本文目录一览:
- 1、探秘比亚迪电池工厂:除了不自燃,刀片电池还有什么优势?
- 2、比亚迪三元锂电池技术,三元锂电池优缺点介绍?
- 3、探比亚迪重庆工厂 聊刀片电池四大疑惑
- 4、从起火自燃,到王传福的商业帝国,比亚迪是否摇摇欲坠?
- 5、直击三元锂电痛点 超级磷酸铁锂电池能否翻身成为“刀锋战士”
- 6、工信部官宣:理想one使用比亚迪三元锂电池
探秘比亚迪电池工厂:除了不自燃,刀片电池还有什么优势?
最近,国内两大动力电池制造商比亚迪与宁德时代在网络上关于电池安全性能的明争暗斗让吃瓜群众过足了瘾。比亚迪的刀片电池问世以来,就因出众的安全性能而备受关注,成功挑战“电池安全测试的珠穆朗玛峰”针刺试验之后,刀片电池名声大噪,这对市面上处于主流位置的三元锂电池无疑是个巨大的挑战。
那么,比亚迪的刀片电池是如何生产出来的呢?除了安全,它还有什么别的优势吗?这次比亚迪弗迪电池重庆工厂探秘活动,就为我们揭开了刀片电池的神秘面纱。
比亚迪刀片电池基本信息
在正式介绍刀片电池生产的各个工序之前,我们需要先了解一些关于刀片电池的基本信息。比亚迪的刀片电池本质上是磷酸铁锂电池,电池从结构上是由正极、负极、隔膜、电解液和壳体构成的,而我们通常所说的磷酸铁锂电池、三元锂电池都是以其正极材料命名的,因为正极材料对电池性能的影响是最大的,在电池成本中的占比也是最高的。
而刀片电池之所以被称为刀片电池,是因为它不同于常见的圆柱形或方形电池,它的单体电池的形状是长条形的,尺寸远比常见的单体电池大得多,其外形尺寸为:长96厘米、宽9厘米、高1.35厘米,就像长长的刀片。
比亚迪的刀片电池使用CTP无模组技术,单体电池通过阵列的方式排布在一起,组装成为电池包,所以能够有效提高体积能量密度,也就是说同样体积的电池包,使用刀片电池能具有更大的容量。目前比亚迪汉搭载的刀片电池电池包总容量为138.5Ah,总电量为77kWh,电池包体积利用率约为60%,体积能量密度为237-275Wh/L,质量能量密度约为140Wh/kg。
刀片电池是如何生产的?
刀片电池的生产过程共有8大工艺:
一、配料:采用先进的全自动混料系统,将活性物质、纳米导电材料,溶剂、粘结剂、按照预设的比例自动进行混合以形成均匀稳定的电极浆料;
二、涂布:采用高精度全自动高速涂布设备,将浆料均匀地涂敷在集流体的表面,通过干燥系统使溶剂定量挥发,形成均匀的电极片;
三、辊压:采用高精度轧辊将电极片按照预设的厚度进行辊压,以得到预设的极片厚度及体积密度;
四、叠片:采用比亚迪完全独立自主开发的裁切方案,高速叠片方案,完美实现了刀片电池的长尺寸,高精度,高效率的叠片工艺;
五、装配:采用比亚迪自主研发制造的全自动装配设备,自动输送结构件并实现精准定位,经绝缘、焊接、入壳、密封等工序组装成电芯;
六、烘烤:采用接触式隧道烤箱对电池进行烘烤除水,保证电芯注液前的内部水含量达到要求,以保障后期电池的电性能的稳定;
七、注液:采用比亚迪自主研发的整体加压式注液系统,真空负压及罐体加压方式,将泵入杯体中的电解液充分注入电芯并快速完成吸收过程;
八、检测:根据不同生产工艺,自动将组盘后电池通过滚筒线、提升机或堆垛机送入不同库位或不同设备,自动完成化成,充放电,分容,自放电等后段的工艺操作。
从各个工艺的介绍中我们可以看到,弗迪电池重庆工厂使用了很多比亚迪自主研发制造的设备,这是因为刀片电池实在是太长了,根本没有现成的标准设备可以用,并且比亚迪母公司本身就有强大的设备研发制造团队,所以关键工序的设备都能自己开发。换句话说,别的动力电池厂家短期内想做刀片电池几乎是不可能的,不仅专利上很难绕过去,而且还得花时间去研发设备。
弗迪电池公司副总经理孙华军表示:“将近1米长的极片,能够实现公差控制在±0.3mm以内、单片叠片效率在0.3s/pcs的精度和速度,在国际上我们都属于首创。这种叠片采用的是比亚迪完全独立自主开发的设备和裁切方案,这是其他任何人想抄都抄不来的。”
