中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高在2026年度车百会研究院专家媒体交流会上,把磷酸铁锂称为"上天给我们最好的礼物之一",并强调要继续把这条路线做大做强。
中国汽车动力电池产业创新联盟9月15日公布的数据显示,2026年1至8月,国内动力电池累计装车量为489.1吉瓦时,其中磷酸铁锂电池装车402.7吉瓦时,占82.3%;三元电池装车85.6吉瓦时,占17.5%。
仅8月份,磷酸铁锂电池装车量就达到67.6吉瓦时,占当月动力电池装车量的85.6%。磷酸铁锂为何能获得如此高的评价与市场份额?
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这需要从锂电池的技术演进说起。据彭博社报道,到2024年,锂离子电池组价格下降20%,至每千瓦时115美元左右。
这是自2017年以来最大的一次降价。这一趋势的核心是磷酸铁锂电池(LFP)。锂离子电池有两个电极:阴极和阳极。
阳极通常只是石墨,阴极则是电池中最昂贵的部分。行业内存在三种主要化学体系。首先是三元电池。
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之所以这样称呼,是因为其阴极以不同比例混合了三种材料,包括镍锰钴(NMC)和镍钴铝(NCA)。三元电池能量密度更高,可以储存更多能量,让电动汽车一次充电走得更远。
但镍和钴较为稀有、更昂贵,而原材料占电池成本的70%。三元电池较高的能量密度还会增加热风险,可能导致热失控,也就是火灾。
LFP是第三种主要化学材料,使用磷酸铁作为阴极,没有钴或镍。由于铁和磷更为常见,LFP拥有显著的成本优势,并能在多次充放电循环后更好地保持初始能量容量。
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问题是LFP的能量密度较低,约为每公斤90至160瓦时。NCA为每公斤230至260瓦时,NMC最高,达每公斤250至320瓦时。
因此同等条件下,LFP电动汽车续航里程不会那么长。但能量密度较低也降低了热失控的风险。
总结来说,电池有三个角度:性能、成本和安全性。LFP具有成本和安全性,NMC和NCA则有性能。
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2010年代,西方先锋电动汽车如雪佛兰Volt、日产Leaf、Model S的电池组均采用三元阴极化学。与此同时在中国,第一批电动汽车制造商在新能源汽车中采用了磷酸铁锂,特别是公交车。
2009年启动的"十城千辆"政策发放补贴,要求各市政府购买公共服务车队,如公共汽车、出租车和政府用车。像比亚迪这样的中国公司出于成本和安全考虑,早期采用了LFP,成为该领域的先驱者。
2016年底,中国将补贴政策与能量密度、续航里程、充电速度等因素挂钩。若电动汽车续航低于150公里则得不到补贴。
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这有利于三元电池化学的车型。在接下来的三年里,即使是LFP的长期忠实拥护者也采用了三元技术,例如比亚迪2017款唐100、宋EV300和秦EV300。
到2019年中期,三元电池装机量占比达到70%左右,LFP市场份额下降至30%。两项重大进展扭转了这一趋势。
2019年6月,补贴立即减少50%,随后每年继续退坡。这拉平了成本竞争环境,电动汽车制造商纷纷转回LFP。
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与此同时,LFP制造商推出了新技术来弥补根本弱点。事实证明,比亚迪Blade重塑了电动汽车电池的制造。
比亚迪于2020年3月首次推出Blade,几个月后在旗舰轿车汉上首次亮相。电动汽车电池有三个制造级别:电池组、模块和电芯。
电芯是最小最基本的单元,形状包括软包或圆柱等。一个电池组可能有数千甚至数万个电芯。
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传统电池制造商将电芯分组为模块,模块中的电芯数量从4到12不等。比亚迪在Blade上完全跳过模块,将电芯直接装入电池组,即Cell-to-Pack或CTP。
