在和三元鋰電池多年的技術(shù)路線之爭(zhēng)中,似乎已是“孤家寡人”的磷酸鐵鋰電池,又揚(yáng)眉吐氣了一把。
3月29日下午,比亞迪在深圳發(fā)布了新一代“刀片電池”,并宣布它已在旗下弗迪電池公司重慶工廠順利量產(chǎn)下線。公司創(chuàng)始人兼董事長(zhǎng)王傳福親自出馬,他表示刀片電池的誕生,是對(duì)新能源行業(yè)忽視安全盲目追求續(xù)航里程的一種糾偏,將“重新定義行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)”、“把‘自燃’這個(gè)詞從新能源汽車的字典里抹掉。”
比亞迪董事長(zhǎng)王傳福
觀看完比亞迪這場(chǎng)信心十足的發(fā)布會(huì)后,一位汽車媒體人士開玩笑地說:“明天寧德時(shí)代會(huì)跌停嗎?”
一句玩笑之語(yǔ),卻點(diǎn)破了刀片電池誕生背后,比亞迪對(duì)其磷酸鐵鋰技術(shù)路線的執(zhí)著,以及與三元鋰電池技術(shù)路線的爭(zhēng)奪。
何為刀片電池?
按照比亞迪的說法,“刀片電池本身并不是電池材料的創(chuàng)新,而是通過增大電芯的長(zhǎng)度,把電池做成扁平的形狀。扁平形狀的刀片電池采用了無模組電池成組方式,將電池包整體空間利用率由過去的40%,提升到了60%,因此體積能量密度比過去增加了50%;此外,由于刀片電池的表面積更大,散熱性能更好,從而更加的穩(wěn)定安全。”
刀片電池外觀圖
弗迪電池董事長(zhǎng)何龍介紹,傳統(tǒng)電池包的生產(chǎn)流程是:電池單體組成模組,模組再排布在托盤上,組成電池包。從電池單體組成電池包,需要大量結(jié)構(gòu)件進(jìn)行連接和固定,這導(dǎo)致空間利用率只有40%。
刀片電池的做法則是將傳統(tǒng)電池單體大幅拉長(zhǎng),長(zhǎng)度可以做到2米,厚度為13.5毫米。同時(shí),在刀片電池的側(cè)脊面上安裝高強(qiáng)度板,讓刀片電池側(cè)面可以承擔(dān)支撐作用。這一系列設(shè)計(jì)可以讓刀片電池跳過模組環(huán)節(jié),直接組成電池包,從而提升空間利用率。“刀片電池既是能量體,又是結(jié)構(gòu)件,可以成為直接支撐電池包的梁。”因此,相較傳統(tǒng)電池包,刀片電池的體積利用率提升了50%以上,也就是說續(xù)航里程可提升50%以上,達(dá)到了三元鋰電池的同等水平。
簡(jiǎn)單而言,刀片電池仍然是磷酸鐵鋰電池的一種,但是它改造了電池包的設(shè)計(jì)與工藝,因此就具有了三元鋰電池的高能量密度,又保持了磷酸鐵鋰電池的安全性。
而堪比三元鋰電池能量密度的刀片電池,很快就被視為比亞迪和寧德時(shí)代三元鋰電池的一種新抗衡。
比亞迪作為全球最大的磷酸鐵鋰電池制造商,想來“后起之秀”寧德時(shí)代的快速崛起是它心中一道“難言的傷”。
寧德時(shí)代成立于2011年,比1995年成立的比亞迪晚了16年。但是,根據(jù)2020年4月1日的收盤后股價(jià),比亞迪(002594)A股總市值為1558億元,寧德時(shí)代(300750)A股總市值為2658億元。
數(shù)據(jù)顯示,自2017年開始,寧德時(shí)代就已超出比亞迪的電池營(yíng)收,成為“國(guó)內(nèi)電池一哥”。
2018年寧德時(shí)代以21.18GWh裝機(jī)量奪得全球動(dòng)力電池裝機(jī)量第一名,市場(chǎng)占有率達(dá)到21.9%;2019年國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池裝機(jī)量62.4GWh,寧德時(shí)代裝機(jī)量達(dá)到32.3GWh,對(duì)應(yīng)國(guó)內(nèi)市占率為51.79%,穩(wěn)坐第一。而同期的比亞迪拿下全國(guó)17%的市場(chǎng)份額,總銷量10.76GWH,只有寧德時(shí)代市場(chǎng)份額的三分之一。
優(yōu)勢(shì)在哪里?
