比亚迪的刀片电池到底有那么神奇么?

笑话如我 2021-04-16 15:53:57

要评价比亚迪的刀片电池,就要从一个遥远的故事开始讲起。


动力电池的发展,可谓一波多折。早年的第一款电动汽车鼻祖,搭载的是铅酸电池,仅能跑十几公里。而这却比第一款燃油车都要早50年。而后又因为电动汽车续航低,充电麻烦等原因,中间一百多年一度停滞发展数回。到了20世纪90年代,锂电池回归消费品电池怀抱,成为手机、笔记本电脑的电池。而到了21世纪初,特斯拉将锂电池作为动力源并应用于汽车,拉开了锂电池作为汽车动力电池的序幕。而在随后的十几年,车载动力锂电池的发展,可谓是风风火火。


比亚迪的刀片电池到底有那么神奇么?


比亚迪在2003年收购秦川汽车,正式进军汽车行业,好巧不巧,和特斯拉的成立时间在同一年。而很多人只知比亚迪汽车,而不知比亚迪前身是专门从事电池生产制造的科技企业。同样在2003年,比亚迪是全球第二大电池生产商,其电子消费类电池的业务,远销国内外。


比亚迪的刀片电池到底有那么神奇么?


简单回顾,比亚迪的简史可以用低调来概括,随手摘抄几个比亚迪的事迹:


2008年9月,巴菲特花18亿港元,以每股8港元的价格认购了2.25亿股比亚迪股份


2011年第一款电动车E6,搭载了磷酸铁锂电池。


2012年比亚迪和戴姆勒合资推出DENZA腾势。


2017年新能源车型中国市场销售约77.7万辆,其中比亚迪的新能源乘用车就达到11.4万,不仅是连续四年全国第一,更是连续三年全球第一


2020年,比亚迪首推刀片电池,搭载在比亚迪王朝系列之一汉车型上。


比亚迪的刀片电池到底有那么神奇么?


毋庸置疑,从新能源汽车的布局上,比亚迪当之无愧是国内的先驱;从销量上来看,也不愧是新能源汽车领导者;当然,如果从其名字来看,大部分人会认为有些侵犯性;如果你问比亚迪技术如何,我会回答比亚迪是个资深技术宅。


三元锂与磷酸铁锂电池的PK


为了大力发展新能源汽车,新能源汽车的补贴政策被持续高额施行。最早的新能源汽车补贴,并未和里程挂钩,而到了2013年,新能源补贴开始和续航里程挂钩。


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而电动汽车的续航里程,实际上就是动力电池可供电动车的续航能力,从上往下简单剖析:


第一层次:同样一辆车,重量不变的情况下,要想提升续航,就要提升电池容量。


第二层次:提升电池容量,可以从两个角度来看,一是堆叠电池模组,二是提升能量密度。前者带来的是重量的增加,续航又要打一个折扣,所以提升能量密度,才是关键。


第三层次:提升能量密度的关键在于,一是对电芯材料的选择和配比,二是电池内部空间及整包空间排布优化,三是对整个模组或是Pack包的重量进行"瘦身"。


三元锂电池和磷酸铁锂,两者在能量密度上的差异在于电芯材料的不同。三元锂电池的代表圆柱形NGA(镍钴铝)和国内方形NGM(镍钴锰),当然同种比如NGM又有材料配比之分,比如523、622以及811电池,在此不展开细说。


而磷酸铁锂LFP,在能量密度上,要比三元锂电池相对更低。所以同样的电池布置空间,磷酸铁锂的电池容量却更加少了,自然而然,续航里程也就少了。也正因为补贴和续航里程挂钩,电池能量密度就要上升。也正因为乘用车补贴一直与续航里程挂钩,使得三元锂电池在动力电池份额一度领先,近年来三元锂电池的装机量都领先于磷酸铁锂电池,直到今天,仍然如此。而这个情况,将持续到2022年底,因为到那个时候,电动车补贴才全面退出。所以磷酸铁锂电池基本上被运用在商用车,鲜有用于乘用车。而随后的电动车市场,将随着市场变化而风云莫测,变化多端。