这个想法是通过最大限度利用包装体积来弥补LFP较差的能量密度。比亚迪将棱柱形电池重新设计成非常长、超薄的形状,金属外壳基本上跨越了整个电池组的宽度,因此得名"刀片"。
Blade改变了游戏规则。2020款汉EV续航里程为605公里,与Model 3的668公里、小鹏P7的706公里在同一区间。
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但这些三元电池的高端电动汽车售价从27万到33万元不等,而使用LFP电池的汉售价仅为21万至25.8万元。CTP使LFP电池组的能量密度达到传统NMC电池的约85%。
不久之后,中国其他主要电池制造商也采用了这一概念,例如宁德时代提出了极具创意的CTP技术,用于麒麟电池组。磷酸铁锂电池销量在2021年超过NMC。
到2023年,其在电动汽车装车量中的占比接近70%。NMC电池能量密度仍然更好,但现在主要用于高端高性能车,例如小米SU7 Max和Ultra版本。
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另一项重大发展涉及专利。当前锂离子以阴极为核心的电池结构由美国科学家、诺贝尔奖得主约翰·古迪纳夫博士发明并获得专利。
他也是LFP阴极的先驱。然而古迪纳夫最初发明的LFP并不具备商业可行性,尤其是导电性差。
多年后,碳涂层和工艺技术的关键创新使LFP具备了商业竞争力,这些专利由加拿大和欧洲的大学和公共实体研究人员申请,随后合并到一个管理全球许可的瑞士实体。
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据IEA介绍,2000年代或2010年代达成的一项协议允许中国电池制造商免费使用这些LFP专利,但仅限于本地市场。其他企业则须协商并支付许可费。
这种独特的专利安排让中国得以熟练掌握LFP。这些专利最终于2022年到期。
在2022年之前的几年里,中国电池制造商已经积累了巨大的LFP供应链熟练度,从电芯到电池组的创新、巨大的规模经济、材料采购、人才管道等等。直到2021年,比亚迪一直是垂直整合,电池仅供自家汽车使用。
2021年这种情况发生变化,比亚迪开始向丰田、福特等第三方出售刀片电池,向市场引入了一家主要的新一级电池供应商,引发了价格战。汽车制造商正在寻找脱颖而出的方法,特别是在高端车领域:更长续航、更快充电。
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因此LFP制造商正在寻找新的生产方法或配方。一个有趣的例子是LMFP,磷酸锰铁锂,通过添加锰获得比普通LFP更高的能量密度。
另一种是双烧工艺流程:先在较低温度下部分烧制前驱体,再对所得颗粒进行研磨和碳涂层,最后进行第二次烧制。这样得到的颗粒更均匀、大小相近,性能更一致,非常适合长续航、快充电动汽车。
2022年后原材料价格同时暴跌也是电池价格暴跌的重要因素。2023年,澳大利亚、智利和阿根廷有新的锂资源上线,迅速扭转了2022年的锂短缺,价格暴跌。
铁价也从2022年的高点回落,2024年铁矿石价格下跌15%。磷酸铁锂电池价格暴跌对电动汽车以外的行业产生了溢出效应,尤其是公用事业规模的固定储能系统(BESS)。
LFP在2021年之前就已经受到BESS青睐,因其更便宜的材料成本和抗热失控性能。数十亿美元正涌入美国各地的BESS项目,特别是在加州和德州。
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仅2024年上半年就达114.5亿美元,资金不仅来自政府,还来自银行和基础设施对冲基金。市场分析人士指出磷酸铁锂价格将继续下跌,但可能远不如前几年那么快。
值得关注的行业发展之一是即将到来的钠离子技术。钠比锂更易获得,似乎能够更快充电,能量密度数字也越来越好。
回到欧阳明高的判断,他也提醒2026年和2027年会陆续出现搭载全固态电池的测试车,但全固态电池要走向规模化普及和实用化,大概率仍需三到五年。
对普通消费者来说,最理性的选择不是押注某个概念,而是根据当下真实需求,选择经过验证、符合最新安全标准并拥有可靠售后保障的产品。
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