中國儲能網(wǎng)訊：繼“里程焦慮”后，電動車安全性或許會成為下一個新能源行業(yè)亟待解決的痛點(diǎn)。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅在2019年5月起至8月中旬，新能源汽車國家監(jiān)管平臺便發(fā)現(xiàn)79起安全事故，涉及車輛96輛。也就是說，平均一天半的時(shí)間就有一起電動車自燃事故發(fā)生。
為化解長續(xù)航與安全性之間的矛盾，比亞迪提出了新思路。日前，比亞迪舉行線上發(fā)布會，宣布正式推出“刀片電池”，并宣布在旗下的弗迪電池公司重慶工廠順利量產(chǎn)下線。
比亞迪集團(tuán)董事長兼總裁王傳福
對于這項(xiàng)新的電池技術(shù)，比亞迪集團(tuán)董事長兼總裁王傳福信心十足：“‘刀片電池’體現(xiàn)了比亞迪徹底終結(jié)新能源汽車安全痛點(diǎn)的決心，更有能力將引領(lǐng)全球動力電池技術(shù)路線重回正道，把‘自燃’這個詞從新能源汽車的字典里徹底抹掉。”
應(yīng)該說王傳福的話至少透露出兩點(diǎn)關(guān)鍵信息。一方面，比亞迪“刀片電池”將“安全”這一行業(yè)痛點(diǎn)作為開發(fā)的基本理念與賣點(diǎn)；另一方面，如果以磷酸鐵鋰制造的“刀片電池”在市場取得成功，或?qū)⒌贡菩履茉窜囆袠I(yè)重新做選擇。
“刀片電池”為何更安全？
“刀片電池”，顧名思義首先改變的是電池形態(tài)。比亞迪通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，在成組時(shí)可以跳過“模組”，以提高了體積利用率，最終達(dá)成在同樣的空間內(nèi)裝入更多電芯的設(shè)計(jì)目標(biāo)。相較傳統(tǒng)的有模組電池包，“刀片電池”的體積利用率提升了50%以上，續(xù)航里程已經(jīng)達(dá)到了高能量三元鋰電池的同等水平。
“刀片電池”在大幅提升系統(tǒng)質(zhì)量能量密度以及體積能量密度的同時(shí)，由于去掉了“模組”這一層中間結(jié)構(gòu)，使得電池系統(tǒng)的復(fù)雜度大幅下降，由此也帶來了更高的產(chǎn)品穩(wěn)定性和更低的故障率。為了證明比亞迪“刀片電池”的安全性，直播中分別對三元鋰電池、傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池塊、比亞迪“刀片電池”進(jìn)行了“針刺穿透測試”。
這一測試要求用鋼針將動力電池電芯刺穿，造成電芯內(nèi)部的大面積短路。比亞迪在發(fā)布會當(dāng)天播放了一段對比三種電池針刺測試的視頻回應(yīng)了之前網(wǎng)絡(luò)上對于刀片電池超強(qiáng)安全性的質(zhì)疑。
在直播視頻中看到，同樣測試條件下，三元鋰電池在針刺瞬間出現(xiàn)劇烈的溫度變化，表面溫度迅速超過500℃，并發(fā)生極端的熱失控——劇烈燃燒現(xiàn)象，電池表面的雞蛋被炸飛；傳統(tǒng)塊狀磷酸鐵鋰電池在被穿刺后無明火，有煙，表面溫度達(dá)到了200℃-400℃，電池表面的雞蛋被高溫烤焦；比亞迪“刀片電池”在穿透后無明火，無煙，電池表面的溫度僅有30-60℃左右，電池表面的雞蛋無變化，處于可流動的液體狀態(tài)。
“電動汽車電池的安全問題，我們一般稱之為熱失控?！睔W陽明高解讀說，針刺實(shí)驗(yàn)是非常有效和嚴(yán)酷的一種熱失控的測試方法。“刀片電池”之所以在針刺實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)優(yōu)異，原因在于這種電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使它發(fā)生短路時(shí)產(chǎn)熱少且散熱快。
“去鈷化”風(fēng)潮 時(shí)代要變？
目前，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池是目前市場的兩大主流。但二者在特性方面有很大的不同。磷酸鐵鋰電池成本更低、安全性更好，而三元鋰電池雖然在能量密度和低溫性能方面有優(yōu)勢，但因熱失控造成的安全問題一直是難以規(guī)避的短板，比亞迪在“針刺穿刺測試”也直觀的表現(xiàn)了這一點(diǎn)。
另外，根據(jù)新能源汽車國家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟發(fā)布的《新能源汽車國家監(jiān)管平臺大數(shù)據(jù)安全監(jiān)管成果報(bào)告》顯示，2019年5月起至8月中旬，新能源汽車國家監(jiān)管平臺共發(fā)現(xiàn)79起安全事故，涉及車輛96輛。在已查明起火時(shí)車輛狀態(tài)中，41%的車輛處在行駛狀態(tài)、40%的車輛處在靜置狀態(tài)、19%的車輛處在充電狀態(tài)。該《報(bào)告》顯示，在79起安全事故中，乘用車事故車輛比例最大，高達(dá)65%;專用車占比28%;客車占比7%。從動力電池類型看，事故車輛使用三元鋰離子電池高達(dá)86%、使用磷酸鐵鋰電池占7%，另有7%電池類型不確定。
而“刀片電池”的核心競爭力在于兼具并放大磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池雙方的優(yōu)點(diǎn)。簡單來說就是通過安全、續(xù)航兩方面的表現(xiàn)“叫板”三元鋰與傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池。
那么，“刀片電池”的到來將對新能源汽車行業(yè)帶來多大改變？
在線上發(fā)布會中，比亞迪集團(tuán)副總裁兼弗迪電池董事長何龍的一番話耐人尋味：“幾乎你能想到的所有汽車品牌，都在和我們探討基于刀片電池技術(shù)的合作方案，相信大家很快就能看到、聽到刀片電池更多精彩的消息?！?
