中国低价EV的幕后推手：磷酸铁锂电池
中国第四大电池企业国轩高科计划到2030年，将价格低廉但性能较差的磷酸铁类（LFP）锂电池的能量密度提升至目前的约2倍，超过目前主流三元锂电池的水平。使用磷酸铁锂电池的纯电动汽车（EV）的续航距离将实现倍增，有可能彻底改变电池的竞争格局。
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| 大众出资国轩高科，将在小型电动汽车上配备磷酸铁锂电池（6月公布的大众概念车，Reuters） |
国轩还向上汽通用五菱的“宏光MINI EV”供应磷酸铁锂电池等，具有价格优势。国轩全球总部执行副总裁程骞在接受日本经济新闻（中文版：日经中文网）采访时表示，磷酸铁锂电池的能量密度将提高到300Wh/kg。
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国轩现有磷酸铁锂电池的能量密度为160Wh/kg左右，提高到300Wh/kg是非常优秀的性能。正极材料使用镍、锰、钴的三元锂电池现在的能量密度为250Wh/kg左右，300Wh/kg比三元锂电池的性能还要好。
如果提高能量密度，就可以延长纯电动汽车的续航距离，减少电池搭载量，从而降低成本。关于实现300Wh/kg的方法，程骞介绍说，负极材料和正极材料都将提高。虽然详情未公布，但通过分析国轩2021年开发的即将量产的能量密度为230Wh/kg的磷酸铁锂电池，就会发现一点线索。
在负极添加硅
线索之一是在负极材料中添加更多硅。与负极一般使用的石墨相比，硅可以提高能量密度，可以产生的锂离子量约为原来11倍。另一方面，存在首次充放电后能源量减少的问题。国轩在开发230Wh/kg的电池时，通过提前在负极中添加锂离子解决了这一课题。日本的磷酸铁锂电池制造商ELIIYPower的首席技术官（CTO）河上清源指出：“根据与负极组合的情况，有提高性能的余地”。
还可以在负极采用金属锂。金属锂负极存在充放电时产生树突（树枝状晶体），引起短路等课题，但可以比硅提高能量密度。还可以考虑在正极材料中添加锰。磷酸铁锂电池能量密度低的原因之一是电池电压低，只有3.2V。添加锰时，可以将电压提高大约15％，也可以提高能量密度。
特斯拉采用宁德时代生产的磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池不使用价格高的镍和钴，但能量密度低，一直被认为“便宜没好货”。但现在其用途开始由超低价纯电动汽车扩大到续航距离更长的普通市售电动汽车。美国特斯拉2022年1～3月销售的汽车中，约一半配备了宁德时代新能源科技（CATL）生产的磷酸铁锂电池。
据国轩介绍，特斯拉采用的宁德时代磷酸铁锂的能量密度为160Wh/kg左右，在新款磷酸铁锂电池中占有优势。受益的是德国大众。大众截至2021年向国轩出资了约26％，成为最大股东。大众在国轩的协助下，2025年开始在德国生产磷酸铁锂电池。计划推出2万欧元、续航距离在400公里以上的纯电动汽车。
目前，磷酸铁锂电池应用变多的背景是三元锂电池所需的镍和钴的供求紧张。磷酸铁锂电池的主要原料铁和磷的矿藏丰富。高盛集团2022年3月的预测显示，截至2030年的汽车电池市场中，磷酸铁锂电池将占38％，比2020年高出16个百分点。长期研究磷酸铁锂电池的东京大学教授山田淳夫指出：“磷酸铁锂电池有可能成为事实标准”。
日本企业在全固态电池领域领先
磷酸铁锂电池面临的课题是锂价格暴涨。因为比三元锂电池使用更多的锂。据挪威调查公司Rystad Energy介绍，2022年1月的三元锂电池成本比磷酸铁锂电池高17％，成本差是目前最小的。以前价格相差3成以上。在“便宜”难以成为优势的背景下，磷酸铁锂电池的开发将转向能量密度的竞争。
日本国内大型车企对磷酸铁锂电池的态度消极。一家大型车企的高管说：“会增加汽车的重量，无法实现消费者想要的行驶性能”。日产汽车和本田专注的是新一代全固态电池，提出了比三元锂电池更进一步提高能量密度的战略。各家车企目标的实用化时间是在2020年代后半期，时间已经不多，可以说实现实用化的门槛很高。如果轻视磷酸铁锂电池的崛起，在电动汽车的开发竞争中可能会落后。
日本经济新闻（中文版：日经中文网）清水直茂
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