“幾乎你能想到的所有汽車品牌，都在和我們探討基于刀片電池技術(shù)的合作方案。相信大家很快就能看到和聽(tīng)到刀片電池更多精彩的消息。”比亞迪集團(tuán)副總裁、弗迪電池董事長(zhǎng)何龍?jiān)?月29日舉辦的比亞迪刀片電池發(fā)布會(huì)上如是說(shuō)。

“刀片”出鞘

在新能源汽車興起之初，車企在選擇動(dòng)力電池時(shí)，主要采用三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。憑借自身特性，這兩種電池均獲得車企青睞。數(shù)據(jù)顯示，2015年三元鋰電池的裝機(jī)量占比為58%，磷酸鐵鋰電池的裝機(jī)量占比為41%。

不過(guò)，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池齊頭并進(jìn)的形勢(shì)并未持續(xù)太久，由于新能源汽車補(bǔ)貼政策對(duì)電動(dòng)汽車的續(xù)航里程要求不斷提高，加之消費(fèi)者偏向長(zhǎng)續(xù)航的電動(dòng)汽車，于是能量密度更高的三元鋰電池逐步成為車企的首選，磷酸鐵鋰電池的市場(chǎng)份額則迅速萎縮。

數(shù)據(jù)顯示，2017年三元鋰電池市場(chǎng)份額為75%，磷酸鐵鋰電池市場(chǎng)占比為23%；2018年三元鋰電池的市場(chǎng)份額躍至89%，磷酸鐵鋰電池的市占比僅為11%。除了商用車企業(yè)，幾乎所有的乘用車制造商采購(gòu)的都是三元鋰電池。

就在磷酸鐵鋰電池被逼到墻角的時(shí)候，一直堅(jiān)持磷酸鐵鋰電池技術(shù)方向的比亞迪拿出了“刀片電池”這一技術(shù)方案，并且比亞迪方面對(duì)刀片電池的競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)前景信心十足。

事實(shí)上，刀片電池的本質(zhì)依然是磷酸鐵鋰電池，只不過(guò)比亞迪在電池結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方面有了創(chuàng)新突破，單體電芯的形狀類似刀片，因而取名為刀片電池。雖然刀片電池在材料方面并沒(méi)有新的突破，但是此次比亞迪在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方面的創(chuàng)新也不可小覷。得益于比亞迪將電芯進(jìn)行扁平化設(shè)計(jì)，電池包的空間利用率和體積比能量密度有很大提升。

數(shù)據(jù)顯示，搭載刀片電池的電池包空間利用率達(dá)到60%，傳統(tǒng)電池包的利用率僅為40%。在體積比能量密度方面，刀片電池比傳統(tǒng)的磷酸鐵鋰電池提升了50%。

值得注意的是，由于刀片電池在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方面的創(chuàng)新，使得搭載刀片電池的電池包在組裝的時(shí)候跳過(guò)了電池模組這一環(huán)節(jié)。一般動(dòng)力電池成品包括電池單體-電池模組-電池Pack（電池組）三個(gè)步驟。而刀片電池單體可以直接封裝成動(dòng)力電池組，這意味著搭載刀片電池的動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，同時(shí)刀片電池還可以根據(jù)不同車型的需求做成不同的尺寸，以便車型空間最大化利用。

與此同時(shí)，得益于刀片電池能夠一片一片疊加起來(lái)，加之每一片刀片電池的外殼都采用鋁殼或者鋼殼包裹，使得搭載刀片電池的動(dòng)力電池組相比傳統(tǒng)動(dòng)力電池包可以省略橫梁和縱梁等結(jié)構(gòu)件的使用，電池的強(qiáng)度并未減弱反而再次得到加強(qiáng)和升級(jí)。

雖然搭載刀片電池電池的動(dòng)力電池組在能量密度方面和三元鋰電池相比還有細(xì)微的差距，但是由于刀片電池的體積比能量密度大幅提升，使得搭載刀片電池的新能源汽車在續(xù)航里程方面已經(jīng)可以和搭載三元鋰電池的車型比肩了。

據(jù)王傳福透露，比亞迪刀片電池已于今年3月開(kāi)始量產(chǎn)，并將在今年6月上市的比亞迪旗艦轎車漢EV上使用。公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，比亞迪漢EV的0到百公里加速時(shí)間為3.9s，綜合續(xù)航里程為605km。

比亞迪敢于在其王朝系列的旗艦級(jí)產(chǎn)品使用刀片電池，體現(xiàn)了比亞迪對(duì)刀片電池充滿信心。

“刀”安天下

無(wú)論是在傳統(tǒng)燃油汽車時(shí)代，還是在新能源汽車時(shí)代，汽車的安全性始終是第一重要因素。就在三元鋰電池獨(dú)占鰲頭的時(shí)候，新能源汽車頻頻起火引發(fā)了業(yè)內(nèi)人士和消費(fèi)者的擔(dān)憂。

