關(guān)于 LFP 的第二次問(wèn)世，作為一種電池化學(xué)成分，人們已經(jīng)討論了很多，這將使電動(dòng)汽車更容易獲得和更便宜。 令人興奮的是，寧德時(shí)代宣布了其新穎的電池到電池組技術(shù)，特斯拉宣布了其新的 LFP 電池 Model 3，該電池現(xiàn)已在中國(guó)上市，以及預(yù)計(jì)可能會(huì)發(fā)布的無(wú)鈷、更高效率的電池?fù)?jù)報(bào)道，特斯拉在 9 月 22 日的電池日上發(fā)布。
即使在電動(dòng)汽車行業(yè)的早期階段，我們似乎也正在進(jìn)入鎳基化學(xué)品（主要是 NCA 和 NMC）和 LFP 作為新救星之間的 VHS 與 Betamax 類型的戰(zhàn)斗。 有些人甚至聲稱 LFP 是“電動(dòng)汽車革命中最熱門的技術(shù)話題”。
雖然目前還沒(méi)有人預(yù)測(cè) LFP 會(huì)全面獲勝，但 CleanTechnica 聲稱 LFP 是“電動(dòng)汽車革命的關(guān)鍵”。 雖然聲稱 LFP 是電動(dòng)汽車電池世界的下一個(gè)化學(xué)救星可能有點(diǎn)牽強(qiáng)，但 LFP 可能會(huì)在全球乘用電動(dòng)汽車市場(chǎng)（不僅在中國(guó)，而且在其他國(guó)家）獲得更大的接受和滲透。亞洲、非洲的部分地區(qū)，甚至歐洲和北美的部分地區(qū)也是如此。 毫無(wú)疑問(wèn)，人們對(duì) LFP 及其在中國(guó)以外生產(chǎn)的電動(dòng)汽車中立足的能力越來(lái)越感興趣。
寧德時(shí)代為中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)系列 Model 3 提供棱柱形 LFP 電池，這是特斯拉首次將 LFP 陰極和這種電池形式引入其車型陣容。 令人印象深刻的是，LFP 包組件是 NCA 包的直接交換，降低了復(fù)雜性，并使特斯拉能夠更輕松、更快地將 LFP 變體推向市場(chǎng)。 SK Innovation、LG Chem 等公司正在密切關(guān)注特斯拉實(shí)現(xiàn)無(wú)鈷化的雄心及其 LFP 活動(dòng)。 特斯拉一直是電動(dòng)汽車的主導(dǎo)者，并塑造了市場(chǎng)的許多方面。 如果 LFP 通過(guò)特斯拉獲得牽引力，韓國(guó)人和日本人就有被甩在后面的風(fēng)險(xiǎn)。
LFP在中國(guó)以外的潛力
全球能源、化工、金屬和采礦業(yè)研究公司 Wood Mackenzie 看好 LFP 作為電動(dòng)汽車首選電池的機(jī)會(huì)。 他們預(yù)測(cè)，到 2030 年，電動(dòng)汽車的 LFP 滲透率將超過(guò) 30%，高于 2020 年的 10%。這是一個(gè)大膽的預(yù)測(cè)。 在他們的研究報(bào)告中，Wood Mackenzie 將“重量能量密度的改進(jìn)與電池到電池組技術(shù)相結(jié)合”以及對(duì)更長(zhǎng)壽命電池和更低成本的需求作為推動(dòng) LFP 增長(zhǎng)的主要因素。
其他人則不那么樂(lè)觀，包括 Benchmark Minerals Intelligence。 他們將 LFP 視為“以中國(guó)為中心”，預(yù)計(jì)僅適用于價(jià)格較低和續(xù)航里程較低的中國(guó)電動(dòng)汽車。 根據(jù) Benchmark 的說(shuō)法，“LFP 目前并未出現(xiàn)在中國(guó)以外的主要汽車制造商乘用電動(dòng)汽車技術(shù)計(jì)劃中，因?yàn)樵撔袠I(yè)正在推動(dòng)更大的續(xù)航里程。 在中國(guó)以外，LFP 將繼續(xù)發(fā)揮作用，但在重型車輛和其他里程或重量不那么重要的應(yīng)用中更為突出。”
