M3P電池將成為磷酸鐵鋰電池終結(jié)者?M3P優(yōu)勢(shì)何在?
寧德時(shí)代最近的動(dòng)作是相當(dāng)頻繁,從麒麟電池到鈉電池,再到剛剛宣布已經(jīng)量產(chǎn)的M3P電池,整個(gè)寧德時(shí)代的動(dòng)力電池產(chǎn)品線一時(shí)之間甚至顯得相當(dāng)“臃腫”。不過(guò)麒麟電池本身更多是結(jié)構(gòu)上的再進(jìn)一步,即CTP無(wú)模組動(dòng)力電池包技術(shù)的精進(jìn)。而鈉電池通過(guò)我們之前的解析,也可以了解到,它在效率、壽命等方面的天然劣勢(shì),注定了主要是扮演鋰電池的補(bǔ)充角色。那么今天要介紹的M3P電池,又是怎么一回事呢?它會(huì)給電動(dòng)車市場(chǎng)帶來(lái)怎樣的變化呢?
M3P就是磷酸錳鐵鋰?
其實(shí)目前寧德時(shí)代對(duì)這款M3P電池披露的信息并不多,已知的主要信息有:該電池基于新型材料體系,能量密度高于磷酸鐵鋰電池,成本優(yōu)于三元鋰電池,并且目前已經(jīng)量產(chǎn),預(yù)計(jì)在明年推向市場(chǎng)。無(wú)論是電池的特性,還是量產(chǎn)和市場(chǎng)化的進(jìn)度,都很容易讓人聯(lián)想到磷酸錳鐵鋰電池技術(shù)路線。但寧德時(shí)代在公布的紀(jì)要中顯示,M3P電池“準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)”不是磷酸錳鐵鋰。這句話似乎具有很強(qiáng)的“欺騙性”,但在我看來(lái),M3P電池就是寧德時(shí)代旗下的磷酸錳鐵鋰電池技術(shù)產(chǎn)品。
先玩一個(gè)文字游戲,以大家比較熟悉的寧德時(shí)代NCM811電池命名為例,其中NCM分別代表鎳鈷錳。以此推算寧德時(shí)代M3P電池,其中M作為錳元素的代號(hào),應(yīng)該是很明確的事情。至于最后的P,也很容易聯(lián)想到化學(xué)式PO的磷酸根。整個(gè)命名結(jié)合到一起,便是強(qiáng)化錳元素地位的磷酸鹽體系的動(dòng)力電池。當(dāng)然,這個(gè)僅僅是文字上的推斷,接下來(lái)我們進(jìn)入技術(shù)角度預(yù)測(cè)部分。
多一個(gè)“錳”有啥好處?
技術(shù)方面,磷酸錳鐵鋰電池并非是新鮮概念,從名字上也可以看出,它與目前大紅大紫的磷酸鐵鋰電池有著密切的關(guān)系。首先,磷酸鐵鋰電池具有橄欖石型結(jié)構(gòu),這也是其循環(huán)性能優(yōu)異,充放電過(guò)程中電極結(jié)構(gòu)變化小,穩(wěn)定性好的基礎(chǔ)。但相比層狀正極材料的三元鋰電池,磷酸鐵鋰的導(dǎo)電性能差、電極的倍率充放電性能差等劣勢(shì)也相對(duì)明顯。而磷酸錳鋰與磷酸鐵鋰一樣,具有相似的橄欖石型結(jié)構(gòu),并且能有效提升動(dòng)力電池的理論能量密度。但磷酸錳鋰導(dǎo)電性能極差,于是將磷酸錳鋰與磷酸鐵鋰兩種材料復(fù)合形成的磷酸錳鐵鋰材料,能夠同時(shí)兼?zhèn)淠芰棵芏却?、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點(diǎn)。理論上,磷酸錳鐵鋰電池能夠比磷酸鐵鋰電池的能量密度多出15-20%左右,這也符合寧德時(shí)代對(duì)于M3P電池的特點(diǎn)介紹。
但是復(fù)合在一起的磷酸錳鐵鋰電池也并非完美無(wú)缺,這種材料的放電性能依舊相對(duì)較差,直接搭載在中高端純電動(dòng)車上面,仍然無(wú)法滿足需求。比如早期比亞迪在嘗試磷酸錳鐵鋰電池路徑時(shí),搭載的車型就是比亞迪e6。而要滿足日新月異的新能源車發(fā)展,當(dāng)下的磷酸錳鐵鋰技術(shù)必須進(jìn)一步優(yōu)化導(dǎo)電性能。比較通行的辦法有:在磷酸錳鐵鋰基礎(chǔ)上摻雜其它元素改善性能;通過(guò)碳涂層強(qiáng)化導(dǎo)電性;優(yōu)化合成工藝;以及與其它材料進(jìn)行再?gòu)?fù)合等等。
寧德時(shí)代的M3P可能是啥樣?
