在國內(nèi)新能源汽車領(lǐng)域，磷酸鐵鋰電池延續(xù)對(duì)三元電池的碾壓

磷酸鐵鋰電池，是一種使用磷酸鐵鋰(LiFePO4)作為正極材料，碳作為負(fù)極材料的鋰離子電池，單體額定電壓為3.2V，充電截止電壓為3.6V~3.65V。充電過程中，磷酸鐵鋰中的部分鋰離子脫出，經(jīng)電解質(zhì)傳遞到負(fù)極，嵌入負(fù)極碳材料;同時(shí)從正極釋放出電子，自外電路到達(dá)負(fù)極，維持化學(xué)反應(yīng)的平衡。放電過程中，鋰離子自負(fù)極脫出，經(jīng)電解質(zhì)到達(dá)正極，同時(shí)負(fù)極釋放電子，自外電路到達(dá)正極，為外界提供能量。 [1] 磷酸鐵鋰電池具有工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長、安全性能好、自放電率小、無記憶效應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。

在國內(nèi)新能源汽車領(lǐng)域，磷酸鐵鋰電池延續(xù)對(duì)三元電池的碾壓。9月9日，中國汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟(下稱動(dòng)力電池聯(lián)盟)發(fā)布數(shù)據(jù)稱，今年8月，國內(nèi)動(dòng)力電池裝車量27.8 GWh，同比增長121%，再創(chuàng)歷史新高。其中，磷酸鐵鋰電池裝車量17.2 GWh，占總裝車量62%，市占率連續(xù)三個(gè)月環(huán)比正增長;三元電池裝車量10.5 GWh，占總裝車量38%。今年4月，國內(nèi)磷酸鐵鋰電池的市占率達(dá)67%，創(chuàng)歷史新高。5月市占率降至55.1%;6月開始升至57%;7月升至59.3%。

磷酸鐵鋰和三元電池是國內(nèi)動(dòng)力電池兩大主流技術(shù)路線。兩者的主要區(qū)別在于使用的的正極材料不同。2018-2020年，國內(nèi)磷酸鐵鋰電池的裝車量均低于三元電池。2021年，磷酸鐵鋰電池實(shí)現(xiàn)逆襲，全年市場(chǎng)占有率達(dá)到51%，超過三元電池。

相比三元電池，磷酸鐵鋰無需使用鎳、鈷等昂貴資源，在安全性和成本方面更有優(yōu)勢(shì)。借助寧德時(shí)代(300750.SZ)的CTP技術(shù)、比亞迪(002594.SZ)刀片電池等創(chuàng)新，磷酸鐵鋰電池續(xù)航能力相對(duì)較差的劣勢(shì)被彌補(bǔ)，使得其逐漸獲得了更多新能源車企的青睞。

今年以來，磷酸鐵鋰電池的單月裝車量均超過三元電池。今年前8個(gè)月，磷酸鐵鋰電池市占率超過59%，較三元電池高出18個(gè)百分點(diǎn)。動(dòng)力電池聯(lián)盟同期公布的8月國內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)裝車量排名顯示，寧德時(shí)代、比亞迪繼續(xù)位列前兩位。其中，寧德時(shí)代市占率接近47%，比亞迪則為22%左右，兩者均較上個(gè)月略有下滑。

中創(chuàng)新航在8月位列行業(yè)第三，市場(chǎng)份額為5.6%。今年前八個(gè)月，中創(chuàng)新航僅在6月跌出國內(nèi)前三位。LG新能源在6月頂替了中創(chuàng)新航，排名第三位。排名第四至第七位的企業(yè)，分別為國軒高科(002074.SZ)、欣旺達(dá)(300207.SZ)、蜂巢能源和億緯鋰能(300014.SZ)，它們的排名與上個(gè)月一致，市場(chǎng)份額均未超過5%。

90年代初，出現(xiàn)了一種新型電池——鋰電池，在自主電源中掀起了一場(chǎng)新的革命。1991年發(fā)生在日本，第一次向世界推出新型電池的公司是索尼公司。但進(jìn)展并沒有停滯不前，很快出現(xiàn)了不同類型的鋰電池。它們?cè)诔叽纭⑼鈿?、容量、工作和最大電流?qiáng)度、電壓、放電和過度充電、爆炸危險(xiǎn)以及可能傷害人體的化學(xué)反應(yīng)和蒸氣的后果方面各不相同。在所有物種中，今天已經(jīng)開始脫穎而出的一種——磷酸鐵鋰。關(guān)于它，未來將是擁有最大使用量的最新一代，以及所有其他鋰電池的類似物的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

磷酸鐵鋰(LiFePO4、LiFe、LFP、IFR)，1996年被John Goodenough發(fā)現(xiàn)作為鋰離子電池的陰極。它與傳統(tǒng)的鈷酸鋰相比有顯著差異，毒性更小，耐熱性更強(qiáng)。但同時(shí)它也有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)——充電容量小。因此，當(dāng)時(shí)這項(xiàng)技術(shù)并沒有得到發(fā)展，也沒有吸引任何人，直到 2003 年，A 123 Systems 公司開始對(duì)它產(chǎn)生了興趣，在蔣業(yè)明教授的領(lǐng)導(dǎo)下，他致力于制造電池能夠在一定條件下自我復(fù)制膠體溶液的結(jié)構(gòu)。但所有的研究都陷入了停頓，由教授領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)繼承了 John Goodenough 的發(fā)展，并繼續(xù)進(jìn)行深入的研究。

