近日，汽車圈被一根針攪動，引發(fā)了一系列連鎖反應。寧德時代與比亞迪“隔空互懟”，讓車圈人士吃了一連串的瓜。不可否認，比亞迪完好無損的雞蛋和寧德時代斷掉的鋼針，可能會在廣大消費者心中留下一些疑問。而在這背后，是備受關注的動力電池安全問題，以及新能源汽車未來的發(fā)展前景。
吃瓜前先了解下什么是三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池和刀片電池？
這顆為吃瓜大戲埋下的種子，要先從三月份比亞迪的“刀片電池”發(fā)布會說起。為了證明刀片電池的安全性，比亞迪發(fā)布了三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池和刀片電池的針刺試驗視頻。
從針刺試驗的結果來看，三元鋰電池出現劇烈燃燒，表明溫度超過500℃，電池表面的雞蛋直接被炸飛；傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池無明火產生，表面溫度達到了200~400℃，雞蛋被烤焦；比亞迪刀片電池沒有明火產生，溫度僅在30-60℃之間，雞蛋依舊完好如初。這場發(fā)布會成功讓消費者記住了比亞迪刀片電池上完好無損的雞蛋，更收獲了刀片電池性能安全的好印象。
其實，“刀片電池”這個稱呼，是在比亞迪發(fā)布會上的提出的。據了解，之前電動汽車動力電池主要是以磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池為主，兩者的區(qū)別在于正極材料的不同。磷酸鐵鋰電池，采用磷酸鐵鋰（LiFePO4）作為正極材料；三元鋰電池，一般是指采用鎳鈷錳酸鋰（NCM）或鎳鈷鋁酸鋰（NCA）三元正極材料的鋰電池，外界經常說的“523”、“811”則代表鎳鈷錳三種元素的配比。
至于刀片電池，通俗點兒說，就是超級磷酸鐵鋰電池。新能源汽車上的電池，是把電芯（Cell）組裝成為模組（Module），再將模組安裝在電池包（Pack）里，形成了“電芯-模組-電池包”的模式。刀片電池的創(chuàng)新之處在于電池生產和工藝的迭代與進化，取消了模組，在同樣的空間內可以裝入更多像刀片一樣的單體電芯，能量密度自然就得到了提升。它的橫空出世，讓外界意識到，動力電池在滿足安全，低成本的前提下，還能將能量密度顯著提高。這給磷酸鐵鋰電池帶來了高光時刻。
根據比亞迪的官方消息，首個搭載“刀片電池”的比亞迪漢EV純電動轎車，電池系統(tǒng)能量密度達到了140Wh/kg。比亞迪股份有限公司董事長兼總裁王傳福曾透露，計劃在未來兩年內規(guī)劃單體能量密度提升至180Wh/kg，系統(tǒng)能量密度提升至160Wh/kg，由此能夠使得單位生產成本下降30%。
不甘示弱的寧德時代，發(fā)展到什么水平了？
在2019年度業(yè)績說明會上，寧德時代對外界關心的刀片電池和針刺試驗作出了說明。寧德時代董事長曾毓群表示：“刀片電池是我們2016年量產的CTP（Cell To Pack）結構創(chuàng)新概念中的一種，我們已經選擇并量產CTP結構創(chuàng)新里最優(yōu)的幾種，比如CTP-0、CTP-1、CTP-2。”他還提到，電池的安全和電池的濫用測試是兩回事，但有些人把濫用測試的通過等同于電池的安全。
這兩句看似稀松平常的話被吃瓜群眾看作是對比亞迪的“隔空互懟”。三元鋰電池的安全問題，本身就比較敏感。在雙方一來一回的“互懟”后，寧德時代為了自證三元鋰電池安全——證明三元鋰電池能夠通過針刺試驗，也發(fā)布視頻作為回應。
在寧德時代發(fā)布的第一段三元電池包針刺試驗視頻中，鋼針以25mm/s刺向電池包，接觸后鋼針竟然斷了。隨后，寧德時代又發(fā)布了三元電芯通過針刺測試的視頻。并表示其實，寧德時代在2017年就公布了5系和8系電池通過針刺試驗的視頻。由于兩次針刺試驗都沒有模擬出電池內部短路的情況，只是證明了能夠防止外部碰撞等不利因素，這讓一部分消費者紛紛表示不買賬。
