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成本重压下的商用车领域 磷酸铁锂会不会侵蚀三元地位?

此前在新能源商用车领域,虽然呈现出多种电池类型同台竞争的市场格局,但是三元电池凭借高能量密度优势占据市场主导地位。随着2018年补贴新政的落地,在对成本敏感度极高的商用车领域,因成本下降幅度要求加大,部分企业策划用磷酸铁锂作为动力电池推广车辆。

一些车企高层直言,由三元转向磷酸铁锂的原因在于:一方面,开年以来,钴价呈现大幅上涨迹象,三元受钴价波动影响最大,价格下降空间较磷酸铁锂有限制;另一方面,得益于去年一整年的降本提质,磷酸铁锂在能量密度上已大范围实现超过115Wh/kg的要求,足以达到补贴的能量密度标准。

不过,也有资深业内人士分析认为,从短期来看,商用车车企迫于成本压力,磷酸铁锂或略显优势。但从长期来看,也就是当补贴全面退出后,三元电池将更具有竞争力,也更具性价比优势,选择三元电池在未来新能源市场中的淘汰风险更低,意味着商用车选择三元电池在未来市场主导的趋势下将会走得更远。同时,无论是车企还是终端消费者,对续航里程的持续提升,以及对技术指标的持续提升的需求,是非常明确的。从应用场景来分析,三元电池成为主流是大势所趋。

商用车市场兴起 三元与磷酸铁锂博弈

受政策和电商市场发展的影响,新能源商务专用车市场容量,从2017年开始表现大幅提升。京东、阿里巴巴等宣布在3-5年内将传统燃油物流车全部更新为新能源车。可以预见,新能源商务专用车市场容量在未来几年内将呈现快速增长的趋势。

2017年第295批新能源车公示的数据显示,商务专用车车型占比逐渐提高,年底有小幅回调(见图1)。

图1

在新能源商务专用车领域,业界公认三元的地位,但302批公示显示,磷酸铁锂逐渐侵蚀三元在商务专用车领域的地位(见图2)。

图2 

究其原因,钴价上涨是主要因素,使得当前磷酸铁锂价格略显优势。而物流车对于造价极其敏感,为迎合终端需求,一部分车企需要压缩核心部件成本。可这真得就能降低成本吗?对新能源车企来说是谨慎的吗?且看以下分析:

1.能量密度超铁锂10% 三元淘汰率低

从已出台的一系列政策来看,政府现阶段对新能源汽车的引导以研发创新为主。

根:2018年2月工信部发布最新的《新能源汽车补贴方案及产品技术要求》来看,对续航里程、能量密度和车速做了详细的量化规定,要求商务专用车能量密度不低于115wh/kg。 

针对 2017 年1-12批和2018年第1批(标注为第13批)新能源车推广目录中纯电动车型配套电池的能量密度和续驶里程进行了详细分析后发现,三元电池的平均能量密度比磷酸铁锂高出10%(见图3)。

图3

经统计在2018补贴新政下,配套磷酸铁锂电池的现有车型有77.4%将被淘汰,而配套三元电池的现有车型淘汰率仅46.8%(见图4和图5)。也就是说新能源商务专用车选择三元电池在未来市场主导的趋势下将会走得更远。

图4

     

图5

2.低成本压力之下 三元更具性价比

根据补贴退坡趋势,到2020年新能源汽车补贴将全面退出市场。以市场主导的情况下,提质降价是企业稳固实力的唯一途径。 

对于新能源车企,大约三分之一以上的成本来自电池。车企要降成本,必然会把压力转嫁给电池企业。据调查,整车厂对电池厂的价格要求是下浮20%左右。随着新能源汽车行业的快速发展,动力电池提质降价已经成为唯一的选择。

值得注意的是,通过行业专业技术人员提供的理论公式得出,同一款车型具有相同电量的情况下,续航里程(R)受电池系统能量密度(Ed)制约,当Ed增大时,R变大,反之则变小。

另一方面,如果汽车所跑的车程固定,那么所需的电量(Q)也随着Ed的变化而不同。经计算,Ed高的车型,所需单位用电量Q较小。换句话说,同款车型装配三元电池,行驶过程中单位耗电量更小。