刀片电池生产过程的产生的难点主要也是因为它实在是太长了,其他电池极片长度最多也就500mm,而刀片电池的极片长度达到了1000mm,因此对涂布、切片时的精度和叠片时的垂直度要求很高,辊压时还需要解决极片两端与中间厚度不均的问题。为了解决这些问题,保证产品品质和生产效率,比亚迪的工程团队花费了大量的精力,通过使用大量的高精度传感器、工业机器人等设备保障生产精度,改善生产工艺,建立符合IATF 16949和VDA 6.3控制标准的品控体系等措施,使得厂房设备硬件的自动化,设备与设备之间的信息化,控制层面的智能化成为刀片电池生产高效、品质稳定的最强后盾。
与此同时,弗迪电池重庆工厂对生产环境的要求也是非常严苛。厂房内常年保持25℃恒温,湿度控制在1%以下。为了最大程度降低电池的短路率,他们提出了一个粉尘分级管控的概念,在一些关键工序上,能够做到一立方米空间内,5微米(头发丝1/20粗细)的颗粒不超过29个,这达到了与液晶屏生产车间相同的标准。
除了安全,刀片电池还有什么优势?
这次活动比亚迪分别给我们演示了刀片电池和三元锂电池的针刺试验,从上面的视频我们可以看到,三元锂电池针刺瞬间起火爆燃,而刀片电池却没有明显的反应。安全性能孰优孰劣,一目了然。当然,这个试验只能用于单体电池间的安全性能对比,组合成电池包之后的安全性还受到能量管理系统和结构防护系统的影响,但是单体电池更安全,对提升电池包的安全性能肯定是只有好处没有坏处的。
与此同时,比亚迪还对电池受到挤压、炉温、过充、热扩散时的安全性进行了验证,均能保证电池不起火、不爆炸。在电池包的强度方面,比亚迪也经过严密的验证,保证电池包受到振动、碰撞、挤压时的安全性能。不仅如此,因为电池包的强度足够、安全性能有保障,下一步比亚迪还将探讨用电池包充当车身安全结构件的设计,以进一步降低白车身的重量,弥补磷酸铁锂电池质量能量密度较低的劣势。
除了安全性能,比亚迪还为刀片电池总结了另外几大优势,分别是续航长、低温性能好、寿命长和放电功率大。
续航长自然不用多说,比亚迪汉已经将结果摆出来了,使用77kWh的电池包,这台车长达到4米98的纯电中型轿车的NEDC续航达到了605km。作为参考,车长4米69的特斯拉Model 3国产后驱长续航版使用75kWh的电池组,NEDC纯电续航是664km。
低温性能方面,根据比亚迪官方的数据,刀片电池除了在高SOC区间低温充电功率不如三元锂电池,其他方面的表现与三元锂电池没有太大的差距,甚至在低SOC区间低温放电功率还要优于三元锂电池。
电池寿命方面,磷酸铁锂电池本身就优于三元锂电池,刀片电池在25℃实验环境下的循环寿命可达5000次,远远超过整车的使用年限要求。充电功率方面,比亚迪称刀片电池从10%充至80%最快仅需33分钟,下一步还将宣传0-100%的充电时间,因为磷酸铁锂电池耐高温性能好,所以充电发热时电控系统对充电功率的抑制会更小。放电功率方面,刀片电池搭载到比亚迪汉上瞬间最大放电功率可达363kW,所以可以支撑起汉EV四驱高性能版3.9s破百的高性能。
QA
这次活动的QA环节,与会的媒体对于刀片电池的问题非常多,技术出身的弗迪电池公司副总经理孙华军也几乎是无问不答,由于篇幅原因,这里只能节选4个重点问题,如果你还有其他问题,欢迎在评论区提问。
Q:刀片电池安全是因为用的是磷酸铁锂材料吗?
A:不全是,磷酸铁锂电池本身安全性好,但是也过不了针刺试验,刀片电池在结构上进行了众多优化,使其安全性能更好。
Q:三元锂电池可以做成刀片电池吗?
A:可以,但是技术难度比用磷酸铁锂高,安全、力方面的设计要改变,要留更多的空间做防火墙,而且还要预留三元锂电池充电膨胀的空间等。
Q:刀片电池产能多少,会给哪些外部厂商供货?