最近的數(shù)據(jù)支持 Benchmark 的觀點(diǎn)。 根據(jù) Adamas Intelligence 的數(shù)據(jù)，2019 年，LFP 電池在乘用車電池中的全球市場(chǎng)份額從 2018 年的 13% 下降到 6%。 短期趨勢(shì)看跌，對(duì) LFP 的興趣減弱，主要受中國(guó)驅(qū)動(dòng)。 那么，如果市場(chǎng)份額正在減少，為什么對(duì) LFP 和特斯拉推出 Model 3 的 LFP 變體的舉動(dòng)如此興奮呢？ Wood Mackenzie 是否正確地證明了 LFP 30% 的份額是正確的，或者 Benchmark 是否正確地認(rèn)為 LFP 僅限于中國(guó)？
電動(dòng)汽車的 LFP 優(yōu)勢(shì)
對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，LFP 電池有很多用途。 LFP 還具有出色的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，與其他化學(xué)品相比，可處理更廣泛的溫度變化。 LFP 電池在較高溫度下保持涼爽。 在快速充電和放電過(guò)程中處理不當(dāng)或出現(xiàn)短路問(wèn)題時(shí)，它也是不可燃的。 它們顯著降低了熱失控的可能性，這種情況發(fā)生在電池溫度持續(xù)升高時(shí)，因?yàn)榱姿猁}陰極在過(guò)度充電或過(guò)熱時(shí)不會(huì)燃燒或爆炸，因?yàn)殡姵乇３譀鏊?它們還具有稍高的自放電率和較低的電池電壓 (3.3V)。 LFP 的弓還有其他優(yōu)勢(shì)：更長(zhǎng)的循環(huán)壽命、不含鈷、易于回收、二次使用機(jī)會(huì)和更低的成本 ($/kWh) 是它具有優(yōu)勢(shì)的主要領(lǐng)域。
然而，LFP 傳統(tǒng)上一直難以提供實(shí)現(xiàn)高性能應(yīng)用的功率密度和長(zhǎng)距離能量密度所需的性能類型。 在這方面，LFP 無(wú)法與富含鎳的化學(xué)品競(jìng)爭(zhēng)，因此，Benchmark 等公司的預(yù)測(cè)假設(shè) LFP 將在中國(guó)以外的乘用車以及公共汽車、叉車、建筑設(shè)備和其他低能耗的解決方案中保持一個(gè)利基市場(chǎng)。電源應(yīng)用。 所有支持證據(jù)、中國(guó)政府為鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)基于磷酸鐵鋰的電動(dòng)汽車而提供的巨額補(bǔ)貼、磷酸鐵鋰電池的生產(chǎn)能力和專業(yè)知識(shí)都已經(jīng)在中國(guó)境內(nèi)，表明情況確實(shí)如此。
這一假設(shè)沒(méi)有考慮 LFP 提高性能、能源和成本的發(fā)展機(jī)會(huì)，以及這些向量如何使基于 LFP 的電動(dòng)汽車能夠?qū)崿F(xiàn)新的商業(yè)定位，作為鎳基化學(xué)品的變體，而不是代替。 許多預(yù)測(cè)者將 LFP 視為一個(gè)二元的“非此即彼”的命題，而不是一個(gè)增量的“和”機(jī)會(huì)，其中 LFP 有機(jī)會(huì)通過(guò)增加興趣、需求以及最重要的汽車線來(lái)增強(qiáng)許多電動(dòng)汽車的陣容和OEM 盈利能力。
LFP 陰極成本估計(jì)為 NMC 陰極的 50%。 據(jù)汽車新聞引用的 BloombergNEF 稱，在包裝級(jí)別上，成本比 NMC 或 NCA 包裝低 20% 至 30%。 LFP 原材料的定價(jià)也更加穩(wěn)定，因?yàn)樗c鈷和鎳無(wú)關(guān)，隨著未來(lái)幾年需求的增加，這兩者都面臨著越來(lái)越大的波動(dòng)。 據(jù) fastmarkets 稱，由于短期供應(yīng)中斷和長(zhǎng)期積極的基本面，2020 年鈷和鎳價(jià)格相對(duì)波動(dòng)。 LFP 的穩(wěn)定性意味著在電池級(jí)別上實(shí)現(xiàn) 80 美元/kWh 的路線圖是可能的。 彭博新能源財(cái)經(jīng)估計(jì)，到 2023 年或 2024 年，LFP 電池將達(dá)到每千瓦時(shí) 100 美元，到 2030 年僅為 61 美元。
提高電動(dòng)汽車的貢獻(xiàn)率
