本文目录一览：
- 1、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”
- 2、三元锂电池是怎么起火的啊？
- 3、磷酸铁锂和三元锂电池谁更有潜力？未来动力电池的主流是什么？
- 4、方向错了？动力电池市场将再掀起磷酸铁锂热潮
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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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。
三元锂电池是怎么起火的啊？
起火爆炸的基本上都是三元锂电池。
锂电池有很多优异的性能，体积小、重量轻、比能量高，近年来很受欢迎，所以用的很广，但是由于容易膨胀、发热、着火，也没少发生事故，正是由于有很多优点，用量广，才没少发生事故。
三元锂电池的特点：
采用镍钴锰三种过渡金属氧化物为正极材料的锂二次电池。它充分综合了钴酸锂良好的循环性能、镍酸锂的高比容量和锰酸锂的高安全性及低成本等特点，利用分子水平混合、掺杂、包覆和表面修饰等方法合成镍钴锰等多元素协同的复合嵌锂氧化物。
磷酸铁锂和三元锂电池谁更有潜力？未来动力电池的主流是什么？
磷酸铁锂电池和三元锂电池的纠缠从来没有停止过，那么未来动力电池的主流是无钴的磷酸铁锂电池还是有钴的三元锂电池？本期的电动湃《有问必答》栏目，湃客和大家聊聊自己的看法。
特斯拉可以说是一次又一次得引领了纯电动车的发展方向，从2013年大规模使用三元锂电池作为动力来源、到Model3上率先使用21700电池、再到如今国产特斯拉计划采用的无钴电池，不禁让人们怀疑：未来动力电池的主流会是什么？湃客认为，未来的很长一段时间内，无钴的磷酸铁锂电池和三元锂电池应该会处在一个不断竞争、不断完善、此消彼长的状态。
过去由于磷酸铁锂电池的能量密度受限，再加上新能源补贴金额直接与电池能量密度挂钩，所以乘用车厂商纷纷弃用磷酸铁锂电池，只有商用车还在大规模使用磷酸铁锂电池。比如2019年国内的三元锂电池装机量为40.5GWh，占锂离子电池装机总量的65.2%，磷酸铁锂电池的市场份额逐渐萎缩。
但是过去的数年，我们已经看到多起因三元锂电池不稳定而导致的新能源车自燃事故，安全性越来越受到厂家的关注。现如今通过宁德时代的CTP技术和比亚迪的“刀片电池”技术，已经能够有效解决磷酸铁锂电池的能量密度问题，同时从2018和2019年的新能源补贴标准中，我们也可以明显感受出官方对于高能量密度的谨慎。同时随着新能源补贴逐渐退出，厂商在选择动力电池的类型时会考虑得更加周全，磷酸铁锂电池重新“得宠”也不是不可能。
既然磷酸铁锂电池能够在技术上取得突破，三元锂电池也不一定会一直保持“原地踏步”。其实在能量密度方面，三元锂电池相比磷酸铁锂电池还是拥有更大的潜力，只要能解决好成本和安全性问题，三元锂电池还是会成为许多厂家的首选。特别是如今主流的400-500km纯电续航还是无法满足多数消费者的使用需求，纯电续航600km以上的车型在短期内还是离不开高能量密度的三元锂电池。
当然湃客也希望磷酸铁锂电池和三元锂电池这两个“冤家”能够不断较劲儿，共同突破、共同发展。只有这样，消费者才能买到产品力更加出色的动力电池。不过说不定哪天，特斯拉的“超级电容”或是某家的固态电池能够异军突起，到时磷酸铁锂电池和三元锂电池可能都将退出历史舞台。
你认为未来动力电池的主流会是什么？磷酸铁锂电池、三元锂电池、固态电池、超级电容、还是其它类型的电池？
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。
方向错了？动力电池市场将再掀起磷酸铁锂热潮
3月29日，比亚迪发布了新一代磷酸铁锂电池“刀片电池”。比亚迪集团副总裁兼弗迪电池董事长何龙透露：“几乎所有汽车品牌，都在与比亚迪探讨基于‘刀片电池’技术的合作方案。”
更有业内人士表示，“刀片电池”就是比亚迪之刀，将重新“切割”动力电池的市场格局。
三元锂电池为何成市场主流
在比亚迪刀片电池发布之前，三元锂电池才是动力电池市场的主流选择，不管是装机量，还是市场份额，都在逐年扩大。
