萬(wàn)萬(wàn)沒(méi)想到，特斯拉和比亞迪用上了同一種電池

微信公眾號(hào)：極客公園　趙子瀟

電池的路線之爭(zhēng)很激烈，但最后卻發(fā)現(xiàn)其實(shí)沒(méi)有絕對(duì)的贏家。

國(guó)產(chǎn)特斯拉用上了國(guó)產(chǎn)電池。

根據(jù)工信部最新發(fā)布的新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄(2020 年第 7 批)，特斯拉(上海)有限公司特斯拉 Model3 標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版在列，儲(chǔ)能裝置種類為磷酸鐵鋰電池。

這是特斯拉的一次改變，也有可能會(huì)成為整個(gè)電池行業(yè)的一次掉頭。特斯拉此前采用的電池供應(yīng)商有過(guò)松下，有過(guò) LG 化學(xué)，但這兩家提供的都是三元鋰電池。磷酸鐵鋰電池的搭載，還是頭一遭。

雖然工信部網(wǎng)站上的文件沒(méi)有提供特斯拉將使用的磷酸鋰鐵(LFP)電池的供應(yīng)商的名字，但是根據(jù)特斯拉此前與寧德時(shí)代的合作信息披露，寧德時(shí)代供貨有效期限為 2020 年 7 月 1 日至 2022 年 6 月 30 日，和磷酸鐵鋰版 Model 3 交付時(shí)間基本一致。人們猜測(cè)，磷酸鐵鋰版 Model 3 的供貨商正是寧德時(shí)代。

無(wú)獨(dú)有偶，比亞迪在今年 3 月推出的「刀片電池」，正是磷酸鐵鋰電池。并且刀片電池推出之后，圍繞電池安全性的問(wèn)題，行業(yè)中引發(fā)了一系列爭(zhēng)議。

為什么磷酸鐵鋰電池又成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)?刀片電池還存在著什么樣的秘密?以及最重要的，我們?cè)谥暗奈恼轮刑岬竭^(guò)，磷酸鐵鋰電池在低溫條件下存在硬傷，他們是怎么解決的?

刀片電池或成為最大贏家

坐落在重慶璧山的刀片電池工廠露出了真面目。

工廠相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，刀片電池已經(jīng)有 4 條產(chǎn)線投產(chǎn)，而刀片電池在市場(chǎng)上反響良好，至年底可能增至 8 條產(chǎn)線。

之前比亞迪曾公開表示，刀片電池僅計(jì)劃在比亞迪旗下新車型「漢」上搭載，而根據(jù)目前的情況看，一款車型不足以開 8 條產(chǎn)線。很顯然，刀片電池正在瞄準(zhǔn)除比亞迪之外的廠商。

在 3 月 28 日刀片電池發(fā)布會(huì)結(jié)束之后，圍繞磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的爭(zhēng)論一直在持續(xù)。如果還有人對(duì)這兩類電池不了解的話，極客公園(ID：geekpark)曾在《天下苦電池久矣，刀片電池會(huì)帶來(lái)改變嗎？》一文中詳細(xì)解釋了二者的區(qū)別。

在比亞迪發(fā)布的針刺實(shí)驗(yàn)視頻中，三元鋰電池被刺穿的一瞬間發(fā)生了爆炸燃燒，溫度劇烈上升，表面溫度超過(guò) 500℃;而刀片電池遇到針刺后，電池表面沒(méi)有任何變化，只有一旁的數(shù)據(jù)能看出來(lái)它的溫度正在緩緩升高。

視頻成為了爭(zhēng)議的核心，關(guān)于爭(zhēng)論最核心的點(diǎn)在于：三元鋰電池到底安不安全?隨后寧德時(shí)代公布了自家電池進(jìn)行針刺實(shí)驗(yàn)的視頻，視頻中兩塊三元鋰電池均通過(guò)了針刺實(shí)驗(yàn)，無(wú)冒煙和起火的現(xiàn)象。

雙方各執(zhí)一詞，寧德時(shí)代稱，電池安全的國(guó)際認(rèn)知已從單體安全轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全，「從技術(shù)上說(shuō)，電池包層面有更優(yōu)化的安全解決方案，單體電池針刺測(cè)試的實(shí)際需求已不復(fù)存在?！寡韵轮?，單體電池的安全性并不能說(shuō)明全部問(wèn)題。

寧德時(shí)代和比亞迪，中國(guó)新能源汽車電池廠商的第一名和第二名，因?yàn)槿囯姵卦卺槾虒?shí)驗(yàn)的表現(xiàn)不同，引發(fā)了一場(chǎng)口水仗。

但不管如何，在這場(chǎng)爭(zhēng)論中，最后的贏家都是刀片電池。

也有網(wǎng)友提出疑問(wèn)，如今的三元鋰電池電芯內(nèi)部有卷繞式與疊片式兩種工藝，三元鋰電池和刀片電池在針刺實(shí)驗(yàn)中結(jié)果有較大差異，有可能因?yàn)殇撫槾檀┑膶訑?shù)多，或者因?yàn)殇撫槾檀┪恢貌煌?/p>

比亞迪內(nèi)部技術(shù)人員告訴極客公園，公司已經(jīng)進(jìn)行多種形式的針刺實(shí)驗(yàn)，包括三根鋼針在不同位置同時(shí)刺穿刀片電池，結(jié)果和其他測(cè)試并沒(méi)有什么差別。

續(xù)航和低溫，刀片怎么解決？

「刀片電池的創(chuàng)新在于多方面的，其中一點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)。」一位業(yè)內(nèi)人士評(píng)論道。

