寧德時代最近的動作是相當頻繁,從麒麟電池到鈉電池,再到剛剛宣布已經量產的M3P電池,整個寧德時代的動力電池產品線一時之間甚至顯得相當“臃腫”。不過麒麟電池本身更多是結構上的再進一步,即CTP無模組動力電池包技術的精進。而鈉電池通過我們之前的解析,也可以了解到,它在效率、壽命等方面的天然劣勢,注定了主要是扮演鋰電池的補充角色。那么今天要介紹的M3P電池,又是怎么一回事呢?它會給電動車市場帶來怎樣的變化呢?
M3P就是磷酸錳鐵鋰?
其實目前寧德時代對這款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,成本優于三元鋰電池,并且目前已經量產,預計在明年推向市場。無論是電池的特性,還是量產和市場化的進度,都很容易讓人聯想到磷酸錳鐵鋰電池技術路線。但寧德時代在公布的紀要中顯示,M3P電池“準確來說”不是磷酸錳鐵鋰。這句話似乎具有很強的“欺騙性”,但在我看來,M3P電池就是寧德時代旗下的磷酸錳鐵鋰電池技術產品。
先玩一個文字游戲,以大家比較熟悉的寧德時代NCM811電池命名為例,其中NCM分別代表鎳鈷錳。以此推算寧德時代M3P電池,其中M作為錳元素的代號,應該是很明確的事情。至于最后的P,也很容易聯想到化學式PO的磷酸根。整個命名結合到一起,便是強化錳元素地位的磷酸鹽體系的動力電池。當然,這個僅僅是文字上的推斷,接下來我們進入技術角度預測部分。
多一個“錳”有啥好處?
技術方面,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系。首先,磷酸鐵鋰電池具有橄欖石型結構,這也是其循環性能優異,充放電過程中電極結構變化小,穩定性好的基礎。但相比層狀正極材料的三元鋰電池,磷酸鐵鋰的導電性能差、電極的倍率充放電性能差等劣勢也相對明顯。而磷酸錳鋰與磷酸鐵鋰一樣,具有相似的橄欖石型結構,并且能有效提升動力電池的理論能量密度。但磷酸錳鋰導電性能極差,于是將磷酸錳鋰與磷酸鐵鋰兩種材料復合形成的磷酸錳鐵鋰材料,能夠同時兼備能量密度大、結構穩定等特點。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,這也符合寧德時代對于M3P電池的特點介紹。
但是復合在一起的磷酸錳鐵鋰電池也并非完美無缺,這種材料的放電性能依舊相對較差,直接搭載在中高端純電動車上面,仍然無法滿足需求。比如早期比亞迪在嘗試磷酸錳鐵鋰電池路徑時,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展,當下的磷酸錳鐵鋰技術必須進一步優化導電性能。比較通行的辦法有:在磷酸錳鐵鋰基礎上摻雜其它元素改善性能;通過碳涂層強化導電性;優化合成工藝;以及與其它材料進行再復合等等。
寧德時代的M3P可能是啥樣?
對于寧德時代的M3P電池,比較明確的是,采用了第一種方式。因為前面也提到過,寧德時代的M3P電池“還含有其它金屬元素”。據目前寧德時代披露的信息,以及技術路徑和成本因素綜合考慮,摻雜的金屬元素預計是鎂、鋅、鋁之中的兩種,以替代部分鐵元素的點位,改善充放電容量、效率以及穩定性。這其中無論是從工藝還是成本來說,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電池供應商都想來分一杯羹。除了起初的松下外,特斯拉也開始與LG新能源、寧德時代等電池供應商合作。根據最近消息,寧德時代將在今年第四季度開始向特斯拉提供M3P電池,首批使用的車型將會是Model Y。作為寧德時代最新的電池產品之一,M3P電池相比磷酸鐵鋰電池擁有更出色的能量密度、比三元鋰電池更低的成本。除了寧德時代外,國內欣旺達、億緯鋰能等動力電池廠商都在研發M3P電池。從特斯拉開始,在M3P電池的浪潮下磷酸鐵鋰電池會“失寵”嗎?
