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撰文 | 王磊明

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在新能源領(lǐng)域，技術(shù)路線的選擇至關(guān)重要。路線押對了，很可能趁風(fēng)起飛。

光伏領(lǐng)域，當(dāng)初隆基押注單晶硅，從小弟成為光伏組件老大。這兩年晶科押對了TOPCon，超越隆基。現(xiàn)在隆基再想押光伏BC技術(shù)，實現(xiàn)再反超。

動力電池領(lǐng)域，同樣面臨這樣的選擇。

目前，動力電池存在多種技術(shù)路線。對比來看，錳酸鋰高溫性能差、循環(huán)壽命短、能量密度低，但成本較低，主要應(yīng)用于電動自行車等小動力領(lǐng)域；鈉離子循環(huán)壽命長、耐低溫性能好、成本較低，但能量密度不高，伴隨鋰價高漲而興起、鋰價回落而低迷。

磷酸鐵鋰和三元綜合性能優(yōu)越、升級潛力大（如固態(tài)電池），長期占據(jù)九成以上的市場份額，但二者也是幾經(jīng)交替領(lǐng)先。

相比三元，磷酸鐵鋰電池安全性高、成本低，在中國新能源汽車發(fā)展初期，占據(jù)市場主導(dǎo)地位；相比磷酸鐵鋰，三元能量密度高、充電速度快，在大眾“續(xù)航焦慮”面前，受到更多青睞。

數(shù)據(jù)來源：中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟

近年來，在結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、高壓實磷酸鐵鋰、摻雜改性等技術(shù)加持下，磷酸鐵鋰電池的能量密度直追三元，低溫衰減問題也逐步緩解。

電池性能的全面提升，加之新能源汽車補貼的逐步退坡直至取消，帶動了磷酸鐵鋰市場份額的一路走高。三元電池大有被淘汰的趨勢。

2021-2024年，磷酸鐵鋰電池裝車占比分別達到51.7%、62.4%、67.3%、74.6%，把三元電池（48.1%、37.5%、32.6%、25.3%）遠(yuǎn)遠(yuǎn)地甩在后面。

2025年2月，我國動力電池裝車量為34.9GWh，同比增長94.1%。其中，三元電池裝車量為6.4GWh，同比下降7.2%，占總裝車量18.5%；磷酸鐵鋰電池裝車量為28.4GWh，同比增長158%，占總裝車量81.5%。

動力電池裝車形成了三元占比20%、磷酸鐵鋰占比80%的“二八格局”。

曾幾何時，三元電池代表著“續(xù)航長、性能強”，是特斯拉、蔚來、小鵬、理想等新能源汽車領(lǐng)軍品牌的“高配專屬”。

可近年來，新上市的動力電池產(chǎn)品，比亞迪的刀片電池、寧德時代的神行電池、極氪的金磚電池、蜂巢的短刀電池、吉利的神盾短刀電池、五菱的神煉電池，都是磷酸鐵鋰電池。

那么，“遙遙領(lǐng)先”的磷酸鐵鋰電池有何“制勝秘訣”，曾經(jīng)“高高在上”的三元電池為何被淘汰？

01--不是三元買不起，而是磷酸鐵鋰更有性價比

在碳酸鋰價格“扶搖直上”時（從2021年初的5萬元/噸飆漲至2022年11月的近60萬元/噸），動力電池占據(jù)了電動車一半的成本。三元因含有鋰、鎳、鈷等金屬，更是比磷酸鐵鋰成本高出30%以上。

這是2021年磷酸鐵鋰反超三元的重要原因。與此同時，車企們紛紛自研電池，集體“去寧德時代化”。

如今，碳酸鋰價格已回落至約7.5萬元/噸，鎳價、鈷價也大幅回調(diào)，價格不再是車企選擇磷酸鐵鋰而非三元的主要原因。

三元電池的“跌落”，不是它不行，而是磷酸鐵鋰進步太快。

我們都知道，相比三元，磷酸鐵鋰電池最大的詬病就是“里程焦慮”，表現(xiàn)在兩個方面：一是續(xù)航，與電池的能量密度息息相關(guān)；二是充電速度，取決于電池的充電倍率。

