昨天,沉寂已久的比亞迪語出驚雷,宣佈正式推出祕密武器——“刀片電池”。“刀片電池”的厲害之處,比亞迪集團董事長兼Quattroporte王傳福一句話概括:“把‘自燃’這個詞從新能源汽車的字典裡徹底抹掉。”
沒有了里程焦慮、沒有自燃的隱患,也許還有更實惠的價格……電動車生活是不是想想都覺得美?比亞迪透露,“刀片電池”目前只在比亞迪漢純電車型搭載,其他車型暫無規劃。比亞迪漢EV其綜合工況下的續航里程達到605公里,百公里加速3.9秒,將於今年6月正式上市。
比亞迪漢
比亞迪一方面想用“刀片電池”建立新的行業標準,樹立自己的一方霸權;另一方面,感覺又有點信心不足,只是試探性地用在一款轎車上。
“刀片電池”為何讓比亞迪全體又振奮,卻仍難掩擔憂?
什麼是刀片電池?
首先,讓我們來認識一下“刀片電池”的廬山真面目。所謂的“刀片電池”本質上還是磷酸鐵鋰電池,只是電池形態上發生了變化。
磷酸鐵鋰電芯
它是通過增大電芯長度(電池長度到800mm左右,厚度減少至20mm左右,單體電池的容量從155Wh/Kg提升至約170-180Wh/Kg),以陣列的形式插入到電池包裡面,由於單體外形比較扁平,就像“刀片”一樣插入到電池包,因此取名為“刀片電池”。
刀片電池
簡單來說刀片電池就是磷酸鐵鋰電池的優化版,是製作工藝和結構上的改進,而不是材料上的突破,因此化學特性還是一樣的。
刀片電池尖在哪?
傳統上的電池包需要層層整合,電芯-模組-電池包三級。比亞迪“刀片電池”通過結構創新,在成組時可以跳過“模組”這一項,並極大簡化電池包上的裝配支撐結構,在強度不變的前提下使得整個電池包結構明顯簡化,從而形成了近似於電芯-電池包的兩級整合方案。
傳統電池包設計
相較傳統的有模組電池包,“刀片電池”的體積利用率提升了50%以上,整個電池包的能量密度在140-150Wh/Kg左右,已經達到了高能量三元鋰電池的同等水平。(傳統磷酸鐵鋰電池的能量密度遠低於三元鋰電池)
用了刀片電池的電池包
簡單理解就是通過新的建築工藝,大廈裡的柱子和橫樑都沒有了,大廈的容積自然就上去了,能開的商鋪更多了。
由於簡化了電池包的結構,預計綜合成本會降低30%。中信證券研究報告顯示,2019年比亞迪新能源乘用車電池包平均成本為0.85元/Wh,替換成刀片電池後,預計成本將下降至0.6元/Wh。假設一輛純電動乘用車用電池容量50kWh,則單車電池成本下降約1.25萬元。
其實,刀片電池最大的優勢還是安全性高。磷酸鐵鋰材料的特點是,放熱反應的啟動溫度高;放熱慢;產熱少;不釋放氧氣,也就是難以燒起來。
而三元鋰材料在200℃左右發生分解,並且三元鋰材料的化學反映更加劇烈,在高溫作用下電解液迅速燃燒,發生連鎖反應,簡單來說,就是三元鋰材料比磷酸鐵鋰材料更容易著火。
而在一般磷酸鐵鋰電池的基礎上,刀片電池進一步提升了安全性。從釋出會的針刺實驗視訊來看,在同樣的測試條件下,三元鋰電池在針刺瞬間出現劇烈的溫度變化,表面溫度迅速超過500℃,併發生極端的熱失控——劇烈燃燒現象,電池表面的雞蛋被炸飛;傳統塊狀磷酸鐵鋰電池在被穿刺後無明火,有煙,表面溫度達到了200℃~400℃,電池表面的雞蛋被高溫烤焦;比亞迪“刀片電池”在穿透後無明火,無煙,電池表面的溫度僅有30-60℃左右,電池表面的雞蛋無變化。
這一結果足以證明“刀片電池”徹底擺脫了傳統動力電池可能會發生的“熱失控”的噩夢。比亞迪集團董事長兼Quattroporte王傳福表示:“‘刀片電池’體現了比亞迪徹底終結新能源汽車安全痛點的決心,更有能力將引領全球動力電池技術路線重回正道,把‘自燃’這個詞從新能源汽車的字典裡徹底抹掉。”
對於比亞迪刀片電池在針刺實驗中的表現,中國科學院院士歐陽明高分析指出刀片電池的設計使得它在短路時產熱少、散熱快,評價刀片電池的表現“非常優異”。
野心不小
根據動力電池應用分會研究部統計,2019年中國動力電池裝機總量約為62.2 GWh。其中三元電池佔總裝量65.2%,同比累計增長22.5%;磷酸鐵鋰電池裝車量累計20.2GWh,同比累計下降9.0%。
2018年和2019年比亞迪的動力電池裝機量分別為11.4GWh和10.8GWh,在補貼退坡以後,比亞迪在2019 年裝機量同比下降 5.7%,其中在客車和專用車用的鐵鋰這塊下降比較明顯,鐵鋰電池使用量從4.5GWh降低至2.8GWh,同比下降 37.3%。
磷酸鐵鋰電池的沒落在於能量密度低,續航里程短,所以能拿到的補貼相比三元鋰電池要少,因此包括比亞迪在內的多數車新能源車企早已經大規模改用能量密度更大的三元鋰電池,而主打三元鋰電池的寧德時代正是近幾年迅速發展起來的。
而比亞迪刀片電池的釋出,不僅將續航里程提高到可以與三元鋰電池相媲美,更重要的是降低了成本的同時,安全性也更高,磷酸鐵鋰電池的商業價值因為“刀片電池”一下子又回到了檯面。
在直播中,比亞迪集團副Quattroporte兼弗迪電池董事長何龍透露了一點非常關鍵的資訊,他說:“幾乎你能想到的汽車品牌,都在和我們探討基於刀片電池技術的合作方案,相信大家很快就能看到、聽到刀片電池更多精彩的訊息。”
由此可見,各大車企對刀片電池的態度還是很積極的。但比亞迪的野心不僅僅在整車製造上,而是全產業鏈的一網打盡,例如IGBT晶片、e平臺等等都是世界領先的。這次拿出刀片電池,比亞迪在電池方面就是想做下一個寧德時代震動資本市場?
“刀片電池”到底有多厲害,現在還不得而知。要等實際上市使用之後才能定論。但是對於其實還是磷酸鋰鐵電池本質的“刀片電池”並非完美,眾所周知,磷酸鋰鐵電池使用溫度範圍較低,例如低溫限值只有零下20度,這也就意味著在北方地區的冬天,“刀片電池”也鋒利不起來呀?
最後,儘管“刀片電池”系統能量密度已經大幅度提升(140-150Wh/Kg),但是對比寧德時代、LG等其他三元鋰電池大廠(180+Wh/Kg),比亞迪這個密度還是不太夠看,如果價格不是十分吸引,恐怕......