A:目前重庆工厂只投产了一条生产线,今年产出能到2-3GWh,产能能到12GWh,重庆工厂规划产能为20GWh,明年能达到最大产能,但是要完全达到20GWh的产出需要到2022年。此外,明年还会有贵阳、长沙两个工厂投产,规划产能都是20GWh。比亚迪具备一年完成建厂、两年达到最大产能的能力,如果市场需求旺盛,会继续提升规划产能。
“今天,几乎你能想到的所有汽车品牌,都在和我们探讨基于刀片电池技术的合作方案。”明年将批量供货一家自主品牌厂家(猜测是长安),丰田与比亚迪合资的公司也将使用刀片电池。同时,目前还有一家国际知名商用车企在和比亚迪谈合作。
Q:刀片电池会用到DM车型上吗?会用到10万级别的车型上吗?
A:明年会有搭载刀片电池的DM车型。下一款搭载刀片电池的车型将是新款宋的纯电版,新款秦的纯电版可能也会用,后续车型是否用刀片电池要根据电池产能和市场需求而定。我理解的是刀片电池将会优先用在比较高端的车型,产能有富余才可能用到低端车型。
在活动的最后,有媒体谈到了近期比亚迪与宁德时代的安全性能之争,孙华军表示尊重竞争对手,也不惧怕竞争,有强大的竞争对手才能证明比亚迪的实力,竞争有利于大家做得更好。
的确,在新能源车日益普及的今天,公众对于电池安全性能的质疑声从未停止过,动力电池厂家之间关于电池安全性的公开竞争是很有必要的,对厂家积极提升电池安全性能和打消公众疑虑都有好处。身为一个电动车用户,我真心为比亚迪这波操作点赞,像刀片电池安全性能突出的电池,正是现在我们所需要的!
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
比亚迪三元锂电池技术,三元锂电池优缺点介绍?
今天要给大家介绍的是比亚迪三元锂电池技术,三元锂电池的优缺点?关于汽车的知识,很多朋友都知道,我们电动车的核心就是我们的电动车电池。那么每个人都会想到很多品种。然后我们来了解一下三元锂电池的优缺点。下面的介绍可以帮助大家。三元锂电池的优缺点简介优点三元锂电池比普通钴酸锂具有更高的能量密度和更好的循环性能。目前,随着配方的不断完善和结构的完善,电池的标称电压已经达到3.7V,容量已经达到或超过锂钴氧化物电池的水平。三元锂电池的优缺点简介缺点:三组元动力锂电池主要包括镍钴铝酸锂电池、镍钴锰酸锂电池等。由于镍钴铝的高温结构不稳定,高温安全性差,高pH值容易引起单体胀气,造成危险。目前成本较高。以上就是介绍比亚迪三元锂电池技术,三元锂电池的优缺点。好了,今天的介绍到此结束。从上面的文章我们可以看出,介绍的三元锂电池的优缺点还是很清楚的。在这里,我们想告诉你要爱护电池。希望今天的介绍能对你有所帮助。
探比亚迪重庆工厂 聊刀片电池四大疑惑
6月1日,由于疫情原因,限行政策正式取消, 北京 又回到了交通不限行的时代。可以自由出行的电动车再次成为很多人买车的首选。说到电动车,就不得不提 比亚迪 了。在此期间,比亚迪不断前行,最终目标是为其全新 旗舰 车型比亚迪韩造势。话说回来,我对高级辅助驾驶和刀片电池真的很感兴趣。特别是随着刀片电池的出现,我们可以看到磷酸铁锂电池的新潜力。就在上周末,我有幸参观了重庆璧山的电池厂。这是比亚迪第一次向媒体开放刀片电池生产线,我从这次参观中了解到更多关于刀片电池的知识。
10秒学习全文
电池的诞生和未来
刀片和三元锂电池有什么区别?
薄刀片电池能保证碰撞安全吗?
开篇:没有原因却没有结果。经过18年的积累,我们可以清楚地看到比亚迪刀片电池的来龙去脉。
比亚迪刀片电池的诞生绝非偶然。对于比亚迪的电池开发者来说,奋斗和积累似乎是更合适的表达方式。
当时比亚迪的一系列动作都被日本人嘲笑。虽然当时日本科技公司在金融危机中暂时失去了一座城市,但他们在锂离子电池方面绝对权威,有技术壁垒。就连国内很多同行也不看好比亚迪对锂离子电池的研究。
2021年,比亚迪正式开始三元锂电池的设计。事实上,比亚迪在2021年就布局了三元锂电池,但由于成本、热失控不可控等问题,三元锂电池并没有取得很好的进展。
俗话说,凡事必有结果。如果在金融危机期间,比亚迪没有靠成本赢得大量电池市场,就不会有锂电池的发展。没有锂电池的发展,就没有比亚迪磷酸铁锂电池的量产。
“电池组后刀片电池的形式”
正是因为这几年的坚持和历史机遇,比亚迪在结构设计、锂电池研发等方面积累了大量经验。最后只用了一年半的时间就成功完成了刀片电池的研发和量产。
中篇:刀片电池上车有什么优缺点?
