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电池知识

磷酸铁锂电池在高充电倍率下,寿命明显好于三元电池?

来源:宝鄂实业    2019-05-04 22:35    点击量:

 现在三元电池走向了高铝高镍、低钴的技术路线,对昂贵的稀有金属消耗量降低。

  去年全球钴产量9.8万吨,其中40%用于锂电池,消耗量并不算非常大。而且钴资源依然处于供过于求的状态,当前20/吨的价格处于历史上的低位。

  去年锂电池产业的火爆也没有带动钴资源的飙涨,多种因素导致当前铁锂电池的成本要高于三元电池。

  但我们要以动态的眼光看待二者的成本对比,要认识到,在碳酸锂价格大涨之前,磷酸铁锂的成本是略低于三元电池的。

  反过来思考,如果明年资源供不应求,也出现类似于碳酸锂一样的4倍甚至5倍的飙涨,那么三元电池的成本也就水涨船高。

  总之,两种技术路线的成本不分伯仲,具体到某一时间点,和上游原材料价格有很大关系。

  长期来看,我认为碳酸锂15/吨的价格不具有可持续性,因为锂并不是稀缺资源,国内天齐锂业、赣锋锂业等众多厂家碳酸锂每吨生产成本约为2.9~3.5万元之间,而盐湖股份的子公司蓝科锂业更是宣称成本只有1.9万元/吨。

  当前碳酸锂行业,可谓是暴利行业,3万元的成本,15万元的价格,整整翻了5倍。

  巨大的利润诱惑自然便是疯狂的扩产,全产业链上的公司都在成倍的扩充产能,蓝科锂业更是成数十倍的扩充产能,虽然需求也会继续跟着增长,但产能的扩张更疯狂。

 

  当不久的将来,上游原材料的价格发生变动,碳酸锂和三元的成本孰高孰低还未可知。

  这一项,二者平手。

  5、充电倍率

  先说结论吧,在充电倍率方面磷酸铁锂大幅度的领先。

  其实前年在阐述电池寿命的时候就已经能得出结论:磷酸铁锂电池在高充电倍率下,寿命明显好于三元电池。

  美国a123公司(现在为万向子公司)甚至在实验室里做出了25C倍率充电的磷酸铁锂电池(25C倍率充电意味着60÷25=2.4分钟把电池充满)

  充放电倍率方面,铁锂大幅度胜出。

  6、电池单体一致性

  使用镍钴铝三元的特斯拉model s的电池组中有7000节小电池串联、并联在一起,如果电池的一致性存在问题,那么后果就是灾难性的,因为串联电池有一个木桶原理,性能最差的那一个电池影响电池组整体性能。

  但使用磷酸铁锂的2014款秦混动车却出现了让人焦头烂额的问题,标定13kwh的电池,使用一年多以后很多车主就在反映只能充进去8kwh的电量,衰减厉害。

  前面我不是说磷酸铁锂寿命更长吗?怎么会出现这样的现象,这其实就是电池单体一致性的问题。

  其实比亚迪2014""电动车所使用的电池,单个拿出来绝大部分可能没有什么问题,电池返厂均衡后也能恢复原先的性能,但唯独电池成组后就出问题了。

  其实电池一致性问题并不是没有办法,办法主要有两个,一个是升级工艺,提升工厂自动化水平以及控制精度。

  另外一个就是做大单体电池容量,2014秦使用的是27AH的电池单体,而比亚迪K9则使用270ah单体容量的电池单体,相比于秦,K9的问题就少很多甚至不存在电池一致性问题。

  最后就是改进电池管理系统(BMS),这一方面我们也确实落后于欧美日。

  相比于2014款秦,2015年推出的秦由于使用了全新的电池管理系统,在每一个小节的电池上都加装了控制器方便更好的操控并且额外多出8节电池(就是说实际容量大于标称)

  电池一致性的问题已经解决很多,但无论如何,在一致性方面,磷酸铁锂落后于三元电池。这一局:三元胜。

  7、低温性能

  这一项结论很清晰:磷酸铁锂低温性能差,三元更优。

  冬天里,电动车的续航里程都要变短,但磷酸铁锂电池问题更严重一些。但到底缩减多少呢?

  还是要拿出清晰的数据来说话,就以新款400公里续航的比亚迪e6为例,进入冬天后车主纷纷反映续航只能做到原先的60%,也就是240公里。

  但这不能全怪罪于电池,根据热胀冷缩的简单原理,我们就知道进入冬天后,汽车的胎压会降低,而胎压低则是导致续航缩短的重要原因,当车主注意胎压以及脚法后,续航可以恢复到标称的70%~75%,达到近300公里的续航,比标称的400公里少100公里。

  问题是这100公里的续航哪里去了呢?答案在于空调。

  传统燃油车能量转换效率只有不到30%,剩余70%的能量以废热的形式散发,进入冬天以后,汽车打开暖风并不需要额外消耗汽油,只需要把发动机散发出的废热吹送到驾驶室即可。

