la consiguiente reducción de los precios de los vehículos ayudará a Tesla a hacerse con una mayor cuota de mercado.
Además de ser económicas, las baterías de fosfato de hierro y litio también tienen características de buena estabilidad y alta seguridad. El rendimiento electroquímico del material del cátodo de la batería de fosfato de hierro y litio es relativamente estable y la estructura de la batería no cambiará durante el proceso de carga y descarga. En términos de características, es más segura que las baterías ternarias de litio y es menos probable que explote incluso en condiciones especiales como cortocircuito, extrusión y perforación. Esto también se puede ver en la prueba de seguridad de la "Batería Blade" de BYD hace algún tiempo.
Se informa que la temperatura de fuga térmica de las baterías de fosfato de hierro y litio es generalmente superior a 500 °C, mientras que la de las baterías de litio ternarias es inferior a 300 °C. La temperatura de fuga térmica de algunas baterías de litio ternarias con. una proporción alta de níquel es incluso inferior a 200°C. Además, debido a que no contienen metales pesados ni metales raros, las baterías de fosfato de hierro y litio son relativamente respetuosas con el medio ambiente y más fáciles de reciclar. Por lo tanto, en los primeros años, después de considerar el costo, la tecnología y otros factores, las baterías de fosfato de hierro y litio se convertirán en la primera opción para los vehículos de nueva energía.
Mirándolo de esta manera, las baterías de fosfato de hierro y litio parecen ser una opción de "alta calidad y bajo precio", entonces, ¿por qué han estado "silenciosas" durante tanto tiempo?
Después de experimentar "subsidios engañosos" y la etapa inicial de desarrollo de nuevas energías con una calidad de producto desigual, el estado favorecerá cada vez más los modelos con un largo alcance de crucero y una alta densidad de energía de los sistemas de baterías en términos de subsidios; Para los consumidores comunes, una mayor duración de la batería a menudo puede brindar una experiencia de automóvil más cómoda. Por lo tanto, los productos de las empresas automovilísticas siguen acercándose a la dirección de "alta resistencia".
Sin embargo, la baja densidad de energía y la dificultad para aumentar la autonomía de crucero son las mayores "desventajas" de las baterías de fosfato de hierro y litio. Las baterías ternarias de litio se han convertido gradualmente en la corriente principal de la industria debido a su alta densidad de energía y su mayor autonomía. Aunque el costo aumentará mucho después de usar baterías de litio ternarias, la mejora intuitiva de la vida útil de la batería, la reducción de la ansiedad del usuario por el kilometraje, junto con los subsidios y el apoyo de las políticas, las baterías de litio ternarias serán sin duda una mejor opción. Además, mediante la modificación y optimización de materiales, el recubrimiento de superficies y el ajuste de electrolitos, también se puede garantizar la seguridad.
Con la "reducción" de las subvenciones a los vehículos de nuevas energías a finales de junio de 2019, el coste se ha convertido en uno de los principales factores considerados por las empresas de vehículos eléctricos. Parece que es sólo cuestión de tiempo antes de que los subsidios disminuyan gradualmente y desaparezcan por completo.
Como resultado, para mantener la competitividad de los productos de los modelos de automóviles, las empresas de automóviles deben volver a la "racionalidad" en la selección, las consideraciones de costo y beneficio de las baterías eléctricas. Las baterías de fosfato de hierro y litio de costo relativamente bajo han "regresado" a los automóviles. empresas y dentro del campo de visión del consumidor.
Al mismo tiempo, con el continuo desarrollo de la tecnología, la desventaja de la "poca resistencia" de las baterías de fosfato de hierro y litio se ha ido mejorando gradualmente. En los últimos años, la densidad de energía de las celdas de batería de fosfato de hierro y litio en el mercado era de alrededor de 120-140 Wh/kg, y la densidad de energía del sistema de batería después del embalaje era de alrededor de 90-100 Wh/kg. Por el contrario, para las baterías ternarias de litio, la densidad de energía de las baterías Tesla 21700 puede alcanzar los 300 Wh/kg. En los últimos años, la densidad de energía de las celdas de batería de fosfato de hierro y litio producidas en masa por fabricantes de baterías como BYD, Lishen y Guoxuan ha alcanzado los 190 Wh/kg, y se espera que alcance los 220 Wh/kg.
