電池研究院：讓人又愛(ài)又恨的磷酸鐵鋰

　　【太平洋汽車網(wǎng) 技術(shù)頻道】在比亞迪e6用超長(zhǎng)壽命征服深圳出租車界的遙遠(yuǎn)年代，“鐵電池”成為了一個(gè)包攬便宜、耐用、安全特性的動(dòng)力電池標(biāo)簽。隨著三元鋰電池的大肆反攻，磷酸鐵鋰電池的生存空間被壓縮，直至CTP技術(shù)反殺回戰(zhàn)場(chǎng)。

　　隨著漢EV、Model 3和P7等主流車型開(kāi)始安裝磷酸鐵鋰電池，“鐵電池”這一役，勢(shì)必精彩紛呈。

　　相比電池橫跨數(shù)百年的歷史，磷酸鐵鋰配方的歷史只能算“近期”發(fā)生的事。

　　我們今天能用著刷著智能手機(jī)、聽(tīng)著真無(wú)線耳機(jī)、吃著電動(dòng)車送來(lái)的外賣宅家度日，還得感謝三位2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主——邁克爾·斯坦利·惠廷漢姆（Michael Stanley Whittingham）、約翰·班尼斯特·古迪納夫（John Bannister Goodenough）、吉野彰（Akira Yoshino）。

　　今年98歲高齡的“足夠好先生”——約翰·班尼斯特·古迪納夫（John Bannister Goodenough），其實(shí)從54歲才開(kāi)始研發(fā)電池。古迪納夫博士是鋰電池領(lǐng)域最大的功臣，三大鋰電池正極材料（鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰）都是他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)找出來(lái)的。

　　德州大學(xué)的古迪納夫教授是公認(rèn)的最早利用磷酸鐵鋰制作鋰離子正極材料的研究者，其團(tuán)隊(duì)在1997年報(bào)道了LiFePO₄這種新型橄欖石結(jié)構(gòu)嵌入與脫出鋰的可逆性，并表示新的磷酸鐵鋰配方物料更低廉且環(huán)境污染更少。

　　其中要說(shuō)明的是，LiFePO₄是LiMPO₄（含鋰磷酸鹽）的其中一種，其中M可以是Fe、Co、Mn、Ti，LFP則是的LiFePO₄簡(jiǎn)寫。

　　當(dāng)前我們正在使用的磷酸鐵鋰配方電池，全稱磷酸鐵鋰鋰離子電池，屬于鋰離子電池的一種。正極即是上文提到的LiFePO₄，可見(jiàn)磷酸鐵鋰的主要反應(yīng)機(jī)理是由正極決定的，所以命名源于正極材料。

　　目前LFP材質(zhì)有較差的導(dǎo)電性和較低的鋰離子擴(kuò)散系數(shù)，因此學(xué)界一直在利用各自辦法攻克這些難題，包括使用納米級(jí)材料或者引入新型導(dǎo)電劑來(lái)提升導(dǎo)電性能，提升可逆電容量等等。

　　LFP材質(zhì)目前最大的優(yōu)勢(shì)在于不使用鈷，是一種真正的“無(wú)鈷”鋰離子電池（廢話，同理荷蘭豆也是一款無(wú)葷的純正素菜）。由于鈷的產(chǎn)能集中在非洲，價(jià)格受國(guó)際局勢(shì)影響的波動(dòng)非常大，之前一下子漲到了60萬(wàn)/噸。

　　問(wèn)題是，LFP材質(zhì)與生俱來(lái)的優(yōu)劣勢(shì)也太過(guò)明顯了，消費(fèi)者們應(yīng)該也很清楚市面上最長(zhǎng)續(xù)航的純電動(dòng)乘用車一定不是LFP而是NCM，而臭名昭著的自燃之王高鎳NCM在安全性上面根本不是LFP的對(duì)手。

　　磷酸鐵鋰LFP與三元鋰NCM的路線之爭(zhēng)，將在接下來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間愈演愈烈。

　　知己知彼百戰(zhàn)百勝，我們接下來(lái)就深入了解一下LFP材質(zhì)的優(yōu)劣勢(shì)。

　　此前筆者寫過(guò)一篇《電池分類與命名大全》，作為《電池研究院》欄目的知識(shí)目錄，其中提到過(guò)磷酸鐵鋰配方的一些簡(jiǎn)述，今天來(lái)聊聊技術(shù)細(xì)節(jié)。

