“電池大王”王傳福發(fā)誓要奪回曾經(jīng)的桂冠。
這樣的時(shí)刻終于來臨了。
2020年3月29日，中國(guó)深圳，盡管新冠肺炎疫情肆虐全球，然而，王傳福所帶領(lǐng)的比亞迪依然吸引了廣泛的關(guān)注。
這一天，傳說已久的比亞迪“刀片電池”正式對(duì)外發(fā)布，這款戰(zhàn)略性的產(chǎn)品，將承擔(dān)著比亞迪顛覆全球動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)格局的使命。
在發(fā)布會(huì)上，王傳福毫不客氣地指出，新能源乘用車產(chǎn)業(yè)，此前秉承的三元鋰電池技術(shù)路線走偏了，盲目追求高能量密度的三元鋰電池是電動(dòng)車不斷發(fā)生自燃的“罪魁禍?zhǔn)住?，新能源汽車產(chǎn)業(yè)要想獲得大規(guī)模的發(fā)展，必須要解決安全問題。
現(xiàn)在，是時(shí)候“糾偏”了。
這句看起來輕描淡寫的“糾偏”，蘊(yùn)藏著血雨腥風(fēng)。
從2016年起，全球新能源乘用車技術(shù)路線轉(zhuǎn)向三元鋰電池，到2020年底，將會(huì)有數(shù)百GWh的三元鋰電池產(chǎn)能建成投產(chǎn)。此外，加上上游的氫氧化鋰、鈷、鎳、正極等企業(yè)，下游的整車制造企業(yè)，在這里所傾瀉的投資數(shù)以幾千億元計(jì)。
比亞迪刀片電池如果獲得成功，將會(huì)一舉逆轉(zhuǎn)全球動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)格局，帶來兩大顛覆性的改變：動(dòng)力電池的材料化學(xué)體系，將會(huì)從三元811為主轉(zhuǎn)向磷酸鐵鋰為主；動(dòng)力電池的制程工藝，將會(huì)從卷繞工藝徹底轉(zhuǎn)向疊片工藝。
這將會(huì)讓整個(gè)三元?jiǎng)恿﹄姵伢w系的投資，陷入巨大的被動(dòng)。
對(duì)于整個(gè)電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)而言，上游如此激烈的腥風(fēng)血雨般的競(jìng)爭(zhēng)，無(wú)疑將會(huì)促進(jìn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，消費(fèi)者也將可以獲得更多實(shí)際的利益。
致命一擊
蓄勢(shì)待發(fā)的王傳福沒有任何客氣，直接放出“絕殺”，一舉掀開了三元鋰電池自燃問題的蓋子。
這是三元鋰電池體系的致命缺陷。
三元鋰電池，盡管在能量密度，續(xù)航里程中擁有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，但其致命的缺點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，與此前的磷酸鐵鋰體系相比，更易于發(fā)生熱失控。
自燃問題，是電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)的“潘多拉魔盒”。在此之前，由于沒有絕對(duì)靠譜的解決方案，在很多著名的品牌發(fā)生自燃甚至是爆燃之時(shí)，產(chǎn)業(yè)都保持了沉默。
對(duì)于很多早期的先鋒消費(fèi)者而言，盡管知道自燃是一個(gè)極端情況下的概率問題，但心中始終會(huì)懸著一塊石頭。
現(xiàn)在，王傳福直接引爆了電動(dòng)車自燃這個(gè)“大炸彈”。
“針刺試驗(yàn)”，是一個(gè)拗口的專業(yè)術(shù)語(yǔ)。但是，在接下來很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，這個(gè)詞將會(huì)成為三元鋰電體系的噩夢(mèng)。
對(duì)于動(dòng)力電池的消費(fèi)者而言，這個(gè)聽起來非常陌生的名詞，作用卻甚為關(guān)鍵，主要用于衡量一款動(dòng)力電池在極端情況下是否會(huì)發(fā)生自燃。
比亞迪和深圳電視臺(tái)，攜手把這個(gè)專業(yè)的試驗(yàn)推向了普通的電動(dòng)車消費(fèi)者，并將會(huì)植入在他們的心智深處，在將來很多個(gè)時(shí)刻，會(huì)持續(xù)地影響全球智能電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