相关资料显示，2016年三元锂电池的装机量为6.3GWh，市场份额为22.6%；至2019年，三元锂电池的装机量达38.5GWh，市场份额也攀升至61.7%。与此同时，磷酸铁锂的市场占比却逐渐年下滑，2016年磷酸铁锂的装机量为20.3GWh，市场份额为72.7%；2019年磷酸铁锂的装机量为20GWh，市场需求量变化不大，但是市场份额却跌至32%。
造成三元锂电池与磷酸铁锂的市场份额对调的关键因素在于，政府补贴在过去今年不断向高续航高能量密度的车型倾向。
根据新能源汽车补贴标准，2017年，续航里程超过100公里的电动汽车就可以享受国家补贴；2018年，续航里程超过150公里的电动汽车才能享受到国家补贴；进入2019年，享受国家补贴的门槛提升至250公里。
与此同时，乘用车上留给电池的空间终究有限，装载的电池越多、能量密度越高，才有可能满足政府补贴标准。在能量密度方面，磷酸铁锂电池单体能量密度通常在90-120Wh/kg之间，而三元锂电池单体能量密度可以达到200Wh/kg左右，可见三元锂电池的能量密度优势较为明显。同时，磷酸铁锂电池振实密度仅0.7-1.4g/cm3，远低于三元材料的2.2-2.8g/cm3，导致体积比能量密度弱势明显。
市场方向错了？
但是，比亚迪却并不认可三元电池成为市场主流发展方向。在比亚迪“刀片电池”发布会上，王传福称：“我相信，‘刀片电池’将倒逼整个新能源汽车行业做出改变，让行业进入良性发展的快车道。”
尽管三元电池拥有能量密度高等优势，但是在性价比、安全性等方面却难以与磷酸铁锂电池相比。
在性价比方面，磷酸铁锂电池核心优势则在于价格低廉，由于磷酸铁锂正极材料不含钴等稀有金属，相比三元材料成本优势明显，以2019年底的市场行情来算，磷酸铁锂正极材料价格仅4.3万元/吨，而三元523正极价格为13.8万元/吨，三元811正极价格高于18万。
2015至2018年间，钴的价格上涨了两倍，最高时价格一度到达8万美元/吨，是三元锂电池中最贵的材料。欧盟联合研究中心(JRC)报告指出，预计2030年需求缺口或将超过6.4万吨。
在实验条件下，磷酸铁锂电池循环5000次后，剩余容量为84%，三元锂电池循环3900次后，剩余容量只剩下66%，相比之下，磷酸铁锂电池的循环寿命要远远大于三元锂电池。
在安全性方面，三元锂电池正极材料的分解温度在200℃左右，磷酸铁锂电池正极材料的分解温度在700℃左右，短路的磷酸铁锂电池单体，基本不会出现着火的情况，三元锂电池则不然。
比亚迪认为，安全才是动力电池最核心的因素。王传福表示：“刀片电池最大的特点就是安全，将引领全球动力电池技术路线重回正道，“把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。”
在比亚迪公布的对三种电池进行针刺实验中，在同样的测试条件下，三元锂电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化，表面温度迅速超过500℃，并发生极端的热失控——剧烈燃烧现象，；传统块状磷酸铁锂电池在被穿刺后无明火，有烟，表面温度达到了200℃~400℃；“刀片电池”在穿透后无明火，无烟，电池表面的温度仅有30℃-60℃左右。
宁德时代、国轩高科再跟进
除了比亚迪，宁德时代也对电池技术进行深度开发。日前，特斯拉方面曾传出消息，在国产Model 3上使用宁德时代CTP无模组动力电池包技术。
资料显示，CTP，其全称为Cell To Pack。CTP技术最直接的作用就是提升电池包的能量密度，进而提升续航能力。由于磷酸铁锂电池能量密度低主要受制于磷酸铁三种材料的电化学特性，短时间是没有办法在技术上实现突破，所以宁德时代通过改变PACK形式来提升能量密度。
此前有消息称，宁德时代为大众汽车提供的CTP磷酸铁锂电池的电池包，能量密度已经达到了160Wh/kg。这样的数据基本上可以满足特斯拉国产车型标准续航升级版的续航要求，同时也能达到国家新能源补贴政策的最低标准。
当然，除了成本更低外，磷酸铁锂电池的另一个特性就是电池稳定性好，安全性更高，且寿命也更长。但不可忽略的劣势除了能量密度低外，LFP电池在低温情况下性能表现会明显逊色于三元锂电池。还有就是特斯拉一直强调的超充技术，目前也无法确定其是否可以在LFP电池上得以延续。
此外，国轩高科也在研发新型工艺。今年2月底，国轩高科方面表示，通过对PACK工艺技术改进以及电池包设计优化，国轩高科磷酸铁锂电池单体能量密度实验阶段已突破200Wh/kg。
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