鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1188次 | 2020年06月15日
汽車動(dòng)力鋰電池技術(shù)分叉路口:比亞迪向左,寧德時(shí)代向右
新能源汽車行業(yè)近年來(lái)的快速發(fā)展,也讓作為核心配套的動(dòng)力鋰電池行業(yè)越來(lái)越受到關(guān)注,近日,多起新能源汽車不明原因起火,以及兩大龍頭公司寧德時(shí)代和比亞迪針對(duì)針刺試驗(yàn)的口水戰(zhàn)升級(jí),讓新能源汽車的電池安全問(wèn)題再次被推到了風(fēng)口浪尖。
事實(shí)上,近年來(lái)新能源汽車動(dòng)力鋰電池的能量密度逐年提升以及工藝和模組結(jié)構(gòu)的升級(jí),續(xù)航里程已得到了極大上升,以2020年年中作為節(jié)點(diǎn)來(lái)看,主流新能源中級(jí)車已全面進(jìn)入600km綜合續(xù)航時(shí)代,加之充電、換電等補(bǔ)能配套體系的完善,在此背景下,里程焦慮已不再是消費(fèi)者唯一關(guān)切的核心指標(biāo),反而因自燃事故的頻發(fā),電池安全成為了許多消費(fèi)者又一關(guān)注要素。
而備受關(guān)注的比亞迪刀片電池,以及近期由此引發(fā)的爭(zhēng)論,圍繞的便是電池安全這一熱點(diǎn)。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,在三元鋰離子電池已全面霸占市場(chǎng)的情況下,比亞迪此時(shí)推出基于鐵鋰技術(shù)的刀片電池,主打安全牌,無(wú)論對(duì)自身還是整個(gè)行業(yè),都存在很強(qiáng)沖擊力。
鐵鋰之痛
比亞迪與鐵鋰離子電池的淵源之深,遠(yuǎn)超其他動(dòng)力鋰電池廠商。
作為一家長(zhǎng)期以來(lái)從事電池制造的公司,比亞迪電池最早起家于3C制造領(lǐng)域,早在2002年,比亞迪開始了磷酸鐵鋰的研發(fā)工作,并在2005年上市了首款磷酸鐵鋰動(dòng)力鋰電池。
在2017年實(shí)行的新能源補(bǔ)貼政策中,動(dòng)力鋰電池能量密度被納入?yún)⒖贾笜?biāo)之列,其中規(guī)定純電動(dòng)乘用車動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)的質(zhì)量能量密度不低于90Wh/kg,對(duì)高于120Wh/kg的按1.1倍給予補(bǔ)貼。包括比亞迪自身在內(nèi)的幾乎所有車企,不得不轉(zhuǎn)向使用能量密度更高的三元鋰離子電池,即便是此前搭載磷酸鐵鋰離子電池的騰勢(shì),在產(chǎn)品后期,為了拿到新能源補(bǔ)貼,也換裝了三元鋰離子電池。
能量密度要求與補(bǔ)貼政策掛鉤,雖然倒逼車企和動(dòng)力鋰電池商技術(shù)升級(jí),實(shí)現(xiàn)行業(yè)洗牌,但也比較亞迪的鐵鋰離子電池路線造成了極大地影響。
到了2019年,一輛純電動(dòng)汽車若想拿到1.0倍的完整補(bǔ)貼,動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)的質(zhì)量能量密度要不低于160Wh/kg,這已是磷酸鐵鋰離子電池不可能實(shí)現(xiàn)的數(shù)字,此時(shí)的磷酸鐵鋰離子電池,伴隨著新能源乘用車版塊動(dòng)力鋰電池裝機(jī)量的連年下降,似乎已經(jīng)走到了終點(diǎn)。
峰回路轉(zhuǎn)
