a123铁锂电池美企磷酸铁锂电池技术实现突破：能量密度与三元锂电池相近|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

美企磷酸铁锂电池技术实现突破：能量密度与三元锂电池相近

一直以来，美国本土被认为不具备磷酸铁锂电池技术——这种相对于三元锂电池成本更低的电池材料技术，而这也是为何福特汽车要突破重重阻碍，与宁德时代进行技术许可合作的原因。

近日，来自美国电池公司ONE的最新消息显示，其已经开发出了重量能量密度与三元锂电池相接近的磷酸铁锂电池。不过，ONE的磷酸铁锂电池要到2024年底才会投产。

one公司开发的磷酸铁锂电池

该款电池产品的名字叫白羊座II，电池包所带电量为71.5千瓦时，其电芯的重量能量密度达到了162 Wh/kg，转化为电池包水平的重量能量密度为160.7Wh/kg。

能量密度是衡量电池性能的重要标志，是电池平均单位体积或质量所释放出的电能。

由于新能源汽车的续航主要取决于可用电量和整车能耗（续航能力=可用电量/能耗），在相同能耗不变，电池包体积和重量不变都受到严格限制的情况下，新能源汽车的单次最大行驶里程主要取决于电池的能量密度。

one公司的员工和其开发的电池包

那么，ONE的这款电池包的能量密度在全球范围内处于什么地位呢？

据《电池设计》(BatteryDesign)制作的一份全球能量密度最高和最低的电池包列表显示，领先者来自中国的蔚来汽车。蔚来即将装车ET7的电池包电量为150千瓦时，重量为575公斤(1268磅)，电池包重量能量密度为260.9 Wh/kg。而来自蔚来汽车的用户手册显示，该款电池采用的是高镍三元正极，半固态电解质。

蔚来汽车最新用户手册

其次是宁德时代的麒麟电池，采用高镍三元正极材料的电池包的重量能量密度最高为255Wh/kg。

特斯拉Model 3和Model Y上82千瓦时电池包的重量能量密度为171 Wh/kg，使用的是由日本松下供应的三元圆柱形锂离子电池。保时捷Taycan2019款Turbo S衍生版拥有93.4千瓦时的电池包，重630公斤(1389磅)，使用的是韩国LG新能源提供三元锂软包电池，电池包重量能量密度为148.3 Wh/kg。

Taycan Turbo的电池性能

再对于比亚迪的刀片电池，刀片电池也是采用磷酸铁锂材料体系。比亚迪汉Han EV，电池包电量为 85.4度，重量为592公斤(1305磅)。在电池包水平上，重量能量密度为144.2 Wh/kg。

比亚迪的海豚有两种电池包可供选择。其中最大带电量为44.9度，其质量(308.6 kg，或680 lb)，重量能量密度为145.5Wh/kg。海豹的电池包重量能量密度更高。它的CTB结构使电池组重558公斤(1,230.2磅)，电量为82.56千瓦时，其重量能量密度为148 Wh/kg。

可以看到，跟比亚迪的磷酸铁锂刀片电池相比，ONE的电池产品甚至更具优势。ONE公司也表示，跟三元锂电池相比，白羊座II电池成本也便宜25%，并且比三元电池续航时间更长。

不过，ONE生产的电池包要到2024年底才会投产。目前也没有消息表明该款电池将搭载于哪家汽车公司的车型。唯一告知将使用ONE产品的公司是美国造车新势力Bollinger公司，但该公司将使用白羊座电池产品，而不是白羊座II。

据介绍，白羊座电池适用于3级至6级卡车，电池循环次数为3000次，而白羊座II适用于乘用车和轻型卡车，但其耐用性缩短了33.3%，循环次数为2000次。

不过，ONE相对于竞争对手的优势在于本地化生产。这将使任何使用其产品并符合《通货膨胀削减法案》(IRA)规定的汽车都有资格获得全额税收抵免。此外，它也是一家美国自己的电池公司。

据了解，ONE将在密歇根州的范布伦镇生产这些磷酸铁锂电池，那里靠近福特、通用汽车和斯特兰提斯公司的汽车工厂。

ONE这家公司看似默默无名，实则大有来头。2020年7月，美国已经破产的A123电池公司的前工程师伊贾兹创立成立了这家叫 “Our Next Energy”的能源公司。One的315名员工中，近六分之一是A123原来的员工，包括首席运营官。