关于刀片电池的技术分析和安全测试,我的技术同事常庆林写了一系列详细的报告。这篇文章我就不重复了。在这里,我主要讲一些以前的文章中没有提到的信息和一些关于这款电池的问题。
问题一:刀片电池的创新在哪里?
首先,刀片电池本质上是磷酸铁锂电池。所谓刀片电池,就是物理结构的改变。以前,电动汽车电池都是这样的:
无论是 特斯拉 上使用的三元锂电池,还是比亚迪常用的磷酸铁锂电池,其电池设计都大同小异。
在这种设计下,能量密度较小的磷酸铁锂电池相比三元锂电池并不占优势,所以我们经常听到厂家宣传他们的电动车使用三元锂电池,续航 里程 ( 查成交价 | 车型详解 )过长。为了解决这个问题,比亚迪决定从结构上改变磷酸铁锂电池的布局和设计限制。
这些促销带来的变化是显而易见的。首先,最直接的好处就是在采用原有电芯类型和技术的前提下,大幅提升纯电动汽车的续航里程。
其次,轻薄的长方体电池可以带来出色的散热效果。根据比亚迪的热扩散测试数据,中间电池的热失控是受迫的,最高温度在350℃左右。这时,相邻位置的电池温度只有80℃。在这次热扩散测试中,刀片电池只冒烟,没有着火,也没有爆炸。
“针刺试验相同条件下,上图为三元锂电池,下图为刀片电池"
可以说,在磷酸亚铁锂的支持下,刀片电池凭借其优异的热扩散性和更长的短路时间,可以拥有更好的安全系数,这也是刀片电池最大的优势之一。
问题2:刀片电池尺寸固定吗?三元锂电池能做成刀片电池吗?
在电动汽车市场上,三元锂电池和磷酸铁锂电池的较量从未停止过,但由于各自鲜明的特点,两者实际上都是相对被压制的,从来没有人在台面上指责过任何人。
但磷酸亚铁锂在安全性上略胜一筹,不受钴等贵金属的限制,因此在成本上也有优势,所以似乎以磷酸亚铁锂为核心的刀片电池优势明显。
既然刀片电池结构有这么多优点和优秀的热故障控制,是否可以安排为三元锂电池?当然,答案是肯定的。
三元锂电池也可以做成刀片电池。比亚迪承认,以三元锂电池作为电池的刀片电池理论上会有更强的续航能力,但将其制成刀片电池,在碰撞方面还需要更多的研究。
事实上,中国品牌厂商已经联系了比亚迪,搭载刀片电池的非比亚迪车型即将与我们见面。
问题3:刀片电池在低温下如何使用?
为了提高冬季刀片电池的性能,比亚迪首先在热管理方面做了很多改进。例如,在刀片电池的结构设计中:
工程师在电芯外增加了保温材料,紧接着在电芯附近设置了完整的热管理系统,并在热管理系统外布置了一层保温棉。整个结构构成了完整的刀片电池热管理系统。
因此,根据比亚迪的说法,刀片电池在寒冷天气下做了很多改进和技术升级,尤其是在热管理方面。真的是这样吗?我们还需要等到冬天才能进行实际测试。
问题4:省略了横梁和纵梁的电池组。光靠刀片电池能保证碰撞安全吗?
电动车碰撞起火是网友最关心的问题。对于刀片电池,使用该电池的电池组取消了横梁和纵梁。最后,刀片电池充当电池组的横梁和纵梁,因此电池组的强度基于刀片电池的强度。
然后,当问题来临时,如果发生碰撞,刀片电池会直接受力,这种受力可能是挤压、弯曲甚至刺穿。刀片电池能承受这些损坏吗?比亚迪认为没有问题。工程师通过弯曲一根筷子和多根筷子来解释压力情况。当许多筷子在一起时,你不能折断它们。由刀片电池组成的电池组也是如此。
此外,比亚迪还测试了刀片电池的冲击和挤压。其中,碰撞测试是模拟车辆碰撞的场景,测试速度为45公里/小时,碰撞后电池没有起火爆炸。挤压试验采用100-800千牛顿的试验标准,电池包轻微变形,无烟无火。在三点压力测试中,刀片电池最终能承受445kN,大概是一辆45吨的卡车。
因此,根据比亚迪给出的测试数据,虽然取消了横梁和纵梁结构,但刀片电池可以保持更强的电池强度,满足碰撞安全要求。
最后一部分:刀片电池的诞生和未来的发展方向?