在播出的試驗(yàn)中，三元鋰電池、磷酸鐵鋰塊狀電池以及比亞迪的刀片電池，被漸次擺上試驗(yàn)臺(tái)架，一枚直徑為5mm的鋼針，在機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)下，縱向貫穿三款動(dòng)力電池，人們將會(huì)看到令人震撼的一幕。
三元鋰電池，在被鋼針貫穿之后的幾秒鐘之內(nèi)就發(fā)生了“爆炸”，并引發(fā)了熊熊火焰，動(dòng)力電池泄壓閥開啟，活性物噴射而出，放在電池殼體上的雞蛋被炸飛。
盡管所有人都明白，這是極端狀況，但這樣的場(chǎng)面還是不可避免地會(huì)讓人產(chǎn)生聯(lián)想，讓不少電動(dòng)車擁有者的那顆小心臟不由自主地提了起來。
磷酸鐵鋰塊狀電池，在被鋼針貫穿的情況下情況好了很多，盡管發(fā)生了冒煙，電池殼體里的活性物質(zhì)快速膨脹，活性物頂開泄壓閥噴射而出，但沒有出現(xiàn)明火，表面溫度在200-400℃，電池表面的雞蛋被烤焦。
比亞迪刀片電池，在被鋼針貫穿的情況下，沒有明火，無(wú)煙，表面溫度未出現(xiàn)顯著上升，放在殼體上的雞蛋蛋清甚至沒有凝固。
鑒于雞蛋蛋清的凝固溫度為60℃，據(jù)此可以證明比亞迪刀片電池在被鋼針貫穿并發(fā)生內(nèi)短路的情況下，不但沒有出現(xiàn)自燃，甚至于表面溫度都沒有超過60℃。
比亞迪刀片電池毫無(wú)懸念地通過了針刺試驗(yàn)，而三元鋰電池也毫無(wú)懸念地在被鋼針貫穿之后的幾秒鐘內(nèi)發(fā)生了爆燃。
這個(gè)試驗(yàn)以及這段視頻，以后將會(huì)反復(fù)在新能源汽車產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)，直到這個(gè)產(chǎn)業(yè)徹底地戰(zhàn)勝了電動(dòng)車的自燃問題。
當(dāng)然了，對(duì)于三元811體系而言，要想在短期之內(nèi)通過“針刺試驗(yàn)”，幾乎是mission impossible。
通常情況下，現(xiàn)階段三元811的熱失控溫度為205℃—210℃，為了改進(jìn)安全性和提升熱失控溫度，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)界提出了著名的“四元電池”（后簡(jiǎn)稱NCMA）解決方案，即在三元811的正極材料中添加鋁原子來改善化學(xué)特性。
大眾汽車集團(tuán)的三元811，走的就是NCMA路線，通用和LG合資的動(dòng)力電池，也將是NCMA路線，國(guó)內(nèi)的蜂巢能源科技也在做NCMA，相信寧德時(shí)代也會(huì)跟進(jìn)這個(gè)技術(shù)路線。
經(jīng)過改良的NCMA電池，可以把熱失控溫度提升到230℃，達(dá)到三元622電池的水平。
但是，磷酸鐵鋰的熱失控溫度在500℃以上，這是根本性的區(qū)別。
此外，磷酸鐵鋰（LiFePO4），由于分子式結(jié)構(gòu)中的氧原子被牢牢地鎖在磷酸根中，結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，只有在溫度達(dá)到900℃的時(shí)候，磷酸根的化學(xué)鍵才會(huì)斷裂，釋放出氧原子。
在意味著在溫度達(dá)到900℃之前，磷酸鐵鋰不會(huì)放出氧原子助燃，所以釋放的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于三元811，不易引發(fā)熱失控。
中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)電動(dòng)車百人執(zhí)行副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高在現(xiàn)場(chǎng)連線中指出，比亞迪刀片電池之所以在“針刺試驗(yàn)”中表現(xiàn)優(yōu)秀，主要原因有二：
其一，因?yàn)榈镀姵爻叽绶浅４?，相?duì)于普通磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，回路之間距離更遠(yuǎn)，所以產(chǎn)生熱量的速度較慢。
其二，因?yàn)榈镀姵氐纳崦娣e遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他電池，可以延緩溫度快速升高。
更穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)、刀片狀產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和特殊設(shè)計(jì)是刀片電池解決自燃問題的底層邏輯。
通過刀片電池，比亞迪樹立了一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)安全標(biāo)桿，并將通過這一點(diǎn)不斷地讓三元鋰電體系感到痛苦。
在這樣的背景下，顯而易見的是，在以后電動(dòng)車的終端消費(fèi)場(chǎng)景中，所有搭載了刀片電池電動(dòng)車的銷售顧問，將會(huì)抨擊搭載三元鋰電池競(jìng)品的自燃問題。
在接下來比較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，絕大多數(shù)購(gòu)買電動(dòng)車的消費(fèi)者將會(huì)被普及到動(dòng)力電池“熱失控”溫度這個(gè)概念。
在購(gòu)買中，很多消費(fèi)者甚至于會(huì)提出這樣的一個(gè)問題：“這款電動(dòng)車所選用的動(dòng)力電池，是否通過了針刺試驗(yàn)？”
對(duì)于三元鋰電池體系的動(dòng)力電池制造商而言，上述問題會(huì)讓他們下游的電動(dòng)車制造商備受困擾。
這些搭載三元體系動(dòng)力電池的制造商，將不得不花費(fèi)更多的時(shí)間來解釋，他們的Pack設(shè)計(jì)是多么的NB，BMS系統(tǒng)是多么的智能，只要檢測(cè)到一點(diǎn)動(dòng)力電池溫度的升高，就可以采取一系列的安全措施。
他們還會(huì)補(bǔ)充一句，我們的智能Pack系統(tǒng)相當(dāng)于“主動(dòng)安全系統(tǒng)”，而那個(gè)熱失控溫度，僅僅是一個(gè)“被動(dòng)安全系統(tǒng)”。
當(dāng)消費(fèi)者再度追問，那你們的電池Pack能夠通過“被動(dòng)安全”的“針刺試驗(yàn)”嗎？
談話就不能繼續(xù)下去了。
在此之前，三元鋰電池的制造商以及下游的電動(dòng)汽車制造商可以說，磷酸鐵鋰的能量密度不行。
再祭出一個(gè)直擊靈魂的問題：“你愿意購(gòu)買一款續(xù)航里程只有300多公里的電動(dòng)車，還是愿意購(gòu)買一款續(xù)航里程超過500公里，且電池系統(tǒng)擁有‘主動(dòng)安全’保障的電動(dòng)車？“
消費(fèi)者別無(wú)選擇，因?yàn)樗荒馨岩惠v續(xù)航里程只有300多公里的電動(dòng)車開回家。
現(xiàn)在情況發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，王傳福說，搭載比亞迪“刀片電池”的電動(dòng)車，不僅幫助這個(gè)產(chǎn)業(yè)消滅了自燃的風(fēng)險(xiǎn)，續(xù)航里程還可以超過600公里。
也許，他的銷售顧問還會(huì)補(bǔ)上一刀：“你確信要把一輛存在‘爆燃’風(fēng)險(xiǎn)的電動(dòng)車開回家？”
答案不言自明。
消費(fèi)終端的壓力，將會(huì)傳遞給電動(dòng)車制造商，并瞬間抵達(dá)動(dòng)力電池制造商。
對(duì)于三元鋰電池體系的企業(yè)，這不是一個(gè)尷尬的時(shí)刻，事實(shí)上，這是一個(gè)致命的時(shí)刻。
直面靈魂拷問的企業(yè)，包括全球幾乎所有的動(dòng)力電池制造巨頭，如寧德時(shí)代、松下、LG化學(xué)、三星SDI、SKI……
此外，很多自建動(dòng)力電池產(chǎn)能的汽車制造商，也將不得不重新評(píng)估形勢(shì)的發(fā)展，是不是要調(diào)整投資策略？
這些企業(yè)包括：
大眾汽車集團(tuán)與Northvolt的合資工廠，這個(gè)在德國(guó)下薩克森州薩爾茨吉特的動(dòng)力電池工廠，預(yù)計(jì)產(chǎn)能達(dá)24GWh，投資將會(huì)在20億歐元左右。
PSA和道達(dá)爾兩個(gè)合資工廠，一個(gè)位于法國(guó)上法蘭西大區(qū)，一個(gè)位于德國(guó)凱澤斯勞滕，每個(gè)工廠的滿負(fù)荷產(chǎn)能為32GWh，總投資將達(dá)50億歐元。
通用汽車與LG化學(xué)的合資工廠，位于俄亥俄州的Lordstown，產(chǎn)能將達(dá)到30GWh，投資為23億美元。