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，在成組時(shí)跳過(guò)模組和梁，減少了冗余零部件后，形成類似蜂窩鋁板的結(jié)構(gòu)等等——刀片電池通過(guò)一系列的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了電池強(qiáng)度的同時(shí)，電池包的安全性能大幅提升，體積利用率也提升了 50% 以上。

不是每一家電池廠商都能做到把電池「拉長(zhǎng)」。刀片電池生產(chǎn)方弗迪電池副總經(jīng)理孫華軍說(shuō)到，比亞迪從開始做電池時(shí)就持續(xù)考慮電池變長(zhǎng)遇到的問(wèn)題，比如如何解決阻耗問(wèn)題，比如怎么解決快充?！肝覀兘?jīng)常和業(yè)界討論，他們認(rèn)為 1 米長(zhǎng)的電池基本上不可能?！?/p>

之所以做成刀片狀，比亞迪方面的考慮也主要和磷酸鐵鋰電池本身的特性相關(guān)。

能量密度低和低溫條件下性能差是電動(dòng)汽車廠商拋棄磷酸鐵鋰電池，選擇三元鋰電池的主要理由——追逐更高的續(xù)航里程是消費(fèi)者的最大痛點(diǎn)，也是廠商們打出差異化的關(guān)鍵所在。

因?yàn)槟芰棵芏认鄬?duì)較低，磷酸鐵鋰電池如果想上車，就必須通過(guò)其他方式來(lái)補(bǔ)足。

在有限的空間內(nèi)加入更多電池是最佳方式之一。眾所周知，電動(dòng)汽車的電池包由多個(gè)電芯組成的模組構(gòu)成，為了讓電芯模組在車內(nèi)保持穩(wěn)定，需要用螺栓、橫梁、縱梁等加以固定。而刀片電池就是一個(gè)個(gè)刀片狀的電芯直接插入電池包，減少了冗余的零部件，官方稱這種排列方式是電池包體積利用率最高的方案，可將體積利用率提升 50% 左右。

刀片電池在電池包中減少了大量冗余零部件，使得體積利用率上升|弗迪電池

同時(shí)，能量密度也提升到 160wh/kg，從目前公布的比亞迪漢 605 km 的續(xù)航里程來(lái)看，這個(gè)參數(shù)與搭載三元鋰電池的純電動(dòng)汽車能量密度相差并不大。孫華軍還提到，刀片電池的能量密度極限是 180wh/kg，預(yù)計(jì)明后年的續(xù)航里程可以達(dá)到 700-800km。

另一個(gè)需要解決的瓶頸是低溫。在中國(guó)北方的冬天，電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程數(shù)字要打上折扣，這是目前所有主流電池都會(huì)遇到的問(wèn)題，磷酸鐵鋰尤其嚴(yán)重。

在刀片電池上，這一情況可能得到改善。孫華軍告訴極客公園，刀片電池屬于集成度較高的電池包，從空間角度來(lái)看，電芯與外界的距離短，熱阻相應(yīng)較小，因此比亞迪在刀片電池的上下部分都增加了保溫材料，電池在使用過(guò)程當(dāng)中本身也會(huì)發(fā)熱。在孫華軍看來(lái)，比保溫更核心的問(wèn)題是，怎樣處理電池包熱平衡的問(wèn)題。

「我們做了大量工作保證每一節(jié)電池的保溫能力是均衡的，」孫華軍向極客公園表示，電池本身產(chǎn)生的熱量和外部加熱、散熱都有很大影響，需要做相應(yīng)的平衡設(shè)計(jì)。

在低溫充電性能上，零下 10℃條件下，刀片電池與三元鋰電池充電時(shí)間并沒(méi)有太大差距，但在低溫低電量下的充電功率上，刀片電池只有三元鋰電池的一半左右。孫華軍解釋到，這種情況也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于實(shí)際使用的需求。

磷酸鐵鋰為什么變「香」了？

人們的目光重新放回到磷酸鐵鋰電池上面，不管在電池行業(yè)或新能源汽車行業(yè)中，都是一件非常有趣的事。為什么磷酸鐵鋰重新受到重視了?

首先可以確認(rèn)的是，磷酸鐵鋰電池本身作為新能源汽車的核心動(dòng)力輸出，沒(méi)有任何問(wèn)題。在電池的選擇當(dāng)中，成本、續(xù)航、安全等因素都考慮到的情況下，平均能力最突出的也許就是最合適的。

有專業(yè)人士預(yù)計(jì)，得益于磷酸鐵鋰電池的成本優(yōu)勢(shì)，此次申報(bào)的國(guó)產(chǎn) Model 3 成本下降或?qū)⒊^(guò) 25%。對(duì)汽車廠商來(lái)說(shuō)，低成本是一個(gè)巨大的誘惑。

當(dāng)然，除價(jià)格以外，電池在各方面都不能存在「硬傷」。如上文提到，刀片電池在克服材料上的缺陷時(shí)做了大量工作，使得磷酸鐵鋰可以達(dá)到與三元鋰電池相差無(wú)幾的參數(shù)。磷酸鐵鋰版 Model 3 , 可能也會(huì)給行業(yè)帶來(lái)驚喜.

孫華軍提到，過(guò)去整個(gè)行業(yè)一直在推三元材料，在推某一個(gè)材料的過(guò)程中，可能會(huì)把另外一個(gè)材料講得不那么好。也許這次契機(jī)能夠讓人們真正認(rèn)識(shí)到，電池技術(shù)路線沒(méi)有絕對(duì)的「贏家」。

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