作為特斯拉最初始的電池供應商,松下一直以來都與特斯拉保持了緊密的合作關系,特斯拉最新研發的4680電池松下也將在2023年開始量產。雖然特斯拉與松下的關系緊密,但在松下之外特斯拉也開始與LG新能源、寧德時代開始合作。從最新的消息來看,寧德時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預計將在明年年初正式上市。
作為寧德時代最新產品之一,M3P電池第一次出現公眾視野中還是在今年2月。從新電池的命名來看,M是錳元素的化學代號,不少人推測新電池就是磷酸錳鐵鋰電池。但寧德時代則表示,“M3P是基于新型材料體系研發的電池,準確說來不是磷酸錳鐵鋰,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”。
雖然寧德時代并沒有公布M3P詳細的技術信息,但從已經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比磷酸鐵鋰電池理論上高出15-20%左右,預計能達到200Wh/kg以上,這能為車輛提供更長的續航。此外在更多其他金屬元素的加入下,M3P電池的導電性能或將更強,能提供強勁的電力輸出和更快的充電效率。與此同時,M3P也將擁有磷酸鐵鋰電池安全性高、壽命長等優點。不過在制造成本上,M3P大概率會高于傳統的磷酸鐵鋰電池。
從目前特斯拉國產Model Y的情況來看,唯一一款搭載磷酸鐵鋰電池的車型是后輪驅動版,電池由松下提供,價格為31.69萬元,是在售三款車型中價格最便宜的。值一提的是,松下目前在國內的電池廠并沒有生產圓柱形電池,所以國產Model Y依舊用的是進口的松下電池,一定程度影響了國產Model Y的制造成本。
而特斯拉使用寧德時代的M3P電池,就能解決國產車型用進口電池的問題。但未來換裝新電池的國產Model Y能在售價上更便宜嗎?
7月22日消息,據財聯社報道,在世界動力電池大會上,寧德時代首席科學家吳凱發言表示,公司研發的M3P電池已經量產,最快明年就能推向市場并在新款電動汽車上得到應用。這款電池的能量密度高于磷酸鐵鋰,但成本比三元鋰更低,有助于促進電動汽車降價。
據了解,寧德時代在今年2月稱宣布,公司計劃推出新產品M3P電池,這是基于新型材料體系研發的電池產品,和磷酸鐵鋰有一定的區別。不過,據相關專業人士推斷,這應該屬于磷酸鐵鋰的一個改進品種,在其內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。
磷酸鐵鋰是目前應用最廣,且成本相對更低的一種動力電池,比亞迪刀片電池就是基于該體系進行打造的。磷酸鐵鋰電池最大的優勢就是便宜、安全、使用壽命長。但也存在較多不足,如能量密度較低、快充性能較差等。所以,這類電池大多出現在20萬元以內的入門、中低端車型中。
磷酸鐵鋰便宜又好用,大家自然希望它能長久被使用下去。但現階段,磷酸鐵鋰的性能已經被壓榨到極限,能量密度達到理論最高水平,即便繼續壓實密度也很難在有所突破。面對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。
寧德時代M3P應該是在此基礎上進行改良,在傳統磷酸鐵鋰電池的正極加入其他化學元素,提高電池的低溫性能和電壓平臺。雖然不清楚具體實現原理,但能量密度應該會有不小的提升,預計能達到200Wh/kg以上。成本自然會比原來貴一些,但相較于三元鋰還是能便宜不少。
今年,整個電池產業呈現井噴現象,特斯拉4680電池開始交付、寧德時代發布麒麟電池,蔚來150kWh固態電池年底前交付等,各大電池廠商、汽車廠商都積極掏出自家的電池技術,爭取在新能源汽車賽道上能趕超他人,引領同行。未來一兩年,必然還會有越來越多的新型電池面世,電動汽車性能將得到飛速提升,價格也有望逐步降低,小雷對電動汽車未來的發展越加期待了。
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