“刀片”电池新技术突破会为比亚迪带来什么.doc

“刀片”电池新技术突破会为比亚迪带来什么无论是宁德时代的CTP技术，还是比亚迪的“刀片电池”技术，都将是电池技术的一大跨越，不仅为中国取得该领域更多的话语权提供助力，更重要的是对全球电池产业的发展做出了积极的贡献。3月29日，比亚迪举办“刀片电池”发布会，比亚迪总裁王传福和副总裁何龙在过程中，针对“刀片电池”进行了详细解读。其中，最引人注目的还是，在实验室拍摄的比亚迪动力电池针刺实验视频。通过将三元电池、普通磷酸铁锂电池与比亚迪研发的“刀片电池”对比，发现“刀片电池”表面的生鸡蛋无明显变化，温度保持在30左右，而其它两种电池表面的生鸡蛋则直接熟透。关于针刺实验，中科院院士欧阳明高认为，这是电池安全测试中最严格最残酷的一种。利用金属针刺穿电池，模拟内部短路时电池的表现，能直接演示电动汽车热失控的极端情况。该实验表明，同等条件下，比亚迪“刀片电池”的安全性表现最为优异。原因有两点，第一、刀片电池长度长，截面面积大，散热效果好；第二是刀片电池短路时，内部回路较长，产生的氧气少，短路生成的热量少。据电池中国网了解，比亚迪的“刀片电池”采用的是方形铝壳的长电芯设计方案。通过电芯扁平化，其长度可达2.5米。模组方面，可以用多个不同尺寸的长电芯来布局，实现无模组或少量模组化，继而大幅提高成组效率，增加车辆的续航里程。以“刀片电池”装载配备的汉EV车型为例，单电机版的NEDC续航里程可达605km，双电机版的NEDC续航也达到550km，其百公里加速3.9s，有消息称，将在今年6月上市。据悉，汉EV车型将搭载的电池包重量为549kg、容量为77kWh。按照“刀片电池”单体参数来推算，该电池包内将集成超过200个“刀片电池”单体。一位行业资深人士表示，比亚迪推出“刀片电池”，很大程度上是跟宁德时代的CTP技术进行对标，通过重点宣传其安全性和能量密度的提升，来凸显竞争实力。从制造成本上看，宁德时代的CTP技术，跳过模组阶段，直接将电芯打包为电池包，使空间利用率提高15%-20%、零部件数量减少40%、生产效率提升50%、能量密度提升10%-15%。这不但能大幅降低动力电池的制造成本，同时还可提高单位体积和质量下的电池容量，从而提高车辆续航能力。相对而言，比亚迪的“刀片电池”技术，主要是减少大量的结构件。同时在制造工艺方面，大幅简化中间制造环节，从而达到降成本的目的。其中比亚迪发布的信息显示，“刀片电池”的空间利用率可提高50%，成本下降20%到30%，使用寿命则达到8年120万公里。同时，比亚迪还计划未来两年内将单体能量密度提升至180Wh/kg，系统能量密度提升至160Wh/kg，单位生产成本继续下降30%。不过由于宁德时代CTP技术针对的是大电芯，制造工序相对比亚迪的“刀片电池”要简单一些，精度控制参数要少很多，有利于成本管控。单纯从制造难度和材料成本讲，比亚迪“刀片电池”的单个体积小，需要更多的封装材料，其生产涉及的参数性能和对制造设备要求相对要高一些，可能会导致制造难度提高和材料成本上升。不过在安全性上，比亚迪“刀片电池”的单体电芯，优势明显。一方面从电动汽车电池热失控的根源入手，比亚迪“刀片电池”能直接解决受恶劣工况影响发生的电池内部短路等热失控问题。另一方面在企业对安全性的参数标准不统一情况下，由于宁德时代的大电芯出现热失控后直观感觉风险较大，有利于比亚迪“刀片电池”抢占市场安全认知的制高点。目前，三元锂电池依旧是行业主流，但其安全性、循环使用寿命等方面弱于磷酸铁锂，并且十分依赖国内稀缺的自然资源如“钴和镍”。相对于三元电池的这些“硬伤”，比亚迪的“刀片电池”不但能较好解决，还可以提高空间利用率，其体积能量密度可提升50%，能够较好地满足电动汽车更长的续航里程需求。这与比亚迪发布会上，总裁王传福总结的“刀片电池”具有高安全、长续航（长寿命）、减少对稀有金属依赖等优势是相符的，有力地解决了三元电池的主要应用痛点。事实上，传统电动汽车的电池包空间利用率只有40%，而且受汽车设计影响，空间限定性较高。再加上市场消费者对电动汽车的续航里程等性能要求不断提升，迫切需要新的电池技术实现突破。比亚迪的解决思路是，将电池变成结构件。通过拉长电芯尺寸，让“刀片电池”直接充当电池包中的梁，实现去模组化（可以有模组，也可以无模组），进而提升空间利用率。结构强度方面，比亚迪一个电池包中约有100个“刀片电池”，组成电池堆，再加上借鉴蜂窝铝板的结构设计优势，上下粘贴两块高强度的铝板，进而保证电池强度更安全。同时“刀片电池”的结构设计，可以充分利用磷酸铁锂良好的热稳定性、耐高温、产热少、不释氧等优势，让其在新能源汽车中得到更广泛的应用。业内主流观点认为，比亚迪“刀片电池”是从整车视角出发，主要解决的是电动汽车续航里程不足、电池包成本高、安全性等实际应用问题。对整个产业而言，尤其是与宁德时代的CTP技术相比，比亚迪“刀片电池”有其独特的安全性和体积能量密度优势，这无疑是电池技术取得的又一次重大突破。这不但有利于加快推动电动汽车替代燃油车的步伐，同时还能带动与比亚迪“刀片电池”相关的上下游产业链企业发展，实现更多的利益共赢。诚然，无论是宁德时代的CTP技术，还是比亚迪的“刀片电池”技术，都将是电池技术的一大跨越，不仅为中国取得该领域更多的话语权提供助力，更重要的是对全球电池产业的发展做出了积极的贡献。3