磷酸铁锂更受欢迎！车企为何青睐？缺点怎么解决？

织里资讯

哈喽大家好！
大家发现没，最近上市的很多新车，都搭载磷酸铁锂电池。
比如，大众新款ID.3，全面切换磷酸铁锂；丰田铂智3X，也是全系磷酸铁锂；新款小鹏G6、G9也全面切换了磷酸铁锂电池。


不只是这些新车，这两年磷酸铁锂的整体装机量也是遥遥领先。


从上面这张图可以看出，2020年前三元锂电池更受欢迎；2023年磷酸铁锂的装机量就已经反超到了三元锂的两倍；24年时，三元锂的装车量占比仅25.3%，而磷酸铁锂占比提升到了74.6%。


但问题来了，之前不都说磷酸铁锂能量密度低、续航短，而且不耐低温吗？为什么车企都选择磷酸铁锂呢？这会不会影响我们的用车体验呢？
最大优势成本低
很多人都听说过，磷酸铁锂的最大优势，就是成本低，那它究竟有多低呢？


根据东吴证券的报价，磷酸铁锂的电芯成本为0.32元/Wh，而三元锂电池的成本为0.45元/Wh。也就是说，一块70kWh的电池，利用磷酸铁锂能节省近万元的成本。


降本的最大好处，就是能打价格战了。比如大众ID.3的起售价直接一口价优惠；小鹏的多款车型，也是通过磷酸铁锂电池降本降价的。


两大缺点，提升显着
车是便宜了，但磷酸铁锂的诸多缺点如何解决呢？
先说能量密度低吧。


早年间，大家选择三元锂电池，就是因为它的能量密度够高。当时的新能源车补贴政策要求，对动力电池能量密度大于90Wh/kg的车型给予补贴。奈何磷酸铁锂根本达不到，所以三元锂电池才成为了主流。
在补贴逐渐退坡后，车企们还是决定在成本更低的磷酸铁锂上努努力，其中的代表就是比亚迪。


比亚迪的刀片电池通过特殊的外形和布局，提升了电池包的空间利用率，使能量密度达到了140Wh/kg，但和200Wh/kg的三元锂电池比，还是有些差距。
现在，在更多技术的加持下，这个差距正在被缩小。
提升磷酸铁锂能量密度的主要方式有两种。一是，通过高压实密度技术，把正极材料压实密度从2.4g/cm提升至2.6g/cm以上，在相同体积下塞进更多活性物质。
二是，提高电池集成度。之前的电池，必要把电芯装进模组，再把模组装进电池包，最后把电池包安装在底盘上。CTP、CTB、CTC技术，则可以省去模组这一步，或直接省略模组、电池包两步，来提高空间利用率，在底盘上铺上尽可能多的电芯。


宁德时代的神行电池PLUS就通过超高压实密度和CTP两项技术，把磷酸铁锂电池的系统密度提升到了205Wh/kg，已经比一部门三元锂的系统能量密度还高了。


除了宁王，车企们也在磷酸铁锂能量密度上做着努力。比如，比亚迪的二代刀片电池，能量密度能达到190Wh/kg（预计为电芯能量密度），相比上一代进步巨大；吉利的短刀电池的电芯能量密度也达到了192Wh/kg。


所以，我们也能看到，很多车在更换磷酸铁锂电池后，续航能力其实和之前三元锂电池版本没啥显着区别，比如ID.3的CLTC续航从450km变成了451km；小鹏G6的长续航版从755km变成了725km。
不过，还是那句话——续航长，不如充电快。
在快充方面，由于磷酸铁锂材料的电导率比较低，限制了自身的快充性能。以至于之前的磷酸铁锂想达到2C的充电倍率都很难。
但这个问题，并非不能解决。宁德时代的神行电池就通过优化负极的石墨结构和电解液配方，实现了锂离子快速迁移，提升了电流传导服从，让充电倍率达到了4C。


此外，极氪的金砖电池、吉利的短刀电池等磷酸铁锂电池，充电倍率都达到了4C或更高；宁王和通用共同推出的6C超快充磷酸铁锂电池，也会在今年量产。最近最火爆的比亚迪10C闪充，也是基于磷酸铁锂的二代刀片电池做到的。


低温续航，最大难题
除了能量密度、充电两个问题，磷酸铁锂还有个大问题，那就是低温衰减严重和电量估算不准，而这会影响到磷酸铁锂车型的冬季续航。
磷酸铁锂低温衰减严重，是因为其有稳定的橄榄石结构，锂离子的扩散通道是一维路径，不如三元锂的三维路径。在低温下，锂离子活性降低；低温也会让电解液变得粘稠，锂离子的扩散速度就“雪上加霜”了。


同时，磷酸铁锂的充放电电压曲线非常平，电池管理系统很难判断电池还剩多少电。因此，在低温状态下，工程师们为了避免车子半路“抛锚”，就会设置一个相对保守的计谋，也就是表显电量耗尽时，实际电池仍保留肯定余量。


这就会导致在-10℃以下的低温情况下，三元锂电池的性能可能会打7折，而磷酸铁锂可能会打5折。
想解决这两个问题，必要供应商优化电池材料、电解液配方，但更考验的是车企的能力。


车企要优化热管理系统，保证电池在更适宜的温度下工作。在充电前，提前为电池包加热，优化充电服从。


电量估算不准的问题，则要用优化电池管理系统的方式解决。之前我正好参加过一次理想的电池技术分享会，理想L6就是通过一个估算模型，来降低误差的，他们官方表示：可以媲美三元。
因此，相比能量密度和快充能力，冬季续航短问题更必要车企付出更多努力。由于不同车企的热管理能力和电池管理算法存在差距，整体结果不如能量密度和快充倍率这两项指标那么显着。
大势所趋，理性对待
说了这么多，其实并不是想鼓吹磷酸铁锂，只是想告诉大家，它已经有了很大的进步。而且，磷酸铁锂还有循环寿命长和更安全的优势。
在价格战背景下，在我国钴、镍依赖进口的情况下，磷酸铁锂肯定是大势所趋。未来，磷酸铁锂会主打中低端车型，而三元锂只会越来越高端。也就是说，工程师们会想方设法地优化磷酸铁锂的性能，它的技术升级也会更快一些。


最后，还得多说一句。无论什么种类，电池的很多性能参数天生就是矛盾的。能量密度高的电池可能安全性稍差，快充性能好的电池可能寿命较短，考虑全局就可能没有长板。
在工程师眼中，每个型号的电池都有一个性能雷达图，目前还没出现真正的“六边形战士”。因此，选电池和买车一样，没有最好的，只有最适合的。
关于这不同种类的电池大家怎么看呢？欢迎留言讨论～

来源：https://view.inews.qq.com/k/20250321A078HZ00
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