對(duì)于寧德時(shí)代的M3P電池,比較明確的是,采用了第一種方式。因?yàn)榍懊嬉蔡岬竭^(guò),寧德時(shí)代的M3P電池“還含有其它金屬元素”。據(jù)目前寧德時(shí)代披露的信息,以及技術(shù)路徑和成本因素綜合考慮,摻雜的金屬元素預(yù)計(jì)是鎂、鋅、鋁之中的兩種,以替代部分鐵元素的點(diǎn)位,改善充放電容量、效率以及穩(wěn)定性。這其中無(wú)論是從工藝還是成本來(lái)說(shuō),鎂的幾率都非常高。鋯、鈷也是加工中比較適合摻雜的元素,然而從成本考慮,它倆就不太適合了。
作為全球最暢銷的純電車品牌,特斯拉的電池生意讓各個(gè)電池供應(yīng)商都想來(lái)分一杯羹。除了起初的松下外,特斯拉也開(kāi)始與LG新能源、寧德時(shí)代等電池供應(yīng)商合作。根據(jù)最近消息,寧德時(shí)代將在今年第四季度開(kāi)始向特斯拉提供M3P電池,首批使用的車型將會(huì)是Model Y。作為寧德時(shí)代最新的電池產(chǎn)品之一,M3P電池相比磷酸鐵鋰電池?fù)碛懈錾哪芰棵芏?、比三元鋰電池更低的成本。除了寧德時(shí)代外,國(guó)內(nèi)欣旺達(dá)、億緯鋰能等動(dòng)力電池廠商都在研發(fā)M3P電池。從特斯拉開(kāi)始,在M3P電池的浪潮下磷酸鐵鋰電池會(huì)“失寵”嗎?
作為特斯拉最初始的電池供應(yīng)商,松下一直以來(lái)都與特斯拉保持了緊密的合作關(guān)系,特斯拉最新研發(fā)的4680電池松下也將在2023年開(kāi)始量產(chǎn)。雖然特斯拉與松下的關(guān)系緊密,但在松下之外特斯拉也開(kāi)始與LG新能源、寧德時(shí)代開(kāi)始合作。從最新的消息來(lái)看,寧德時(shí)代將在今年第四季度向特斯拉提供最新的M3P電池,率先搭載新電池的Model Y預(yù)計(jì)將在明年年初正式上市。
作為寧德時(shí)代最新產(chǎn)品之一,M3P電池第一次出現(xiàn)公眾視野中還是在今年2月。從新電池的命名來(lái)看,M是錳元素的化學(xué)代號(hào),不少人推測(cè)新電池就是磷酸錳鐵鋰電池。但寧德時(shí)代則表示,“M3P是基于新型材料體系研發(fā)的電池,準(zhǔn)確說(shuō)來(lái)不是磷酸錳鐵鋰,還包含其他金屬元素,公司稱之為磷酸鹽體系的三元。新電池的能量密度高于磷酸鐵鋰,但成本比三元鋰更低”。
雖然寧德時(shí)代并沒(méi)有公布M3P詳細(xì)的技術(shù)信息,但從已經(jīng)公布的信息里我們可以得知,M3P電池首先在能量密度上將會(huì)比磷酸鐵鋰電池理論上高出15-20%左右,預(yù)計(jì)能達(dá)到200Wh/kg以上,這能為車輛提供更長(zhǎng)的續(xù)航。此外在更多其他金屬元素的加入下,M3P電池的導(dǎo)電性能或?qū)⒏鼜?qiáng),能提供強(qiáng)勁的電力輸出和更快的充電效率。與此同時(shí),M3P也將擁有磷酸鐵鋰電池安全性高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。不過(guò)在制造成本上,M3P大概率會(huì)高于傳統(tǒng)的磷酸鐵鋰電池。
從目前特斯拉國(guó)產(chǎn)Model Y的情況來(lái)看,唯一一款搭載磷酸鐵鋰電池的車型是后輪驅(qū)動(dòng)版,電池由松下提供,價(jià)格為31.69萬(wàn)元,是在售三款車型中價(jià)格最便宜的。值一提的是,松下目前在國(guó)內(nèi)的電池廠并沒(méi)有生產(chǎn)圓柱形電池,所以國(guó)產(chǎn)Model Y依舊用的是進(jìn)口的松下電池,一定程度影響了國(guó)產(chǎn)Model Y的制造成本。
而特斯拉使用寧德時(shí)代的M3P電池,就能解決國(guó)產(chǎn)車型用進(jìn)口電池的問(wèn)題。但未來(lái)?yè)Q裝新電池的國(guó)產(chǎn)Model Y能在售價(jià)上更便宜嗎?
