与非网 1 月 16 日讯,比亚迪董事长兼总裁王传福在中国电动汽车百人会论坛(2020)上发言时首次公开证实,比亚迪正在开发新一代磷酸铁锂电池——“刀片电池”将于今年首次量产。

 

 

据介绍,“刀片电池”拥有 300 多项专利。在体积比能量密度上比传统铁电池提升了 50%,具有高安全、长寿命等特点,整车寿命可达百万公里以上。“刀片电池”将会在今年 3 月量产。

 

据记者了解,比亚迪的“刀片电池”即长电芯方案(方形铝壳),是一种通过增大电芯的长度(最大长度与电池包宽度相当),将电芯扁长化设计,来进一步改进电池包集成效率的技术。它不是某一个特定尺寸的电芯,而是基于不同需求可形成不同尺寸的一系列电芯。

 

正负极在两端,两端(或一端)都有防爆阀,有点软包两端出极耳+方形铝壳综合的感觉。相对于已有方形铝壳电芯方案,这个电芯最明显的优势在于散热效果好,难点在于整个电芯的结构稳定性,内阻,注液等,尤其是电池的结构强度方面,电芯需要实现自己支撑支撑。

 

对此,有业内人士表示,比亚迪主要是通过成型工艺、结构设计等方面的改进提高外壳的支承强度,同时将外壳的长宽比控制在预定范围内。此外,通过集流路径的优化等方式降低单体电池的内阻,还可辅以注液工艺的改进,解决单体电池尺寸较长带来的注液时间较长的问题。

 

在适配车型方面,今年 6 月上市的比亚迪“汉(参数|图片)”将成为全球首款搭载“刀片电池”的车型。

 

在当天的发言中,王传福指出了新能源汽车在发展过程中暴露出来的一些安全问题。对此,他呼吁加强行业安全标准体系建设,涉及安全的动力电池,需要做得更谨慎一些。

 

根据《新能源汽车国家监管平台大数据安全监管成果报告》显示, 2019 年 5-7 月,新能源汽车国家监管平台共发现 79 起安全事故,涉及车辆 96 辆。蔚来、特斯拉等企业旗下纯电动车型发生了自燃事故。

 

对此王传福建议乘用车参照商用车,建立一套更高的安全标准。

 

此外,针对当前车市下行压力,王传福表示,目前新能源汽车行业正处于调整期,虽然短期内遇到了一些困难,但行业稳中向好、长期向好的趋势没有改变。

 

比亚迪“刀片”电池是个什么鬼?

最近一段时间,比亚迪再一次占领了各大新闻媒体平台汽车甚至财经板块的头条,原因是其董事长王传福对外宣布比亚迪“刀片电池”(新一代磷酸铁锂电池)将在今年 3 月在重庆工厂开始量产,并在 6 月上市的汉 EV 中首次搭载。

 

此消息一出,不仅在汽车行业和消费者群体中引起轰动,资本市场也立即作出反应,比亚迪股票一度涨停。而随着“拥有超过 300 项专利”、“能量密度提升 50%”、“成本降低 30%”等数据的曝光,此前传说中的“超级磷酸铁锂电池”的面貌也逐渐清晰起来。那么作为比亚迪研发多年的“秘密武器”,“刀片电池”厉害在哪呢?

 

为什么叫“刀片电池”?

实际上,“刀片电池”是比亚迪最近对外宣传新一代磷酸铁锂电池的一个名称,其实就是比亚迪研发多年的“超级磷酸铁锂电池”,或许是厂家希望通过一个犀利而相对具象化的名称,来获得更大的声量。

 

所谓“刀片电池”,实为比亚迪开发的长度大于 0.6 m 的大电芯,通过阵列的方式排布在一起,就像“刀片”一样插入到电池包里面。一方面可提高动力电池包的空间利用率、增加能量密度;另一方面能够保证电芯具有足够大的散热面积,可将内部的热量传导至外部,从而匹配较高的能量密度。

 

而相比比亚迪此前的磷酸铁锂电池,“刀片电池”的升级重点在于该电芯可实现无模组,直接集成为电池包(即 CTP 技术),从而大幅提升集成效率。

 

但实际上,比亚迪并非首先运用 CPT 技术的厂商。作为全球装机量最大的动力电池制造商,宁德时代先于比亚迪运用了 CPT 技术。2019 年 9 月,宁德时代在法兰克福车展中就对这一技术进行了展示。

 

全球范围来看,先后有特斯拉、宁德时代、比亚迪、蜂巢能源 4 家先后着手开发并宣布将量产 CTP 相关产品,无模组动力电池包正在成为主流技术路线。

 

传统三元锂电池组

所谓模组,就是将部分相关零部件构成一个模块,也可以理解为一个零部件总成的概念。在电池包这一领域,将若干电芯、导电排、采样单元及一些必要的结构支撑部件集成在一起构成一个模块,也叫模组。

 

宁德时代 CTP 电池包

而 CPT(cell to pack)就是将电芯直接集成到电池包。由于省去了电池模组组装环节,电池包零部件数量减少 40%,CTP 电池包体积利用率提高了 15%-20%,生产效率提升了 50%,大幅降低动力电池的制造成本。

 

相比其他动力电池有何优势?