伊贾兹的目标，是运营一家专注于磷酸铁锂电池的公司，进而解决制约在美国本土大规模使用电动汽车的三大障碍难题：里程焦虑，电池安全问题，没有能与宁德时代、LG和松下竞争的电池巨头。

目前，one公司已从包括比尔·盖茨的突破能源风险投资有限责任公司、宝马风险投资公司和富兰克林·邓普顿在内的投资者那里筹集了3.55亿美元，公司估值为12亿美元。去年秋天，密歇根州政府授予one公司至少2.2亿美元的现金和税收减免，用于建设一个耗资16亿美元的电池制造工厂，工厂位于底特律郊区，计划在2024年投产。

磷酸铁锂-系列2（A123电池业务的兴起与没落）

1：初兴

提到磷酸铁锂材料的发展，就不能不提到行业的标志性企业，即美国A123公司。

A123公司于2001年在麻省理工学院（MIT）成立。

A123公司于2001年在麻省理工学院(MIT)成立,三位创办人分别是麻省理工学院的材料科学与工程学华人教授蒋业明(Yet-MingChiang)麻省理工学院的商业研究顾问Fulop，以及负责技术的康奈尔大学材料科学博+Riley。A123公司刚成立时员工只有5人资金来额只有美国能源部的科技项目经费10万美元。其余的只有从麻省理工学院拿出来的0.5g材料样品面已。在2004年年初A122公司在中国台湾太电电能的协助下每个月可以生产1kg的粉体和一套原型电池。但是这样的或果便让A123公司顺利筹募了前期的2000万美元资本，就此万向坦途。到2007年年初A123公司的资本额激增到1.02亿美元员工租运250人,来自福布斯排行榜前500大企业的订单超过1亿美元，现在每年产出数百万颗电池芯(cel)和数百纯正极材料粉体。2007-2008年产能从每月50万颗报高到200万颗。

A123公司核心竞争优势是将理离子电池的磷酸铁锂正极材料制造成均匀的纳米级粗小颗粒，因题粒和总表而面积剧增而大幅提高电池的故电功率。而且，整体稳定度和循环寿命皆未受影响。现在一般的锂离子电池正极材料粉体颗粒比 A123公司的大100倍若要制成小颗粒便会产生稳定性和安全件可时减弱的副作用。以致必须而对放电功率难以提高的先天极限。

A123公司的营运总部设在美国马萨诸州的Walertown，主要材料研究单位在密歇根州的AnnArbor，自己直接管理的付装与系统设计单位期设在马萨诸赛的 Hopkinton。当时在中国台湾韩国和中国内地向合作代工厂取得总面积达10万m2的专属制造厂房。并在2007年扩增到226万㎡。在中国常州设立的生产基地自2005年起动工2007年的产能扩增到100万颗26650电芯2008年倍增到200万颗。

A123公司董事会成员与大股东包括摩托罗拉、奇异、Qualcomm、P&G 、YankeeTek和多次慧眼成功投资Apple、Ciso与Goode的红杉创投(Sepuois Capits)等美国重要创投机构。奇异在最近的4000万美元增资现划中，获得A12经营团队青睐而得以进一步追加投资，消费用品大厂P&G期是新股东。此外还有很多大公司想投资却被拒绝。甚至A123公司的重要客户，让公司实现起步的电动工具商Blark&Decker(R&D)也被婉言拒绝。

另外，A123公司不仅获得美国能源都高达1500万美元的新一代混合动力汽车电池发展合约，还研发出1台只需使用1gal(3.78L)汽油便能结合A123电池行驶超过150m的油电混合车。A123公司执行长Vicsu向当时的总统布什强调，油电混合车采用A123锂电池后大部分车主的汽油需求可以降低70%碳排放量可以减少50%，对环境的伤害可以降到最低。而这1500万美元的合约则是由美国能源部和美国先进电池联盟一起领发的。由于USABC是由戴姆勒奔驰集团、福特汽车和通用汽车合组的研究单位联合组织，且每年价算有50%来自美国能源部，因此这是同时获得国家单位和国际汽车大厂重视与信任的重要象征