最后,让我们简单看看刀片电池是如何生产的,以及未来会发生什么再进化。目前,刀片电池的主产区来自重庆璧山的工厂,投资100亿元,2021年2月开工建设。我上周参观的时候,电池生产线已经开始生产了,但是整个园区的建设还在有条不紊的进行着。当然动力电池的年产量还没有达到20GWh,但是当整个园区完善之后,很快就能实现这个目标。
第二个印象深刻的是,生产机器极其自制。王传福总是喜欢给自己做一个零配件供应商。比如比亚迪自己的汽车零部件公司就让人印象深刻。事实上,在电池生产方面更糟糕。动力电池芯的层压机和轧制过程中使用的机器都是比亚迪自研的。这种方式不仅可以节省成本,还可以防止竞争对手陷入困境。更重要的是,它可以更自由地定制电池。这些其实都是比亚迪多年积累的成果。
电池的未来
虽然刀片电池今年刚刚发布,但比亚迪工程师透露了一点关于刀片电池的未来,其中之一就是嵌入式锂电技术。
在锂离子电池首次充电过程中,来自正极的锂会被永久消耗,这将降低锂离子电池的容量和能量密度。为了解决这个问题,科学家们研究了前锂化技术。通过预锂化,将锂添加到电极材料中,以抵消上述不可逆的锂损失,从而提高电池的总容量和能量密度。
比亚迪认为这项技术非常适合磷酸铁锂电池,并且坦言在嵌入式锂电技术方面取得了“精彩”的进展,非常令人振奋。
总结:虽然刀片电池的出现并不是化学改良,但电池壳的设计变化确实引起了业内的讨论,有趣的是,蜂巢、三星等电池厂商其实也针对这一设计对电池进行了调整,有业内人士认为,这种电芯设计将是未来重要的发展方向。磷酸铁锂电池将凭借这种设计大大拉近与三元锂电池的距离。至于比亚迪,他们掌握了从制造机器到制造产品的整套技术,没有外部因素制约其电池的发展,这也是比亚迪应对未来市场的重要保障。 @2019
从起火自燃,到王传福的商业帝国,比亚迪是否摇摇欲坠?
仅仅过去了半年,这半年的时间比亚迪发生多起自燃事故,难道王传福的豪言壮语被打脸了嚒?
从极狐与比亚迪汉的碰撞,静置48小时发生起火事件,虽然不能说是比亚迪刀片电池的问题,但同样是电动车起火自燃被大家广泛关注。
而今,一辆位于北京中关村壹号地下车库的比亚迪秦pro于22日晚发生爆炸,传言,爆料者为事发车主,所幸该事件未造成人员伤亡。由此,再度将比亚迪推崇至风口浪尖。
比亚迪的回应:火情及时扑灭,未发生爆炸
比亚迪作为全球新能源 汽车 行业的先行者和引领者,凭借三电为核心的技术优势,推出新能源 汽车 产品得到了市场的高度认可,取得了电动化阶段性成果。尤其是在刀片电池的问世,一度被市场的传言过于神话的位置,市值也水涨船高的突破9054亿,成为全球位列第三。
而对于此次的事故,有媒体致电比亚迪工作人员求证,对方表示:“据我们了解,现场火情及时扑灭未发生爆炸,也没有人员伤亡。车辆于2019年初销售,具体原因将配合相关部门进一步调查。”
事实上,这并非是比亚迪第一次自燃了。去年5月,秦pro EV在深圳鹤州致联充电站充完电后移至旁边车位不到2小时,发生了自燃。去年10月末,秦pro EV在烟台特来电充电站充电后发生自燃。
这时,大家的关注点来了,比亚迪不受宣传刀片电池很安全吗?
据在线车评了解,对于本次发生自燃的比亚迪秦Pro EV所搭载的电池为自家的三元锂电池,并非磷酸铁锂刀片电池,名称为“BYD NCM 622 三元锂电池”。数据显示,比亚迪10月新能源车销量突破8万辆,同比翻两倍;而EV车型销量超过4.1万辆,占据整体比例超过一半。其中,秦系列车型是比亚迪销量的主力军,占比超过四分之一。
如果真的如网上传言的那样,此次事故中的车辆为比亚迪秦Pro EV,那么其使用的部件是不是存在安全隐患?是否应该有条件召回或者提供消费者免费升级计划?