產(chǎn)品還未上市，比亞迪已經(jīng)張開懷抱，除了表達(dá)對自身產(chǎn)品的信心，也能被看作是比亞迪對未來市場發(fā)展趨勢的判斷。
值得注意的是，新能源汽車市場已傳出“去鈷化”的風(fēng)聲，而鈷是生產(chǎn)三元電池的重要材料。
今年2月，特斯拉與寧德時(shí)代簽訂動力電池采購協(xié)議，后者將向前者提供“無鈷電池”，搭載在國產(chǎn)特斯拉車型上。盡管雙方并未明確說明是哪一種“無鈷電池”，不過市場普遍認(rèn)為是磷酸鐵鋰電池；長城歐拉R1，新車外觀將沿用現(xiàn)款車型造型設(shè)計(jì)，不過動力電池由之前使用的三元材料換裝為磷酸鐵鋰材料；去年北汽新能源推出的ECU220標(biāo)準(zhǔn)版也放棄采用三元鋰電池，改用了磷酸鐵鋰電池。
過去，由于良好的續(xù)航表現(xiàn)，三元鋰電池成為行業(yè)的寵兒，但在2018年，新能源汽車迎來高速發(fā)展的同時(shí)，三元鋰電池“自燃”事故也相應(yīng)增多。如三元鋰電池也王傳福說“對續(xù)航里程的攀比，轉(zhuǎn)嫁到動力電池上，產(chǎn)生不切實(shí)際的追求，也讓新能源車的安全口碑付出了慘重代價(jià)?！?，而現(xiàn)在，比亞迪推出的“刀片電池”實(shí)則是倒逼新能源車行業(yè)做出改變。
另外，從消費(fèi)者的視覺來是安全性的提升，對廠家來說材料的改變還可以帶來成本的下降。
分析認(rèn)為，磷酸鐵鋰電池的生產(chǎn)由于不需要鎳鈷等價(jià)格高昂的金屬的參與，目前成本在0.7元／Wh左右，且相對穩(wěn)定，而三元鋰電池則需要鎳鈷等金屬，所以價(jià)格相對較高，在0.9元/wh-1元/Wh左右。如此，磷酸鐵鋰較低的使用成本能夠讓整車企業(yè)在新能源汽車財(cái)政補(bǔ)貼大幅退坡環(huán)境下仍有利可圖。
從成本、安全、續(xù)航來看，比亞迪推出的“刀片電池”似乎更順應(yīng)未來的發(fā)展所需，但業(yè)界同樣還存在質(zhì)疑，電池專家吳輝表示：“刀片電池不是從材料上的突破，只是從電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上創(chuàng)新，可能會提高電池包之后的效率，比如提高電池包體積能量密集和質(zhì)量能量密度，但對單體能量密度提高是沒有太大意義的?！?
不過，在歐陽明高看來，未來新能源車電池的發(fā)展方向包括三個方面：其一，通過電池材料和電化學(xué)體系方面的創(chuàng)新；其二，朝智能化方面充分利用信息和人工智能技術(shù)，發(fā)展智慧電池；其三，在設(shè)計(jì)和產(chǎn)品工程方面進(jìn)行創(chuàng)新，歐陽明高認(rèn)為，“刀片電池”就是這一范疇中一個非常好的例子。
“刀片電池”的表現(xiàn)將很快得以檢驗(yàn)。王傳福在直播中透露，刀片電池只在比亞迪漢純電車型搭載應(yīng)用，其他車型暫無規(guī)劃。比亞迪漢EV作為統(tǒng)領(lǐng)“王朝家族”的旗艦級轎車，其綜合工況下的續(xù)航里程達(dá)到605公里，百公里加速3.9秒。
至于比亞迪推出的“刀片電池”未來可能對行業(yè)造成的影響還有待后續(xù)觀察，但可以預(yù)見的是，比亞迪的對手已經(jīng)出現(xiàn)。2019年底寧德時(shí)代業(yè)曾發(fā)布CTP技術(shù)，有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為該技術(shù)與刀片電池技術(shù)類似，也是通過改變電池結(jié)構(gòu)的方式提升安全性及能量密度。
作為整車企業(yè)來說，比亞迪的刀片電池相當(dāng)于做了一個整車廠從來未做過的嘗試，從創(chuàng)新角度講是一個進(jìn)步。不過，對于未來行業(yè)發(fā)展來講，無論是“刀片電池”還是CTP，光有創(chuàng)新并不完整，還需要后續(xù)的改進(jìn)以及品控。此前，新能源汽車“自燃”事件頻發(fā)除了歸咎于三元鋰電池的不穩(wěn)定，還被業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為是測試環(huán)節(jié)松動和產(chǎn)品驗(yàn)證期縮短的結(jié)果。歐陽明高曾表示：“很大一部分并沒有建立企業(yè)內(nèi)部的電池安全測試標(biāo)注，部分企業(yè)甚至沒有電池安全測試能力?！?
文/張宇豪
