比亞迪刀片電池（新一代磷酸鐵鋰電池）的出現(xiàn)，或?qū)⒋俪蓢?guó)內(nèi)動(dòng)力電池新格局。
價(jià)格昂貴一直是動(dòng)力電池的軟肋，比亞迪憑借刀片電池，將成本進(jìn)一步壓縮。未來(lái)汽車(chē)日?qǐng)?bào)受邀參觀比亞迪旗下弗迪電池重慶工廠時(shí)，弗迪電池副總經(jīng)理孫華軍表示，刀片電池的成本至少將低于600元/kWh。
此前，據(jù)路透社援引知情人士消息，比亞迪的“宿敵”寧德時(shí)代磷酸鐵鋰電池包成本接近100美元/kWh（約合人民幣708.5元/kWh）。經(jīng)測(cè)算，假設(shè)比亞迪將50%的動(dòng)力電池?fù)Q為刀片電池，將節(jié)省12.8億元成本。
不僅如此，刀片電池在續(xù)航方面也可比肩三元鋰電池，按照規(guī)劃，搭載刀片電池的電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程有望達(dá)到700—800公里。
中信證券預(yù)計(jì)，2020年刀片電池將帶動(dòng)磷酸鐵鋰電池需求回暖。
不過(guò)，近1米長(zhǎng)的刀片電池如何適配其他車(chē)型？刀片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否只能用于磷酸鐵鋰材料？低溫狀態(tài)下其性能能否與三元鋰電池媲美？這些疑問(wèn)，孫華軍在工廠參觀結(jié)束后的媒體溝通會(huì)上一一作了解答。
創(chuàng)新點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)
長(zhǎng)96厘米、寬9厘米、高1.35厘米的單體電池，通過(guò)陣列的方式排布在一起，就像“刀片”一樣插入到電池包里面，成組時(shí)跳過(guò)模組和梁，減少了冗余零部件，形成類(lèi)似蜂窩鋁板的結(jié)構(gòu)，這便是比亞迪的獨(dú)門(mén)秘籍——刀片電池。
從提出刀片電池的概念到量產(chǎn)下線，比亞迪花了近2年時(shí)間。從仿真設(shè)計(jì)到手板樣件、模具樣件、OTS樣件、小批量試制樣件，經(jīng)過(guò)四輪驗(yàn)證測(cè)試后刀片電池才得以批量生產(chǎn)。
“將近1米長(zhǎng)的極片，能夠?qū)⒐羁刂圃?plusmn;0.3mm以?xún)?nèi)、單片疊片效率能達(dá)到0.3s/pcs的精度和速度，屬于全球首創(chuàng)。”孫華軍表示，這種疊片采用比亞迪完全獨(dú)立自主研發(fā)的裁切方案，旁人無(wú)法復(fù)制。
“為什么我們會(huì)把電池做到1米？”孫華軍透露，這是為了解決磷酸鐵鋰電池的體積能量密度低的問(wèn)題，要把電池內(nèi)部空間利用到極致，“大家都認(rèn)為570mm已經(jīng)很極致了”，但是從2008年開(kāi)始比亞迪就一直在研究，如何解決電池長(zhǎng)寬比從3:8發(fā)展到10:6帶來(lái)的阻耗問(wèn)題、電路密度以及快充問(wèn)題。
2008-2020年比亞迪電池結(jié)構(gòu)調(diào)整 來(lái)源：比亞迪
相比上一代動(dòng)力電池，刀片電池的零件數(shù)量從1236件減少至756件，不僅體積能量密度有所增長(zhǎng)，利用率也由原先的40%增長(zhǎng)至60%。
孫華軍表示，刀片電池減少了三元鋰電池因電池安全和強(qiáng)度不夠而增加的結(jié)構(gòu)件，從而減少車(chē)輛的重量，“因此，（刀片電池的）單體能量密度雖然沒(méi)有三元鋰電池高，其續(xù)航能力卻可與主流三元鋰電池媲美”。
從專(zhuān)利圖來(lái)看，刀片電池長(zhǎng)度可在600mm—2000mm之間改變，且與電池包寬度一致，因此刀片電池幾乎覆蓋了所有乘用車(chē)的電池包寬度尺寸。而且，刀片電池也支持有模組的電池包，能兼容更大型號(hào)的車(chē)輛。
比亞迪刀片電池專(zhuān)利圖 來(lái)源：比亞迪專(zhuān)利CN201911012284