品牌形象的玷污,自燃只是冰山一角
事实上,电动车起火自燃事件并非是比亚迪一家,之所以引起这么大的反响,主要因为最近的比亚迪并不太平。对外的营销,不顾舆论的营销和民众的情绪,发了六神磊磊加入汉唐精英荟的微博。
虽然并没有直接宣布六神磊磊为其代言,但此举激起了众多网友及比亚迪用户群体的愤怒,品牌形象严重受损。而不知是刻意还是其它,并没有见到相关人员的致歉和回应,只是有序的删除那些负面的评论。
无独有偶,一位工作十二年的基层员工,在连续多日夜班后的猝死事件,直至家属拿出死者生前高强度的工作时长,比亚迪才将赔偿从两三万增加到二十万。无论是在审时度势还是在人文关怀上,偌大的车企并没有尽到它应有的担当和责任引来一片谩骂。
新能源的风口,八千亿的市值争议颇大
众所周知,得益于新能源市场的火爆,比亚迪的市值也水涨船高,但是比亚迪的市值并非是产品所带来的。相反的是比亚迪类似于被动的拉升,很大程度上是因为以特斯拉、小鹏、理想为代表的企业们的估值快速上涨。与其说市场认可比亚迪,不如说市场认可的是身处概念圈里面的比亚迪。比亚迪的估值反映出的是概念的价值。”
首先,比亚迪原生性的竞争力是极致的性价比。如果带着动态视角看,比亚迪当下虽然毛利并不理想,但是作为一家企业,比亚迪的经营状况是相对良性的,市场估值也较为理想。比亚迪最大的优势在于其所处在的两条赛道:其一,是新能源车赛道,国家战略支持扶植下存在弯道超车的机会;其二,碳中和赛道,是责任也有机会。
市值的飙升,当然让比亚迪成为大众的焦点,而如何稳定市场的影响力和品牌的信仰,这个才成立十六年的自主车企显然还逊色很多。新能源虽然是趋势,但是比亚迪在整体的硬核技术方面还达不到这么高维度的估值,因为无论电池技术还是混动都有可能进一步被其他公司跟上或者在超越,不能盲目的去比特斯拉的市值。
在线车评认为,企业的宣传和事实,或多或少都存在着一定的差异,新能源电动车自燃的事件并不可怕,可怕的是盲目的追风和认可。当下的比亚迪就是被寄托太多的期望和信任,营销的失策、人文的关怀、企业的担当仍然需要一个成长的周期。
这个周期取决于比亚迪的自查、自省能力,而不是满足于当下的成绩去沾沾自喜。正所谓,水能载舟亦能覆舟,关于比亚迪负面事件并不少,消费者选择的包容和忍让,绝不应该成为比亚迪傲娇的理由。如若不然,再强大的比亚迪也有轰然倒塌的一天。
燕燕·文
直击三元锂电痛点 超级磷酸铁锂电池能否翻身成为“刀锋战士”
前不久,当特斯拉与宁德签订合作协议之后,又宣布要使用无钴电池,于是很多注意力又来到比亚迪身上,因为很多人的概念里,无钴电池就是指的磷酸铁锂电池,而这项技术正是比亚迪所擅长的。不过就在最近,特斯拉澄清,无钴电池并非只有磷酸铁锂一种,但不管怎么说,这次乌龙使得比亚迪回到了动力电池界的风口浪尖。
当然,比亚迪也的确没闲着。
3月29日,比亚迪在深圳召开了一场线上发布会。
作为靠电池起家的汽车厂商,几乎很少有人会质疑比亚迪在三电技术上的研发能力。所以当比亚迪的“超级磷酸铁锂电池”发布时,即在情理之中、也在意料之中。唯一出乎意料的,是比亚迪竟然没有为其搭配一个更为“耀眼”的名字,而是直接沿用了内部开发时期的称呼——刀片电池。
▲比亚迪在3月29日召开的刀片电池发布会
去年比亚迪董事长王传福在年中业绩交流会上就表示过,这款刀片电池不仅能够满足电动汽车600公里续航,而且放电倍率还大幅提升,寿命长达8年120万公里,成本可以节约30%,在电池体积缩小的情况下,能量密度将能提升近50%。
科技的发展就像有轮回一样,要知道国内新能源车行业的萌芽期使用的大部分电池都是磷酸铁锂电池。但随后,三元锂电池凭借超高的能量密度、低温下更好的续航里程赢得了消费市场的青睐,磷酸铁锂电池逐渐淡出我们的视线。
而此次磷酸铁锂电池回归,不仅带来了新技术,也正巧赶上三元锂电池自乱阵脚,起火、自燃事件层出不穷,似乎现在正是磷酸铁锂电池“拨乱反正”的关键时刻。
▲上海特斯拉自燃事件
那么比亚迪的刀片电池到底有什么过人之处呢?它是否能反转磷酸铁锂电池目前的弱势地位呢?
