La situación cambiante de las baterías eléctricas: ¿Cómo puede el fosfato de hierro y litio ganar la partida?
Durante mucho tiempo, los "enemigos" de las baterías de fosfato de hierro y litio (LFP) y las baterías ternarias de litio (NCM, el material del cátodo es níquel, cobalto y manganeso) luchan ferozmente. Anteriormente, las baterías de fosfato de hierro y litio habían sido la batería de energía dominante en China durante muchos años, pero en los últimos años han sido alcanzadas por las baterías de litio ternarias y fueron superadas por las baterías de litio ternarias por primera vez en 2018, y la brecha ha aumentado. ampliado año tras año. En el primer semestre de 2020, en su punto máximo, las baterías ternarias de litio representaron más del 70% del mercado de baterías eléctricas.
Sin embargo, el mercado es impredecible. Después de casi tres años, la producción de baterías de fosfato de hierro y litio superó a la de las baterías ternarias de litio por primera vez en mayo de 2021. Según las predicciones de expertos de la industria, se espera que el volumen instalado de baterías de fosfato de hierro y litio supere al de las baterías de litio ternarias en junio, recuperando el campeonato en el mercado de baterías eléctricas.
Por qué las baterías de fosfato de hierro y litio están contraatacando
Las baterías de fosfato de hierro y litio están regresando gracias a las ventajas de precio y a una mayor densidad de energía y duración de la batería.
Recientemente, datos de la Alianza de Innovación de la Industria de Baterías Automotrices de China muestran que en mayo de 2021, la producción de baterías eléctricas de mi país ascendió a 13,8 GWh, un aumento interanual del 165,8 %. Entre ellos, la producción de baterías de fosfato de hierro y litio en mayo fue de 8,8 GWh, lo que representó el 63,6% de la producción total, un aumento interanual del 317,3% y un aumento intermensual del 41,6%; La producción de baterías ternarias de litio fue de 5,0GWh, lo que representó el 36,2% de la producción total, un aumento interanual del 62,9% y una disminución intermensual del 25,4%. Debido al aumento de mayo de este año, la producción de baterías de fosfato de hierro y litio superó a la de las baterías ternarias de litio por primera vez desde 2018. La producción acumulada de enero a mayo de este año fue de 29,9 GWh, lo que representa el 50,3% de la producción total. Durante el mismo período, la producción acumulada de baterías ternarias de litio fue de 29,5 GWh, lo que representa el 49,6% de la producción total.
En términos de volumen de instalación en vehículos, las baterías de fosfato de hierro y litio son temporalmente inferiores a las baterías de litio ternarias. En mayo, el volumen instalado de baterías de fosfato de hierro y litio aumentó un 458,6% interanual hasta 4,5 GWh, y el volumen instalado de baterías ternarias aumentó un 95,3% interanual hasta 5,2 GWh. En los primeros cinco meses de este año, la capacidad instalada de baterías eléctricas de mi país acumuló 41,4GWh, un aumento interanual del 223,9%. Entre ellos, el volumen instalado acumulado de baterías ternarias de litio fue de 24,2 GWh, un aumento interanual del 151,7%, lo que representa el 58,5% del volumen instalado total de 17,1 GWh; incremento interanual del 456,6%, representando el 41,3% del volumen total instalado. Sin embargo, vale la pena señalar que la tasa de crecimiento de las baterías de fosfato de hierro y litio en la producción y las instalaciones de vehículos supera con creces la de las baterías de litio ternarias. A este ritmo, el volumen instalado de baterías de fosfato de hierro y litio en junio puede superar al de las baterías ternarias de litio.
Los OEM han “cambiado de opinión” uno tras otro. Los datos de la Asociación de Automóviles de Pasajeros muestran que de enero a mayo de este año, los cinco modelos de nuevas energías más vendidos en mi país fueron Wuling Hongguang MINI EV, Tesla Model 3, Tesla Model Y, BYD Han EV y GAC Aion S. Entre estos cinco modelos, Wuling Hongguang MINI EV y BYD Han EV utilizan baterías de fosfato de hierro y litio. La versión básica del Tesla Model 3 y algunas versiones del GAC Aion S también utilizan baterías de fosfato de hierro y litio. Esto es diferente de la situación anterior, en la que las empresas de automóviles de pasajeros de nueva energía recurrían en masa a las baterías ternarias de litio.
De enero a mayo de este año, CATL, un proveedor de baterías para muchas empresas automotrices como Tesla, BMW y Wuling Hongguang, estuvo muy por delante con 20,3 GWh de volumen de vehículos instalados, ocupando el primer lugar en potencia de mi país. En la lista de volumen de vehículos con batería instalada, BYD y LG Chem ocuparon el segundo y tercer lugar con 5,9 GWh y 3,9 GWh respectivamente. Entre ellos, CATL y BYD usan fosfato de hierro y litio y litio ternario para caminar sobre dos piernas, mientras que LG usa básicamente litio ternario. En la primera mitad del año pasado, LG Chem superó a CATL y ocupó el primer lugar en instalaciones globales de baterías de energía gracias a convertirse en el proveedor ternario de baterías de litio de Tesla. Sin embargo, la situación ha cambiado desde este año y CATL ha superado a LG Chem.
