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在和三元锂电池之争中 比亚迪放出刀片电池大招

2020-04-02 08:03:24 来源: 澎湃新闻 举报
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(原标题:在和三元锂电池的路线之争中,比亚迪放出“刀片电池”的大招)

在和三锂电池多年的技术路线之争中,似乎已是“孤家寡人”的磷酸铁锂电池,又扬眉吐气了一把。

3月29日下午,比亚迪在深圳发布了新一代“刀片电池”,并宣布它已在旗下弗迪电池公司重庆工厂顺利量产下线。公司创始人兼董事长王传福亲自出马,他表示刀片电池的诞生,是对新能源行业忽视安全盲目追求续航里程的一种纠偏,将“重新定义行业安全标准”、“把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典里抹掉。”

比亚迪董事长王传福

观看完比亚迪这场信心十足的发布会后,一位汽车媒体人士开玩笑地说:“明天宁德时代会跌停吗?”

一句玩笑之语,却点破了刀片电池诞生背后,比亚迪对其磷酸铁锂技术路线的执着,以及与三元锂电池技术路线的争夺。

何为刀片电池?

按照比亚迪的说法,“刀片电池本身并不是电池材料的创新,而是通过增大电芯的长度,把电池做成扁平的形状。扁平形状的刀片电池采用了无模组电池成组方式,将电池包整体空间利用率由过去的40%,提升到了60%,因此体积能量密度比过去增加了50%;此外,由于刀片电池的表面积更大,散热性能更好,从而更加的稳定安全。”

刀片电池外观图

弗迪电池董事长何龙介绍,传统电池包的生产流程是:电池单体组成模组,模组再排布在托盘上,组成电池包。从电池单体组成电池包,需要大量结构件进行连接和固定,这导致空间利用率只有40%。

刀片电池的做法则是将传统电池单体大幅拉长,长度可以做到2米,厚度为13.5毫米。同时,在刀片电池的侧脊面上安装高强度板,让刀片电池侧面可以承担支撑作用。这一系列设计可以让刀片电池跳过模组环节,直接组成电池包,从而提升空间利用率。“刀片电池既是能量体,又是结构件,可以成为直接支撑电池包的梁。”因此,相较传统电池包,刀片电池的体积利用率提升了50%以上,也就是说续航里程可提升50%以上,达到了三元锂电池的同等水平。

简单而言,刀片电池仍然是磷酸铁锂电池的一种,但是它改造了电池包的设计与工艺,因此就具有了三元锂电池的高能量密度,又保持了磷酸铁锂电池的安全性。

而堪比三元锂电池能量密度的刀片电池,很快就被视为比亚迪和宁德时代三元锂电池的一种新抗衡。

比亚迪作为全球最大的磷酸铁锂电池制造商,想来“后起之秀”宁德时代的快速崛起是它心中一道“难言的伤”。

宁德时代成立于2011年,比1995年成立的比亚迪晚了16年。但是,根据2020年4月1日的收盘后股价,比亚迪(002594)A股总市值为1558亿元,宁德时代(300750)A股总市值为2658亿元。

数据显示,自2017年开始,宁德时代就已超出比亚迪的电池营收,成为“国内电池一哥”。

2018年宁德时代以21.18GWh装机量夺得全球动力电池装机量第一名,市场占有率达到21.9%;2019年国内动力电池装机量62.4GWh,宁德时代装机量达到32.3GWh,对应国内市占率为51.79%,稳坐第一。而同期的比亚迪拿下全国17%的市场份额,总销量10.76GWH,只有宁德时代市场份额的三分之一。

优势在哪里?

让宁德时代风生水起的,正是能量密度更高的三元锂电池。

新能源汽车所需的动力电池,长期存在三元锂电池和磷酸铁锂电池两条技术路线。在车企普遍追求高续航的当下,三元锂电池包的能量密度可以达到160wh/kg左右,而磷酸铁锂的系统能量密度普遍在110wh/kg左右,前者逐渐成为主流技术路线。

宁德时代也正是在这一趋势下突然崛起,成为全球各大车企争先合作的供货商。

但三元锂电池也不是没有短板。磷酸铁锂电池热失控温度普遍在500度以上,三元锂电池则低于300度,一些高镍电池热失控温度甚至低于200度,相比之下,磷酸铁锂电池在汽车高速行驶及快速充电过程中自燃风险较低,而近年来电动车多起起火、自燃事件的接连发生,似乎就体现出了三元锂电池技术路线的问题。