此外，鎳、鈷等資源生產(chǎn)商，三元體系的正極材料生產(chǎn)商恐怕都需要祈禱。
組合拳
也許有人會(huì)問：難道寧德時(shí)代們不可以快速轉(zhuǎn)向磷酸鐵鋰，化解王傳福發(fā)動(dòng)的攻勢(shì)嗎？
很難，因?yàn)橥鮽鞲５墓?shì)不是一記“絕殺”，而是一套“組合拳”。
這套組合拳攻勢(shì)，除了化學(xué)材料體系的更迭、動(dòng)力電池成組方式的革命之外，還包括：
1.商業(yè)模式的全面轉(zhuǎn)型。
2.新產(chǎn)品：刀片電池是一款全新的車規(guī)級(jí)動(dòng)力電池。
3.制程工藝、制造設(shè)備的顛覆。
4.專利布局。
5.龐大的產(chǎn)能儲(chǔ)備。
上述的布局中，很多的環(huán)節(jié)，除了資金投資之外，還有很長(zhǎng)的時(shí)間門檻，且很多環(huán)節(jié)不能并行推進(jìn)。
在這次發(fā)布會(huì)上，弗迪電池有限公司正式被推到前臺(tái)。
這家公司就是比亞迪動(dòng)力電池業(yè)務(wù)的核心主體。
此前，我們看到了長(zhǎng)安、奧迪等公司欲參與投資比亞迪電池的身影，相信會(huì)有更多的傳統(tǒng)汽車巨頭，可望成為這家公司的戰(zhàn)略投資者并鎖定供應(yīng)關(guān)系。
何龍，比亞迪負(fù)責(zé)電池業(yè)務(wù)的副總裁，首次以弗迪電池有限公司董事長(zhǎng)的身份公開對(duì)外亮相。
在發(fā)布會(huì)上，何龍宣布，比亞迪已經(jīng)擁有了全球最大的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池產(chǎn)能。
弗迪電池有限公司的第一個(gè)刀片電池樣板工廠位于重慶璧山，投資達(dá)100億元，產(chǎn)能達(dá)20GWh，這個(gè)工廠在經(jīng)過了一年多時(shí)間的建設(shè)之后，已經(jīng)進(jìn)入SOP狀態(tài)。
刀片電池，將會(huì)成為比亞迪數(shù)字化供應(yīng)鏈全面開放外供的“急先鋒”。
何龍稱，所有你能想象得到的汽車品牌，都在和弗迪探討基于刀片電池的合作方案，相信很快大家就可以聽到和看到更多精彩的消息。
此外，在產(chǎn)能儲(chǔ)備上，王傳福已經(jīng)布下了多顆棋子。
除重慶璧山工廠之外，比亞迪在長(zhǎng)沙有20GWh產(chǎn)能規(guī)劃，在西安有30GWh的產(chǎn)能規(guī)劃。這些產(chǎn)能規(guī)劃，在需要的時(shí)候可以用可控的方式上量，快速收割市場(chǎng)。
這些產(chǎn)能如果全部達(dá)產(chǎn)之后，將可以覆蓋現(xiàn)階段中國(guó)大多數(shù)新能源汽車的動(dòng)力電池供應(yīng)。
刀片電池作為一個(gè)產(chǎn)品本身，是另一個(gè)難以被快速突破的門檻。
比亞迪刀片電池最顯著的特點(diǎn)，就是自身的長(zhǎng)度達(dá)960mm，甚至根據(jù)需求，長(zhǎng)度可以從600mm變換到2000mm。
這樣的結(jié)構(gòu)，使得可以將這些超長(zhǎng)的“刀片”橫過來，沿著汽車底盤軸距的方向疊在一起，形成了一個(gè)堅(jiān)固的動(dòng)力電池Pack。
正是這種大長(zhǎng)度的刀片狀形狀，才能夠去掉模組，將電芯直接疊在一起組成電池包，從而將體積比能量大幅度提升50%，即原來磷酸鐵鋰塊狀電池Pack的體積利用率為40%，而比亞迪刀片電池Pack的體積利用率提升到了60%。
然而，長(zhǎng)度將近1000mm的大電芯，對(duì)制造而言是一個(gè)瘋狂的事情，這對(duì)設(shè)備、工藝的挑戰(zhàn)是巨大的。
一款全新的車用動(dòng)力電池的研發(fā)，除了材料體系的迭代之外，需要經(jīng)過A樣、B樣、C樣、D樣等多個(gè)復(fù)雜環(huán)節(jié)。
在研發(fā)中，需要確保產(chǎn)品達(dá)到此前計(jì)劃的參數(shù)和性能，比如能量密度、循環(huán)特性、溫寬、充放電倍率。
在性能研發(fā)完成之后，隨后需要進(jìn)入驗(yàn)證環(huán)節(jié)。
在這些環(huán)節(jié)中，甚至?xí)度霐?shù)千臺(tái)設(shè)備來對(duì)這些樣品進(jìn)行循環(huán)測(cè)試，模擬各種工況、溫度和環(huán)境，夜以繼日地進(jìn)行測(cè)試、反饋和調(diào)整。