CATL comenzó a suministrar baterías de fosfato de hierro y litio a Tesla en la segunda mitad del año pasado, lo que hasta cierto punto satisface las demandas de Tesla de reducción continua de costos y precios de modelos más bajos. A medida que la tecnología de las baterías de fosfato de hierro y litio mejora y su ventaja de costos se vuelve más prominente, las nuevas empresas fabricantes de automóviles como Xpeng, Nezha y Leapao están utilizando gradualmente baterías de fosfato de hierro y litio en algunos modelos.
No solo el cobalto, sino también otras materias primas para las baterías de iones de litio también han aumentado significativamente su precio desde el cuarto trimestre del año pasado. Por ejemplo, el precio del carbonato de litio casi se ha duplicado y el precio del carbonato de litio. El hidróxido de litio también ha aumentado aproximadamente un 50%. Además, los precios del hexafluorofosfato de litio y algunos disolventes y aditivos también han aumentado, lo que ha provocado que los precios de las dos principales materias primas de las baterías de iones de litio, los materiales catódicos y los electrolitos, aumenten en diversos grados. Recientemente, el Instituto de Investigación Económica Ivey calculó el impacto del aumento de materiales catódicos de fosfato de hierro y litio en las baterías de fosfato de hierro y litio en función de la cantidad de materiales catódicos utilizados en diferentes baterías, con una relación de impacto del 3,77%. Materiales de cátodo ternario convencionales en baterías de litio ternarias Relativamente alto, la proporción de impacto supera el 10%. "Hemos calculado que la sensibilidad de las baterías ternarias a los materiales es de aproximadamente el 30%, y la sensibilidad de las baterías de fosfato de hierro y litio a los materiales es de aproximadamente el 14%", dijo Wu Hui.
Según datos supervisados por el Instituto de Investigación Económica Ivey, en 2017, el precio de las baterías de fosfato de hierro y litio era de 1.750~1.955 yuanes/KWh, mientras que el precio de las baterías ternarias de litio era de 1.650~1.850 yuanes/KWh. . En los últimos años, con el avance tecnológico y la expansión de escala, los precios de ambos han caído rápidamente. En 2020, el precio de las baterías de fosfato de hierro y litio es de 531 a 639 yuanes/KWh, mientras que el precio de las baterías de litio ternarias es de 682 a 789 yuanes/KWh. En la actualidad, el precio total de las baterías eléctricas se mantiene en 530 ~ 700 yuanes/KWh, lo que es relativamente estable. La razón principal es que los fabricantes de baterías eléctricas tienen poca voz en los OEM. Sin embargo, los fabricantes de baterías eléctricas están bajo una gran presión y no lo hacen. Descartar ajustes de precios en el futuro. Las baterías eléctricas representan alrededor del 40% del costo total de los vehículos, y si el precio de las baterías eléctricas aumenta, la presión sobre los fabricantes de equipos originales también aumentará en medio de la disminución de los subsidios.
Wu Hui dijo que incluso si el precio del cobalto no aumenta, el fosfato de hierro y litio tiene una ventaja de costos sobre las baterías de litio ternarias, ya que los subsidios para vehículos de nueva energía han disminuido drásticamente o incluso se han cancelado en el futuro. Los fabricantes de equipos originales prestan cada vez más atención al coste de las baterías.
Quién será el rey en el futuro
En la actualidad, la cuota de mercado de las baterías eléctricas está dominada básicamente por baterías con dos rutas técnicas principales: el fosfato de hierro y litio y el litio ternario. Las baterías de energía de otras rutas son las siguientes: Una chispa.
Sin embargo, las baterías de fosfato de hierro y litio y las baterías de litio ternarias tienen desventajas. Aunque las baterías ternarias de litio tienen mayor densidad de energía y buenas características de potencia, son menos seguras. El fosfato de hierro y litio tiene un rendimiento estable, buena seguridad, no está sujeto a metales raros y tiene un costo menor, pero su densidad energética es baja y su tolerancia a las bajas temperaturas es relativamente pobre. En los últimos años, los vehículos eléctricos de Tesla, NIO, BYD y otras empresas de automóviles equipados con baterías ternarias se han encendido espontáneamente. Hyundai Motor lanzó un retiro a gran escala en febrero de este año debido a incendios en modelos suministrados por LG Chem con baterías ternarias. Modelos como el Tesla Model 3 y BYD Han equipados con baterías de fosfato de hierro y litio han sido criticados por la disminución de la duración de la batería en las ciudades del norte en invierno.
La tecnología de las baterías eléctricas necesita más avances y los esfuerzos deben continuar en aspectos como los materiales, la tecnología y el diseño. En el futuro, ¿qué ruta técnica ganará?