一方面，磷酸鐵鋰的能量密度已“今非昔比”。

2020年3月，比亞迪推出的第一代刀片電池，還主打安全牌，能量密度僅為140Wh/kg，同期三元電池的能量密度集中在200-220Wh/kg。

到了2024年，寧德時代的神行PLUS電池系統(tǒng)能量密度突破205Wh/kg，高于大部分三元電池的190Wh/kg系統(tǒng)能量密度。

從單體電池看，吉利汽車的神盾短刀電池能量密度為192Wh/kg，蜂巢能源的第二代短刀電池為188Wh/kg。據(jù)傳，比亞迪第二代刀片電池能量密度也達到190Wh/kg。

另一方面，磷酸鐵鋰的快充能力正“飛速進化”。

充電倍率（C-rate）是衡量電池充電速度的指標(biāo)，指的是電池在單位時間內(nèi)充電至額定容量時所需要的電流值，數(shù)值越大，速度越快。簡單來說，1C表示1小時能充滿，2C表示半小時充滿。

根據(jù)中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進聯(lián)盟發(fā)布的《2021中國電動汽車用戶充電行為白皮書》、《2022中國電動汽車用戶充電行為白皮書》，中國電動汽車用戶平均單次充電時長分別為49.9分鐘、49.3分鐘。

2023年以來，電池廠商開始了充電倍率“競賽”。

2023年12月，極氪推出了4.5C金磚電池，2024年8月第二代金磚電池最大充電倍率升級至 5.5C，號稱“磷酸鐵鋰充電速度首次超越三元鋰”。

2025年2月，鴻蒙智行召開尊界技術(shù)發(fā)布會，宣布尊界S800首發(fā)業(yè)界首個 6C超充電池包。

近日，在超級e平臺發(fā)布會上，比亞迪拋出“王炸”，兆瓦閃充實現(xiàn)“油電同速”，最高充電倍率10C，“充電5分鐘，續(xù)航400公里”。

02--從政策引導(dǎo)到技術(shù)主導(dǎo)

我國的新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展有一個共同的規(guī)律：前期依靠政策鼓勵、財政補貼，完成了“原始積累”；后期憑借技術(shù)突破、市場選擇，實現(xiàn)了“自然進化”。光伏如此，鋰電亦如此。

2009年，“十城千輛”新能源汽車示范推廣應(yīng)用工程開啟，國家重點支持商用車，磷酸鐵鋰電池以其高安全、低成本快速發(fā)展。

2015年，動力電池“白名單”制度開始實施，為本土電池企業(yè)的發(fā)展壯大贏得了時間。

2016年底，新政按照能量密度對新能源汽車進行差異化補貼，設(shè)定了不低于90Wh/kg 的最低門檻，對高于120Wh/kg的按照1.1倍補貼，三元電池以其高能量密度實現(xiàn)超越。

引自《關(guān)于調(diào)整新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知 財建[2016]958號》

2019年后，新能源汽車補貼逐步退坡、電池白名單制度廢止，“溫室”里成長起來的電池企業(yè)已成為全球市場中的領(lǐng)頭羊。

政策完成了“扶上馬，送一程”的歷史使命，鋰電企業(yè)也開啟了“自己動手，豐衣足食”的科技創(chuàng)新之路。

如果說2021年磷酸鐵鋰反超三元，是“補貼退坡”的成就，那么近年來磷酸鐵鋰不斷擴大對三元的領(lǐng)先優(yōu)勢，則離不開“自身努力”。

首先是續(xù)航提升技術(shù)，主要包括結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，如一體化技術(shù)；工藝創(chuàng)新，如高壓實密度技術(shù)。

2019年9月，寧德時代率先推出CTP技術(shù)，即繞過模組，直接由電芯封裝成電池包，空間利用率達到55%，2022年6月第三代CTP技術(shù)的體積利用率突破72%，2024年4月神行PLUS電池進一步優(yōu)化提升了7%。

2022年5月，比亞迪發(fā)布了全球首款搭載了CTB技術(shù)的“海豹”轎車，與2020年9月特斯拉推出的CTC技術(shù)類似，實現(xiàn)電芯與車身的融合，體積利用率達到66%。

而極氪的金磚電池體積利用率達83.7%，號稱是目前全球體積利用率最高的動力電池，也是改造結(jié)構(gòu)件的結(jié)果：使用一體化液冷托盤替代傳統(tǒng)水管結(jié)構(gòu)，采用電芯、上蓋、底板的“緊湊三明治結(jié)構(gòu)”，在電芯之間采用航空級超薄熱阻隔材料等。

