技术路线之争 刀片电池何以平息

0 Comments

如果说新能源补贴的滑坡促使更多车企选择成本更低的磷酸铁锂电池,那么刀片电池的诞生,则在很大程度上补足了磷酸铁锂电池的短板,令其有了同三元锂电池正面竞争,甚至超越三元锂电池表现的实力。

不管你持肯定态度也好,持否定态度也罢,你都必须承认,刀片电池的问世,促使磷酸铁锂电池的地位有所上升,甚至有了压倒三元锂电池的趋势。

自今年3月29日,比亚迪正式推出磷酸铁锂的刀片电池开始,业内关于电池技术路线的争论便逐步热闹了起来。

有人认为三元锂电池能量密度更大,续航里程更远,它应该是新能源市场的主角;也有人认为磷酸铁锂电池安全性更高,新能源车的发展必须以安全性为前提。尤其在比亚迪推出刀片电池并以通过业内最高难度“针刺实验”的安全表现之后,关于磷酸铁锂与三元锂谁才应该成为“市场老大”的争论便越发激烈了起来,甚至还引起了比亚迪与宁德时代之间的“口水战”。

电动汽车,电池,新能源汽车,宁德时代

在这场巨大的争论当中,以磷酸铁锂见长的比亚迪和以三元锂为主的宁德时代,完全站在了对立面,这不禁令人好奇,作为电池产业龙头的两家企业,为什么在技术路线上产生如此大的分歧?未来新能源市场到底谁能占据更大的市场份额?

续航、安全谁该是重点

之所以在电池的技术路线上,宁德时代与比亚迪产生了这么大的分歧,是因为在推动新能源产业发展的道路上,宁德时代追求更高的续航里程,而比亚迪则死磕电池安全,这样的发展策略,让宁德时代与比亚迪分别成为了三元锂与磷酸铁锂的代言人。

就电池的特性而言,三元锂电池拥有能量密度高,低温容量大的特点,在绝大多数消费者存在里程焦虑的背景下,能量密度更大的三元锂电池可以在很大程度上解决“里程焦虑”的问题,并且搭载三元锂电池的车型,在北方低温的状态下表现也更为优异。这样的特性也导致了市面上绝大多数乘用车,采用的都是三元锂电池。

虽说三元锂电池能量密度大,但其价格也相对较高,并且充放电次数相对较少,这就意味着从整个生命周期而言,搭载三元锂电池的车型需要付出更高的成本。而随着新能源补贴的下滑,耐久性更好,相对成本更低的磷酸铁锂电池,也有了重获青睐的趋势。

电动汽车,电池,新能源汽车,宁德时代

磷酸铁锂电池不仅成本低耐久性好,还有颇为安全的特性,在受到撞击时不会出现爆炸的风险,堪称最安全的电池。不仅如此,磷酸铁锂电池在耐高温和快速充电领域也表现颇为优异,这些优良的特性也正是比亚迪坚持走磷酸铁锂电池路线的主要原因。

各有优劣的三元锂与磷酸铁锂,在新能源市场的发展历程也呈现出相互交替的趋势。相关资料显示,2015-2016年,磷酸铁锂电池在新能源领域的市场占有率高达70%左右。但随着国家新能源汽车补贴逐渐向高能量密度和高续航里程产品倾斜,磷酸铁锂电池的市场占比逐渐下滑。2017年、2018年两个年度,磷酸铁锂市场份额分别降至45%和39%。而到了2019年,磷酸铁锂产业复苏迹象明显,总共246款车型,其中磷酸铁锂电池配套车型为169款,占比达69%。

如果说新能源补贴的滑坡促使更多车企选择成本更低的磷酸铁锂电池,那么刀片电池的诞生,则在很大程度上补足了磷酸铁锂电池的短板,令其有了同三元锂电池正面竞争,甚至超越三元锂电池表现的实力。