　　以NCM三元鋰為例，一般鋰離子動(dòng)力電池的標(biāo)稱電壓在3.7V左右，工作電壓范圍寬達(dá)3.0-4.2V，所以BMS會(huì)比較好操作，SOC監(jiān)控相對(duì)精準(zhǔn)。

　　換成磷酸鐵鋰配方之后，標(biāo)稱電壓降低至3.2V，工作電壓范圍在3.0-3.3V之間，充電的終止電壓只有3.6V左右。

　　這就意味著，磷酸鐵鋰電池的電壓比其他鋰離子電池要低，而且工作電壓范圍比較窄，充放電曲線非常平緩，SOC監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度很低，電壓一直都在3.2V左右所以很難監(jiān)測(cè)出此時(shí)究竟是多高的SOC。

　　磷酸鐵鋰的BMS會(huì)在前后兩端電壓范圍留有更大的裕量防止過(guò)充過(guò)放，這也造成多數(shù)磷酸鐵鋰電動(dòng)汽車的車主也能感受到續(xù)航值監(jiān)測(cè)不準(zhǔn)、電量不多的問(wèn)題。

　　目前學(xué)界已有一些解決方案來(lái)應(yīng)對(duì)磷酸鐵鋰電池充放電曲線過(guò)于平緩而導(dǎo)致SOC不準(zhǔn)的問(wèn)題，比如重慶郵電大學(xué)的學(xué)者就提出了基于遺傳算法的徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)預(yù)測(cè)磷酸鐵鋰電池SOC，這種方法具備更強(qiáng)的適應(yīng)能力，因此結(jié)果更加精準(zhǔn)和穩(wěn)定。

　　在此前技術(shù)受限的情況下，磷酸鐵鋰配方的最佳充電率在0.5C-1.5C之間，屬于比較低的充電速度。

　　寧德時(shí)代在2019年宣稱，正在研發(fā)一種新的磷酸鐵鋰電池技術(shù)，在負(fù)極石墨的表面利用“快離子環(huán)”技術(shù)讓石墨結(jié)構(gòu)兼具超級(jí)快充和高能量密度的特性，石墨層增加鋰離子嵌入速度后可以達(dá)到4C-5C的超級(jí)快充能力，相當(dāng)于15分鐘完成主要的充電過(guò)程。不過(guò)，現(xiàn)在這種技術(shù)尚未量產(chǎn)，當(dāng)前市面上的磷酸鐵鋰電池拼快充性能的確不如三元鋰。

　　說(shuō)完充電率，再來(lái)說(shuō)放電率。磷酸鐵鋰電池電池的正常工作放電率為2C左右，理論最大放電率可以到10C（實(shí)際上不會(huì)用到這么盡，有結(jié)構(gòu)損壞的風(fēng)險(xiǎn)），算是很猛的。

　　下圖數(shù)據(jù)可見(jiàn)，實(shí)線0.5C放電，若使用最下方虛線的3C放電倍率，放電容量下降幅度只有5%左右，表明磷酸鐵鋰電池在高倍率下依然可以有不錯(cuò)的放電性能，造高性能電動(dòng)車沒(méi)問(wèn)題。

　　現(xiàn)實(shí)例子？3.9秒破百的比亞迪漢EV四驅(qū)版用的就是磷酸鐵鋰電池。

　　能量密度一直都是磷酸鐵鋰配方電池的大軟肋，在大型公交車上廣泛運(yùn)用的原因便是因?yàn)樯逃密嚥蝗辈季挚臻g，能容得下體型、重量都頗為“雄偉”的磷酸鐵鋰電池。

　　在5年前左右，磷酸鐵鋰電池的單體能量密度只有150Wh/kg左右，成組之后的整包能量密度只有100Wh/kg左右（200Wh/L左右的體積比能量）。

　　業(yè)界一直宣稱磷酸鐵鋰配方電池的理論最高能量密度只有175Wh/kg，這是整包的數(shù)據(jù)，包含BMS和模組結(jié)構(gòu)的重量。

　　最近兩年，因?yàn)楸葋喌蠋ь^重新刮起了磷酸鐵鋰配方熱潮，各大主要的動(dòng)力電池企業(yè)都在刷“捷報(bào)”，也就是根本沒(méi)有量產(chǎn)化但對(duì)股民“很有幫助”的振奮消息，其中國(guó)軒高科在2020年初宣稱研發(fā)出整包能量密度高達(dá)160Wh/kg的磷酸鐵鋰配方電池包（單體超200Wh/kg），寧德時(shí)代的是161.29Wh/kg，四川綠鑫只有147.25Wh/kg，億緯鋰能、億鵬能源、安馳新能源三家的整包能量密度都在150Wh/kg左右。