讓寧德時(shí)代風(fēng)生水起的,正是能量密度更高的三元鋰電池。
新能源汽車所需的動(dòng)力電池,長(zhǎng)期存在三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池兩條技術(shù)路線。在車企普遍追求高續(xù)航的當(dāng)下,三元鋰電池包的能量密度可以達(dá)到160wh/kg左右,而磷酸鐵鋰的系統(tǒng)能量密度普遍在110wh/kg左右,前者逐漸成為主流技術(shù)路線。
寧德時(shí)代也正是在這一趨勢(shì)下突然崛起,成為全球各大車企爭(zhēng)先合作的供貨商。
但三元鋰電池也不是沒有短板。磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э販囟绕毡樵?00度以上,三元鋰電池則低于300度,一些高鎳電池?zé)崾Э販囟壬踔恋陀?00度,相比之下,磷酸鐵鋰電池在汽車高速行駛及快速充電過程中自燃風(fēng)險(xiǎn)較低,而近年來電動(dòng)車多起起火、自燃事件的接連發(fā)生,似乎就體現(xiàn)出了三元鋰電池技術(shù)路線的問題。
比亞迪刀片電池的發(fā)布會(huì),更是緊盯住這一點(diǎn)。
比亞迪當(dāng)天現(xiàn)場(chǎng)播放了兩種電池接受針刺試驗(yàn)的視頻,用鋼針將動(dòng)力電池電芯刺穿,造成電芯內(nèi)部的大面積短路。在同樣測(cè)試條件下,三元鋰電池表面溫度迅速超過500℃,并發(fā)生劇烈燃燒。而比亞迪“刀片電池”在穿透后無明火、無煙,電池表面的溫度僅為30-60℃左右。
中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高對(duì)此評(píng)論稱,刀片電池的散熱面積更大,而且針刺短路的回路比較長(zhǎng),產(chǎn)熱能力下降,因此電池?zé)崾Э氐挠绊懜 ?br />
何龍更是一針見血地指出,“針刺測(cè)試之前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)里有,后來因?yàn)楹芏嗳姵赝ㄟ^不了,在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)里又拿掉了。”據(jù)悉,工信部在2019年初發(fā)布的《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》標(biāo)準(zhǔn)中表示,對(duì)于最為復(fù)雜和嚴(yán)苛的針刺試驗(yàn),暫不執(zhí)行。
這也讓王傳福在發(fā)布會(huì)上傲嬌地表示,過去幾年,由于能量密度相對(duì)較低,磷酸鐵鋰電池在新能源乘用車廠商盲目追求續(xù)航里程的攀比中,被三元鋰電池所超越,因此刀片電池的誕生就是對(duì)行業(yè)的糾偏。
“對(duì)續(xù)航里程的攀比,轉(zhuǎn)嫁到動(dòng)力電池上,產(chǎn)生不切實(shí)際的追求,也讓新能源車的安全口碑付出了慘重代價(jià)。”王傳福說,現(xiàn)在要倒逼新能源車行業(yè)做出改變。
刀片電池就這樣以“安天下”之勢(shì)而出鞘。
劣勢(shì)有沒有?
只是,對(duì)它的質(zhì)疑也并非沒有。
正如比亞迪所承認(rèn)的,外界質(zhì)疑刀片電池只是改變了電池包的設(shè)計(jì)和工藝,本質(zhì)仍是磷酸鐵鋰電池,不是一種革命性的創(chuàng)新,比亞迪對(duì)自己的宣傳因此而顯得過于高調(diào)了。
但是,在發(fā)布會(huì)上,歐陽(yáng)明高的一種說明似乎正針對(duì)這一質(zhì)疑而來。他說,動(dòng)力電池有三個(gè)發(fā)展趨勢(shì),第一是在材料和體系方面創(chuàng)新,從有機(jī)液態(tài)電解質(zhì),到無機(jī)的固態(tài)電解質(zhì);第二是借助智能制造、回收和人工智能,發(fā)展智慧電池;第三,是在設(shè)計(jì)和產(chǎn)品工程方面創(chuàng)新,刀片電池正是其中代表。
不過,既然還是磷酸鐵鋰電池,雖然通過拉長(zhǎng)等設(shè)計(jì)增加了能量密度,但是它還是無法改變其在抗低溫方面的弱勢(shì)。據(jù)了解,三元鋰電池低溫使用下限值為零下30度,相比磷酸鐵鋰電池低溫下限值零下20度更有優(yōu)勢(shì),同時(shí)在相同低溫條件下,三元鋰電池冬季衰減不到15%,磷酸鐵鋰電池衰減則高達(dá)30%以上。有分析稱,這也是為什么比亞迪暢銷南方,卻很難在北方打開市場(chǎng)的關(guān)鍵所在。
理想汽車已確定與比亞迪進(jìn)行業(yè)務(wù)合作,創(chuàng)始人李想在微博中評(píng)論稱,磷酸鐵鋰電池在低溫下的性能表現(xiàn)依然是短板,而且磷酸鐵鋰電池的電壓測(cè)量不夠穩(wěn)定,會(huì)擾亂控制策略,因此,對(duì)增程式電動(dòng)車和插電混動(dòng)車型也是個(gè)挑戰(zhàn),“刀片和鐵鋰最適合的還是中、低端的BEV(純電動(dòng)車),以及南方的運(yùn)營(yíng)車輛。”
王傳福透露,刀片電池只在比亞迪漢純電車型搭載應(yīng)用,其他車型暫無規(guī)劃。首款搭載刀片電池的車型是比亞迪王朝系列的漢EV,其綜合工況下的續(xù)航里程達(dá)到605公里,百公里加速3.9秒。
僅從這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)來看,與國(guó)產(chǎn)特斯拉長(zhǎng)續(xù)航版Model 3不相上下。
電池裝機(jī)量早幾年已被寧德時(shí)代領(lǐng)先,新能源車全球銷量第一的位置也在去年被特斯拉超越,刀片電池能幫助比亞迪重新奪回曾經(jīng)屬于自己的位置嗎?
“現(xiàn)在大家所知道的幾乎所有品牌,都在和比亞迪談刀片電池的技術(shù)合作。”何龍?jiān)诎l(fā)布會(huì)上這樣透露。
值得一提的是,在磷酸鐵鋰這條比亞迪積淀深厚的技術(shù)路線上,寧德時(shí)代也沒有放棄。它在去年9月的法拉克福車展上發(fā)布了CTP(Cell to pack)技術(shù),分析稱,這一技術(shù)與比亞迪刀片電池的思路相似,都是跳過模組,由電池單體直接成組電池包,路透社的報(bào)道稱,寧德時(shí)代的磷酸鐵鋰CTP方案將在7月開始向特斯拉供應(yīng)。
原標(biāo)題:在和三元鋰電池的路線之爭(zhēng)中,比亞迪“刀片電池”劣勢(shì)有沒有?