2019年有两张图片一时间戳痛了所有新能源汽车用户的心,一张是某小区停车场门口立着“电动车勿入”的牌子,另外一张是停车场里某电动车旁边没有一辆车。
我们并不确定这两张图的拍摄时间,但是在“电动车在停车场冒浓烟”等新闻后拿出来就有点可怕了,甚至有可能制造恐慌。
3月29日,电动车的这段“黑历史”在比亚迪一场“出鞘·安天下”发布会直播现场被点名重提,比亚迪董事长兼总裁王传福说,刀片电池将把“自燃”这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。
看到这句话,人们第一反应是赞叹比亚迪的霸气,第二反应是疑惑,这“刀”真有这么厉害?
单看发布会,我们可能会觉得刀片电池天下无敌,在比亚迪发布的一段称“一刀未剪的针刺测试”视频里,刀片电池表现胜过了三元锂电池和传统磷酸铁锂电池,视频画面显示,三种电池针刺测试后只有刀片电池显得比较“淡定”。
抛开营销成分,刀片电池的确“点燃”了电动圈。按照官方介绍,它能解决很多行业痛点,比如电池安全、续航里程,规模化生产搭载后必将会影响到整车价格,随着这项新技术的普及消费者将会成为最大受益者。
为什么叫刀片电池?
业界对这块儿电池的肯定、疑惑都从“刀片”两个字开始。很显然,刀片电池是按照电池的体型来命名的,不是按照电池材料命名方式,这也恰恰反映了一个事实,刀片电池的创新是对电池物理方面的创新,不是材料级创新,它还是磷酸铁锂电池。
说刀片电池之前,这里简单说下目前业界主流的三元锂电池和磷酸铁锂电池的特性。
目前,三元锂电池是主要技术路线,这种电池是以镍钴元素作为正极材料,以锰盐或铝盐来稳定化学架构的锂电池,目前主要镍钴锰或者镍钴铝两种配方,大家熟悉的特斯拉就是用的镍钴铝三元锂电池。
三元锂电池的特点是能量密度大,对消费者来说车子搭载这种电池续航里程高,不会有焦虑,但最大的缺陷是安全性和稳定性略差,极端情况下容易发生自燃、爆炸的状况。
磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池,多项研究表明,相比三元锂电池,磷酸铁锂电池的优势是安全,缺点是能量密度低续航短。
在电池寿命方面,磷酸铁锂电池比三元电池更长。有研究表明,三元材料电池循环3900次剩余容量66%,磷酸铁锂电池循环5000次剩余容量84%,后者循环寿命更长。对用户来说,后者可以经受得住更多的充电放电过程。
另外一点是,两种电池在成本方面也有较大的差别,三元电池采用了钴元素,这是一种稀有元素,从长远发展角度看这种电池并不环保,还会对企业、消费者造成成本压力,磷酸铁锂电池相比而言有成本优势。
抛开价格因素,大多数用户在使用纯电动车过程中有三种担忧,电池安全、电池寿命(车的寿命)和续航,通常情况下大家都想用最少的钱买最长寿命且能开最长距离的车,但是从目前的电池技术来看,没有一种电池能同时满足以上几种要求。
为了解决这个行业痛点,动力电池厂商一直在寻求各种方法,一种路线是解决电池体积比能量密度(电池的能量与其体积之比),一种路线是改变电池的化学成分,但是短时间内想找到更适合的元素比较难,大家更多的是在尝试物理层面的改变。
比亚迪的“刀片”就源于这个目的,简单理解就是通过改变电芯设计,优化了电池包空间,从而提高了电池体积比能量密度。
这里要理解一个概念,目前市场上大多数动力电池的制造经历电池材料、电芯、电池模组、电池包四步环节,从材料变成电芯(Cell)后放进模组(Module,安装电池监控与管理装置)里,然后把模组放进电池包(Pack)里。
所以,电池包的能量密度不像我们说的1+1+1=3的概念,中间需要用很多个部件来支撑,这些部件就占据了很多空间,因此厂商要做的是要通过最合理的方案把1+N电芯组合到一起,实现最高的能量密度。
出于电池体积比能量密度目的,有了现在市场上比较流行的CTP技术,其实就是比亚迪刀片电池的策略,这个技术最重要的创新是取消了传统的模组环节,把电芯直接放进了电池包里(Cell to Pack)。
据官方介绍,比亚迪汉EV将搭载刀片电池,搭配全球首次量产应用的“高性能碳化硅MOSFET电机控制模块”之后0-100km/h加速仅需3.9秒,续航达到605km。
这把“刀”对比亚迪意味着什么?
比亚迪的这把“刀”其实飞了很久,在2020年1月百人会论坛上王传福就抛出了这个重磅消息。
当时有两种声音,一是说比亚迪此举将会让磷酸铁锂电池重回巅峰,资本市场曾经因此燃了一段时间;但业内也有声音表示,刀片电池并不适合所有车型,也不是真正意义上的技术变革,比亚迪的主要竞争对手宁德时代早就发布了CTP技术。
在这次发布会上,王传福也提到了这段心酸历史。王传福说:有人说,比亚迪搞“垂直整合”是为了节省成本,其实“垂直整合”是被“逼”出来的。十几年前,你规模小,没人愿意给你产业配套。
王传福表示,比亚迪在将部分产能转向三元锂电池后,一直毫不动摇地将“安全”放在首位,通过各种技术创新不断化解三元锂电池带来的安全挑战,做好自己。
从当前来看,两种电池的市场占有率相差不多。数据显示,今年1-2月,我国动力电池产量累计1.7GWh。其中三元电池产量累计0.8GWh,占总产量47.9%;磷酸铁锂电池产量累计0.9GWh,占总产量51.6%。
王传福说,比亚迪刀片电池要纠偏行业发展现状,同时将重新定义新能源汽车的安全,让新能源车走入良性发展的快车道,更重要的是,这将改变中国汽车企业在世界新能源领域的角色与分工。
两种主要路线之争已然又一次开启,可以肯定的是,短时间内二者不会互相取代,电池发展之路道阻且长,需要长时间共存共生长。