單個(gè)刀片電池內(nèi)，包含多個(gè)容納腔，每一個(gè)容納腔包含一個(gè)極芯，容納腔通過(guò)隔板隔開(kāi)。看上去就如同幾個(gè)電芯組成一個(gè)串聯(lián)模組。基于這種內(nèi)部多容納腔與極芯的設(shè)計(jì)，業(yè)內(nèi)人士推測(cè)，比亞迪可以通過(guò)增減容納腔的數(shù)目，來(lái)調(diào)節(jié)刀片電池長(zhǎng)度，靈活多變。
基于此，刀片電池幾乎可適用于任何一款車(chē)型。
除此之外，刀片電池最大的看點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，包括三元鋰在內(nèi)的其他電池材料，未來(lái)都有可能采用這一結(jié)構(gòu)。孫華軍假設(shè)，“三元鋰電池做成刀片電池可能體積密度更高，（續(xù)航里程或許能達(dá)到）700-800公里”。
磷酸鐵鋰電池要翻身？
由于磷酸鐵鋰電池的能量密度不及三元鋰電池，此前，車(chē)企更偏愛(ài)后者，使磷酸鐵鋰電池在上一輪技術(shù)路線之爭(zhēng)中敗下陣來(lái)。不過(guò)，最近磷酸鐵鋰電池又得到政策傾斜。日前，工信部頒布的三項(xiàng)電動(dòng)汽車(chē)強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)熱失控的要求，開(kāi)始傾向抗高溫性能及安全性遠(yuǎn)高于三元鋰電池的磷酸鐵鋰電池。
孫華軍表示，由于磷酸鐵鋰材料本身具有放熱啟動(dòng)溫度高、放熱慢、產(chǎn)熱少、材料在分解過(guò)程中不釋放氧氣、不易起火等優(yōu)勢(shì)，“即使在500℃高溫下，磷酸鐵鋰材料的結(jié)構(gòu)都非常穩(wěn)定，但三元鋰材料在200℃左右就會(huì)發(fā)生分解，且化學(xué)反應(yīng)較劇烈，會(huì)釋放氧分子，更容易引發(fā)熱失控。”
未來(lái)汽車(chē)日?qǐng)?bào)參觀工廠時(shí)，比亞迪在現(xiàn)場(chǎng)做了一次針刺實(shí)驗(yàn)。未來(lái)汽車(chē)日?qǐng)?bào)（ID：auto-time）觀察到，三元鋰電池被針刺后，0.5秒內(nèi)就會(huì)發(fā)生劇烈的放熱反應(yīng)，瞬間起火爆炸。刀片電池被刺后出現(xiàn)冒煙情況，但沒(méi)有起火和爆炸。
針刺實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng) 攝：未來(lái)汽車(chē)日?qǐng)?bào)
在低溫表現(xiàn)方面，磷酸鐵鋰電池向來(lái)遜于三元鋰電池，不過(guò)孫華軍表示，正常情況下搭載刀片電池的比亞迪漢，在零下十度以下仍能放出常溫下90%的電，放電功率與三元鋰電池基本持平。這是因?yàn)椋诘镀姵貎?nèi)部，底層有保溫材料，上面有熱管理系統(tǒng)，上層還有保溫棉。
刀片電池?zé)峁芾硐到y(tǒng) 來(lái)源：比亞迪
2020年，刀片電池包能實(shí)現(xiàn)續(xù)航600公里，孫華軍透露，比亞迪內(nèi)部有非常明確的長(zhǎng)期技術(shù)規(guī)劃，預(yù)計(jì)基于刀片電池結(jié)構(gòu)打造的磷酸鐵鋰電池包能量密度將有所提升，2021-2022年搭載刀片電池的電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程有望達(dá)到700—800公里。
此外，刀片電池33分鐘可將電量從10%充到80%、支持電動(dòng)汽車(chē)百公里加速達(dá)到3.9秒、循環(huán)充放電超3000次、可保證電動(dòng)汽車(chē)行駛120萬(wàn)公里。
據(jù)孫華軍介紹，刀片電池基本能實(shí)現(xiàn)一年建設(shè)、兩年滿產(chǎn)的目標(biāo)。目前產(chǎn)能為3-4GWh，2020年計(jì)劃提高到10GWh，2021年有望出貨12GWh。
目前，還處于產(chǎn)能爬坡階段的刀片電池已經(jīng)吸引到大批用戶，“幾乎所有汽車(chē)品牌都在和我們探討基于刀片電池技術(shù)的合作方案”。孫華軍透露，目前刀片電池已與一家國(guó)際品牌達(dá)成合作，2022-2023年將為一家自主車(chē)企批量供貨。
【來(lái)源: 36氪】
