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中國(guó)第四大電池企業(yè)國(guó)軒高科計(jì)劃到2030年，將價(jià)格低廉但性能較差的磷酸鐵類（LFP）鋰電池的能量密度提升至目前的約2倍，超過(guò)目前主流三元鋰電池的水平。使用磷酸鐵鋰電池的純電動(dòng)汽車（EV）的續(xù)航距離將實(shí)現(xiàn)倍增，有可能徹底改變電池的競(jìng)爭(zhēng)格局。

大眾出資國(guó)軒高科，將在小型電動(dòng)汽車上配備磷酸鐵鋰電池（6月公布的大眾概念車，Reuters）

國(guó)軒還向上汽通用五菱的“宏光MINI EV”供應(yīng)磷酸鐵鋰電池等，具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。國(guó)軒全球總部執(zhí)行副總裁程騫在接受采訪時(shí)表示，磷酸鐵鋰電池的能量密度將提高到300Wh/kg。


國(guó)軒現(xiàn)有磷酸鐵鋰電池的能量密度為160Wh/kg左右，提高到300Wh/kg是非常優(yōu)秀的性能。正極材料使用鎳、錳、鈷的三元鋰電池現(xiàn)在的能量密度為250Wh/kg左右，300Wh/kg比三元鋰電池的性能還要好。

如果提高能量密度，就可以延長(zhǎng)純電動(dòng)汽車的續(xù)航距離，減少電池搭載量，從而降低成本。關(guān)于實(shí)現(xiàn)300Wh/kg的方法，程騫介紹說(shuō)，負(fù)極材料和正極材料都將提高。雖然詳情未公布，但通過(guò)分析國(guó)軒2021年開(kāi)發(fā)的即將量產(chǎn)的能量密度為230Wh/kg的磷酸鐵鋰電池，就會(huì)發(fā)現(xiàn)一點(diǎn)線索。

在負(fù)極添加硅

線索之一是在負(fù)極材料中添加更多硅。與負(fù)極一般使用的石墨相比，硅可以提高能量密度，可以產(chǎn)生的鋰離子量約為原來(lái)11倍。另一方面，存在首次充放電后能源量減少的問(wèn)題。國(guó)軒在開(kāi)發(fā)230Wh/kg的電池時(shí)，通過(guò)提前在負(fù)極中添加鋰離子解決了這一課題。日本的磷酸鐵鋰電池制造商ELIIYPower的首席技術(shù)官（CTO）河上清源指出：“根據(jù)與負(fù)極組合的情況，有提高性能的余地”。

還可以在負(fù)極采用金屬鋰。金屬鋰負(fù)極存在充放電時(shí)產(chǎn)生樹(shù)突（樹(shù)枝狀晶體），引起短路等課題，但可以比硅提高能量密度。還可以考慮在正極材料中添加錳。磷酸鐵鋰電池能量密度低的原因之一是電池電壓低，只有3.2V。添加錳時(shí)，可以將電壓提高大約15％，也可以提高能量密度。

特斯拉采用寧德時(shí)代生產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池

磷酸鐵鋰電池不使用價(jià)格高的鎳和鈷，但能量密度低，一直被認(rèn)為“便宜沒(méi)好貨”。但現(xiàn)在其用途開(kāi)始由超低價(jià)純電動(dòng)汽車擴(kuò)大到續(xù)航距離更長(zhǎng)的普通市售電動(dòng)汽車。美國(guó)特斯拉2022年1～3月銷售的汽車中，約一半配備了寧德時(shí)代新能源科技（CATL）生產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池。

據(jù)國(guó)軒介紹，特斯拉采用的寧德時(shí)代磷酸鐵鋰的能量密度為160Wh/kg左右，在新款磷酸鐵鋰電池中占有優(yōu)勢(shì)。受益的是德國(guó)大眾。大眾截至2021年向國(guó)軒出資了約26％，成為最大股東。大眾在國(guó)軒的協(xié)助下，2025年開(kāi)始在德國(guó)生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池。計(jì)劃推出2萬(wàn)歐元、續(xù)航距離在400公里以上的純電動(dòng)汽車。

目前，磷酸鐵鋰電池應(yīng)用變多的背景是三元鋰電池所需的鎳和鈷的供求緊張。磷酸鐵鋰電池的主要原料鐵和磷的礦藏豐富。高盛集團(tuán)2022年3月的預(yù)測(cè)顯示，截至2030年的汽車電池市場(chǎng)中，磷酸鐵鋰電池將占38％，比2020年高出16個(gè)百分點(diǎn)。長(zhǎng)期研究磷酸鐵鋰電池的東京大學(xué)教授山田淳夫指出：“磷酸鐵鋰電池有可能成為事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)”。

日本企業(yè)在全固態(tài)電池領(lǐng)域領(lǐng)先

磷酸鐵鋰電池面臨的課題是鋰價(jià)格暴漲。因?yàn)楸热囯姵厥褂酶嗟匿?。?jù)挪威調(diào)查公司Rystad Energy介紹，2022年1月的三元鋰電池成本比磷酸鐵鋰電池高17％，成本差是目前最小的。以前價(jià)格相差3成以上。在“便宜”難以成為優(yōu)勢(shì)的背景下，磷酸鐵鋰電池的開(kāi)發(fā)將轉(zhuǎn)向能量密度的競(jìng)爭(zhēng)。

日本國(guó)內(nèi)大型車企對(duì)磷酸鐵鋰電池的態(tài)度消極。一家大型車企的高管說(shuō)：“會(huì)增加汽車的重量，無(wú)法實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者想要的行駛性能”。日產(chǎn)汽車和本田專注的是新一代全固態(tài)電池，提出了比三元鋰電池更進(jìn)一步提高能量密度的戰(zhàn)略。各家車企目標(biāo)的實(shí)用化時(shí)間是在2020年代后半期，時(shí)間已經(jīng)不多，可以說(shuō)實(shí)現(xiàn)實(shí)用化的門檻很高。如果輕視磷酸鐵鋰電池的崛起，在電動(dòng)汽車的開(kāi)發(fā)競(jìng)爭(zhēng)中可能會(huì)落后。

原標(biāo)題：中國(guó)低價(jià)EV的幕后推手：磷酸鐵鋰電池