一、什么是刀片电池?
简单点说,刀片电池就是普通磷酸铁锂电池的“高阶进化版”。
▲刀片电池的外观
我们都知道,动力电池由电池单体(CELL)、电池模组(BatteryModule)、电池包(Pack)三部分组成。这三部分与电池的类型无关,三元锂电池和磷酸铁锂电池均是如此,直到宁德时代推出CTP技术。
这项技术原理比较好理解,就是去掉电池模组这一环节,直接将单体组装为电池包,从而大幅提升电池的能量密度。
从本质上来看,比亚迪的刀片电池和宁德时代CTP方案路径十分相似。CTP又称“CelltoPack”,简单讲就是省去了中间模组环节,将电芯直接集成为电池包。目前具备这项技术的产品只有LG的590电芯、宁德时代CTP方案、比亚迪刀片电池这三家。
▲宁德时代的CTP方案
根据比亚迪的官方定义,这是一种采用全新结构的“超级磷酸铁锂电池”。通过结构创新,在成组时可以跳过模组,大幅提高了体积利用率,最终达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。
关于比亚迪的刀片电池,我们还在国家专利局找到如下的专利申请:
图中的这个电池专利是一种针对电池包设计的专利。在这个电池包中,比亚迪很“聪明”的采用了长单体电池的设计,然后把多个长单体电池集合成电池阵列,从而提高电池包的容量。与此同时,单体电池有其特定尺寸,通过电池本身来提高电池包整体的刚性。
进一步说,比亚迪对电池单体进行改进,可以使得电池包内布置更多电池单体。同时,因为减少了电池包中横梁或纵梁的使用(甚至可以不使用横梁或纵梁),从而提高了电池包的空间利用率,进而提高整个电池包的容量、电压以及续航能力。
二、刀片电池的优势和劣势
通过梳理发布会的内容,我们会发现刀片电池的真正优势有三点:长续航、高安全、低成本。
▲比亚迪董事长王传福在讲解刀片电池的优势
先说长续航,这主要和刀片电池的空间利用率提升有关。
刀片电池的能量密度可以达到180Wh/kg,相比传统的动力电池,能量密度提升大约9%。此外,传统的电池包的空间利用率只有40%,而刀片电池的电池包的空间利用率可以达到60%以上。
空间利用率的提高,带来的直接好处就是大幅提升汽车的续航里程。举个例子:假设刀片电池有40%~60%的提升,那一辆续航400公里的新能源车,在搭载刀片电池之后,能够直接增加近100公里的续航里程。
不过相比续航里程的提升,安全性才是刀片电池真正的“杀手锏”。这也是比亚迪坚信刀片电池能够颠覆业界的最重要原因。
刚才我们提到过,减少了横梁和纵梁的使用,电池组的制作工艺得到简化,单体电池的组装复杂度降低,在一定程度上给电池组减重。
用上这种电池组的电动车,理论上来说可以实现轻量化和续航能力的提升。此外,因为单体电池为硬壳(铝壳或钢壳)且尺寸很长,直接通过单体电池本身便可代替加强结构来保证电池组的结构强度,确保电池组在外力作用下不易发生形变。
除了结构强度,发布会上的宣传视频也起到了“稳定军心”的作用。视频显示,刀片电池在各方面的表现均优于另外两种实验电池(三元锂电池、传统磷酸铁锂电池)——尤其是三元锂电池。
▲比亚迪官方发布的一支对比视频,三元锂电池根本禁不起一丁点穿刺
刀片电池在穿刺后没有明火,也没有浓烟,电池表面的温度仅有30~60℃左右,电池表面的鸡蛋几乎没有任何变化,仍处于可流动的液体状态。
不过坦白说,这个表现看上去虽然十分亮眼,但其实由于磷酸铁锂电池的物理特性,这种电池即便是在早期也从来没有出现过燃烧、爆炸、冒烟等现象。比亚迪宣传片的主要目的,还是为了告诉消费者刀片电池实现比三元锂电池更长的续航里程前提下,可以在保证高安全性。
▲即便是早期的磷酸铁锂电池仍然要比三元锂电池稳定、安全
在长续航和高安全性的保障下,我们习惯性的会以为刀片电池的成本会提高,但其实不然。由于刀片电池省去了电池模组组装这一环节,使得电池包零部件数量减少了40%,CTP电池包体积利用率提高了15%-20%,生产效率提升了50%,所以各项综合下来大幅降低了刀片电池的制造成本。
总的来看,比亚迪的刀片电池并不是一种电芯本身技术上的革新,更多的是针对电池包进行的一种创新和优化。但客观来说,它确实起到了减轻重量,提升电池容量的目的。
但考虑到现在只有三家企业有能力制造这种电池,我们还是应该为国内这家“电池鼻祖”的厂商用力地鼓鼓掌。
三、可能会应用的车型有哪些?