數(shù)據(jù)顯示，2019年5-7月，新能源汽車國(guó)家監(jiān)管平臺(tái)共發(fā)現(xiàn)79起安全事故，涉及車輛96輛。另外據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2019年1-8月，國(guó)內(nèi)已發(fā)生20起新能源汽車起火事件，且絕大多數(shù)起火車輛采用的是三元鋰電池。

為什么搭載三元鋰電池的新能源汽車更容易起火？這和三元鋰電池的特性有關(guān)，目前市面上的三元鋰電池主要分為NCA（鎳鈷鋁）和NCM（鎳鈷錳）兩種。其中，NCA性能更加優(yōu)異，不過(guò)其熱失控溫度更低，因而這種三元鋰電池對(duì)制作工藝要求、技術(shù)提出了更高的要求，目前主要是日韓系電池廠商生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)推出的三元鋰電池大部分為NCM電池，根據(jù)三元材料比例的不同分為111、523、622以及811等四種，目前811NCM電池成為國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池廠商的重點(diǎn)突破方向，例如寧德時(shí)代。

相比磷酸鐵鋰電池，三元鋰電池的材質(zhì)穩(wěn)定性略差。三元鋰材料會(huì)在200℃左右發(fā)生分解，且三元鋰材料化學(xué)反應(yīng)更加劇烈，還會(huì)釋放大量的氧分子，這也是三元鋰電池一旦發(fā)生熱失控就很難控制的重要因素之一。磷酸鐵鋰材料分解則需要外界溫度達(dá)到700℃-800℃，過(guò)程中不會(huì)釋放氧分子，因而即便燃燒也不會(huì)和三元鋰電池那樣劇烈。

在此次發(fā)布會(huì)上，比亞迪公布了三元鋰電池、傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池以及刀片電池進(jìn)行針刺測(cè)試的視頻。視頻顯示，當(dāng)鋼針將動(dòng)力電池電芯刺穿導(dǎo)致電芯發(fā)生短路時(shí)，三元鋰電池出現(xiàn)劇烈溫度變化，表面溫度迅速超過(guò)500℃，且發(fā)生極端熱失控（劇烈燃燒）；傳統(tǒng)磷酸鋰電池在被刺穿后雖然沒(méi)有明火，但是冒白煙且表面溫度達(dá)到200℃-400℃；比亞迪刀片電池在被穿透后不僅沒(méi)有明火、無(wú)煙，同時(shí)電池表面溫度僅為30℃-60℃。

由此可見(jiàn)，比亞迪刀片電池在熱失控方面做得更好，為消費(fèi)者在動(dòng)力電池方面提供更好的安全防護(hù)。中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高認(rèn)為，這主要得益于刀片電池獨(dú)特的設(shè)計(jì)特性，使得它在短路時(shí)產(chǎn)熱少、散熱快。

刀片電池的高安全性，讓比亞迪集團(tuán)董事長(zhǎng)、總裁王傳福在此次發(fā)布會(huì)上自信地喊出：“刀片電池體現(xiàn)了比亞迪徹底終結(jié)新能源汽車安全痛點(diǎn)的決心，更有能力將引領(lǐng)全球動(dòng)力電池技術(shù)路線重回正道，把‘自燃’這個(gè)詞從新能源汽車的字典里徹底抹掉?！?/p>

當(dāng)然，動(dòng)力電池的安全性不僅僅和材料有關(guān)，還和生產(chǎn)工藝、品控等因素密切相關(guān)。不過(guò)，理論上磷酸鐵鋰電池的安全性依然要比三元鋰電池要高。需要指出的是，比亞迪的強(qiáng)力競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手寧德時(shí)代也在積極開(kāi)發(fā)磷酸鐵鋰電池，其在去年已發(fā)布CTP電池包（CelltoPack，無(wú)模組動(dòng)力電池包）。較傳統(tǒng)電池包，CTP電池包體積利用率提高了15%~20%，電池包零部件數(shù)量減少40%，生產(chǎn)效率提升了50%，將大幅降低動(dòng)力電池的制造成本。同時(shí)，寧德時(shí)代還在和特斯拉探討在國(guó)產(chǎn)特斯拉Model 3車上使用無(wú)鈷電池，這種無(wú)鈷電池被業(yè)內(nèi)人士猜測(cè)為寧德時(shí)代的磷酸鐵鋰電池。

不可否認(rèn)的是，此次比亞迪發(fā)布的刀片電池將推動(dòng)動(dòng)力電池市場(chǎng)發(fā)生變革，三元鋰電池的霸主時(shí)代或?qū)⒈唤K結(jié)。