這可以說(shuō)是基于 LFP 的特斯拉 Model 3 在中國(guó)最有趣的方面。 它使特斯拉能夠提高汽車?yán)麧?rùn)率并為其車型陣容提供更低的入門價(jià)格，這將推動(dòng)更多的考慮。 該車輛仍然有資格獲得基本補(bǔ)貼（每次充電超過(guò) 250 公里），但更重要的是，它獲得了能量密度乘數(shù)，因此買家有資格獲得全額基本補(bǔ)貼。 伯恩斯坦估計(jì)，使用 LFP 電池，特斯拉每輛車的成本可能會(huì)下降到 600 美元到 1200 美元之間。 因此，安信證券估計(jì)，假設(shè)特斯拉維持汽車售價(jià)，特斯拉可以實(shí)現(xiàn) 39% 的利潤(rùn)率。 因此，它為特斯拉提供了更大的靈活性和機(jī)會(huì)來(lái)平衡入門價(jià)格和利潤(rùn)。
隨著電動(dòng)汽車市場(chǎng)的發(fā)展，在主要市場(chǎng)采用電動(dòng)汽車的最大障礙不再是里程焦慮或充電問(wèn)題，而是電動(dòng)汽車與其內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)同類產(chǎn)品之間的價(jià)格差異。 陣容中的 LFP 變體，如果按數(shù)量而非利潤(rùn)最大化定價(jià)，則允許客戶優(yōu)先考慮價(jià)格而不是行駛里程。 它給了消費(fèi)者一個(gè)選擇。
原始設(shè)備制造商需要銷售更多的電動(dòng)汽車才能達(dá)到整體車隊(duì)排放目標(biāo)，否則將面臨巨額罰款。 他們必須謹(jǐn)慎選擇毒藥（或解毒劑）。 當(dāng)前的電動(dòng)汽車的利潤(rùn)率要么為負(fù)，要么遠(yuǎn)低于原始設(shè)備制造商習(xí)慣實(shí)現(xiàn)的利潤(rùn)率——最多約為 5%，而內(nèi)燃機(jī)汽車的利潤(rùn)率為 15-30%，具體取決于原始設(shè)備制造商及其定價(jià)能力。 LFP 是一個(gè)額外的機(jī)會(huì)來(lái)解決成本和價(jià)格點(diǎn)以提高利潤(rùn)率，不僅是該特定模型，而且最大限度地提高產(chǎn)品線的盈利能力。
汽車制造商不想銷售大量入門級(jí)車型，這對(duì)企業(yè)不利。 該工具的目的是產(chǎn)生最大的考慮并提供最大化利潤(rùn)的方法，作為將客戶引導(dǎo)到另一個(gè)更高利潤(rùn)的起點(diǎn)，該范圍內(nèi)的衍生產(chǎn)品，并指定各種選項(xiàng)（特別是油漆和車輪，但也包）利潤(rùn)率超過(guò) 50%。 對(duì)于電動(dòng)汽車，制造商還沒(méi)有能夠做到這一點(diǎn)的奢侈——因?yàn)槭袌?chǎng)還沒(méi)有準(zhǔn)備好，技術(shù)和價(jià)格點(diǎn)不可用。 LFP 提供了解決 EV 產(chǎn)品線盈利能力的機(jī)會(huì)，這是 OEM 迫切需要的。
如果我們以大眾 ID.3 為例，它將很快推出 45、58 和 77kWh 電池，使用來(lái)自 LG Chem 的基于 NMC 712 的 78Ah 電池，重量能量密度為 265 Wh/kg。 大眾在所有三個(gè)電池組中使用相同的電池，限制容量以實(shí)現(xiàn)更低的成本和入門價(jià)格點(diǎn)。 然而，PushEVs 聲稱 MEB 底盤的設(shè)計(jì)目的是在未來(lái)采用其他制造商的電池。
雖然 45kWh ID.3 的價(jià)格尚未確定（據(jù)傳為 29,900 歐元），但 58kWh（可用容量，總計(jì) 62kWh）“Pro-Performance”型號(hào)在激勵(lì)前的起價(jià)為 35,575 歐元。 假設(shè)一個(gè)激進(jìn)的電池組成本為 130 歐元/千瓦時(shí)（假設(shè)電池級(jí)別 <100 歐元/千瓦時(shí)），總成本略高于 8,000 歐元，而 45 千瓦時(shí)電池組約為 6,250 歐元。
假設(shè) ID.3 NMC 電池組的直接 LFP 體積替代并使用具有競(jìng)爭(zhēng)力的低于 100 歐元/kWh 的電池組成本，LFP 電池的成本約為 5,000 歐元，或降低 25%。 在類似的范圍內(nèi)，LFP 電池可能比入門的 45kWh NMC 電池組低 1,250 歐元。 在保證金平價(jià)的情況下，大眾可以將入門車型的價(jià)格降低到 28,650 歐元以下，或者獲取保證金，或者介于兩者之間。