來(lái)到2020年,當(dāng)三元鋰離子電池已經(jīng)成為新能源乘用車絕對(duì)主流時(shí),比亞迪卻在今年三月公布了刀片電池,一款基于磷酸鐵鋰技術(shù)的新型電池,比亞迪和它的磷酸鐵鋰離子電池,又有了新的出路。
為何淡出市場(chǎng)主流實(shí)現(xiàn)的磷酸鐵鋰離子電池能夠卷土重來(lái),可以看到諸多背后的原因。
一方面是電池本身技術(shù)的發(fā)展貢獻(xiàn),刀片電池雖然在能量密度層面仍然不及三元鋰離子電池,卻也能達(dá)到2020年最新的補(bǔ)貼政策最低標(biāo)準(zhǔn)以上,這是刀片電池能夠推出的前提,在首款搭載刀片電池的車型比亞迪漢工信部申報(bào)信息顯示,該車型搭載的電池能量密度為140Wh/kg,可以0.9倍標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)貼,系數(shù)僅少了0.1。
另一方面,2020年新能源市場(chǎng)已經(jīng)出現(xiàn)了不同以往的很大變化,新能源補(bǔ)貼退坡明顯,補(bǔ)貼金額占整車成交價(jià)比重已經(jīng)很少,所以即便損失一部分補(bǔ)貼,也不會(huì)影響整車的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力;同時(shí),新能源用戶基數(shù)近年來(lái)的快速上升,以及近年來(lái)新能源汽車安全事故頻發(fā),也讓越來(lái)越多的消費(fèi)者不再只關(guān)注續(xù)航里程這單一指標(biāo),安全性能越來(lái)越受到關(guān)注。
基于這些缺一不可條件,讓基于磷酸鐵鋰的刀片電池又有了市場(chǎng)基礎(chǔ)。
對(duì)此,比亞迪汽車銷售有限公司副總經(jīng)理李云飛表示:客戶的需求,市場(chǎng)的配套以及政策的要求,最終導(dǎo)致大家都在往三元電池的方向推進(jìn),比重越來(lái)越大,隨著新能源汽車保有量的新增,在實(shí)際的購(gòu)買層面看,續(xù)航里程已經(jīng)不再是唯一的需求,已逐漸回歸客觀理性真實(shí),消費(fèi)者對(duì)安全的關(guān)注和在意,已經(jīng)和續(xù)航一個(gè)級(jí)別,比亞迪在這個(gè)階段推出刀片電池,是正值當(dāng)時(shí)的。
刀片電池是在磷酸鐵鋰離子電池的基礎(chǔ)上進(jìn)行的再創(chuàng)新,在保證安全性的基礎(chǔ)上,供應(yīng)三元電池幾乎同樣的續(xù)航里程,把續(xù)航問(wèn)題很好的解決了,搭載刀片電池的首款車比亞迪漢,續(xù)航里程可以達(dá)到600公里。
安全爭(zhēng)論
刀片電池的推出,對(duì)整個(gè)動(dòng)力鋰電池行業(yè)同樣引發(fā)的很大的震動(dòng)。
一方面,電池技術(shù)路線選擇窗口已經(jīng)基本關(guān)閉,大批鐵鋰離子電池制造商陸續(xù)離場(chǎng),場(chǎng)內(nèi)玩家數(shù)量已不多,大部分主流的電池廠商已經(jīng)將大量的產(chǎn)線資源和研發(fā)資源放在了三元鋰離子電池上,大船難掉頭,重新開啟鐵鋰離子電池的研發(fā),并投放市場(chǎng),也要很長(zhǎng)時(shí)間。
另一方面,刀片電池主打的安全概念,確實(shí)直戳當(dāng)下行業(yè)痛點(diǎn),尤其是針刺試驗(yàn)結(jié)果上,刀片電池與三元鋰離子電池巨大的差異,讓人關(guān)注安全的普通消費(fèi)者不得不在選擇電池時(shí)深思熟慮。
在比亞迪刀片電池公布后不久,寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群在公開場(chǎng)合回答投資者提問(wèn)時(shí)表示:電池的安全和電池的濫用測(cè)試是兩回事,但有些人把濫用測(cè)試的通過(guò)等同于電池的安全。
