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詳解:三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池
發(fā)表時間:【2016-05-10】
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 新能源汽車炒作漸入高潮,目前風(fēng)險已高,本文主要是探討三元鋰電池和目前使用最多的磷酸鐵鋰電池進(jìn)行比較,看看優(yōu)劣勢,也看看到底未來是不是三元電池更占上風(fēng)。

  1 磷酸鐵鋰電池:

  用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。其特色是不含鈷等貴重元素,原料價格低且磷、鐵存在于地球的資源含量豐富,不會有供料問題。其工作電壓適中(3.2V)、單位重量下電容量大(170mAh/g)、高放電功率、可快速充電且循環(huán)壽命長,在高溫與高熱環(huán)境下的穩(wěn)定性高。

  優(yōu)點(diǎn)相比目前市面上較為常見的鈷酸鋰和錳酸鋰電池來說,磷酸鐵鋰電池至少具有以下五大優(yōu)點(diǎn):更高的安全性、更長的使用壽命、不含任何重金屬和稀有金屬(原材料成本低)、支持快速充電、工作溫度范圍廣。

  缺點(diǎn)磷酸鐵鋰存在一些性能上的缺陷,如振實(shí)密度與壓實(shí)密度很低,導(dǎo)致鋰離子電池的能量密度較低;材料的制備成本與電池的制造成本較高,電池成品率低,一致性差;產(chǎn)品一致性差;知識產(chǎn)權(quán)問題。

  2 三元聚合物鋰電池

  正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2)三元正極材料的鋰電池。正極是三元,負(fù)極是石墨的通常說法中的"三元動力電池"

  優(yōu)點(diǎn) 三元鋰電池能量密度高,循環(huán)性能好于正常鈷酸鋰。目前,隨著配方的不斷改進(jìn)和結(jié)構(gòu)完善,電池的標(biāo)稱電壓已達(dá)到3.7V,在容量上已經(jīng)達(dá)到或超過鈷酸鋰電池水平。

 缺點(diǎn)三元材料動力鋰電池主要有鎳鈷鋁酸鋰電池、鎳鈷錳酸鋰電池等,由于鎳鈷鋁的高溫結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,導(dǎo)致高溫安全性差,且pH 值過高易使單體脹氣,進(jìn)而引發(fā)危險,目前造價較高。

  對比之下,三元聚合物鋰電池的確有著更優(yōu)于磷酸鐵鋰電池的特質(zhì),發(fā)展受限的關(guān)鍵也是困擾著移動數(shù)碼產(chǎn)品的關(guān)鍵——電池的安全。

  說到要買新能源汽車,可能大部分的消費(fèi)者第一時間想起的是“政策補(bǔ)貼”,雖然這有點(diǎn)尷尬但確實(shí)是相當(dāng)實(shí)在的原因。不僅僅因?yàn)椤碍h(huán)?!边@樣的任重道遠(yuǎn)的使命感。新能源車在售價和養(yǎng)護(hù)成本上的優(yōu)勢的確吸引了大部分現(xiàn)階段仍然以用車成本為主的消費(fèi)者的喜愛。

  當(dāng)然還有一個很重要原因,是各大城市的限牌。北京幾年都拍不到牌照,上海接近十萬史上最貴鐵皮,而很多新能源汽車可以上牌照,這直接激發(fā)了大家購買欲望,參考牌照費(fèi),再加上補(bǔ)貼,買一輛電動車在城市小空間代步我覺得還是比較實(shí)在,即使目前在充電安排和里程數(shù)方面還有一定缺陷,瑕不掩瑜嘛!凡是都沒有十全十美,是不是?相對于幾百萬的房子,20-30萬的電動車我覺得性價比還可以。

 磷酸鐵鋰電極材料是目前最安全的鋰離子電池正極材料,循環(huán)壽命2000次以上,標(biāo)準(zhǔn)充電(5小時率)使用,再加上由于產(chǎn)業(yè)成熟而帶來的價技術(shù)門檻和技術(shù)的下降,使得很多廠商出于各種因素考慮都會采用磷酸鐵鋰電池??梢哉f新能源汽車的興起,和磷酸鐵鋰電池有著不可或分的關(guān)系。

  不過,磷酸鐵鋰電池有一個致命缺點(diǎn),就是低溫性能較差,即使將其納米化和碳包覆仍解決不了這一問題。研究表明,一塊容量為3500mAh的電池,如果在-10℃的環(huán)境中工作,經(jīng)過不到100次的充放電循環(huán),電量將急劇衰減至500mAh,基本報廢。這對于天氣寒冷地區(qū)特別是東北,的確不是一件好事。

  對比之下,三元聚合物鋰電池的確有著更優(yōu)于磷酸鐵鋰電池的特質(zhì),然而為什么它的發(fā)展卻受到了阻礙呢?