　　寧德時(shí)代表示，通過(guò)對(duì)磷酸鐵鋰材料體系性能的深度挖掘，未來(lái)可能將單體的能量密度提升至230Wh/kg。只不過(guò)，當(dāng)前寧德時(shí)代提供給特斯拉Model 3（標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航升級(jí)版）的磷酸鐵鋰電池，整包能量密度還只有125Wh/kg，續(xù)航為468km，這個(gè)倒不低，電耗只有12.6kWh/100km。

　　為了解決磷酸鐵鋰配方與生俱來(lái)的低能量密度問(wèn)題，在單體能量密度無(wú)法取得革命性突破的前提下，必須對(duì)模組結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，比亞迪就整出了自家的CTP（Cell to Pack）技術(shù)，直接省去了模組和一大堆控制模塊，把長(zhǎng)條形的“刀片電池”（單體Cell）直接安裝到電池包（整包Pack）當(dāng)中，電池包體積利用率可以提升20%左右，整包能量密度與整車?yán)m(xù)航能力也大幅度提升20%-30%。

　　磷酸鐵鋰敢用CTP技術(shù)的前提是單體電池本身的安全性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于三元鋰配方，所以省去了模組級(jí)別的結(jié)構(gòu)保護(hù)也不會(huì)有大問(wèn)題，不過(guò)單體電池本身的框架強(qiáng)度需要加強(qiáng)。

　　因?yàn)槔m(xù)航上的進(jìn)步，以及制造成本上的降低（主要原因），目前主流的電池供應(yīng)商都在做磷酸鐵鋰配方的CTP技術(shù)，相繼讓模組結(jié)構(gòu)成為歷史。

　　此外，磷酸鐵鋰電池在能量密度上的提升，還可以在剩下的一年半國(guó)家新能源補(bǔ)貼期內(nèi)獲得最后一批補(bǔ)貼。

　　在技術(shù)不成熟的年代，磷酸鐵鋰電池的循環(huán)壽命只有500次左右，大電流充放電（1C充/5C放）的循環(huán)壽命為300次左右。

　　在7年前，有幾家汽車媒體曾經(jīng)給一臺(tái)跑了50萬(wàn)公里的比亞迪e6深圳出租車（標(biāo)稱續(xù)航300km）做過(guò)續(xù)航測(cè)試，測(cè)出來(lái)的實(shí)際續(xù)航里程還是挺硬核的。

　　想了解測(cè)試詳情的可以點(diǎn)擊下圖看全文：

　　如今，磷酸鐵鋰電池的整包循環(huán)壽命通常都有2000次甚至更多，有些實(shí)驗(yàn)室的1C循環(huán)壽命可以達(dá)到3500-5000次，寧德時(shí)代在2019年更是發(fā)布了可以循環(huán)12000次的磷酸鐵鋰儲(chǔ)能電池產(chǎn)品。

　　磷酸鐵鋰的另一個(gè)重要的特征便是低溫性能不佳，非常的不佳，北方車主叫苦不迭。

　　磷酸鐵鋰電池的工作溫度范圍為-20℃至75℃，有些磷酸鐵鋰電動(dòng)汽車一旦到達(dá)0℃以下的環(huán)境溫度就有啟動(dòng)困難的風(fēng)險(xiǎn)，若在-20℃的外部溫度下，磷酸鐵鋰電池的放電容量只相當(dāng)于25℃時(shí)的38%左右，我就問(wèn)你還敢不敢開(kāi)暖氣……

　　因?yàn)榈蜏匦阅懿患眩粤姿徼F鋰電池的熱管理系統(tǒng)變得尤為重要，最高效率的方式是采用PTC電阻來(lái)給電池包加熱。雖然會(huì)耗費(fèi)一定的電量，但也好過(guò)因?yàn)榈蜏貙?dǎo)致內(nèi)部活性物質(zhì)電化學(xué)性能大幅降低帶來(lái)的續(xù)航銳減問(wèn)題。

