在眾多商用電池技術(shù)中，鋰基電池在體積能量密度和重量能量密度的兩個(gè)主要儲(chǔ)能品質(zhì)方面表現(xiàn)出色,。當(dāng)然，“鋰電池”一詞實(shí)際上涵蓋了各種化學(xué)和結(jié)構(gòu)安排,。與所有電池一樣,，鋰離子電池有兩個(gè)電極：陽(yáng)極和陰極。
NMC 與 LFP
在電動(dòng)汽車(EV) 中,，主要的陰極化學(xué)物質(zhì)是鋰鎳錳鈷（LiNi x Mn y Co z O 2 ,，命名為 NMC）和磷酸鐵鋰（LiFePO 4或 LFP）。哪種電動(dòng)汽車電池更好,？一般而言,，NMC 電池比 LFP 電池具有更高的能量容量，因此對(duì)于以續(xù)航里程為關(guān)鍵參數(shù)的電動(dòng)汽車來說似乎更受歡迎,，但它們也更昂貴,。
成本比較
本在很大程度上取決于構(gòu)成電池的基礎(chǔ)商品的價(jià)格波動(dòng)。（請(qǐng)注意,，本文中的“商品”并不意味著“廣泛,、容易獲得、價(jià)格差異很小”,，例如燈泡甚至個(gè)人電腦,；相反，它指的是一種基本材料,，它很少以其原始形式使用,，但被用于作為構(gòu)建塊或關(guān)鍵成分。）鐵基電池的成本低于北美和歐洲廣泛使用的鎳鈷組合,。
除能量密度數(shù)據(jù)外,，電池的另一個(gè)關(guān)鍵品質(zhì)因數(shù)是每存儲(chǔ)千瓦時(shí)的成本（$/kWh）。盡管數(shù)字隨著商品價(jià)格的變化而波動(dòng),，但粗略估計(jì) LFP 電池的價(jià)格在 70 美元/千瓦時(shí)左右,，比 100 美元/千瓦時(shí)的 NMC 電池低 30%,。
作為制造價(jià)格更實(shí)惠的電動(dòng)汽車努力的一部分，汽車制造商正在轉(zhuǎn)向成本更低的電池類型,，但它的續(xù)航里程也更短,，這在某些地區(qū)是一個(gè)主要問題,，而在其他地區(qū)則是一個(gè)小得多的問題,。幾家汽車公司計(jì)劃在美國(guó)越來越多地部署 LFP 電池，它們?cè)谌蜃畲蟮碾妱?dòng)汽車市場(chǎng)中國(guó)很普遍,。
電動(dòng)汽車電池市場(chǎng)預(yù)測(cè)
根據(jù)AlixPartners 2022 年全球汽車展望（參考文獻(xiàn) 1 ）,，LFP 電池已占全球電動(dòng)汽車市場(chǎng)的 17%，代表了大眾市場(chǎng)的潛在路徑,。特斯拉于 2021 年 10 月宣布,，它將為其標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航里程車型（Model 3 和 Model Y）改用 LFP 電池，同時(shí)為續(xù)航里程更長(zhǎng)的車型保留 NMC 電池,。Rivian Automotive, Inc. 是一家新興的小型電動(dòng)卡車制造商,，受到華爾街和其他方面的廣泛關(guān)注，將在其車輛中使用 LFP 電池,。
對(duì)各種電池類型的預(yù)測(cè)是模糊的,，是所有此類預(yù)測(cè)的典型代表。傳統(tǒng)的想法是,，“更好”的 NMC 電池將主導(dǎo)電動(dòng)汽車市場(chǎng),，但這種看法可能有些不正確。ARK Investment Management LLC 的一份報(bào)告表明,，持續(xù)的成本下降,、鎳供應(yīng)限制和電動(dòng)汽車效率的提高應(yīng)該會(huì)推動(dòng) LFP 電池的市場(chǎng)份額從 2021 年的大約 33% 增加到 2026 年的約 47%，圖和參考文獻(xiàn) 2 ,。
在眾多可用的預(yù)測(cè)中,，ARK Investment Management LLC 預(yù)計(jì)低成本 LFP 電池的市場(chǎng)份額將從 2021 年的約 33% 增長(zhǎng)到 2026 年的約 47%。
當(dāng)然,，正如陳詞濫調(diào)所說,，所有這些預(yù)測(cè)都必須持保留態(tài)度。例如,，負(fù)責(zé)全球 EV 電池研究的 UBS Group AG 股票分析師現(xiàn)在預(yù)計(jì),，到 2030 年，配備 LFP 電池的 EV 將占全球市場(chǎng)的 40%,，高于此前預(yù)測(cè)的 15%（參考文獻(xiàn) 3 ）,。（順便說一下，這是一個(gè)很好的例子,，預(yù)報(bào)員會(huì)說,，“哦,，好吧，別管我們當(dāng)時(shí)說了什么,！”）