比亚迪刀片电池的发布会,更是紧盯住这一点。

比亚迪当天现场播放了两种电池接受针刺试验的视频,用钢针将动力电池电芯刺穿,造成电芯内部的大面积短路。在同样测试条件下,三元锂电池表面温度迅速超过500℃,并发生剧烈燃烧。而比亚迪“刀片电池”在穿透后无明火、无烟,电池表面的温度仅为30-60℃左右。

中国科学院院士欧阳明高对此评论称,刀片电池的散热面积更大,而且针刺短路的回路比较长,产热能力下降,因此电池热失控的影响更小。

何龙更是一针见血地指出,“针刺测试之前国家标准里有,后来因为很多三元电池通过不了,在国家标准里又拿掉了。”据悉,工信部在2019年初发布的《电动汽车用动力蓄电池安全要求》标准中表示,对于最为复杂和严苛的针刺试验,暂不执行。

这也让王传福在发布会上傲娇地表示,过去几年,由于能量密度相对较低,磷酸铁锂电池在新能源乘用车厂商盲目追求续航里程的攀比中,被三元锂电池所超越,因此刀片电池的诞生就是对行业的纠偏。

“对续航里程的攀比,转嫁到动力电池上,产生不切实际的追求,也让新能源车的安全口碑付出了惨重代价。”王传福说,现在要倒逼新能源车行业做出改变。

刀片电池就这样以“安天下”之势而出鞘。

劣势有没有?

只是,对它的质疑也并非没有。

正如比亚迪所承认的,外界质疑刀片电池只是改变了电池包的设计和工艺,本质仍是磷酸铁锂电池,不是一种革命性的创新,比亚迪对自己的宣传因此而显得过于高调了。

但是,在发布会上,欧阳明高的一种说明似乎正针对这一质疑而来。他说,动力电池有三个发展趋势,第一是在材料和体系方面创新,从有机液态电解质,到无机的固态电解质;第二是借助智能制造、回收和人工智能,发展智慧电池;第三,是在设计和产品工程方面创新,刀片电池正是其中代表。

不过,既然还是磷酸铁锂电池,虽然通过拉长等设计增加了能量密度,但是它还是无法改变其在抗低温方面的弱势。据了解,三元锂电池低温使用下限值为零下30度,相比磷酸铁锂电池低温下限值零下20度更有优势,同时在相同低温条件下,三元锂电池冬季衰减不到15%,磷酸铁锂电池衰减则高达30%以上。有分析称,这也是为什么比亚迪畅销南方,却很难在北方打开市场的关键所在。

理想汽车已确定与比亚迪进行业务合作,创始人李想在微博中评论称,磷酸铁锂电池在低温下的性能表现依然是短板,而且磷酸铁锂电池的电压测量不够稳定,会扰乱控制策略,因此,对增程式电动车和插电混动车型也是个挑战,“刀片和铁锂最适合的还是中、低端的BEV(纯电动车),以及南方的运营车辆。”

王传福透露,首款搭载刀片电池的车型是比亚迪王朝系列的汉EV,这是一款纯电动轿车,其综合工况下的续航里程达到605公里,百公里加速3.9秒。

仅从这两项数据来看,与国产特斯拉长续航版Model 3不相上下。

电池装机量早几年已被宁德时代领先,新能源车全球销量第一的位置也在去年被特斯拉超越,刀片电池能帮助比亚迪重新夺回曾经属于自己的位置吗?

“现在大家所知道的几乎所有品牌,都在和比亚迪谈刀片电池的技术合作。”何龙在发布会上这样透露。

值得一提的是,在磷酸铁锂这条比亚迪积淀深厚的技术路线上,宁德时代也没有放弃。它在去年9月的法拉克福车展上发布了CTP(Cell to pack)技术,分析称,这一技术与比亚迪刀片电池的思路相似,都是跳过模组,由电池单体直接成组电池包,路透社的报道称,宁德时代的磷酸铁锂CTP方案将在7月开始向特斯拉供应。

马洪超 本文来源:澎湃新闻 责任编辑:马洪超_NA2888
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