Las baterías de energía de CATL y BYD juntas representan más de la mitad de la capacidad total instalada de baterías de energía domésticas. CATL tiene bases de producción de baterías eléctricas en Fujian, Jiangsu, Qinghai, Sichuan, Guangdong y Alemania. Además de las plantas de producción de baterías en Chongqing, Shenzhen, Xi'an, Qinghai, Changsha y Guiyang, BYD también tiene una fábrica de baterías de fosfato de hierro y litio en Brasil. A partir del primer trimestre de 2021, la capacidad de producción prevista de CATL en sus cinco principales bases de producción nacionales es de 226 GWh, mientras que la capacidad de producción prevista de BYD es de aproximadamente 110 GWh. CATL y BYD, que caminan sobre las dos patas del fosfato de hierro y litio y el litio ternario, ¿inclinarán la balanza a continuación? Estos dos gigantes de las baterías tienen cierta voz en las tendencias nacionales e incluso internacionales en las rutas de las baterías.
El presidente de BYD, Wang Chuanfu, optó por apostar por las baterías de fosfato de hierro y litio. En el Salón del Automóvil de Chongqing 2021 celebrado este mes, Wang Chuanfu dijo en su discurso que la industria automotriz se encuentra en un período crítico de cambio, y el cambio requiere tecnologías innovadoras que puedan resolver los puntos débiles del mercado. Las baterías Blade resuelven los problemas de seguridad que más preocupan a los consumidores. BYD confió en las baterías Blade para revertir por sí solo la estructura del producto de baterías de energía y devolver el fosfato de hierro y litio al camino correcto de la industria desde una situación muy difícil. Hizo hincapié en que la tecnología de baterías debe considerar la seguridad del producto y la asequibilidad de los recursos sociales. Sin seguridad, la popularización integral de los vehículos de nuevas energías será imposible.
Al mismo tiempo, si las baterías eléctricas utilizan una gran cantidad de metales raros como el níquel y el cobalto, cuando el suministro de materias primas no pueda estabilizarse o cuando todos los vehículos de combustible sean reemplazados por vehículos de nueva energía en el futuro, la contradicción entre el suministro y la demanda de materias primas será inevitable.
Para superar las deficiencias en la densidad energética del fosfato de hierro y litio, BYD está buscando un gran avance. La densidad energética del paquete de baterías lanzado el año pasado será de 140 Wh/kg. Según el material en sí y el diseño a nivel de celda. En términos de mejoras adicionales, se espera que sea superior a 180 Wh/kg para 2025.
Con respecto a la proporción de las dos rutas técnicas del litio ternario y el fosfato de litio y hierro, Zeng Yuqun, presidente de CATL, pronunció recientemente un discurso en el programa "Talk to the Future - New Energy and New Energy" de la Universidad Jiao Tong de Shanghai. El "Diálogo de alta gama" de Smart Car Entrepreneur Alumni también mencionó que es optimista sobre el fosfato de litio y hierro en el futuro cercano. La tasa de crecimiento de las baterías de fosfato de litio y hierro será muy rápida porque es relativamente barata. Dijo que con más y más pilas de carga, la ansiedad de los consumidores por la autonomía se aliviará y la autonomía de crucero de los vehículos eléctricos no necesitará ser tan larga. Por lo tanto, la proporción de fosfato de hierro y litio aumentará gradualmente y la proporción de litio ternario. disminuirá, pero algunos automóviles de alta gama aún necesitan baterías de larga duración, por lo que el mercado del litio ternario de alta densidad energética todavía existe. La cadena de suministro de materiales para baterías ternarias de litio sufrirá grandes cambios.
Sin embargo, Wu Hui cree que aunque las baterías de fosfato de hierro y litio tienen una ventaja de coste a corto plazo, siempre tienen limitaciones en términos de densidad energética y otros aspectos, y es muy difícil alcanzar los 200Wh/kg. . El litio ternario puede superar los 300 Wh/kg y su seguridad también se puede mejorar continuamente. Además, su margen de reducción de precios en el futuro puede ser mayor que el de las baterías de fosfato de hierro y litio. Según cálculos del Instituto de Investigación Económica Ivey, en 2021, los precios promedio de las baterías de fosfato de hierro y litio de 1KWh y las baterías ternarias de litio serán de 600 yuanes y 700 yuanes respectivamente, y para 2030, los precios de las dos serán de 320 yuanes y 300 yuanes. yuanes respectivamente, todavía es optimista sobre las baterías ternarias de litio a largo plazo.
Actualmente, está surgiendo gradualmente en la industria un auge de investigación y desarrollo de baterías de estado sólido. Sin embargo, según el criterio de Zeng Yuqun, ninguna de las baterías que se podrán utilizar en automóviles dentro de 3 a 5 años será completamente de estado sólido. Tomará algún tiempo para que las baterías, como las baterías semisólidas o las baterías de estado sólido, logren avances en tecnología, costo, etc., pero algunas personas creen que las baterías semisólidas o las baterías de estado sólido pueden convertirse en la corriente principal en el futuro. . El campo de las baterías eléctricas se está diversificando cada vez más y la guerra se intensifica. ¿Quién será el rey en el futuro? Hay muchas variables. Zeng Yuqun mencionó que el futuro puede no ser necesariamente el litio ternario o el fosfato de litio y hierro. Hay algunas cosas nuevas en la era Ningde, pero todavía no es fácil hablar de ello con el mundo exterior.