假設(shè) ID.3 的保守生命周期銷量為 500,000 輛，切換到基于 LFP 的入門車型（混合比例為 30%）的總最大總貢獻(xiàn)值可能會(huì)為 carline 帶來(lái)額外的 1.87 億歐元。 即使對(duì)于像大眾這樣的大批量原始設(shè)備制造商來(lái)說(shuō)，這也是很大的變化。
LFP 可以支持成熟的電動(dòng)汽車市場(chǎng)
有了這些數(shù)字，需要從不斷發(fā)展的電動(dòng)汽車市場(chǎng)的角度來(lái)看待 LFP。 它正在迅速成熟，從中期來(lái)看，市場(chǎng)需要 LFP 和鎳基化學(xué)品。 對(duì)成本和性能的多樣化要求將導(dǎo)致市場(chǎng)提供不同的電池化學(xué)成分。 沒(méi)有“一刀切”的電池，無(wú)論是應(yīng)用還是汽車生產(chǎn)線。 在電動(dòng)汽車市場(chǎng)上，我們不僅會(huì)在產(chǎn)品陣容中看到一款電動(dòng)汽車（例如捷豹 I-Pace），而且整個(gè)產(chǎn)品陣容都將實(shí)現(xiàn)電氣化——從入門級(jí) B 級(jí)掀背車到 E -細(xì)分豪華轎車和SUV。
LFP 積極的商業(yè)案例前景與三個(gè)領(lǐng)域的持續(xù)創(chuàng)新相匹配：提高重量密度的化學(xué)開(kāi)發(fā)、提高體積密度和生產(chǎn)規(guī)模以降低成本的電池工程創(chuàng)新（電池到包裝和電池到機(jī)箱） . 這三個(gè)步驟相結(jié)合，使電動(dòng)汽車生產(chǎn)商有可能提供適用于電動(dòng)汽車的成本更低、性能更高的 LFP 電池。
盡管 LFP 是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，但仍有持續(xù)的研究、開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新重點(diǎn)，例如國(guó)軒的 190 Wh/kg 電池。 通過(guò)將錳添加到陰極和硅碳陽(yáng)極以提高能量密度，還有進(jìn)一步改善 LFP 化學(xué)性質(zhì)的機(jī)會(huì)。
然而，在電池組工程層面，比亞迪和寧德時(shí)代的電池組設(shè)計(jì)（cell-to-pack 或 CTP）取得了最大的收益。 CTP 減少了電池組中非活性材料的質(zhì)量，從而提高了能量密度。 它將電池組組件的數(shù)量減少了40%，預(yù)計(jì)將降低生產(chǎn)成本30%。
在電芯層面，CTP設(shè)計(jì)可將重量能量密度提升10%~15%，2019年已經(jīng)達(dá)到240Wh/kg，體積利用效率提升15%~20%。 CATL 宣布其目標(biāo)是到 2024 年將能量密度提高到 350 Wh/kg。在包裝級(jí)別上，能量密度已從 180 Wh/kg 提高到 200 Wh/kg 以上。
大規(guī)模生產(chǎn)是 LFP 的最后也是最后的機(jī)會(huì)，可以進(jìn)一步降低成本。 寧德時(shí)代和比亞迪正在使用大型壓延輥和顯著水平的制造工業(yè)化在中國(guó)以前所未有的規(guī)模制造 LFP 電池。 CATL 正在寧德總部附近建設(shè)一座新的 45 GWh 工廠，計(jì)劃于 2022 年 8 月完工。
然而在歐洲和北美，沒(méi)有 LFP 供應(yīng)鏈或制造足跡。 在短期內(nèi)，這將是 LFP 滲透到電動(dòng)汽車市場(chǎng)的限制因素。 不過(guò)，寧德時(shí)代并未排除向特斯拉柏林超級(jí)工廠供應(yīng)磷酸鐵鋰電池的可能性。 8 月，希臘電池制造商 Sunlight 宣布將生產(chǎn)從鉛酸電池轉(zhuǎn)向磷酸鐵鋰電池，這表明歐盟生產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池的市場(chǎng)機(jī)會(huì)和準(zhǔn)備就緒。 因此，LFP 仍有時(shí)間將自己確立為 2025 年上市的下一代電動(dòng)汽車的切入點(diǎn)。
