也許會有一些持幣待購的消費者徘徊在特斯拉Model 3和比亞迪漢EV之間難以抉擇，亦或許有人會認(rèn)為這兩個品牌的產(chǎn)品完全不具備可比性。無論大家的觀點如何，特斯拉和比亞迪這兩個品牌，近期都因為“磷酸鐵鋰電池”這一話題被無時不刻地被捆綁到了一起。今天，我們就順著話題的兩端一起往中間捋，看看對于它們而言，磷酸鐵鋰到底是怎樣的一種存在。
關(guān)于國產(chǎn)Model 3的這次降價，特斯拉告訴大家是得益于“先進(jìn)的軟件技術(shù)和效能優(yōu)化”，其實最核心要素就是磷酸鐵鋰電池相對較低的原材料成本。而且大家一致認(rèn)為Model 3還有價格繼續(xù)下調(diào)的空間，銷路被紛紛看漲。
比亞迪在今年7月全新推出的漢系列車型也掀起了一陣波瀾，官方宣稱其剛剛上市預(yù)定量就突破3萬輛，當(dāng)時漢EV車型的產(chǎn)能遠(yuǎn)不足以應(yīng)對，可以肯定的是新上任的“刀片電池”產(chǎn)能不足正是主要影響因素。當(dāng)然在最近的一個月我們也看到了隨著產(chǎn)能逐漸釋放，漢的交付量正在相應(yīng)地攀升。與此同時，比亞迪又在快速布局為宋PLUS EV、2021款唐EV等更多車型搭載這款新型磷酸鐵鋰電池。結(jié)合以上信息，你是否認(rèn)為磷酸鐵鋰電池是一款顛覆現(xiàn)有電池技術(shù)，未來還將有長遠(yuǎn)發(fā)展的新技術(shù)呢？
希望大家不要誤解，對于磷酸鐵鋰，我們還是形容它為“再度出山”。對動力電池發(fā)展歷程稍有了解的朋友可能會知道，早在二十世紀(jì)九十年代初，鋰離子電池最初的發(fā)明者之一——約翰·班尼斯特·古迪納夫（John Bannister Goodenough）博士就在原始鋰離子（鈷酸鋰）電池的基礎(chǔ)上改進(jìn)出了磷酸鐵鋰電池，這種新的正極材料首先解決了化學(xué)電池在安全性上的弊端，在其橄欖石結(jié)構(gòu)中氧氣很難析出，因而熱穩(wěn)定性較高。同時磷酸鐵鋰不含任何對人體有害的重金屬元素，幾種化學(xué)原料的成本均相對低廉，再加上充放電效能高、循環(huán)壽命長等優(yōu)勢，磷酸鐵鋰電池可以說是截止目前相對最“成熟穩(wěn)重”的鋰離子電池正極材料。
鋰離子電池最初的發(fā)明者之一——約翰·班尼斯特·古迪納夫（John Bannister Goodenough）博士
不過傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池的短板也很明顯：首先它沒有在能量密度上取得突破，體積過大，電解液用量多。同時由于容量大，電池單體間的一致性也較差。而最為人們詬病的是其低溫特性，低溫狀態(tài)下磷酸鐵鋰正極材料活性降低，使得能夠發(fā)生移動帶來放電電流的鋰離子數(shù)量下降，最終導(dǎo)致電池的放電電壓平臺下降、放電容量低、容量衰減快、倍率性能差等特性。簡而言之就是冬天相當(dāng)不抗用，這一點在早期的比亞迪新能源車上體現(xiàn)得較為充分。
比亞迪算得上磷酸鐵鋰電池的“老玩家”了，早早進(jìn)入新能源領(lǐng)域的比亞迪，依托磷酸鐵鋰電池和商用車互相適配優(yōu)勢，早已形成相當(dāng)可觀的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。而磷酸鐵鋰在向乘用車發(fā)展的進(jìn)程中，也逐漸顯示了其在實際應(yīng)用中能量密度低、低溫環(huán)境適應(yīng)性較差等短板，加上三元鋰電池在新能源乘用車領(lǐng)域的迅速崛起，導(dǎo)致了比亞迪在一段時期內(nèi)將堅持多年的技術(shù)路線由磷酸鐵鋰倒戈至三元鋰。
說起三元鋰電池的迅速崛起，和特斯拉汽車的發(fā)展壯大密切相關(guān)。二十一世紀(jì)初，加拿大達(dá)爾豪斯大學(xué)的杰夫·達(dá)恩( Jeff Dahn)教授率先發(fā)明了可以規(guī)模商業(yè)化的鎳鈷錳三元復(fù)合正極材料。三元鋰電池的出現(xiàn)使整個鋰離子電池領(lǐng)域在能量密度上產(chǎn)生了重大突破，這也是一種與乘用車特性非常適配的動力電池。在眾多汽車廠商還沒有形成統(tǒng)一的動力電池技術(shù)路線時期，也正是特斯拉的青睞將三元鋰電池帶進(jìn)了主流發(fā)展圈。而這位杰夫·達(dá)恩教授及其科研團隊正是埃隆·馬斯克欽定的特斯拉“翰林院”，特斯拉汽車長期為這支科研團隊提供大量經(jīng)費支持，以確保其在電池研發(fā)相關(guān)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
可規(guī)模商業(yè)化三元鋰電池的發(fā)明者杰夫·達(dá)恩( Jeff Dahn)教授