請(qǐng)注意了，哪怕這些樣品完成上述測(cè)試之后，依然需要放到車?yán)锩?，在?shí)地環(huán)境進(jìn)行夜以繼日地路試。
如果確信電芯產(chǎn)品的研發(fā)成功在望，將會(huì)進(jìn)入到下面的一系列極具挑戰(zhàn)的研發(fā)環(huán)節(jié)，即進(jìn)行制程研發(fā)、工藝開發(fā)、產(chǎn)能建設(shè)、生產(chǎn)調(diào)試、SOP、爬產(chǎn)……
一款動(dòng)力電池產(chǎn)品的研發(fā)和量產(chǎn)，請(qǐng)做好2年的準(zhǔn)備。
比亞迪刀片電池背后，另外一個(gè)革命性的突破，就是采用疊片工藝，而且是大電芯疊片工藝，高速疊片技術(shù)。
這幾乎又是一個(gè)難以逾越的門檻。
事實(shí)上，大尺寸的刀片電芯，只能采取疊片工藝進(jìn)行生產(chǎn)，而大尺寸高速疊片技術(shù)，對(duì)于所有動(dòng)力電池制造商而言，又是難上加難。
這樣的制程，在短時(shí)間之內(nèi)是沒有可能被突破的，涉及的工作太多了，包括高速大尺寸可調(diào)的疊片機(jī)、分切設(shè)備和疊片工藝等很難突破的門檻。
截止目前，寧德時(shí)代們采用的制造工藝依然卷繞為主。
卷繞的優(yōu)勢(shì)是，制造設(shè)備和工藝均比較成熟，穩(wěn)定，產(chǎn)能高和良率可控。
但是，卷繞的問題一目了然，無(wú)法制造大電芯和長(zhǎng)電芯，寧德時(shí)代目前制造的最大的電芯，長(zhǎng)度為220mm的樣子。
此外卷繞工藝做出來的電芯在內(nèi)阻、內(nèi)部溫度一致性、內(nèi)部應(yīng)力等方面，都無(wú)法與疊片工藝匹敵。
在國(guó)內(nèi)，蜂巢能源科技也采用了疊片的技術(shù)，但他們的最大電芯尺寸最高可以沖刺到400mm，現(xiàn)階段制造的最大長(zhǎng)度還是220mm。
為何做大電芯難度會(huì)這么大呢？這會(huì)涉及到輥壓、分切、疊片機(jī)的制造精度誤差問題。比如分切的刀片，長(zhǎng)度要達(dá)到2000mm的時(shí)候，它的誤差率將會(huì)大大高于刀片長(zhǎng)度只有400mm的，這在高速運(yùn)作的流水線中，對(duì)效率和良率會(huì)帶來致命的挑戰(zhàn)。
這也是為何LG化學(xué)的波蘭工廠，將引入高速寬幅涂布機(jī)之后，就造成了良率的大幅下滑，不得不停產(chǎn)返修，造成了奧迪e-tron、捷豹I-Pace等工廠的停產(chǎn)。
動(dòng)力電池制造產(chǎn)業(yè)和芯片制造產(chǎn)業(yè)非常像，在這個(gè)領(lǐng)域，6西格瑪?shù)馁|(zhì)量要求是基本門檻。
動(dòng)力電池需要在微米級(jí)的精度上進(jìn)行高速的作業(yè)，其制造環(huán)境，對(duì)粉塵、水蒸氣、溫度，有著極其嚴(yán)苛的要求，任何顆粒物或者毛刺的出現(xiàn)，都將會(huì)對(duì)動(dòng)力電池在10年的生命周期中造成致命的質(zhì)量瑕疵。
在這樣的環(huán)境下進(jìn)行制造，對(duì)設(shè)備精度和制造工藝的要求是極高的。
以寧德時(shí)代為例，如果想將卷繞工藝切換為疊片工藝，轉(zhuǎn)產(chǎn)刀片電池，將會(huì)發(fā)生什么？
這里會(huì)帶來的問題包括：
1.高速疊片機(jī)問題。
大家如果知道芯片制造中的光刻機(jī)，就知道這些高精密制造的設(shè)備，在尋找供應(yīng)商方面會(huì)是一個(gè)巨大的問題。
在此之前，國(guó)內(nèi)公開采用疊片技術(shù)的只有蜂巢能源科技，他們遇到的挑戰(zhàn)正是高速疊片機(jī)，當(dāng)前還在逐步的解決之中。
縱向一體化的比亞迪顯然控制了高速疊片機(jī)這樣的制造設(shè)備。
2.恐怖的產(chǎn)能改造。
哪怕寧德時(shí)代們經(jīng)過一段時(shí)間，突破了高速疊片機(jī)以及分切設(shè)備的研發(fā)和供應(yīng)問題，還將會(huì)涉及到龐大的產(chǎn)能改造問題。
首先，疊片機(jī)和分切設(shè)備的更換，將會(huì)讓寧德時(shí)代額外支出一筆高額的設(shè)備購(gòu)置成本，大概會(huì)占到整體設(shè)備費(fèi)用的25%。
比亞迪重慶璧山工廠1GWh的產(chǎn)能建設(shè)成本為5億元。