隨后,寧德時(shí)代還先后公布了兩則針對(duì)三元鋰離子電池的針刺試驗(yàn)視頻,第一個(gè)視頻中,鋼針并沒(méi)能穿透電池,而是被保護(hù)電池的鋼板折斷,不過(guò)視頻公布后,引發(fā)了劇烈討論和爭(zhēng)議。隨后不久,寧德時(shí)代官方再次公布新視頻,用自產(chǎn)的523和811兩個(gè)系列電池完成了針刺測(cè)試,總體較為溫和,并未出現(xiàn)起火爆炸等情況。
針對(duì)近期發(fā)生的一系列有關(guān)動(dòng)力鋰電池安全的事件與爭(zhēng)論,寧德時(shí)代向藍(lán)鯨財(cái)經(jīng)表示,兩次針刺測(cè)試均是嚴(yán)格按照測(cè)試要求進(jìn)行的,有人關(guān)于結(jié)果存在疑惑,是因?yàn)槠胀ǖ娜姵剡^(guò)針刺測(cè)試容易發(fā)生大電流內(nèi)短路,從而觸發(fā)熱失控,這確實(shí)是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。
針刺作為觸發(fā)電池短路導(dǎo)致熱失控的手段之一,在一般情況下,磷酸鐵鋰離子電池針刺短路,出現(xiàn)熱失控后只是冒煙,三元電池的熱失控表現(xiàn)激烈一些,會(huì)有明火。但寧德時(shí)代經(jīng)過(guò)多年研發(fā),已擁有獨(dú)創(chuàng)的控短路安全技術(shù)。該技術(shù)在即使有外部金屬異物插入電池內(nèi)部的情況下(如針刺),也能保證不發(fā)生大電流內(nèi)短路,從而不引發(fā)電池?zé)崾Э兀匀痪湍芡ㄟ^(guò)針刺測(cè)試。公布視頻中的這個(gè)811三元產(chǎn)品就是采用了控短路安全技術(shù)。
另外,寧德時(shí)代還表示,從技術(shù)上說(shuō),國(guó)外整車廠關(guān)于整車安全的共識(shí)已由單體安全轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全,電池的安全貫穿在電池的整個(gè)使用過(guò)程中,是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,包括電池的單體設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、動(dòng)態(tài)監(jiān)控和系統(tǒng)防護(hù)等。寧德時(shí)代把重點(diǎn)放在了電池的整體安全上,確保產(chǎn)品在生命周期的每一個(gè)階段都是安全的,從實(shí)際意義上真正提高電池的安全性能。電池包層面有更優(yōu)化的安全解決方法,單體電池針刺測(cè)試的實(shí)際需求已不復(fù)存在。
不過(guò),刀片電池制造商,弗迪電池開發(fā)中心電芯設(shè)計(jì)、電芯產(chǎn)品經(jīng)理何科峰則持保留態(tài)度,他表示,單體安全是系統(tǒng)安全的基石,很多事故都是在單體層面的安全問(wèn)題引發(fā)的,刀片電池完美通過(guò)了針刺測(cè)試,安全性層面無(wú)疑達(dá)到了最高水準(zhǔn)。
三元鋰離子電池分解啟動(dòng)溫度遠(yuǎn)低于磷酸鐵鋰,更容易發(fā)生材料分解,且分解時(shí)會(huì)出現(xiàn)氧,放熱速率遠(yuǎn)大于磷酸鐵鋰,發(fā)生分解的速度快,總放熱量大于磷酸鐵鋰,這是三元鋰的特性決定的,即便是用比亞迪自家的三元鋰進(jìn)行針刺試驗(yàn),也會(huì)是相似的結(jié)果。何科峰坦言。