  但电动车电机能量转换效率达到了90%,并没有额外的废热,如果冬天要开空调,就只能额外消耗电池里的能量。所以续航里程的缩减并不能完全怪罪于磷酸铁锂的低温性能差。

  使用三元电池的北汽ev200在冬天里一样明显缩减,而且由于电池整体容量更低,本来续航只有200公里,打七折之后更只剩下140公里了,司机们叫苦不迭。

  针对冬天,磷酸铁锂电池也有很多应对办法,例如材料纳米化以及碳包覆,还有一个更简单有效的办法,就是给电池组安装加热装置。

  综合来看,低温对磷酸铁锂电池组对整体性能的影响<10%。另外,由于三元电池也或多或少要收到低温的影响,所以两者在低温下的性能实际差别其实就更小了。

  但无论如何,低温性能成为磷酸铁锂的一个短板,这一局三元胜!

  以上7个方面的分析,几乎覆盖了动力电池新能指标的各个方面,在七场对决中,三元和铁锂惨烈厮杀,痛苦角逐,互有胜负,也有平手。

  那么这7场对决后,我这个裁判能给出最终的结论吗?或是你们这些读者、观众更给出自己内心的判断吗?到底谁才是当之无愧的冠军?

  作为裁判的我,通过这么多分析论述后,只能遗憾地告诉大家,我无法下一个谁更优的结论,所以本场打擂没有冠军或者都是冠军。

  由于我国新能源车率先在商用车领域爆发,前些年使用铁锂电池更多一些;随着电动车革命的深入,乘用车销量的爆发,三元电池的占比会逐步提高。

但无论如何两者将长期共存,国内领先的电池企业也必将选择两条腿走路(同时生产三元电池和铁锂电池)的战略。

 指数展望

  今日,两市小幅低开,开盘后震荡上行,并在煤炭等资源股以及中小创的强势表现下,推动指数双双翻红。不过,盘中金融股相对低迷,拖累指数整体表现。午后,金融股有所回升,题材股继续表现,指数整理后迎来反抽,尾盘重新翻红并继续走高。

  全天看,大盘低开高走,延续近期向好趋势。盘面上,煤炭表现强势,金融股拉升指数后迎来回调,而中小创表现稳健;消息上,中美两国企业创造了奇迹,经贸合作的金额达到2535亿美元。这既创造了中美经贸合作的纪录,也刷新了世界经贸合作史上的新纪录。而此次双边合作,对于二级市场的相关上市公司也将产生侧面的利好刺激。技术上,指数持续反弹但成交量开始萎缩,昨日的冲高也显示动能的匮乏,短期或有整理的需求。

  【明日策略】

  总体上,大蓝筹以及行业龙头仍是市场主力军,而近期指数新高下,部分医药白酒等白马股遭遇高位打压以及资金出逃,似有调仓迹象,结合今日煤炭等二线蓝筹的表现,主力前期抱团取暖现象有所缓解,也就是说后期或有分化产生。此外,近期市场热点匮乏,360概念之后,今日中电电机盘中一度涨停,预高送转概念开始发力,结合年报预告,高送转概念或成为近期新的热门标的。

  板块前瞻

  锂电池回调到位,新一轮上攻即将到来:

  技术面:指数站上13日均线,但受制于之前跳空缺口的压力,今日回踩13日均线支撑,不过后市积极看涨。

  资金流向方面:昨日,64只锂电池概念股呈现大单资金净流入态势,合计大单资金净流入19.77亿元。有,28只个股大单资金净流入在1000万元以上,天齐锂业、多氟多、赣锋锂业、格林美、风华高科等5只个股大单资金净流入均超1亿元,分别为:30345.85万元、27838.77万元、22902.88万元、15882.73万元、13658.13万元,上述5只个股合计大单资金净流入达11.06亿元。

  事实上,锂电池行业上市公司业绩情况也同样可圈可点,共有117家公司三季报净利润实现同比增长,41家公司三季报净利润同比翻番,华友钴业、科恒股份、猛狮科技等3家公司三季报净利润同比增幅均在10倍以上,分别为:9723.35%2218.75%1670.47%,而北方稀土(916.71%)、坚瑞沃能(791.18%)、超华科技(713.92%)、中核钛白(558.44%)、诺德股份(501.32%)等公司三季报净利润同比增幅也较为显著。

 

  值得一提的是,截至昨日,共有82家锂电池行业上市公司已披露年报业绩预告,业绩预喜公司家数达到70家,占比85.37%。从预计净利润同比最大增幅来看,21家公司年报净利润同比增幅有望翻倍,露笑科技(455.87%)、中核钛白(387.57%)、新纶科技(289.00%)、新海宜(280.00%)、凯恩股份(256.77%)、东方精工(240.00%)、赣锋锂业(235.00%)、天际股份(220.00%)8家公司年报净利润同比增幅均有望超过200%,此外,维科精华、六国化工、云天化、超华科技、大东南等5家公司年报业绩均有望实现扭亏为盈。