我們不確定是特斯拉和比亞迪中的誰先動了這個腦筋，在三元鋰電池發(fā)展得如火如荼的階段又想出了把磷酸鐵鋰電池再度請出山。但可以肯定的是在2019年，這兩家車企都已實質(zhì)性地邁出了這一步。對于特斯拉而言，目的很直接——削減成本。正急欲擴張全球市場的特斯拉時時刻刻都在惦記著成本控制，尤其是以外商獨資身份進(jìn)入中國市場后，更加本土化的競爭策略顯得勢在必行。而原本三元鋰電池中鈷原料高昂的成本恰恰是特斯拉和其他新能源車企都難以用技術(shù)手段突破的障礙。在這一節(jié)點上，寧德時代的CTP無模組動力電池包技術(shù)提供了很恰當(dāng)?shù)慕鉀Q方案。據(jù)資料，寧德時代的CTP電池包零部件數(shù)量減少40%，CTP電池包體積利用率提高了15%-20%，生產(chǎn)效率提升了50%，同時大幅降低制造成本。由此，也讓特斯拉的國產(chǎn)車型由傳言中的“無鈷化”電池變?yōu)榱烁訉嶋H的磷酸鐵鋰電池。至于低溫特性等短板，在如今更智能化的電池管理系統(tǒng)面前都不是什么難題。
2020年3月，比亞迪高調(diào)發(fā)布了自主研發(fā)的刀片電池，而這其中也并沒有讓我看到電池化學(xué)材料上的巨大革新。說起來大家的思路不謀而合，刀片電池同樣也是大幅優(yōu)化了電芯單體和模組結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰電池，能量密度較傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池提高50%以上。以刀片電池為契機，比亞迪開啟了宏偉的磷酸鐵鋰技術(shù)路線復(fù)興戰(zhàn)略。從比亞迪漢EV到宋PLUS EV、2021款唐EV，再到不久后將升級的秦Pro EV、e系統(tǒng)等車型，磷酸鐵鋰電池在比亞迪產(chǎn)品陣列的覆蓋將越來越全面。而比亞迪動力電池的供應(yīng)模式也由過去的自家品牌獨享轉(zhuǎn)變?yōu)槿蜷_放，也許這更為比亞迪所注重。國內(nèi)電池行業(yè)的競爭局勢日趨激烈，比亞迪也需要抓住一切機會重拾往日的強勢地位。
所以說到底，磷酸鐵鋰電池對特斯拉而言就是一套有效降低生產(chǎn)成本的供應(yīng)商方案，刺激銷量的重要手段。除了磷酸鐵鋰電池，只要一切有利于特斯拉全球市場擴張的手段他們都來者不拒。動力電池技術(shù)路線對于特斯拉而言，目前還是朝著三元鋰技術(shù)改良的方向發(fā)展，甭管是“無極耳”技術(shù)還是進(jìn)一步提高“鎳”的比例。而對比亞迪而言情況則變得嚴(yán)肅，被日益蠶食的市場份額告訴他們必須展開全新的磷酸鐵鋰技術(shù)戰(zhàn)略、對外開放電池供應(yīng)體系、與華為的技術(shù)聯(lián)合等一系列積極動作，以持續(xù)增強投資者信心。當(dāng)然，這個過程中同樣需要降低成本，提高銷量，磷酸鐵鋰刀片電池能達(dá)成這樣的目標(biāo)，比亞迪更要全面深入地將其布局下去。
今年開始將有多款搭載新電池模組方案的磷酸鐵鋰車型朝我們駛來，但從整體電池領(lǐng)域而言，磷酸鐵鋰的化學(xué)材料本身已經(jīng)走入性能特性的瓶頸，這已成定局，三元鋰仍處于化學(xué)體系的進(jìn)一步探索時期，發(fā)展前景無疑將更加長遠(yuǎn)。不過話說回來，盡管馬斯克在“電池日”上勾勒了他對新型電池的美好愿景，但隨之而來的市值大跌也在告訴我們，鋰離子電池技術(shù)的真正顛覆性時刻還離我們挺遠(yuǎn)，低門檻的磷酸鐵鋰技術(shù)在現(xiàn)階段還是擁有相當(dāng)充足的生存空間。無論什么樣技術(shù)路線的產(chǎn)品，消費者就盼著能買著實惠，廠商就期待熱銷，道理其實就是這么簡單。
■ 邦點評
一點延伸的思考：據(jù)了解，無論是磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池，包括近期出現(xiàn)的“無鈷化”、“石墨烯”等鋰離子電池領(lǐng)域的新技術(shù)，其基礎(chǔ)化學(xué)材料的核心技術(shù)以及核心專利都沒有在中國人手里。十多年前，中國涉及磷酸鐵鋰業(yè)務(wù)的成百上千家公司就曾遭遇過專利所有者的索賠，出于國家利益和產(chǎn)業(yè)保護(hù)，國家專利局將該專利所有者在中國的專利所有權(quán)一紙撤銷。為此我們更應(yīng)該思考，雖然中國在電池基礎(chǔ)化學(xué)材料領(lǐng)域起步較晚而沒有先發(fā)優(yōu)勢，但研究繞過專利或者收購別人的專利終究不是長遠(yuǎn)之計。這個時刻更需要通過提前布局，做好打持久戰(zhàn)的準(zhǔn)備，努力在下一代技術(shù)層面實現(xiàn)超越。
