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“刀片”出鞘!新技術突破將會為比亞迪帶來什么?

鉅大LARGE  |  點擊量:1018次  |  2020年04月24日  

無論是寧德時代的CTP技術,還是比亞迪的“刀片電池”技術,都將是電池技術的一大跨越,不僅為我國取得該領域更多的話語權供應助力,更重要的是對全球電池產業的發展做出了積極的貢獻。


本文來源:微信公眾號電池我國ID:cbea_battery作者:廖玉風


三月二十九日,比亞迪舉辦“刀片電池”公布會,比亞迪總裁王傳福和副總裁何龍在過程中,針對“刀片電池”進行了詳細解讀。


其中,最引人注目的還是,在實驗室拍攝的比亞迪動力鋰電池針刺實驗視頻。通過將三元電池、普通磷酸鐵鋰離子電池與比亞迪研發的“刀片電池”比較,發現“刀片電池”表面的生雞蛋無明顯變化,溫度保持在30℃左右,而其它兩種電池表面的生雞蛋則直接熟透。


有關針刺實驗,中科院院士歐陽明高認為,這是電池安全測試中最嚴格最殘酷的一種。利用金屬針刺穿電池,模擬內部短路時電池的表現,能直接演示電動汽車熱失控的極端情況。


該實驗表明,同等條件下,比亞迪“刀片電池”的安全性表現最為優異。原因有兩點,第一、刀片電池長度長,截面面積大,散熱效果好;第二是刀片電池短路時,內部回路較長,出現的氧氣少,短路生成的熱量少。


據電池我國網了解,比亞迪的“刀片電池”采用的是方形鋁殼的長電芯設計方法。通過電芯扁平化,其長度可達2.5米。模組方面,可以用多個不同尺寸的長電芯來布局,實現無模組或少量模組化,繼而大幅提高成組效率,新增車輛的續航里程。


以“刀片電池”裝載配備的漢EV車型為例,單電機版的NEDC續航里程可達605km,雙電機版的NEDC續航也達到550km,其百公里加速3.9s,有消息稱,將在今年六月上市。


據悉,漢EV車型將搭載的電池包重量為549kg、容量為77kWh。按照“刀片電池”單體參數來推算,該電池包內將集成超過200個“刀片電池”單體。


一位行業資深人士表示,比亞迪推出“刀片電池”,很大程度上是跟寧德時代的CTP技術進行對標,通過重點宣傳其安全性和能量密度的提升,來凸顯競爭實力。


從制造成本上看,寧德時代的CTP技術,跳過模組階段,直接將電芯打包為電池包,使空間利用率提高15%-20%、零部件數量減少40%、生產效率提升50%、能量密度提升10%-15%。


這不但能大幅降低動力鋰電池的制造成本,同時還可提高單位體積和質量下的電池容量,從而提高車輛續航能力。


相對而言,比亞迪的“刀片電池”技術,重要是減少大量的結構件。同時在制造工藝方面,大幅簡化中間制造環節,從而達到降成本的目的。


其中比亞迪公布的信息顯示,“刀片電池”的空間利用率可提高50%,成本下降20%到30%,使用壽命則達到8年120萬公里。同時,比亞迪還計劃未來兩年內將單體能量密度提升至180Wh/kg,系統能量密度提升至160Wh/kg,單位生產成本繼續下降30%。


不過由于寧德時代CTP技術針對的是大電芯,制造工序相比較亞迪的“刀片電池”要簡單一些,精度控制參數要少很多,有利于成本管控。


單純從制造難度和材料成本講,比亞迪“刀片電池”的單個體積小,要更多的封裝材料,其生產涉及的參數性能和對制造設備要求相對要高一些,可能會導致制造難度提高和材料成本上升。


不過在安全性上,比亞迪“刀片電池”的單體電芯,優勢明顯。


一方面從電動汽車電池熱失控的根源入手,比亞迪“刀片電池”能直接解決受惡劣工況影響發生的電池內部短路等熱失控問題。另一方面在公司對安全性的參數標準不統一情況下,由于寧德時代的大電芯出現熱失控后直觀感覺風險較大,有利于比亞迪“刀片電池”搶占市場安全認知的制高點。


目前,三元鋰離子電池依舊是行業主流,但其安全性、循環使用壽命等方面弱于磷酸鐵鋰,并且十分依賴國內稀缺的自然資源如“鈷和鎳”。


相關于三元電池的這些“硬傷”,比亞迪的“刀片電池”不但能較好解決,還可以提高空間利用率,其體積能量密度可提升50%,能夠較好地滿足電動汽車更長的續航里程需求。


這與比亞迪公布會上,總裁王傳福總結的“刀片電池”具有高安全、長續航(長壽命)、減少對稀有金屬依賴等優勢是相符的,有力地解決了三元電池的重要應用痛點。


事實上,傳統電動汽車的電池包空間利用率只有40%,而且受汽車設計影響,空間限定性較高。再加上市場消費者對電動汽車的續航里程等性能要求不斷提升,迫切要新的電池技術實現突破。


比亞迪的解決思路是,將電池變成結構件。通過拉長電芯尺寸,讓“刀片電池”直接充當電池包中的梁,實現去模組化(可以有模組,也可以無模組),進而提升空間利用率。


結構強度方面,比亞迪一個電池包中約有100個“刀片電池”,組成電池堆,再加上借鑒蜂窩鋁板的結構設計優勢,上下粘貼兩塊高強度的鋁板,進而保證電池強度更安全。


同時“刀片電池”的結構設計,可以充分利用磷酸鐵鋰良好的熱穩定性、耐高溫、產熱少、不釋氧等優勢,讓其在新能源汽車中得到更廣泛的應用。


業內主流觀點認為,比亞迪“刀片電池”是從整車視角出發,重要解決的是電動汽車續航里程不足、電池包成本高、安全性等實際應用問題。


對整個產業而言,尤其是與寧德時代的CTP技術相比,比亞迪“刀片電池”有其獨特的安全性和體積能量密度優勢,這無疑是電池技術取得的又一次重大突破。


這不但有利于加快推動電動汽車替代燃油車的步伐,同時還能帶動與比亞迪“刀片電池”相關的上下游產業鏈公司發展,實現更多的利益共贏。


誠然,無論是寧德時代的CTP技術,還是比亞迪的“刀片電池”技術,都將是電池技術的一大跨越,不僅為我國取得該領域更多的話語權供應助力,更重要的是對全球電池產業的發展做出了積極的貢獻。


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