它們具有與其他鋰電池類似的結(jié)構(gòu)：

帶負(fù)電的電極(陽極)——是在銅箔的基礎(chǔ)上制成的，上面覆蓋著一層石墨。

帶正電的元件(陰極) - 由鋁箔和磷酸鐵鋰層組成。

電解質(zhì) - 旨在填充陰極和陽極之間的空間，允許正鋰離子通過，但不允許帶負(fù)電的電子通過。通常，液體電解質(zhì)基于鋰鹽。

隔板或隔板是一種多孔聚乙烯片，它可以很好地吸收并保持電解質(zhì)，還可以將陰極與陽極隔開。避免在極板短路或形成的鋰金屬枝晶生長的情況下發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)。

與鋰離子電池的主要區(qū)別在于磷酸鐵鋰正極。電池有一個(gè)卷式裝置，由 3 個(gè)條帶組成：陽極、電解質(zhì)隔板和陰極，扭曲成幾層。所有銅層和鋁層分別連接成一個(gè)觸點(diǎn)，頂部為正極，底部為負(fù)極。當(dāng)電池因負(fù)載開始放電時(shí)，鋰離子通過隔膜從正極流向負(fù)極，釋放積聚的電荷，引發(fā)氧化反應(yīng)。充電時(shí)，鋰離子通過隔膜從陽極到陰極并積累電荷，同時(shí)進(jìn)行恢復(fù)過程。

鋰離子電池正極材料供應(yīng)商，主要從事鋰離子電池正極材料研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。其主要產(chǎn)品包括磷酸鐵鋰、三元材料等鋰離子電池正極材料，主要是動(dòng)力、儲(chǔ)能及數(shù)碼領(lǐng)域(含電動(dòng)工具) 等鋰離子電池的制造，最終應(yīng)用于新能源汽車、儲(chǔ)能、數(shù)碼(含電動(dòng)工具)等領(lǐng)域。

7月29日，豐元股份披露的2022年上半年度報(bào)告顯示，公司實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入 7.10 億元，同比增長 126.05%;實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤 0.94 億元，同比增長 316.02%。

對(duì)此，豐元股份方面表示，公司業(yè)績大幅增長，主要是因?yàn)樾履茉葱袠I(yè)快速發(fā)展、下游客戶需求旺盛，隨著公司鋰電正極材料新建產(chǎn)線的產(chǎn)能逐步釋放，公司鋰電池正極材料產(chǎn)銷量較去年同期大幅增加，為公司業(yè)績帶來積極貢獻(xiàn)。

磷酸鐵鋰作為正極材料之一，在安全性、循環(huán)壽命、生產(chǎn)成本等綜合指標(biāo)上相比三元材料具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)，成為現(xiàn)階段最具發(fā)展?jié)摿Φ恼龢O材料之一。

2021年2月，《國務(wù)院關(guān)于加快建立綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的指導(dǎo)意見》指出，推動(dòng)綠色低碳運(yùn)輸工具、加快大容量儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)推廣。

有業(yè)內(nèi)人士向記者分析稱，磷酸鐵鋰是儲(chǔ)能電池的首選，在新能源汽車補(bǔ)貼持續(xù)退坡的趨勢(shì)下，新能源專用車廠商更關(guān)注動(dòng)力電池的性價(jià)比，磷酸鐵鋰電池憑借較低的成本，越來越得到市場(chǎng)的青睞，其裝機(jī)量占新能源專用車動(dòng)力電池裝機(jī)量的比重持續(xù)上升。同時(shí)，磷酸鐵鋰電池還在基站儲(chǔ)能、電力儲(chǔ)能、兩輪電動(dòng)車、船舶等應(yīng)用場(chǎng)景拓展版圖。

中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2022年1~6月，新能源汽車銷量合計(jì)260萬輛，同比增長115%;滲透率21.5%，同比提升12.2%。根據(jù)GGII統(tǒng)計(jì)，2022年上半年，中國動(dòng)力電池出貨量同比增長超150%，出貨量超過200GWh，其中磷酸鐵鋰電池占比56%，三元電池占比44%。

儲(chǔ)能方面，根據(jù)《中國儲(chǔ)能鋰離子電池行業(yè)發(fā)展白皮書(2022年)》的預(yù)測(cè)，2025年全球儲(chǔ)能鋰電池出貨量將達(dá)到243.7GWh，是2021年出貨量的3.7倍，2030年全球儲(chǔ)能鋰電池出貨量將達(dá)到913.7GWh.據(jù)GGII統(tǒng)計(jì)，儲(chǔ)能市場(chǎng)經(jīng)過前期的訂單積壓，2022年Q2迎來訂單大規(guī)模交付，出貨量同比增長超2倍。

受新能源汽車及儲(chǔ)能行業(yè)增長驅(qū)動(dòng)，鋰離子電池正極材料需求強(qiáng)勁。據(jù)GGII統(tǒng)計(jì)，2022年上半年，磷酸鐵鋰材料出貨量同比增長136%，三元材料出貨量同比增長48%。