高壓實密度磷酸鐵鋰技術(shù)則是今年以來的熱門話題，成為新一輪磷酸鐵鋰材料漲價的直接原因。

根據(jù)粉體壓實密度，磷酸鐵鋰材料可分為五代，第一代2.1-2.3g/cm3，已經(jīng)基本淘汰；第二代、第三代的粉體壓實密度分別為2.4-2.5g/cm3、2.5-2.6g/cm3，是目前市場上的主流產(chǎn)品；第四代為2.6-2.7g/cm3；第五代2.7g/cm3以上。

結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)說的是在空間有限的底盤上裝更多的電芯，高壓實密度技術(shù)說的是在體積有限的電芯里填充更多活性材料，主要通過二次燒結(jié)等工藝實現(xiàn)。

湖南裕能、富臨精工、德方納米、龍蟠科技等正極龍頭企業(yè)紛紛入局。

其次是充電速度提升技術(shù)，主要通過材料創(chuàng)新來實現(xiàn)。

前文提到的高壓實密度磷酸鐵鋰技術(shù)在提升能量密度的同時，也顯著改善了快充能力。

此外，優(yōu)化正極、負(fù)極、電解液等關(guān)鍵材料，是提升充電速度的關(guān)鍵路徑。

如寧德時代的神行電池：正極材料采用了超電子網(wǎng)技術(shù)，有效降低了鋰離子的充電阻力；負(fù)極采用了第二代石墨快離子環(huán)技術(shù)，為鋰離子傳導(dǎo)提供了高效通道；應(yīng)用超高導(dǎo)電解液，顯著提升了電導(dǎo)率等。

再如比亞迪的兆瓦閃充電池，通過正負(fù)極材料優(yōu)化，電池內(nèi)阻降低50%，鋰離子遷移速度提升3倍。

還有，伴隨著包覆和摻雜改性、熱管理等技術(shù)的發(fā)展，磷酸鐵鋰的耐低溫性能已明顯提升，與三元“難分伯仲”。

03--跑得安全，才能跑得長遠(yuǎn)

如今，在“跑得遠(yuǎn)、充得快”方面，磷酸鐵鋰電池已比肩三元。而在成本、安全方面，磷酸鐵鋰則一直把三元“按在地上摩擦”。

當(dāng)下，國內(nèi)將安全與發(fā)展提上同等重要位置、國際“脫鉤斷鏈”風(fēng)險居高不下，自燃、關(guān)鍵礦石“卡脖子”，一個關(guān)乎一輛車的安全，一個涉及產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈的安全，始終是懸在三元電池頭上的“達摩克利斯之劍”。

磷酸鐵鋰出生自帶“安全”“價低”光環(huán)，靠后天努力不斷補上能量密度低、充電速度慢、低溫衰減快等“先天不足”，成功把三元拉下馬，并坐穩(wěn)了“王座”。

與此同時，技術(shù)路線的更替，也造成了市場格局的變化。

根據(jù)SNE Research發(fā)布的2024年全球動力電池裝車量前十名數(shù)據(jù)，中國企業(yè)占據(jù)六個席位，市場的占有率為67.1%，同比提升了3.7個百分點。與此同時，來自韓系（LG新能源、SK On、三星SDI）、日系（松下）的動力電池廠商份額不斷縮水。

主要原因就是韓國、日本企業(yè)過度依賴三元鋰電池技術(shù)，錯失磷酸鐵鋰轉(zhuǎn)型升級機遇。

04--寫在最后

當(dāng)前，以新能源、新材料等為代表的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命方興未艾，科技創(chuàng)新“一日千里”，磷酸鐵鋰暫時的領(lǐng)先，不一定能“笑到最后”。三元還有沒有翻盤的機會，也未可知。

在防止和整治“內(nèi)卷式”競爭的大背景下，磷酸鐵鋰所引領(lǐng)的“卷技術(shù)”，總是要比“卷價格”更為健康。

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參考資料：

[1]高工鋰電. 乘用車LFP電池滲透與三元升級. 2020-10-31.

[2]高工鋰電. 2024年再辯快充電池技術(shù)路.2024-07-11.

[3]界面新聞.磷酸鐵鋰漲價背后：四代高壓密產(chǎn)品正走向臺前.2025-03-10.

作者簡介：王磊明，北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)碩士，主要從事節(jié)能環(huán)保及碳達峰碳中和研究。

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