　　磷酸鐵鋰電池正極的導(dǎo)電性本身就不佳，在低溫環(huán)境下更是容易發(fā)生極化，電解液粘度增加并增加鋰離子的遷移阻抗，導(dǎo)致電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的崩塌，電池?fù)p壞。

　　因?yàn)榱姿徼F鋰天生的低溫性能不佳問(wèn)題，中國(guó)甚至出現(xiàn)了“北三元 南鐵鋰”的產(chǎn)業(yè)布局，當(dāng)然另一個(gè)重要的方面是南派比亞迪與北派松下LG的產(chǎn)業(yè)話語(yǔ)權(quán)之爭(zhēng)、

　　之前磷酸鐵鋰版本的特斯拉Model 3在北方就遇到了靜置后掉電嚴(yán)重的問(wèn)題，解決方案是特斯拉建議用戶一周充滿一次，幫助特斯拉磷酸鐵鋰電池BMS系統(tǒng)積累北方地區(qū)的用戶數(shù)據(jù)，更高的數(shù)據(jù)量可以帶來(lái)更精準(zhǔn)的SOC監(jiān)測(cè)能力。等等，這玩意沒(méi)標(biāo)定完成就上市了然后等用戶數(shù)據(jù)OTA完善？

　　之前有自媒體做過(guò)一個(gè)傳播度很廣的穿刺試驗(yàn)，軟性給比亞迪磷酸鐵鋰電池打安全性廣告，把寧德時(shí)代逼得出來(lái)說(shuō)胡話（哎呀其實(shí)穿刺沒(méi)代表性啊）。

　　筆者此前在下文中提到過(guò)，在眾多熱失控的原因當(dāng)中，穿刺是最不講武德的物理攻擊，將一根導(dǎo)體（比如直徑3mm鋼針）插入動(dòng)力電池中，正負(fù)極直接短路，熱失控速度超快，幾乎是瞬間就開(kāi)始對(duì)外噴射火焰。

　　穿刺的機(jī)理是內(nèi)部短路，這種情形就像潛水艇在水下被物理?yè)舸?，除了全員殉國(guó)之外就沒(méi)啥其他可能性了。

　　自2021年1月1日實(shí)施的動(dòng)力電池安全新國(guó)標(biāo)GB 38031-2020《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》，并未引入穿刺試驗(yàn)，現(xiàn)有的試驗(yàn)則分為幾類，其中電池單體進(jìn)行過(guò)放電、過(guò)充電、外部短路、加熱、溫度循環(huán)、擠壓試驗(yàn)，電池包或系統(tǒng)進(jìn)行振動(dòng)、模擬碰撞、擠壓、濕熱循環(huán)、浸水、熱穩(wěn)定性、溫度沖擊、鹽霧、高海拔、過(guò)溫保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、外部短路保護(hù)、過(guò)充電保護(hù)過(guò)放電保護(hù)試驗(yàn)。

　　雖然沒(méi)有強(qiáng)制要求穿刺試驗(yàn)，但在同一份國(guó)標(biāo)當(dāng)中有幾份補(bǔ)充條款，其中包括“要求電池單體發(fā)生熱失控之后，電池系統(tǒng)5分鐘內(nèi)不起火不爆炸，為乘員預(yù)留安全逃生時(shí)間”，條款實(shí)施時(shí)間同樣是2021年1月1日。

　　也即是說(shuō)：我不管你能不能通過(guò)最險(xiǎn)惡的物理?yè)舸凑愕米岏{乘人員有5分鐘逃離時(shí)間。為什么下個(gè)車就要5分鐘呢？因?yàn)橛行┦鹿蕰?huì)讓車體變形，你得給消防官兵留足時(shí)間剪開(kāi)車體救人。

　　整體而言，LiFePO₄不容易分解，P-O鍵很穩(wěn)固，不容易析氧，分解溫度高達(dá)600℃，而三元鋰電池在200℃就會(huì)分解，所以磷酸鐵鋰是安全性能非常高的一種配方，即使燒起來(lái)了，火燒連營(yíng)的蔓延速度比三元鋰慢很多，逃生時(shí)間大大增加。