7月22日消息,據(jù)財(cái)聯(lián)社報(bào)道,在世界動(dòng)力電池大會(huì)上,寧德時(shí)代首席科學(xué)家吳凱發(fā)言表示,公司研發(fā)的M3P電池已經(jīng)量產(chǎn),最快明年就能推向市場(chǎng)并在新款電動(dòng)汽車上得到應(yīng)用。這款電池的能量密度高于磷酸鐵鋰,但成本比三元鋰更低,有助于促進(jìn)電動(dòng)汽車降價(jià)。
據(jù)了解,寧德時(shí)代在今年2月稱宣布,公司計(jì)劃推出新產(chǎn)品M3P電池,這是基于新型材料體系研發(fā)的電池產(chǎn)品,和磷酸鐵鋰有一定的區(qū)別。不過(guò),據(jù)相關(guān)專業(yè)人士推斷,這應(yīng)該屬于磷酸鐵鋰的一個(gè)改進(jìn)品種,在其內(nèi)部加入了其他的金屬元素,用以提升電池原本的容量上限和性能上限。
磷酸鐵鋰是目前應(yīng)用最廣,且成本相對(duì)更低的一種動(dòng)力電池,比亞迪刀片電池就是基于該體系進(jìn)行打造的。磷酸鐵鋰電池最大的優(yōu)勢(shì)就是便宜、安全、使用壽命長(zhǎng)。但也存在較多不足,如能量密度較低、快充性能較差等。所以,這類電池大多出現(xiàn)在20萬(wàn)元以內(nèi)的入門、中低端車型中。
磷酸鐵鋰便宜又好用,大家自然希望它能長(zhǎng)久被使用下去。但現(xiàn)階段,磷酸鐵鋰的性能已經(jīng)被壓榨到極限,能量密度達(dá)到理論最高水平,即便繼續(xù)壓實(shí)密度也很難在有所突破。面對(duì)能量密度不斷激增的三元鋰電池,磷酸鐵鋰真的走到盡頭了。
寧德時(shí)代M3P應(yīng)該是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改良,在傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池的正極加入其他化學(xué)元素,提高電池的低溫性能和電壓平臺(tái)。雖然不清楚具體實(shí)現(xiàn)原理,但能量密度應(yīng)該會(huì)有不小的提升,預(yù)計(jì)能達(dá)到200Wh/kg以上。成本自然會(huì)比原來(lái)貴一些,但相較于三元鋰還是能便宜不少。
今年,整個(gè)電池產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)井噴現(xiàn)象,特斯拉4680電池開(kāi)始交付、寧德時(shí)代發(fā)布麒麟電池,蔚來(lái)150kWh固態(tài)電池年底前交付等,各大電池廠商、汽車廠商都積極掏出自家的電池技術(shù),爭(zhēng)取在新能源汽車賽道上能趕超他人,引領(lǐng)同行。未來(lái)一兩年,必然還會(huì)有越來(lái)越多的新型電池面世,電動(dòng)汽車性能將得到飛速提升,價(jià)格也有望逐步降低,小雷對(duì)電動(dòng)汽車未來(lái)的發(fā)展越加期待了。