使用卷繞工藝的寧德時(shí)代，轉(zhuǎn)向疊片工藝時(shí)，其成本和比亞迪相比，將會(huì)只高不低。
到2020年底，寧德時(shí)代動(dòng)力電池的總體產(chǎn)能將達(dá)到100GWh，可感受一下這個(gè)產(chǎn)能改造的成本，估計(jì)會(huì)在100億-150億元之間。
即使不考慮改造成本，將卷繞工藝切換到疊片工藝，工程改造的時(shí)間也將會(huì)非常嚇人。
此前，寧德時(shí)代把三元622的產(chǎn)能升級(jí)為三元811的產(chǎn)能，因?yàn)橹簧婕安牧象w系的變化，制造設(shè)備幾乎不用動(dòng)，環(huán)境和工藝上做一些調(diào)整，大概一個(gè)月時(shí)間就夠。
但是，卷繞設(shè)備和疊片設(shè)備完全不一樣，占地面積也不一樣。這樣的改造，涉及到廠房的重新改造，生產(chǎn)線的重新安裝，是要大興土木的。
這樣的工作，如果能夠在6個(gè)月之內(nèi)完成，恐怕都是一個(gè)奇跡。
3.工藝挑戰(zhàn)。
疊片工藝和卷繞工藝，是兩種完全不一樣的工藝，機(jī)器設(shè)備到位之后，與對(duì)應(yīng)的工藝進(jìn)行磨合，也需要很長(zhǎng)的時(shí)間。
動(dòng)力電池的生產(chǎn)線，是一條流水線，由很多設(shè)備組成，這些設(shè)備需要負(fù)責(zé)勻漿、涂布、輥壓、分切、疊片、裝配、封裝、注液、化成、老化、分容、質(zhì)檢等一系列流程。
流水線生產(chǎn)要求確保每一個(gè)環(huán)節(jié)的操作時(shí)間是相同的，且不能出現(xiàn)任何質(zhì)量上的瑕疵，任何一個(gè)工藝出現(xiàn)問題都將會(huì)促使整條線的停機(jī)。
這就需要把所有的機(jī)器根據(jù)自己的工藝融入到整個(gè)生產(chǎn)流程，與每一個(gè)工位的工序配合起來，一條全自動(dòng)化的生產(chǎn)線，幾百個(gè)工序，在時(shí)間上需要嚴(yán)絲合縫地匹配起來，按照相同的節(jié)拍工作，且在精度上達(dá)到極高的標(biāo)準(zhǔn)，絕不是容易的事情。
一條高效的產(chǎn)線最后要達(dá)到成為“一個(gè)人”的這種狀態(tài)。
在國(guó)內(nèi)，此前不少動(dòng)力電池制造商，購(gòu)買了設(shè)備之后但難以完成產(chǎn)線的調(diào)試，并不是什么新鮮的事情。
當(dāng)然了，上述假設(shè)需要有一個(gè)前提，就是“寧德時(shí)代版”刀片電池的產(chǎn)品研發(fā)和工藝研發(fā)已經(jīng)搞定了。
鑒于上述種種原因，對(duì)于三元體系的動(dòng)力電池制造商而言，跟進(jìn)磷酸鐵鋰刀片電池，在短期之內(nèi)并不是一個(gè)靠譜的可選項(xiàng)。
王傳福憋了兩年的大招，不是那么容易攻破的。
三元的黑暗時(shí)光
大量的汽車品牌已經(jīng)涌向了比亞迪，據(jù)王傳福透露，第一款搭載了刀片電池的車型——比亞迪漢將會(huì)在2020年6月份上市。
對(duì)于三元鋰電體系的企業(yè)而言，系統(tǒng)性的威脅迫在眉睫。
對(duì)于三元鋰電體系的動(dòng)力電池制造商而言，注定將迎來一段“黑暗的時(shí)光”。
撲面而來的問題包括：
1.如何破解最尖銳的問題，即“針刺試驗(yàn)”。
目前看起來，三元體系解決針刺試驗(yàn)的可能性非常低，但無(wú)論如此，NCMA幾乎已是必然的選擇。
這個(gè)工作，可以將三元811的熱失控溫度提升到230℃，達(dá)到此前三元622的水平，這將會(huì)在一定程度上緩解消費(fèi)者的“恐慌”。
然而，這并不足以解決“針刺試驗(yàn)”的問題。
此外，比亞迪以及蜂巢所主導(dǎo)疊片工藝，是另外一個(gè)不得不加以考慮的方向，而刀片電池這種產(chǎn)品，也值得模仿。
在工藝和結(jié)構(gòu)上進(jìn)行迭代，也可以在一定程度上降低熱失控的概率。
事實(shí)上，動(dòng)力電池裝配工藝從卷繞向疊片演進(jìn)，幾乎已經(jīng)取得了共識(shí)。但是，如前所述，由于工藝上的改造涉及的方面太多，不是一時(shí)半會(huì)可以解決掉的問題。
明智的選擇只能是在新增的產(chǎn)能上，考慮往這個(gè)方面演進(jìn)。目前得到的消息是，三星SDI的新增產(chǎn)能將會(huì)以疊片工藝為主。