对 2017 年1-12批和2018年第1批新能源车推广目录中的1000多款型号的纯电动商务专用车配套电池的电量、续航里程和价格等数据进行分析后发现,使用三元电池的车型平均单位公里用电量比磷酸铁锂少38%。

以目前行业内电池系统单价来核算(数据来源:高工锂电),三元电池的平均单位公里成本比磷酸铁锂电池的低23%(见表1)。也就是当补贴全面退出后,三元电池才更具有竞争力。 

表1:商务车不同储能装置所用成本核算

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3.对比安全性能 三元未必低于磷酸铁锂 

俄罗斯圣彼得堡国立技术大学功能材料与新能源技术研究院王庆生在一次会议上表示,三元材料和磷酸铁锂等其它正极材料各有利弊,不存在安全和不安全之分。概念上的错误导致了大家对三元材料的误区,磷酸铁锂材料也一样存在着安全隐患。 

北京波士顿高级总监马俊峰也指出安全跟电池材料的关系不是很大,更重要的是应用场景和热管理方案。安全问题,更多应该从整车和PACK的角度考虑,从材料的角度考虑容易走偏。桑顿新能源研发总监李小兵博士同样认为,三元材料的热稳定性确实不如磷酸铁锂材料,但电池的安全性不能仅仅通过电池的正极材料来判断,而是由包括封装系统在内的控制系统、生产管控的严密性等共同决定,应关注生产工艺的均衡保障。 

4.回收利用迫在眉睫 三元价值更高  

2018年2月26日,工业和信息化部、科技部、环境保护部、交通运输部、商务部、质检总局、能源局印发关于《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》的通知,其中强调汽车生产企业应建立动力蓄电池回收渠道,负责回收新能源汽车使用及报废后产生的废旧动力蓄电池。表明汽车企业要担负起动力电池回收利用的主要责任。

回收经济性:三元材料中的钴和镍作为我国的战略资源,价格随着新能源行业的热度一路飙升,因此钴和镍具有非常高的回收价值。而磷酸铁锂材料中的铁资源丰富,锂含量较低,回收后的收益率较低,所以回收的经济性不高,相信亏本的买卖没有人愿意做。 

表2:电池回收价值核算(按回收率97%计算)

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回收技术:天津理工大学张联齐教授多次在锂电行业会议上指出磷酸铁锂动力电池在回收方面还存在一些技术难题,“目前我国的废旧锂电池回收工艺与设备只适用于含有Ni、Co等稀贵金属的锂电池,尚无专门针对不含Ni、Co等锂电池的设备与工艺。”另一难题在于磷酸铁锂电池经过长期使用后,充放电容量会降低,最终不能满足使用的要求,主要原因之一是LiFePO4会发生部分分解,产生FePO4和P2O5等杂质,此缺陷给磷酸铁锂电池在梯次利用和回收方面的造成了一定的障碍。

梯次利用:上述《蓄电池回收利用管理暂行办法》中明确鼓励电池生产企业与综合利用企业合作,对废旧电池开展梯次利用。而电池经过长期循环后发现,三元电池的稳定性和能量密度都优于磷酸铁锂电池。在目前我国多经济形势发展的大趋势下,共享经济等新的模式滋生出共享电动自行车和各种快递用电动车等。被淘汰的三元动力电池,既能满足其能量密度的需求又相对廉价,而被淘汰的磷酸铁锂动力电池只能应用于储能或城市照明等领域。因此,三元动力电池梯次利用价值更高,也因为具有更高的能量密度,可以有更广泛的再次利用的领域,它的全生命周期更长。

综上所述,众多车企不应只考虑目前的补贴政策,应从新能源行业长远发展的角度审视三元和磷酸铁锂的位置。数据和政策引导的方向显示,三元动力电池是发展方向,是目前更理智的选择。目前电池回收政策已经出台,责任主体已经明确为车企,当补贴全面退出后,真正具有实力的三元电池产品才能在市场中站稳。

 

 

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