　　此外，雖然磷酸鐵鋰電池過(guò)充還是會(huì)熱失控，但熱失控的閾值比其他鋰離子電池要高很多，而在0電壓的極限狀態(tài)下存儲(chǔ)30天不會(huì)有過(guò)度損傷，三元鋰動(dòng)力電池在0電壓下長(zhǎng)期存儲(chǔ)會(huì)有泄露風(fēng)險(xiǎn)與內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)損壞風(fēng)險(xiǎn)。

　　電池記憶效應(yīng)，指的因電池不完全放電而導(dǎo)致容量降低的現(xiàn)象。業(yè)界普遍認(rèn)為磷酸鐵鋰配方電池沒(méi)有記憶效應(yīng)，但近年有部分研究團(tuán)體認(rèn)為磷酸鐵鋰同樣有一定記憶效應(yīng)，只是并不明顯。

　　不過(guò)因?yàn)楣ぷ麟妷悍秶^(guò)小的問(wèn)題，廠家一般都會(huì)把磷酸鐵鋰的可用容量范圍標(biāo)定得窄一點(diǎn)，也不建議用戶經(jīng)常過(guò)充過(guò)放，雖然磷酸鐵鋰電池的過(guò)放耐受能力明顯強(qiáng)于三元鋰。

　　這就意味著，有無(wú)記憶效應(yīng)對(duì)于磷酸鐵鋰而言，沒(méi)什么影響。

　　因?yàn)檎龢O材料不含高價(jià)的鈷Co，不需要承受國(guó)際貿(mào)易風(fēng)險(xiǎn)，所以磷酸鐵鋰電池的整體成本比三元鋰電池低了一截，安全性能極佳的特性也讓電控難度降低了。

　　不過(guò)由于磷酸鐵鋰工藝不穩(wěn)定，成品率較低，單體電池一致性差，所以早起來(lái)是挺有門檻的。

　　目前國(guó)內(nèi)磷酸鐵鋰電池的主要生產(chǎn)商家有比亞迪、寧德時(shí)代、國(guó)軒高科、江蘇時(shí)代、弗迪、瑞普、比克、力神、萬(wàn)向等等。

　　拿一份2020年12月的采購(gòu)數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)比展示，NCM811三元鋰電池的整包采購(gòu)均價(jià)在985元/kWh，而LFP磷酸鐵鋰電池的整包采購(gòu)均價(jià)在0.795元/kWh，因此使用磷酸鐵鋰電池大約可以節(jié)省19%左右的成本。

　　不過(guò)由于磷酸鐵鋰電池里頭沒(méi)什么貴重金屬可回收，所以回收價(jià)格有點(diǎn)不堪入目……

　　綜上所述，磷酸鐵鋰電池的核心優(yōu)勢(shì)是價(jià)格低廉、安全性能好、循環(huán)壽命長(zhǎng)，劣勢(shì)在于低溫性能差、能量密度低。

　　基于以上優(yōu)劣勢(shì)，磷酸鐵鋰電池主要應(yīng)用在以下場(chǎng)景當(dāng)中：

　　純電動(dòng)乘用車的高壓電池包實(shí)際上是很難布局的，大家都以為“放在車底”便是解決方案，問(wèn)題是大家發(fā)現(xiàn)早期的土法油改電坐起來(lái)都很難受了對(duì)吧？

　　因?yàn)槔峡畹母邏弘姵匕?00mm甚至更高的厚度，會(huì)嚴(yán)重侵占車內(nèi)空間，把前后兩排座椅的高度大大提升了，乘客坐姿又直又頂頭，車底還有電池包下緣的凸起，碰上尖銳的石頭之后有一定概率被開(kāi)膛，接下來(lái)就是熱失控自燃。

　　磷酸鐵鋰電池最大的問(wèn)題是能量密度不高，所以體積和重量都是潛在的問(wèn)題。在此前的土法油改電時(shí)代，過(guò)高的電池包整包高度會(huì)讓車輛舒適性與安全性大打折扣，如今的定制化時(shí)代，磷酸鐵鋰電池的整包厚度大大壓縮了，我們坐進(jìn)去漢EV車內(nèi)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，其實(shí)空間舒適性跟同等級(jí)汽油車基本沒(méi)區(qū)別了。

