今年3月，國內主要動力電池供應商之一比亞迪高調推出刀片電池，消息如“重磅炸彈”般激起行業(yè)千層浪。比亞迪董事長王傳福在發(fā)布會上對刀片電池“糾偏”行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的定位，更賦予了刀片電池“拯救”新能源汽車行業(yè)的重要意義。
之所以引起行業(yè)巨大反響，是因為刀片電池在安全性和體積能量密度上取得的突破。輕松通過針刺測試、單位體積能量密度提升50%，這為當前新能源汽車行業(yè)解決動力電池安全性和高比能難以兩全的困局，提供了很好的解決方案。
作為能夠突破現(xiàn)有技術局限的創(chuàng)新產品，該電池不僅讓資本市場聞“刀”而動，即將上市的比亞迪漢EV也在短時間內收獲了大批訂單。
刀片電池的面世給業(yè)界帶來希望，它是撬動行業(yè)變革的杠桿嗎？比亞迪能否從此獨領風騷？
比亞迪生產的刀片電池。
撕掉新能源汽車“自燃”標簽
過去數(shù)年里，頻發(fā)的電動汽車自燃事件刺激著消費者和生產廠商的神經。這些事故背后的原因均指向動力電池的安全性，過度追求三元鋰電池的高能量密度成為眾矢之的。
多年來，比亞迪一直致力于電池安全方面的創(chuàng)新，在業(yè)界和市場上有著較好的口碑。3月29日，王傳福在刀片電池發(fā)布會上曾表示：“‘刀片電池’將把‘自燃’這個詞從新能源汽車的字典里徹底抹掉。”
刀片電池是比亞迪最新研發(fā)的超級磷酸鐵鋰電池，比亞迪將電芯做成了“刀片”形狀，“刀片”的長度可以根據(jù)電池包的尺寸進行定制，最長可以做到2米多。這讓刀片電池在成組時可以跳過“模組”，直接組成電池包。
刀片電池的安全性強在哪？比亞迪相關負責人接受中國城市報記者采訪時稱，該電池主要通過全方位高溫“陶瓷電池”技術來提供安全保障。
“我們在高風險安全位點全面使用耐高溫和具有優(yōu)異絕緣性能的高溫陶瓷涂層，如極耳陶瓷、陶瓷極柱等應用，讓比亞迪刀片電池的安全性能得到極大提升。”上述負責人稱，“安全性能大幅度提升讓比亞迪更有信心進行針刺測試。在比亞迪內部對刀片電池的多次針刺測試中，刀片電池的安全性能遠遠超過設計預期。”
除了高安全的特點外，刀片電池還具有其他較強性能。此前，比亞迪關聯(lián)企業(yè)弗迪電池副總經理孫華軍表示，針對北方冬天的低溫環(huán)境，刀片電池配備了特殊的保溫材料，其耐低溫性也將進一步強化。孫華軍介紹，正常情況下搭載刀片電池的比亞迪車型，在零下十度以下仍能放出常溫下90%的電，放電功率與三元鋰電池基本持平。
此外，刀片電池還能在33分鐘內將電量從10%充到80%、支持電動汽車百公里加速達到3.9秒、循環(huán)充放電超3000次、 可保證電動汽車行駛120萬公里。
不僅國內品牌關注，一些國際品牌也對比亞迪電池敞開了大門。去年6月，豐田宣布將從比亞迪采購電池，以保證動力電池的供應。隨后的7月19日，豐田又與比亞迪成立合資公司，共同開發(fā)轎車和低底盤SUV的純電動車型，以及上述產品所需的動力電池。據(jù)悉，這些車型均會使用豐田品牌，并計劃于2025年之前投放中國市場。有業(yè)內人士分析，該系列電動車很有可能搭載比亞迪刀片電池。
對于比亞迪電池業(yè)務來講，產品進入全球第一梯隊主機廠是邁出具有里程碑意義的步伐。在此背景下，比亞迪電池的拆分上市也已提上日程。王傳福此前多次透露，將在合適的時候進行比亞迪電池的IPO。而比亞迪的電池業(yè)務也正從比亞迪集團公司剝離出來，形成單獨進行財務核算的獨立公司，電池板塊預計將于2022年左右獨立上市。
多數(shù)動力電池難以通過
針刺穿透測試
在動力電池行業(yè)，為了提高電池安全性，多年來，行業(yè)及企業(yè)針對動力電池的測試陸續(xù)制定了超過300多套方法。
在眾多測試中，針刺測試是行業(yè)公認最難通過的測試，處于測試金字塔塔尖的位置。“特別是針刺穿透測試，目前還沒有一款三元鋰電池能夠通過測試，所以國家標準只能暫時把針刺測試作為一種非強制性標準，不做強制要求。”比亞迪相關負責人表示，過去，大多數(shù)企業(yè)的做法是征服不了就先繞過去，但這并不代表問題不存在。