但是，這些新增疊片的產(chǎn)能，是用于方形硬殼三元電池，還是用于生產(chǎn)刀片三元電池，也是一個(gè)令人痛苦的決定。
目前看來，只能是疊片方形硬殼，因?yàn)檫€沒有合格的刀片產(chǎn)品。但是，如果未來要轉(zhuǎn)向刀片三元電池時(shí)，還會(huì)涉及到產(chǎn)能的改造。
刀片電池，無(wú)論是成組效率還是散熱效率，相對(duì)于方形硬殼都有巨大的優(yōu)勢(shì)，這是一個(gè)不得不考慮跟進(jìn)的產(chǎn)品形態(tài)。
尷尬的是，比亞迪已經(jīng)在這里布下了重重的專利門檻。
但是，我們并不知道，NCMA的三元811，結(jié)合疊片工藝和刀片結(jié)構(gòu)，能否通過針刺試驗(yàn)？
2.如何解決三元體系貴金屬供應(yīng)以及相應(yīng)的正極材料成本居高不下的問題。
和磷酸鐵鋰相比，三元鋰電體系的另外一個(gè)痛點(diǎn)是稀有金屬。
所謂三元811，即鎳鈷錳酸鋰這個(gè)化合物中，鎳：鈷：錳的比例為8：1：1。在正極的元素構(gòu)成中，鈷屬于極度稀缺金屬，鎳在中國(guó)也不多。
以鈷礦為例，剛果金占據(jù)全球50%以上的探明儲(chǔ)量，其中嘉能可一家公司，就控制了全球30%以上的鈷貿(mào)易量。
這樣的格局就導(dǎo)致了電解鈷在2018年4月，一度飆升到了69萬(wàn)元一噸，盡管在高鎳和無(wú)鈷技術(shù)路線的恐嚇之下，逐步回到了28萬(wàn)元一噸，但價(jià)格依然很嚇人。
鎳也是一個(gè)麻煩。印尼一個(gè)國(guó)家，就占據(jù)了全球鎳產(chǎn)量的30%，印尼禁止紅土鎳礦出口，將會(huì)沖擊到動(dòng)力電池的上游安全。
所以，我們就可以理解豐田章男在2019年6月17日，宣布將在印尼投資20億美元建設(shè)30萬(wàn)輛電動(dòng)車的產(chǎn)能。
關(guān)于鎳礦，還有一個(gè)令人擔(dān)憂的是，不銹鋼生產(chǎn)商掌控了主要的鎳礦資源。目前，全球85%的鎳金屬，用于制造不銹鋼。
這些金屬供應(yīng)的問題，除了供應(yīng)安全存在挑戰(zhàn)之外，還使得三元811體系的正極價(jià)格是磷酸鐵鋰體系的3倍以上。
這樣的窘境無(wú)助于未來電動(dòng)車與燃油車的平價(jià)。
3.如何解決循環(huán)壽命問題？
三元811體系與磷酸鐵鋰相比，還有一個(gè)顯著的弊端就是循環(huán)壽命。
比亞迪刀片電池，可循環(huán)充放電3000次，車輛電池生命周期總里程達(dá)120萬(wàn)公里，而三元811體系，循環(huán)充放電次數(shù)，一般在1000次的樣子，整個(gè)生命周期的行駛里程約為40萬(wàn)公里。
對(duì)于無(wú)人駕駛汽車而言，加入三元811的度電成本與磷酸鐵鋰持平，從整個(gè)生命周期的成本來看，三元811的成本是磷酸鐵鋰的3倍。
這是為何特斯拉也要發(fā)展磷酸鐵鋰動(dòng)力電池核心原因。
對(duì)于儲(chǔ)能、商用車、出租車而言，道理是一樣的。
這也導(dǎo)致了三元鋰電池?zé)o法在上述領(lǐng)域與磷酸鐵鋰進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。
4.如何繼續(xù)擴(kuò)大電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程，發(fā)揮核心優(yōu)勢(shì)打擊刀片電池體系。
三元811體系，最大的優(yōu)勢(shì)就是能量密度，這使得搭載三元體系電動(dòng)車的續(xù)航里程一直有比較明顯的優(yōu)勢(shì)。
但是，當(dāng)比亞迪刀片電池把磷酸鐵鋰體系的續(xù)航里程提升到600公里之后，三元811體系在續(xù)航里程中領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)就不再明顯。
在這之后，三元鋰電體系要想在續(xù)航上獲得領(lǐng)先的代價(jià)也越來越高，尤其是，當(dāng)續(xù)航里程超過500公里之后，后面增加的續(xù)航里程的邊際效應(yīng)開始遞減。
此外，比亞迪的刀片電池，其體積比能量密度和質(zhì)量比能量密度，也還有優(yōu)化的空間。隨著時(shí)間的推移，將可望推出覆蓋更大續(xù)航里程的車型。
刀片電池每進(jìn)入一個(gè)新的更長(zhǎng)續(xù)航里程的細(xì)分市場(chǎng)，就意味著三元811體系將會(huì)丟失一部分市場(chǎng)。