　　如今越來(lái)越多新上市的純電動(dòng)乘用車換裝了磷酸鐵鋰電池，比如小鵬P7磷酸鐵鋰版、小鵬G3磷酸鐵鋰版、特斯拉Model 3磷酸鐵鋰版、比亞迪漢EV、2020款上汽榮威Ei5、2020款北汽新能源EU5、長(zhǎng)安歐尚科尚EV、長(zhǎng)安歐尚X7 EV、東風(fēng)啟辰D60 EV、2021款東風(fēng)風(fēng)神E70磷酸鐵鋰版等。

　　在2016年之前，中國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的插電式混合動(dòng)力車型，高壓動(dòng)力電池以磷酸鐵鋰為主，比例高達(dá)7成，隨后這個(gè)高比例不斷下滑，被能量密度高得多的三元鋰搶占了市場(chǎng)份額。

　　因?yàn)椴咫娛交旌蟿?dòng)力乘用車動(dòng)力電池包的“工作壓力”遠(yuǎn)沒(méi)有純電動(dòng)車的高，不用總是過(guò)充過(guò)放，動(dòng)力輸出也主要依靠?jī)?nèi)燃機(jī)，而磷酸鐵鋰電池的能量密度近年提升迅速，在空間極為緊迫的插混車上也能擠得進(jìn)去，考慮到價(jià)格便宜和安全口碑好，不斷提升裝備率是必然事件了。

　　當(dāng)前活躍著的磷酸鐵鋰電池PHEV車型有比亞迪秦Plus DM、比亞迪宋MAX DM、比亞迪宋Pro DM、榮威eRX5 PHEV、榮威ei6 PHEV、名爵MG6 PHEV等等，數(shù)量遠(yuǎn)不如三元鋰，不過(guò)比例的確在增加。

　　公交車、輕型客車/貨車、礦車等純電動(dòng)商用車輛，對(duì)動(dòng)力電池包的體積和重量并不敏感，對(duì)動(dòng)力電池包的價(jià)格、循環(huán)壽命、每公里能耗成本更為敏感，因此磷酸鐵鋰是比三元鋰更加合適的選擇，市場(chǎng)占比在60%左右。

　　最出名的磷酸鐵鋰電池商用車產(chǎn)品要數(shù)比亞迪生產(chǎn)的K9電動(dòng)大巴，已經(jīng)出口到了59個(gè)國(guó)家，快充3小時(shí)可以續(xù)航250公里，循環(huán)壽命長(zhǎng)達(dá)4000個(gè)循環(huán)。

　　此外，插電式混合動(dòng)力商用車也特別喜歡用磷酸鐵鋰電池，畢竟電池采購(gòu)價(jià)格相比三元鋰便宜不少，而商用車的電池容量大到有點(diǎn)恐怖。

　　在10年前左右，筆者還在讀書(shū)的年代，鉛酸電池一直都是兩輪電動(dòng)車儲(chǔ)能裝置的霸主，后來(lái)鋰離子電池價(jià)格大降、性能激增，以小牛為代表的高端兩輪電動(dòng)車產(chǎn)品開(kāi)始推向市場(chǎng)，鋰離子電池成為主角。

　　隨后，外賣平臺(tái)與共享電單車平臺(tái)的興起，讓兩輪電動(dòng)車的低壓動(dòng)力電池市場(chǎng)得到了催化，而三元鋰電池的產(chǎn)業(yè)鏈最完整，因此推廣得最多。

　　隨著磷酸鐵鋰電池的能量密度短板補(bǔ)齊，便宜、耐用、安全三大優(yōu)勢(shì)得到消費(fèi)者的認(rèn)同，磷酸鐵鋰電池在輕型電驅(qū)車型上的廣泛裝備也提上了日程。

　　除了外賣小哥和共享平臺(tái)的兩輪電單車產(chǎn)品，還有高爾夫球場(chǎng)、電動(dòng)鏟車、小區(qū)內(nèi)部的清潔車（我們公司還真有一臺(tái)）、電動(dòng)輪椅等產(chǎn)品也都會(huì)逐漸向磷酸鐵鋰電池伸出橄欖枝。