新能源无补贴后时代,磷酸铁锂将重回历史舞台。


原计划于2020年补贴退坡前,磷酸铁锂电池市场开始蠢蠢欲动,同年,国产特斯拉Model 3和比亚迪汉纷纷转向磷酸铁锂电池,其他各大主机厂也均有涉足磷酸铁锂。虽然最终补贴退坡时间又往后推了两年,但丝毫不影响磷酸铁锂电池的回归。


为什么回归市场后,磷酸铁锂又开始崛起?这里不得不说磷酸铁锂的几个优势。


稳定性好,三元锂电池中,虽然能量密度高,也正因此,带来了一个致命的弱点:稳定性差,也就是我们常说的安全性。而磷酸铁锂电池热稳定性更优,其安全性会更高。对于汽车而言,消费者如果安全没有保障,开个车都人心惶惶


性价比高,也正因为三元锂需要的高能量密度材料的贵金属稀缺,所以三元锂电池价格要比磷酸锂更贵。而当补贴退坡后,市场会逐渐转向性价比更高的磷酸铁锂,这也是很多企业开始推出磷酸铁锂版本的原因。


而刀片电池也属于磷酸铁锂电池,和普通磷酸铁锂相比,刀片电池对其内部的电芯构成,外部的模组结构构成,都进行了优化,从而提升空间利用率。也就是单位空间内,能够放更多的电池,最终达到了提升50%的能量密度。

比亚迪的刀片电池到底有那么神奇么?

所以刀片电池是对磷酸铁锂的一个升华,从提升能量密度的第二法则,电池内部空间及整包空间排布优化。如此一来,既提高了能量密度,以满足消费者对续航里程的需求,同时搭载到乘用车后,提升了安全系数。最后,在价格水平上,也要更有优势。如此一举三得的方法,对于汽车工业消费品来说,是个绝佳机会,对于电动汽车行业来说,也产生了波澜。同样的,不仅仅是比亚迪,宁德时代也有类似的方案,CTP三元锂电池技术,也是采用同样的方法,来提升能量密度。


比亚迪的刀片电池到底有那么神奇么?


当然了,这种提升能量密度的方法,属于物理空间上的。比起更改配比和材料,是浅显的改善方法,看上去并不高级。可以说磷酸铁锂的天花板,就是刀片电池了,想要继续提升能量密度,非常困难。当然在其制作工艺上,难度大大提升,以至于2020年比亚迪的刀片电池产能不足,比亚迪汉的销量也因此受限。


虽然提升方法简单,但是比亚迪有信心通过动力电池最为严苛的实验:针刺实验。而三元锂电池呢?因为其热稳定性较差,几乎无法通过针刺实验。三元锂电池的针刺实验的结果往往是冒烟、起火甚至是爆炸。而本次比亚迪发布的四款纯电车型,2021款唐EV,秦PLUS EV,宋PLUS EV,2021款e2均搭载刀片电池,"佩刀"之路从此开启。


比亚迪的刀片电池到底有那么神奇么?


电动汽车市场,始终要走向市场化。而要继续把电动汽车推向大众,那么电动汽车的成本务必要降低,同时续航能力又不能降低。所以刀片电池,正好站在这风口上。而比亚迪汉,也正是刀片电池的首个课代表,月销近万台的新能源电动车,也正好为刀片电池进行了背书,以确保其稳定可靠性。不同于特斯拉,追求低成本方案,比亚迪在动力电池上花费的功夫,可谓不低。


除了几款将要"佩刀"的纯电车型,我更期望的是,比亚迪能对"佩刀"跑跑外卖,在满足自身需求后,将更多的产能释放出来,让更多的电动汽车也"佩刀"。

来源:NeoLYU

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