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支撑磷酸铁锂电池获取市场认可的三大理由

磷酸铁锂电池

一、市场驱动,技术路线分化

中短期来看,压制磷酸铁锂电池需求的政策因素逐步弱化。2019年12月,工信部等部门起草的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿)对外公开征求意见,下表梳理了四个规划文件,可以清晰地看到政策思路的变化,新版规划未设定能量密度、续驶里程等指标。展望未来,随着消费者对新能源汽车认可度的提高,市场将起决定性作用,企业的自主选择权将增强,产品及技术路线的多样性将增加。

过去几年,国内电动车的发展主要依赖补贴政策的推动,电动车特别是纯电动乘用车主要根据续驶里程划档补贴,续驶里程越高,单车补贴额也越高,例如,2019年,续航在250-400km之间的车辆补贴为1.8万元,大于400km续航的车辆补贴2.5万元;补贴系数则根据电池质量能量密度划档,动力电池系统的质量能量密度低于120Wh/kg无补贴,120-140Wh/kg的车型按0.s倍补贴,140-160Wh/kg的车型按0.9倍补贴,160Wh/kg及以上的车型按1倍补贴。这样的补贴政策引导车企推出更长续驶里程的车辆,搭载更高能量密度的电池,乘用车纷纷搭载三元电池,磷酸铁锂电池的需求受到压制。

二、技术进步,体积密度提升

根据大家的动力电池成本模型,其他参数设定一致的情况下,磷酸铁锂电池包体积能量密度要比三元电池包低15%-25%,这意味着在同一辆电动车里面,磷酸铁锂电池的带电量要比三元电池低15%-25%,也就是说,搭载磷酸铁锂电池的电动车续驶里程更短。“刀片电池”方案使得磷酸铁锂电池体积能量密度取得突破。2020年1月11日,比亚迪董事长兼总裁王传福在中国电动汽车百人会论坛(2020)上发言,比亚迪开发的“刀片电池”属于新一代磷酸铁锂电池(超级磷酸铁锂电池),将于2020年量产,体积比能量密度比传统磷酸铁锂电池提升50%,具有高安全、长寿命等特点。由于磷酸铁锂电池的安全性更好,因此“刀片电池”更适合磷酸铁锂电池。表3是比亚迪“刀片电池”专利中的数据,利用“刀片电池”新方案,电池包体积能量密度比对照组明显提升。

三、成本下降,油车平价渐近

动力电池成本的下降主要依赖:(1)技术进步(提升电压、精简基材等);(2)使用更具性价比的材料体系(高镍三元、磷酸铁锂等);(3)更低的物料价格;(4)精简电池结构;(5)工艺改进(提升材料利用率、良品率);(6)设备改进(提升自动化水平、减少设备投入、降低故障率等)。

动力电池Pack主要由电芯、模组硬件、电池包硬件构成。根据大家的动力电池成本模型,电芯硬件在Pack中成本占比不到5%,模组硬件占比约15%。因此,整合精简电芯、模组硬件成为动力电池降本的重要路径之一。

根据大家的动力电池成本模型,参考CATL提出的CIP技术(Ce11To Pack),假设模组硬件物料成本降低s0%,减掉相应的模组组装设备和人员,那么与Pack成本原值相比,结构精简后的电池包成本下降约10%-15%。从图35来看,采用CIP技术方案后,磷酸铁锂电池包的成本由0.66元/Wh降至0.57元/h。

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