　　除了作為車輛的動(dòng)力電池之外，磷酸鐵鋰電池還有很多的用途，比如用作發(fā)電站的大容量?jī)?chǔ)能裝備。下圖的儲(chǔ)能電站是國(guó)家電網(wǎng)江蘇公司為了協(xié)調(diào)鎮(zhèn)江供電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的磷酸鐵鋰儲(chǔ)能站（北山站）。其中北山站為10KV鋰電池儲(chǔ)能站，總投資約1.2億，鋰電池容量為16MW/32MWh，項(xiàng)目面積3813平米。（資料來(lái)源：中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)）

　　此外，磷酸鐵鋰電池還可用作UPS電源使用，而在底下礦場(chǎng)，磷酸鐵鋰的高安全性得到了礦工們的喜愛(ài)，礦燈電源使用磷酸鐵鋰配方明顯更加安全。

　　如果你愿意，把充電寶的聚合物鋰離子電芯換成磷酸鐵鋰電芯之后，的確可以更加安全，不過(guò)因?yàn)榱姿徼F鋰配方的工作電壓太低，所以極少?gòu)S家會(huì)選用。

　　除此之外，電鉆、電鋸、遙控車、遙控船等工具或玩具，都有使用磷酸鐵鋰電池的案例。

　　筆者第一次被磷酸鐵鋰電池的實(shí)戰(zhàn)能力深受感動(dòng)到，是在4年前駕駛騰勢(shì)500車型從林芝跑高速到拉薩，全程410km，走林拉高速（而非318）。

　　本來(lái)主辦方弄了一個(gè)節(jié)電比賽，讓大家駕駛這臺(tái)NEDC“只有451km”的純電動(dòng)車慢悠悠地從林芝散步到拉薩，結(jié)果筆者比較頭鐵，一路100km/h定速巡航跑掉了，留下他們70km/h慢慢挪。領(lǐng)航的油車一直在電臺(tái)喊我們回來(lái)，開(kāi)這么快到不了拉薩就要叫拖車的。

　　結(jié)果我們順利到達(dá)，表現(xiàn)續(xù)航0km，完全沒(méi)毛病。

　　磷酸鐵鋰電池最終的歸宿（出貨量最大的地方）一定是動(dòng)力電池，然而對(duì)動(dòng)力電池成本最敏感的微型車、小型車并不是這一波磷酸鐵鋰復(fù)興浪潮的排頭兵，反而是Model 3、P7、漢EV這類型20-30萬(wàn)的中檔產(chǎn)品。

　　當(dāng)然這是好事，起碼磷酸鐵鋰在市場(chǎng)上的形象不再代表著低端與廉價(jià)，而是代表著可靠與實(shí)惠。

　　根據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)的官方數(shù)據(jù)，我國(guó)2019年度動(dòng)力電池裝車量累計(jì)63.6GWh，同比累計(jì)上升2.3%。其中，三元電池裝車量累計(jì)38.9GWh，占總裝車量61.1%，同比累計(jì)下降4.1%；磷酸鐵鋰電池裝車量累計(jì)24.4GWh，占總裝車量38.3%，同比累計(jì)增長(zhǎng)20.6%，是驅(qū)動(dòng)裝車量整體同比上升的主要產(chǎn)品。

　　隨著磷酸鐵鋰電池能量密度的困局逐漸解決，磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的出貨量得到了大幅度提升。不過(guò)，磷酸鐵鋰的能量密度潛力非常有限，而目前最有希望得到技術(shù)突破的是三元鋰電池，在高鎳正極、硅負(fù)極等新技術(shù)細(xì)節(jié)下有望得到更高的發(fā)展前景，且我國(guó)相對(duì)豐富的稀有金屬礦產(chǎn)儲(chǔ)量允許中國(guó)大力發(fā)展三元鋰配方。

　　磷酸鐵鋰在最合適它的領(lǐng)域，比如商用車、中小型乘用車，有非常很不錯(cuò)的發(fā)展空間，畢竟每kWh節(jié)省19%采購(gòu)成本，而且安全和壽命都遠(yuǎn)優(yōu)于三元，實(shí)在太吸引了。只是我國(guó)南北緯度跨度很大，在北方大力推廣磷酸鐵鋰不太現(xiàn)實(shí)，在南方則是磷酸鐵鋰配方的福地。

（文：太平洋汽車網(wǎng) 黃恒樂(lè)）