解決問題的關鍵就是通過針刺穿透測試。面對這場大考，刀片電池會有怎樣的表現(xiàn)？近期，比亞迪工程師團隊做了一個試驗，他們分別選取當下最流行的三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池與刀片電池一起做對比針刺測試。
刀片電池的測試數(shù)據(jù)令人興奮。“試驗顯示，三元鋰電池在被針刺穿的一瞬間就發(fā)生了爆燃，溫度超過500攝氏度，場面與2019年上海地下車庫某新能源汽車自燃的錄像有極高的相似度。相比之下，磷酸鐵鋰電池的安全性要稍好一點，在被針刺穿的瞬間，磷酸鐵鋰并沒有發(fā)生起火燃燒的現(xiàn)象，但是電池表面的溫度卻高達200到400攝氏度，雖然沒有明顯起火，但這種高溫有可能引燃附近的可燃物。”一位工程師介紹。
在刀片電池的測試中，記者注意到，刀片電池被刺穿時并沒有出現(xiàn)異常表現(xiàn)，甚至連冒煙都沒有。溫度傳感器顯示，電池表面的溫度只有60攝氏度，低于夏季北京地面最高70攝氏度的溫度。
動力電池的針刺測試與消費者日常用車有多大關聯(lián)？廣州市車車邦新能源汽車服務有限公司總經理肖建萍為記者釋疑：“電池是新能源汽車最重要的組成部件。為了保護電池安全，廠家通常把電池包布置在汽車底部，目的是防止電池包受到撞擊破壞。但是放在底部就要面對可能出現(xiàn)的磕碰問題，在一些極端情況下，電池包外殼將有可能被劃破、刺破，甚至刺穿整個電池包，這都會傷及電芯，并造成嚴重后果。”
“根據(jù)視頻顯示，如果被測試的動力電池是三元鋰電池，在被刺穿的瞬間會燃起大火，場面非常可怕；若動力電池為方形磷酸鐵鋰電池，被刺穿的磷酸鐵鋰并不會馬上起火，但是電池表面的高溫有可能引燃周圍的可燃物，進而引發(fā)整車起火。”肖建萍認為，這種情況下，使用磷酸鐵鋰電池的新能源車發(fā)生不測時，如果車內乘客發(fā)現(xiàn)及時，還可以在整車著火前逃離車廂。但如果汽車使用了刀片電池，根據(jù)試驗顯示，即使電池被貫穿，汽車也不會起火、更不會爆炸，電池表面的溫度不會超過60攝氏度，并沒有什么危險。
比亞迪刀片電池自動化生產線。
為行業(yè)技術革新提供新動能
近幾年來，清潔能源汽車產業(yè)的發(fā)展可謂如火如荼，各種動力電池群雄逐鹿、此起彼伏，鈷酸鋰、錳酸鋰等動力電池隨著時間的檢驗都漸漸淡出動力電池市場，只剩下了三元鋰和磷酸鐵鋰兩強爭霸。
受綜合原因所致，一直以來，三元鋰電池多應用于乘用車，而磷酸鐵鋰電池廣泛應用于商用車，且主要是載人大巴車。
“大巴車對電池的綜合要求會更高，但即便如此，過去裝載165千瓦時磷酸鐵鋰電池的45座大巴車，夏天滿載可能也就跑百來公里，如果裝載刀片電池的客車早日面市，將大大提高運輸企業(yè)的工作效率。”兼有純電動通勤車、物流車、公交車運營業(yè)務的科陸中電綠源總經理王溶清說。
記者從比亞迪公司了解到，刀片電池將率先搭載在漢EV車型上，目前暫時沒有搭載其他車型的計劃。作為一家以電池起家的企業(yè)，比亞迪旗下電池種類眾多，除三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池外，還有手機用鈷酸鋰電池等。但無論做哪種電池，“安全”在比亞迪內部始終都被定義為最高等級。也正由于將安全放在首位，所以比亞迪在量產電池的技術選擇上相對“保守”。這種“保守”換來的結果是電池的安全性更高。
談及刀片電池的研發(fā)初衷和背景，比亞迪相關負責人稱，電池材料決定了電池的安全性極限，業(yè)內對三元鋰電池能量密度的過分追求已經觸碰到比亞迪的安全底線。因此，比亞迪研發(fā)推出了刀片電池，給清潔能源汽車行業(yè)提供更加安全、更加高效的動力電池，這也為清潔能源汽車行業(yè)技術革新提供新動能。
已進入調整期和分化洗牌期的動力電池行業(yè)，正呈現(xiàn)出強者更強、弱者更弱的格局。作為動力電池的產業(yè)鏈“護城河”，資源和技術可謂核心壁壘，且廣泛存在于產業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)，深淺不一。電池行業(yè)人士普遍認為，作為新能源汽車中技術門檻最高的動力電池，誰率先掌握了核心技術，誰就能在這場“彎道超車”競爭中搶占行業(yè)制高點，而比亞迪在此時段推出了“刀片電池”，更是鞏固了其作為引領者之一的行業(yè)地位。（圖片由比亞迪提供）
■作者：王楠