盡管如此，三元811體系依然需要持續(xù)提升能量密度，以在續(xù)航里程上保持優(yōu)勢(shì)。比如，能否突破800公里，甚至更高？
這將會(huì)使得他們?cè)诟叨塑囆蜕媳３指?jìng)爭(zhēng)力。
此外，高能量密度的三元體系，在一些對(duì)質(zhì)量非常敏感的領(lǐng)域，擁有巨大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，比如飛行汽車、電動(dòng)飛機(jī)等。
當(dāng)然了，這些還為時(shí)尚早。
三元鋰電體系的美好時(shí)代，只能寄希望于未來的固態(tài)鋰電池了。
對(duì)于整個(gè)三元鋰電池體系而言，接下來不短的一段時(shí)間里，將會(huì)是非常艱難的一段時(shí)光。
尾聲
動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是一個(gè)不斷提升能量密度、安全性、循環(huán)壽命、工作溫度范圍、充放電倍率和降低價(jià)格的過程。
上述這些因素，在電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不同階段，會(huì)漸次成為主要矛盾。
2015年之前，中國(guó)的新能源汽車發(fā)展處于早期，核心應(yīng)用為商用，安全性和循環(huán)壽命被放在了第一位，比亞迪主導(dǎo)的磷酸鐵鋰技術(shù)路線占據(jù)主導(dǎo)地位，也造就了那個(gè)時(shí)代比亞迪動(dòng)力電池的老大地位。
2016年到2020年3月，中國(guó)的新能源汽車開始進(jìn)入家庭，于是續(xù)航里程日趨變得重要，在安全性有一定保障的前提下，高能量密度的三元鋰電體系技術(shù)路線占據(jù)主流。
在這個(gè)階段，寧德時(shí)代快速轉(zhuǎn)向三元鋰電體系，在轉(zhuǎn)型中快速崛起，成為全球動(dòng)力電池出貨量冠軍。
與此同時(shí)，松下、LG化學(xué)、三星SDI也享受到了這波紅利。
2020年到2025年，全球汽車工業(yè)開始高速向智能電動(dòng)化轉(zhuǎn)型，電動(dòng)車即將進(jìn)入大規(guī)模普及階段。
在這個(gè)階段，除續(xù)航里程之外，安全性問題將日益凸顯。因?yàn)楫?dāng)保有量基盤大了之后，電動(dòng)車出事故的絕對(duì)數(shù)量將會(huì)大幅度增加。
在這個(gè)時(shí)候，開創(chuàng)刀片電池和“制程時(shí)代”的比亞迪，可望在這一波機(jī)會(huì)中成為贏家，而三元鋰電體系將會(huì)進(jìn)入一個(gè)困難的時(shí)期。
比亞迪刀片電池的崛起，更多的是高速疊片工藝和大電芯制程的勝利。
具備高速疊片和大電芯制程能力并解決了磷酸鐵鋰電池續(xù)航里程問題的制造商，才會(huì)笑到最后。
在這個(gè)階段，化學(xué)體系發(fā)揮的作用，退居次要矛盾，制程成為主要矛盾，動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入“制程時(shí)代”。
比亞迪刀片電池的發(fā)布，無(wú)疑將會(huì)加速百年汽車產(chǎn)業(yè)以更快的速度轉(zhuǎn)向智能電動(dòng)時(shí)代。
對(duì)于電動(dòng)車制造商而言，他們可以選擇購(gòu)買比亞迪的刀片電池。
對(duì)于像寧德時(shí)代、LG化學(xué)、泰星能源等動(dòng)力電池巨頭而言，當(dāng)行業(yè)上的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手樹立了新的安全標(biāo)準(zhǔn)之后，除了跟進(jìn)別無(wú)選擇。
他們需要想盡一切辦法解決安全問題，尤其是“針刺試驗(yàn)”的問題。
在接下來的一段時(shí)間之內(nèi)，激烈的競(jìng)爭(zhēng)將促使動(dòng)力電池變得更加安全，讓電動(dòng)車變得更加安全。
與此同時(shí)，OEMs有了更多的選擇之后，在價(jià)格的談判上也將會(huì)處于更加有利的地位，在供應(yīng)安全上也將會(huì)有所改善。
對(duì)于電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)而言，這是一個(gè)好消息，對(duì)于消費(fèi)者而言這是一個(gè)好消息。