从正负极材料来说,目前市面上运用最广泛的车用动力电池有三元锂和磷酸铁锂两种,但这两大类动力电池则各有千秋。相比三元锂电池,磷酸铁锂电池安全性更高、循环使用寿命更长、成本也更低,但能量密度的提升空间较小。

 

但如果能够解决磷酸铁锂电池能量密度低的短板,所有问题不就迎刃而解了吗?理论上是这样没错,但难度却相当大,所以才有了 CTP 技术,在不改变正负极材料的前提下最大程度提高电池的体积比能量密度。

 

据悉,比亚迪“刀片电池”的重量比能量密度可达到 180Wh/kg,相比此前提升大约 9%,这一数据已经不弱于“811”三元锂电池,也就是说“刀片电池”在保留磷酸铁锂电池高安全性、高稳定性、低成本的同时,达到了高级别三元锂电池的能量密度。

 

而且被很多人忽略的一点是,电池能量密度其实可以从两个维度来定义。一是单位重量内的能量密度,也就是工信部所采用的维度,直接关系到能获得多少补贴,也在一定程度上影响着车辆的续航。而另一个,是单位体积内的能量密度,这个维度不在工信部的评判标准内,但同样会影响到车辆的续航能力。

 

而比亚迪“刀片电池”的重量比能量密度虽然比上一代电池提升了 9%,但体积比能量密度的提升幅度却高达 50%,这才是“刀片电池”真正的过人之处。因为这意味着,相同的车型,比亚迪未来可将车辆的电池容量提高 50%,虽然可能也会带来重量增加的影响,但最终实际的续航表现一定是大幅提升的。例如首款搭载“刀片电池”的汉 EV,虽然是一款车长接近 5m 的中大型车,但也拥有 600km 左右的续航能力。

 

而对于消费者来说,续航其实是次要的,电池安全才是重中之重。近年来电动车安全事故频发,绝大部分是由于电池起火造成的。为了提升续航里程,如今的车企大多采用镍成分比例较高的三元锂电池,“622”型号如今已经十分常见,甚至“811”也已经在量产车型中搭载,也就是说维持电池稳定性的钴锰成分只占到 20%,在续航里程提高的同时,电池安全性却成了一大隐患。相比之下,磷酸铁锂电池在这方面要更可靠。

 

不过,即使突破了能量密度低这个技术瓶颈,磷酸铁锂电池也并非十全十美。例如在抗低温方面,三元锂电池低温使用下限值为零下 30 度,磷酸铁锂电池低温下限值只有零下 20 度。那么在寒冷的北方地区,磷酸铁锂电池在冬天的性能下降会更明显。但恰恰北京又是全国纯电动车的主力消费地区,就算比亚迪在南方不愁卖,未来其动力电池将对外供应,如果失去北方市场,那么在与宁德时代等对手的竞争中将容易被动。

 

哪些车会搭载“刀片电池”?

早在 2019 年,就盛传汉将是比亚迪首款搭载“刀片电池”(当时还叫做超级磷酸铁锂电池)的车型。而最近,比亚迪汉的申报信息也出现在了工信部最新一期的产品公示中。

 

根据申报信息,比亚迪汉 EV 将搭载磷酸铁锂“刀片电池”,产地为重庆弗迪锂电池有限公司,这与此前王传福向外界宣布的信息高度一致。而汉 DM 则搭载镍钴锰酸锂电池,也就是我们常说的三元锂电池,产地为深圳市比亚迪锂电池有限公司。

 

目前,还未出现关于“刀片电池”在其他车型上的量产计划,汉 EV 是目前可以确定的唯一一款车型。由于“刀片电池”本身扁平而细长的形状决定了车辆必须有宽阔的布置空间,所以“刀片电池”目前来看只适合搭载在汉这种车身尺寸较大的车型中,而汉 EV 的轴距则达到了 2920mm.

 

此外,其实商用车领域很早之前就已经引进了 CTP 电池包技术,例如客车等。由于客车电池排布空间大,其跟 CTP 电池包的兼容性要高于传统的动力电池。所以,比亚迪未来或将“刀片电池”大面积投入到商用车领域中,例如纯电动客车等。

 

而在对外合作方面,比亚迪在去年与丰田成立了合资公司,与奥迪之间的合作(电池采购)也正在谈判当中。在这两大合作伙伴之中,奥迪使用比亚迪“刀片电池”的可能性或许更大一些。

 

实际上,早在去年 9 月就有消息称,奥迪正在与比亚迪进行谈判,计划将后者纳入其电池供应商之列。消息指出,比亚迪的动力电池将用于基于奥迪和保时捷共同开发的 PPE 平台打造的高端车型。

 

考虑到 PPE 平台的主要任务是打造高端车型,那么综合性能强大但对布置空间有较高要求的“刀片电池”就正好有了用武之地。相比宁德时代或其他厂商的三元锂电池,比亚迪“刀片电池”在可靠性方面更有保障,而这也是奥迪比较看重的。

 

毫无疑问,“刀片电池”的量产代表着比亚迪的技术进步,其或将成为品牌发展历史中里程碑式的作品。目前来看,“刀片电池”的性能和市场潜力都是非常值得期待的。但评判一款产品或者说一种新技术是否成功,还要经过市场的检验。对于比亚迪来说,“刀片电池”是里程碑还是“里程悲”?不久后就会有答案。