而在消費者購買同款電池做的實驗中，寧德時代的電池在被刺穿的瞬間著起大火。有業(yè)內人士猜測，或許寧德時代并未將該技術應用到市售版本中，安全技術最重要的落腳點在于能否應用于量產。
隨后，寧德時代在官方微博發(fā)布了《關于動力電池標準的一些認識》，內容包括三元和鐵鋰電池分別滿足不同市場的需求；目前國際認知從電池單體安全轉向電池系統(tǒng)安全；中國標準的重心在轉向電池系統(tǒng)安全等三點內容。
或許，寧德時代的不甘示弱來自于在與同一技術路線的方形電芯對比中，其已實現NCM811電芯的量產，能量密度與其他三元電池廠商相比具有優(yōu)勢。除此之外，寧德時代已具備量產條件但尚未配套車型的電芯的能量密度達到304Wh/kg，正逐步收窄與松下NCA的能量密度的差距。寧德時代現有的三元NCM523電芯搭載CTP技術后，電池包的能量密度也可從140Wh/kg提升10%-15%，至154-161Wh/kg。
“比寧”大戰(zhàn)，爭的是什么？
為什么兩大龍頭企業(yè)對針刺試驗如此敏感？說到底，還是觸到了新能源汽車產業(yè)發(fā)展的神經——電池安全問題。針刺試驗是目前模擬鋰離子電池內短路最常用的一種手段，通過將5mm的鋼針插入到鋰離子電池內部，引起正負極之間的短路，在局部產生大量的熱量，從而實現對鋰離子電池內短路的模擬。若電池被刺穿后5分鐘內未發(fā)生燃燒或爆炸，則可以判定通過測試。
在中國科學院院士歐陽明高看來，新能源汽車安全事故的本質是電池熱失控問題。其中，內短路又是電池熱失控的共性環(huán)節(jié)，機械變形、擠壓、撕裂，隔膜破裂、過充過放、極端過熱等各種各樣的原因都可能產生不同類型的內短路。至于針刺試驗，則是曾毓群提到的電池“濫用測試”中的一個小環(huán)節(jié)。擠壓、短路、過充等都屬于“濫用測試”的范圍。因此，電芯通過了針刺試驗，并不代表電動汽車電池的絕對安全的；電芯通不過針刺實驗，也不能說明不安全。
在清華大學動力工程與工程物理博士張抗抗看來，討論電動汽車電池安全性的時候，要分為電芯、模組、電池包、功能安全4個層面。其中，電芯本體安全只是其中一個層面，而針刺安全性更只是其中的一個方面。
目前，寧德時代的核心技術集中在三元鋰電，而比亞迪在磷酸鐵鋰方面積淀更多，兩種動力電池的性能各有側重。磷酸鐵鋰電池材料本身熱穩(wěn)定性好，但能量密度低于三元鋰電池；三元鋰電池（鎳鈷鋁電池或鎳鈷錳電池）能量密度比較高，低溫性能出色，但化學性質不夠穩(wěn)定。因此，兩種電池的性能是由材料本身的特性所決定的。
寧德時代與比亞迪的“較量”已經由來已久，在外界看來，這場“比寧”大戰(zhàn)可以理解為是動力電池路線之爭。其實，自從去年國產動力電池行業(yè)結束了5年的“白名單”準入制度之后，包括LG化學、松下、三星SDI等海外對手已經深度參與到中國動力電池市場的競爭中了。根據中國汽車動力電池產業(yè)創(chuàng)新聯盟公布的2020年4月份動力電池月度數據，前四個月，寧德時代和比亞迪分別排名第一和第二，裝機量分別為4.56GWh、1.52GWh，松下和LG化學緊隨其后，裝機量為0.76 GWh和0.72 GWh。很明顯，目前我國動力電池行業(yè)競爭局面已經從“比寧”之爭，轉變?yōu)橹腥枕n電池之爭。
從新能源汽車產業(yè)發(fā)展來看，做大做強整個產業(yè)，才能使包括比亞迪和寧德時代在內的企業(yè)得到更長遠的發(fā)展。三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池這兩條技術路線，在產業(yè)發(fā)展過程中，除了競爭關系，也是互補。針對不同的場景應用不同的技術路線，雙管齊下或許是更好的選擇。趁著這次機會，消費者對動力電池技術發(fā)展情況也有了更多了解。最后，除了吃瓜，有關電池的知識你get到了嗎？