如果能量密度和成本是唯一的問題,，那么決定在電動(dòng)汽車甚至非車輛情況下使用哪種電池化學(xué)成分將很棘手，但只有幾個(gè)變量,。然而,，現(xiàn)實(shí)情況卻大不相同，因?yàn)橛性S多地緣政治,、供應(yīng)鏈和其他技術(shù)因素使評(píng)估復(fù)雜化：
LFP 電池的供應(yīng)鏈高度集中在中國(guó),，這使得汽車制造商在該行業(yè)試圖擺脫對(duì)中國(guó)電動(dòng)汽車技術(shù)的依賴之際更加依賴中國(guó)的電池供應(yīng)。
汽車制造商正試圖限制鈷的使用,，以應(yīng)對(duì)剛果鈷礦開采中的環(huán)境和人權(quán)侵犯行為,。
俄羅斯是用于電池的高級(jí)鎳的大型供應(yīng)商。
LFP 非常適合車輛經(jīng)常充電且有空間容納更大體積電池的情況,；送貨車輛很合適,。
LFP 的制造成本較低且更易于生產(chǎn)。
LFP 可以充電至 100%,，而不會(huì)降低電池壽命,；相反，NMC 應(yīng)限制在 80% 以最大限度延長(zhǎng)壽命,。這意味著使用 LFP 電池的 EV 的實(shí)際有效范圍接近于使用 NMC 電池的電動(dòng)汽車,，再加上輕便的LFP 電池，也在很大程度上抵消了這一因素,。然而,，對(duì)于重量不那么重要的工具或固定機(jī)械等應(yīng)用，LFP 可以在充滿電后提供更長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間,。
LFP 可以在很寬的溫度范圍內(nèi)有效運(yùn)行,，尤其是在低端。另一方面,，它們?cè)谳^低溫度下充電速度較慢,。
LFP 的充電周期幾乎是 NMC 的五倍，并且在較高溫度和更快的充電/放電速率下性能下降較少,，因此它們更適合處理高性能駕駛和快速充電,。
毫無疑問：這里有很多交叉流，整個(gè) NMC 與 LFP 的情況是流動(dòng)和動(dòng)態(tài)的,，依賴于許多非工程因素以及純技術(shù)因素,。此外，電池定價(jià)是由短期商品定價(jià)與供應(yīng)商和客戶之間的長(zhǎng)期合同相沖突所驅(qū)動(dòng)的。
總結(jié)和結(jié)論
你如何評(píng)估和量化電池技術(shù)和市場(chǎng)情況在很大程度上取決于你來自哪里,。預(yù)測(cè)和數(shù)字無處不在,，部分原因是不同的市場(chǎng)分析出于各種原因使用各種標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)。 我想知道的是：考慮到電池組對(duì) EV 性能的不確定性和重要性,，也許在不久的將來制造商會(huì)列出一個(gè)完全沒有任何電池的 EV 本身的建議零售價(jià),，然后讓客戶在兩個(gè)或三個(gè)之間進(jìn)行選擇給定車輛的電池化學(xué)成分——電池組價(jià)格每周或每月更新一次。有一些歷史先例：在過去,，您可以獲得一些帶有低端碳鋅一次（不可充電）電池組的消費(fèi)品,，或者支付適度的溢價(jià)購(gòu)買更好的堿性電池組。 說到電池,，只有一件事我們都可以肯定（顯然除了一些政客,，他們相信他們可以通過立法來推動(dòng)電池進(jìn)步）：電池技術(shù)不受摩爾定律之類的任何事物的指導(dǎo),，摩爾定律定義了 50 年的半導(dǎo)體技術(shù)+年,。 您對(duì) LFP 與基于 NMC 的電動(dòng)汽車甚至非電動(dòng)汽車應(yīng)用的電池的中長(zhǎng)期可行性有何看法？市場(chǎng)會(huì)變得高度分散,，還是一種類型會(huì)占據(jù)主導(dǎo)地位,？
參考：
AlixPartners, “2022 Global Automotive Outlook”
ARK Investment Management LLC, “Lithium Iron Phosphate Could Take 47% Of The Battery Market By 2026”
The Wall Street Journal. “Auto Makers Shift to Lower-Cost Batteries for Electric Vehicles”
編譯：Amy Wu
（參考鏈接：Lithium Batteries for EVs: NMC or LFP?）
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