LFP以安全、低成本、耐用等優(yōu)勢被重新推上風口浪尖,而中國政府對關鍵正極材料制備技術實施出口限制,正使全球電池供應鏈在技術和戰(zhàn)略層面加速分化。
01 從高鎳向LFP切換:通用電池戰(zhàn)略的轉向
在傳統(tǒng)NMC(鎳鈷錳)電池因高成本與環(huán)境敏感性而面臨爭議的當下,LFP電池因原材料成本低、安全性高、循環(huán)壽命長等特點被通用選為普及型電動車的主力技術方案。
通用計劃在2027年底前完成LFP電池組裝線的改造,并在田納西州工廠實現(xiàn)本土化生產(chǎn)。
首批搭載車型包括下一代雪佛蘭Bolt EV和部分配置的Silverado EV,其目標是實現(xiàn)單車6000美元的成本削減,這對平價電動車市場將是實質性的推動。
LFP電池采用的正極材料為磷酸鐵鋰(LiFePO),具有高熱穩(wěn)定性,即使在電池熱失控時也能維持相對較低的溫度上升曲線,這是其相較NMC的最大安全優(yōu)勢。
其理論能量密度低于NMC,但在磷酸鐵鋰電池包中通過結構優(yōu)化(如無模組CTP架構)、系統(tǒng)集成,以及整車輕量化設計,可以接近甚至實現(xiàn)300Wh/kg級別的整包性能。而從耐用性角度來看,LFP的循環(huán)壽命通??蛇_3000次以上,顯著高于NMC體系。
通用并非單純將LFP視作低端產(chǎn)品的專屬電池類型。例如,搭載LFP的Silverado EV續(xù)航仍能達到563公里,遠超傳統(tǒng)LFP的續(xù)航刻板印象。這得益于電池系統(tǒng)級別的優(yōu)化,包括電芯排列、熱管理系統(tǒng)設計,以及電驅效率的持續(xù)提升。
更進一步,通用還在并行研發(fā)下一代鋰電池,鋰錳富(LMR)電池是通用計劃用于2028年后全尺寸皮卡和SUV車型的關鍵技術之一,其特點是在保留一定高鎳能量密度的同時,通過高錳比例來降低材料成本和熱失控風險。
而硅基負極的研究則聚焦于提高單體電池的能量密度,其理論容量遠超傳統(tǒng)石墨負極,但如何解決膨脹率高和循環(huán)壽命短等問題,仍是目前的技術難點。
通用選擇LFP路線,不僅是成本驅動,也反映出對電動車市場結構變化的判斷。
北美市場的電動車滲透率正在上升,但主流消費者對價格仍然高度敏感,尤其是次級城市與入門級車型的客戶群體。相比之下,LFP電池的降本潛力,正好為通用打開了更廣泛的市場入口。
從技術細節(jié)來看,LFP的優(yōu)勢在于結構穩(wěn)定性和高循環(huán)壽命,其鐵磷氧四面體晶體結構在高溫和長周期使用下仍能維持良好的容量保持率。
在安全性方面,LFP本身氧含量低,即使熱失控也不易發(fā)生劇烈反應。同時,LFP不含鈷和鎳,規(guī)避了關鍵礦物在全球資源緊張背景下帶來的價格波動和地緣政治風險。
能量密度略遜于NMC,但通過采用CTP(Cell to Pack)無模組設計、柔性冷卻系統(tǒng)及大電芯布置方式,仍可實現(xiàn)每輛車超500公里的續(xù)航水平,滿足多數(shù)城市通勤與中距離出行需求。尤其在SUV和皮卡等大型車種中,底盤空間較為充裕,適配LFP電池組成為可行方案。
02 中美技術壁壘加劇下的LFP自主路線挑戰(zhàn)
通用與LG新能源推進LFP本土化之際,中國對電池正極材料技術的出口限制,2024年7月,中國政府新增對包括磷酸鐵鋰(LFP)、磷酸錳鐵鋰(LMFP)在內(nèi)的電池正極材料制備技術的出口禁令。
這類技術管控并非針對實物材料,而是對核心工藝方法、配方、制程參數(shù)等Know-How的出口進行限制,其本質是“技術主權”的再次強化。
中國在LFP技術的產(chǎn)業(yè)化成熟度和專利覆蓋率上處于全球領先。
寧德時代、比亞迪、國軒高科等企業(yè)不但掌握了先進的合成路徑和粒徑控制能力,更在前驅體純度控制、碳包覆技術、粒子單分散性、燒結溫控等方面形成了大量工程經(jīng)驗。
這些技術壁壘決定了海外企業(yè)即使擁有原材料和設備,也難以快速復制中國現(xiàn)有的高性能LFP生產(chǎn)體系。
對于通用和LG新能源而言,要在禁令限制下完成LFP電池的本地轉化,就必須構建獨立于中國體系的完整技術路線。涉及合成技術的自研,還包括上下游設備的匹配調(diào)試。
例如噴霧造粒爐、固相燒結窯、濕法涂布設備等是否能支持本地原料的一致性控制,原材料的選擇也變得更為關鍵,尤其是高純度磷酸鐵、鋰源和包覆碳源等原料的來源與質量將直接決定電芯性能。
中國對電池正極材料技術出口的管控強化了LFP技術的戰(zhàn)略屬性。
通用和LG新能源雖然具備產(chǎn)線整合能力和工程制造基礎,但面臨關鍵工藝與經(jīng)驗積累的差距,必須在獨立研發(fā)、原料適配和設備調(diào)試等方面逐步填補空白。這一過程決定了北美本土化LFP產(chǎn)業(yè)鏈的真正落地將是一個中長期挑戰(zhàn)。
小結
通用汽車押注LFP,不僅是降本提效的選擇,更是構建電動車長期競爭力的一環(huán)。
從產(chǎn)品策略到工藝路線,從平臺改造到本土化組裝,其意圖是構建覆蓋多種用戶群的電池技術組合,為下一階段的電動化競爭鋪設基礎。與此同時,中美技術脫鉤趨勢和材料技術出口管制,為這條路徑增添了不少不確定性。
在一個電池成本主導整車售價、電池安全關系到品牌口碑的時代,自主掌握電池制造能力、工藝技術和供應鏈組織能力,正成為全球車企繞不開的基本盤。