  三元聚合物鋰電池是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰(Li(NiCoMn)O2)三元正極材料的鋰電池,三元復(fù)合正極材料前驅(qū)體產(chǎn)品,是以鎳鹽、鈷鹽、錳鹽為原料,里面鎳鈷錳的比例可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整。三元鋰電池能量密度更大,但安全性經(jīng)常受到懷疑。

  三元鋰材料會在更低的200度左右發(fā)生分解,而磷酸鐵鋰材料是在800度左右。并且三元鋰材料的化學(xué)反映更加劇烈,會釋放氧分子,在高溫作用下電解液迅速燃燒,發(fā)生連鎖反應(yīng)。說簡單點(diǎn),就是三元鋰材料比磷酸鐵鋰材料更容易著火。

根據(jù)三元鋰材料容易熱解的特性,廠商在過充保護(hù)(OVP)、過放保護(hù)(UVP)、過溫保護(hù)(OTP)、過流保護(hù)(OCP)這幾個環(huán)節(jié)上都會下不少的功夫。

  說到 BMS,上市公司中曙光股份的億能電子是龍頭,排名第一,之前是曙光股份從德賽電池手里收購的,收購結(jié)束,億能電子就開始大放光彩,15年億能盈利6000多萬,增長十倍,16年億能電子能盈利2億多,依然是暴漲。從德賽電池賤賣億能電子這件事看,選一個靠譜的管理層是多么重要,不然一個金娃娃就硬生生當(dāng)生鐵賣給了別人,從一個側(cè)面說明德賽電池不值得長線持有。

畢竟購買純電動汽車的消費(fèi)者仍然占少數(shù),更多朋友所關(guān)注的是混合動力汽車。而混合動力汽車嚴(yán)格來說可以分成三種:普通混合動力汽車,插電式混合動力汽車和增程式混合動力汽車。

  上面三種汽車中電池容量的排列從小到大恰好是普通混合動力汽車<插電式混合動力汽車≤增程式混合動力汽車。普通混合動力汽車的電池不可充電,電池用于啟動和急加速狀態(tài);插電式混合動力汽車的電池在普通混合動力汽車電池的基礎(chǔ)上增大容量且可充電,具備更加出色的加速能力和省油能力;而增程式混合動力汽車的發(fā)動機(jī)用于驅(qū)動電機(jī)發(fā)電,更傾向于純電動汽車。

3 未來趨勢發(fā)展:

  補(bǔ)貼調(diào)整中長期有利行業(yè)正?;l(fā)展,新能源車66 萬輛目標(biāo)不受影響

  據(jù)媒體報道,為打擊騙補(bǔ),并解決此前客車補(bǔ)助額度偏高問題,相關(guān)部門已向上提交2016~2020 年新能源汽車補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整建議,或?qū)⒂诮趯ν夤?。具體調(diào)整政策分為客車、乘用車和貨車三類。純電動客車設(shè)定度電補(bǔ)貼上限1800 元,即相比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)6~8 米大巴補(bǔ)貼要退坡45%。此外,新能源乘用車僅建議增加能耗指標(biāo)要求和限制車輛售價上限35 萬元,新能源貨車建議每輛車補(bǔ)助上限下降到13 萬元。

  混動大巴大多是10 米以上,6~8 米主要是純電動大巴,去年國內(nèi)新能源大巴銷量約為9.8 萬輛,占新能源車銷量比例為30%左右,其中純電動大巴7.5 萬輛,占比23%。而6~8 米大巴去年銷量為3.1 萬輛左右,約占新能源客車去年總銷量的32%,占純電動客車銷量的40%。6~8 米大巴考慮打擊騙補(bǔ)和補(bǔ)貼下降,假設(shè)今年銷量下滑50%,而其余種類大巴在明年補(bǔ)貼退坡預(yù)期下繼續(xù)增長

  20%,則新能源客車整體銷量預(yù)計同比略下滑。而去年銷量占比的70%的電動乘用車、物流車等基本不受影響,且預(yù)計將繼續(xù)在政策力推下由去年的23 萬輛爆發(fā)式增長至55 萬輛以上,因此預(yù)計今年增長至66 萬輛以上的目標(biāo)不受影響。

  乘用車與貨車(物流車)影響不大,三元電池路線有望成為主流

  考慮上節(jié)銷量測算及客車銷售結(jié)構(gòu)朝大型巴士側(cè)重,預(yù)計今年來自于客車的電池需求量為10GWh,同比基本持平,而來自于乘用車與貨車的電池需求量為17GWh,同比增長143%,總電池需求為27GW,同比增長59%。

  目前電動客車電池中磷酸鐵鋰路線占比為88%,三元占比12%左右。乘用車上中三元占比69%,磷酸鐵鋰只占29%??蛙囦N量今年預(yù)計同比略負(fù)增長,考慮結(jié)構(gòu)傾向于大客車,預(yù)計磷酸鐵鋰需求量同比基本持平。而三元材料受益于乘用車和物流車的爆發(fā)式增長,同時商用車使用三元也可能在未來標(biāo)準(zhǔn)落地后放開,預(yù)計今年三元電池需求量也有望取得翻番以上的增長。

  小編還是是比較看好2018年三元電池超過磷酸鐵鋰電池.

  那么說到對應(yīng)標(biāo)的,小編有個思路是這樣:

  三元鋰電池,主要材料是鎳,鈷,錳 ,鋰,其中鎳是比較常見金屬,用處很多,彈性布什很大。鋰由于鋰礦炒作很厲害,目前價位進(jìn)入不合適。錳也算是稀有金屬,對應(yīng)標(biāo)的不明確。只有鈷,比較好找,A股就一個龍頭華友鈷業(yè),格林美涉及鈷回收。上個月19元我就推華友,我覺得是很不錯的次新標(biāo)的。當(dāng)然我昨天問了申萬分析師說,鈷庫存也不少,所以我感覺等調(diào)整以后還有機(jī)會,20元以下隨便買,很難做到30元。

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