根据消息称,目前“刀片电池”已经在位于重庆璧山的弗迪电池工厂下线,年产能达到20GWH。而且可以确认的是,比亚迪汉EV将会率先搭载“刀片电池”,其它车型暂时还没有量产计划。按照新车的时间线来看,汉EV在今年也将会与我们见面了。
▲比亚迪汉EV将会率先使用刀片电
另外,由于特斯拉已经和宁德时代达成了合作。接下来特斯拉会持续采购宁德时代的无钴电池,据了解该无钴电池其实就是宁德时代最新的磷酸铁锂CTP电池,与比亚迪刀片电池属于“近亲产品”。
由此可见,虽然比亚迪在今年会应用刀片电池的车型不多,但相似的技术别的厂商也已经研发成熟,所以不排除其它厂商也会有搭载“超级磷酸铁锂电池”的新车出现。即使抛开宁德时代,我相信LG化学、三星SDI、松下、SKI等厂商也已经跃跃欲试了。
这些体量巨大的供应商一旦有了技术支撑,将产品推向市场的速度会非常快。比亚迪确实用刀片电池占了先机,但差距只有半步之遥。如果想用技术超过竞争对手,比亚迪应该抓紧这段“空档期”才是最优的解决方案。
▲宁德时代等厂商也已经在“超级磷酸铁锂电池”上开展相应的研发工作了
写在最后
比亚迪的刀片电池真的颠覆业界了吗?客观来说,它确实起到了一定的推动作用,也在最佳的时间,以最佳的方式展现在了消费者面前。但还是那句话,如果某项先进技术轻而易举就能被别人复制,那就不能称之为颠覆。
在各种各样的新能源车自燃起火之后,三元锂电池被时代所终结只是早晚的事,新型电池技术的出现更是显得顺理成章。无论是比亚迪、还是宁德时代、或是LG,它们用长久以来沉淀的技术底蕴搭上了第一班顺风车。
比亚迪卧薪尝胆,终于抢险完成了磷酸铁锂电池的改造和升级,成为有可能引领新能源车进入下一个阶段进化的基础技术,而对于另外一个强有力竞争对手,也是三元锂电的生产大户宁德来说,构成了很大的压力,宁德虽然也在开发相关的技术,但此时明显慢了半拍。
再加之比亚迪自带汽车生产能力,可以将电池技术迅速应用到量产车型上进行推广,反馈和持续的改进,这点作为单纯生产电池的宁德就又落后了半步。
只不过,电池的技术本身也是动态的,机会同样留给了宁德或者其他电池厂家。科技真的有轮回,说不定下次会是哪家厂商带着“改进后的三元锂电池“卷土重来呢?
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工信部官宣:理想one使用比亚迪三元锂电池
还记得这台车吗?有媒体分析这是理想汽车专门针对网约车市场推出的MPV车型,但又有网友在车内拍到了比亚迪的文件,怎么回事?
其实,这台车很早之前就在比亚迪厂区内部出现,径话曾专门推文提出过一些猜想,但由于涉及泄密,很快将文章删除。
今天,理想汽车采用比亚迪电池一事正式公开,不仅仅是理想后续车型,搭载比亚迪电池的车型还包括目前的热门产品理想one。
第330批工信部新车《公告》公示显示,LXA6500SHEVM4型号的理想one装载西安众迪锂电池有限公司的三元锂电池,而西安众迪锂电池有限公司是比亚迪的全资子公司。续航里程、电池容量等数据,还需等到月末的《新能源目录》等文件公布。
新势力造车和老牌电动车企联合,你看好吗?
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