刀片电池如何拯救磷酸铁锂

就如前文所言,同三元锂电池相比,磷酸铁锂电池在能量密度和低温表现下存在不小的短板,而刀片电池的问世则强化了磷酸铁锂电池的这些短板。

电动汽车,电池,新能源汽车,宁德时代

与业内熟悉的811电池的空间布局不同,刀片电池采用了“扁平化”的设计,单体刀片电池长96厘米、宽9厘米、高1.35厘米,而将这些单体电池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,在成组时跳过模组和梁,减少了冗余零部件后,形成类似蜂窝铝板的结构,这样物理结构的优化,促使电池包的空间利用率提升了50%以上,进而提升了整个电池包的能量密度。

“因为刀片电池能够大大减少三元锂电池因电池安全和强度不够而增加的结构件,从而减少车辆的重量,所以我们的单体能量密度虽然没有比三元锂高,但是能够达到主流三元锂电池同等的续航能力。”弗迪电池公司副总经理孙华军曾这样表示。结构的优化极大地提升了刀片电池的能量密度,使其拥有了同三元锂电池比肩的实力。

除了优化电池包内部结构之外,为了改变磷酸铁锂电池在低温下的表现,比亚迪还为刀片电池设计了一套适应超低温的电池管理系统,并增加了保温棉等诸多保温材料。在该系统的加持下,刀片电池在零下10度的情况下充满电与三元锂的811电池,仅有12分钟的差距,这样的差距在消费者用车过程中几乎可以忽略不计。

电动汽车,电池,新能源汽车,宁德时代

此外,刀片电池33分钟可将电量从10%充到80%,循环充放电3000次以上可行驶120万公里,这样的优势促使其达成了“碾压”三元锂电池的优势。

从这样的升级中不难看出,经过比亚迪优化的刀片电池,已经具备了同三元锂电池正面竞争的能力,其磷酸铁锂天然的安全特性,更是三元锂电池所无法比拟的。毫不夸张地说,续航里程不虚,却又更加安全的刀片电池,为磷酸铁锂电池与三元锂电池的竞争,增添了实力。

这样高标准的电池,对生产环境也有着极高的要求。孙华军表示:“首先,刀片电池在生产环境上的要求就极为苛刻。”为了最大程度降低电池的短路率,他们提出了一个粉尘分级管控的概念,在一些关键工序上,能够做到一立方米空间内,5微米(头发丝1/20粗细)的颗粒不超过29个,这达到了与液晶屏生产车间相同的标准。

严苛的环境和条件,只是确保刀片电池高安全性的“基础”。据孙华军介绍,生产刀片电池最大的难点和亮点,主要集中在“八大工艺”。

电动汽车,电池,新能源汽车,宁德时代

“将近1米长的极片,能够实现公差控制在±0.3mm以内、单片叠片效率在0.3s/pcs的精度和速度,在国际上我们都属于首创。这种叠片采用的是比亚迪完全独立自主开发的设备和裁切方案,这是其他任何人想抄都抄不来的。”孙华军说。

除叠片之外,刀片电池生产过程中的配料、涂布、辊压、检测等其他工艺都达到了极高的水准。例如,配料系统的精度在0.2%以内;双面同时涂布,涂布最大宽度达1300mm、单位面积涂敷重量偏差小于1%;1200mm超大幅宽的辊压速度可达120m/min,厚度控制2μm以内,确保宽尺寸极片厚度的一致性……

不可否认,在刀片电池身上,比亚迪不仅展现出了对电池安全的高度重视,也彰显了其在电池制造上的高水准,就如比亚迪汽车销售公司副总经理李云飞所言,刀片电池的问世将改变动力电池行业的市场格局。截至目前,已经有福特、奥迪、捷豹路虎等品牌传出了或将采用比亚迪的电池,虽说就目前而言,很难确定未来电池行业会发生怎样的改变,但刀片电池已经展现出“刀出安天下”的势态,乃是不争的事实。

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注