La recientemente popular "Blade Battery" de BYD es en realidad una tecnología de batería llamada CTP (Cell To Pack), es decir, las celdas están empaquetadas directamente. Debido a que las celdas de la batería están aplanadas, se organizan varias celdas de batería de una sola "hoja" en una matriz, y la longitud puede alcanzar los 2500 mm, la eficiencia de reorganización de las celdas se ha mejorado enormemente y tiene un mayor volumen y densidad de energía que el ácido fosfórico tradicional. La batería de litio y hierro se ha mejorado en un 50% y la vida útil del vehículo puede alcanzar más de un millón de kilómetros. Tomando como ejemplo el BYD Han EV, su sistema de batería tiene una densidad de energía de 140 Wh/kg y una autonomía de crucero de hasta 605 km según los estándares NEDC. En comparación con otros modelos que utilizan baterías ternarias de litio, no se queda atrás en términos de batería. vida.
CATL también está tomando una ruta similar. A finales de 2019, CATL y BAIC New Energy lanzaron paquetes de baterías CTP. La tecnología CTP de CATL puede aumentar la utilización del volumen del paquete de baterías entre un 15% y un 20%, aumentar la eficiencia de producción en un 50%, reducir la cantidad de componentes del paquete de baterías en un 40% y aumentar la densidad de energía del sistema entre un 10% y un 15%, hasta un máximo. de más de 200Wh/kg.
Al mismo tiempo, a medida que el nuevo mercado energético se vuelve cada vez más maduro, además de modelos relativamente "de alta gama" como Tesla Model 3 y BYD Han EV, vehículos eléctricos puros con autonomía moderada y alto costo. Los scooters también se convertirán en una nueva demanda en el mercado. Desde este punto de vista, las baterías de fosfato de hierro y litio, con un ciclo de vida prolongado y menor coste, son más adecuadas para este tipo de vehículos que las baterías ternarias de litio.
Después de leer el texto anterior, muchas personas pueden tener preguntas: ¿Las baterías de fosfato de hierro y litio volverán a ser la "corriente principal" del mercado con el desarrollo de la tecnología? ¿Competirá con las baterías ternarias de litio?
Aunque actualmente las baterías de fosfato de hierro y litio pueden competir con las baterías de litio ternarias al reducir el peso del paquete de baterías y aumentar la densidad de energía general del paquete de baterías, después de todo, las baterías de fosfato de hierro y litio tienen limitaciones en los materiales; La densidad de energía de sus celdas es difícil de lograr un gran desarrollo, mientras que la densidad de energía de las baterías de litio ternarias tiene un mayor margen de avance. En resumen, las baterías ternarias de litio tienen el potencial de mejorar significativamente la vida útil de la batería, mientras que las baterías de fosfato de hierro y litio serán más difíciles.
Además, la resistencia a bajas temperaturas de las baterías de fosfato de hierro y litio es mucho peor que la de las baterías ternarias de litio. Según los experimentos, en un ambiente de -20 °C, la capacidad de las baterías de fosfato de hierro y litio se reducirá en casi un 50% y la capacidad de las baterías ternarias de litio se reducirá al 75%. Al mismo tiempo, la capacidad de carga rápida del fosfato de hierro y litio no es tan buena como la de las baterías de litio ternarias. En términos generales, las baterías de fosfato de hierro y litio "regresarán" gradualmente en productos de gama media a baja. Pero, por el contrario, si se buscan más escenarios de uso (resistencia al frío y carga rápida) y un mayor rendimiento, las baterías de litio ternarias seguirán siendo una tecnología de aplicación relativamente común en el futuro.
Creo que después de leer el texto anterior, todos tienen una cierta comprensión del "retorno" de las baterías de fosfato de hierro y litio. Su regreso y la mejora de la tecnología de paquetes son manifestaciones de un mercado cada vez más racional. A medida que se acelera la disminución de los subsidios y se intensifica la competencia en el mercado, se cree que surgirán más tecnologías nuevas. Como pilas de combustible, baterías de estado sólido y baterías de litio cuaternarias, etc., Paike está lleno de expectativas. Por último, como consumidor, ¿qué quiere decir sobre el "regreso" de las baterías de fosfato de hierro y litio? Bienvenido a dejar un mensaje e interactuar con nosotros a continuación.
Este artículo proviene del autor de Autohome Chejiahao y no representa los puntos de vista ni las posiciones de Autohome.