A1233公司也同时与通用汽车和奇异共同开发汽车与公交车用的确酸铁锂电池模块，通用汽车展出的VoltConcept概念电动车其电源系统便是由通用汽车与美国Chasys公司联合开发的,而其中的硬酸铁锂充电电池便由A123公司生产

A123公司的磷酸铁锂的主要特征是纳米级粉体。然后通过高价金属离子掺杂的专利技术提高材料的导电性。在制片过程中，通过对铝箱表面的腐性和碳包覆处理大大提升了电池的大电流放电能力。此外电池以特殊材质的石墨为负极，大大地提高了磷酸铁呼电池的信察性能和使用寿命。目前A123公司的电芯均为圆柱形锂电池(图23)现有的客户包括AES公司、BAE系统公司、B8.D、 Cessnq、克莱斯勒公司、通用汽车。

A123公司还推出了全世界速度最快的电动摩托车。与KlLCw合作以采用990额 A123电池芯的电池模块(相当于350马力)创下速度156km/h-97km/h加速只需1.5s，跑完400m只需8.16s的世界纪录。

2009年3月.A123处司提交了申请，根据美国能源落的先进技术汽车制造业激励计划贷款18亿美元，以支持在美国密歇根州东南部建设新的世界一流的锂离子电池的生产设施。此方案全面运作后，A123公司厂房预计占地面积为700万ft2(65万m2)，同时创造14000个就业机会。这些工厂将生产电池和系统，以满足A123公司产适的汽车客户的投资组合。目前包括7个汽车制造商和19个车型,包括混合电动汽车和纯电动汽车。

2：破产分析

经过红红火火的几年运作。2012年10月17日A123公司宜布破产，有分析提出。A123公司破产的原因在于：

(1)A123目前的市场主要是制造汽车电池，然而目前的经济形势决定了越来越少的人愿意为了新能源这个概念为同样性能的汽车多付出一笔钱。而A123更是昂贵的电动汽车中的奢侈品的代表，A123做的是全世界质量最好的车用电池，但是也可以称为全世界性价比最低的车用电池，它的主要购买商就是以奢侈轿车出名的菲斯克。同样性能参数的电池，A123仅仅因为他们的产品更稳定，更酷，更小巧，就要以一般锂电池2-3倍的价格出售。

(2)经济环境发生变化A123公司过于前卫，公司致力于发展的其他更先进的业务方向，包括电网和汽车启动电池，目标产品的市场更是趋于维形，电动汽车电池盈利，遥不可及。

(3)急速扩张的产能与质量不协调，付出大量路资金，并没有获得预期订单的销售收入。

(4)外围环境的威胁。虽然有政府保护，但中、日、韩在动力电池领域的竞争直接影响到A123公司经营的可持续性。

(5)公司一直在亏损，虽然A123公司的营业收人一直增长，从2006年的3435万美元到2009年的9105万美元，再到2011年的近16亿美元年均增长速度达到30%-40%但成本开销增长更快。2010年的销售额不到1亿美元，面净亏损就高达1.5亿美元。

虽然A123公司已破产，但其多年来积累的技术和经营网络还是具有重大的价值。美国江森自控、德国西门子、日本NEC、中国万向集团等企业先后参与竞标收购A123公司其中中国万向集团是有力的竞争者之一。2012年8月16日。 A123公司对外宣布与万向集团签署了最终收购协议。根据协议内容，万向集团计划向A183公司提供4.65亿美元的资金控股80%，成为最大股东.井且掌情美到的两家电池工厂以及一家工程中心。2012年12月8日在A123公司资产竞拍中，中国最大汽东零部件制造商万向集团胜出、万向集团报价2.6权美元在竞拍中处于最高位置，超过了美国江森自控和日本NFC。

据国家发展和改革委员会官网2012年11月30日公布信息，其已在10月批准了万向集团投资收构A123公司的申请。该投资收购竟向也获得了中国国家外汇管理部门的外汇登记，以及国家商务部的批准。至此关于万向集团投资收购 A123公司项目已履行完成中国政府主管部门的所有核准程序机。