解析刀片电池,看它能否带来技术革命?
发布时间:2020-03-17 13:46
关键词:比亚迪,刀片电池

比亚迪不止一次地宣传过自家的“刀片电池”,此前比亚迪高层透露,在“刀片电池”方面,比亚迪拥有300多项核心专利,比亚迪总裁王传福也亲自上阵,披露自家的“刀片电池”将在3月量产。

可以说“刀片电池”自诞生之日起,就牵动了车市、股市、动力电池行业等多方的神经,那么这个“突然出现”的神奇电池究竟是何方神圣?

比亚迪汉EV将搭载自家最新的“刀片电池”。

首先要说明的是,“刀片电池”是个新概念,也可以称之为新技术,但并非是严格意义上的新动力电池,其实我更希望用它之前的“曾用名”来称呼它。在被正式命名之前,“刀片电池”曾被比亚迪内部称为“超级磷酸铁锂电池”,由此可见,它本质上还是我们熟悉的磷酸铁锂,但是“超级”表现在哪里呢?

满足600公里续航、成本节约30%、能量密度提升50%……这款“刀片电池”的确突破了人们对于磷酸铁锂电池的传统认知,关于该电池的一些细节,我们根据现有公开的信息也能大致了解。据比亚迪的专利显示,全新的“刀片电池”所采用的是方壳长电芯,电芯采用扁平化的设计,最大长度达到2.5米,是传统磷酸铁锂电池的10倍以上。

“刀片电池”单体电芯示意图。

之所以后来用“刀片电池”来命名,主要就是由于其形状特点。通过长电芯阵列来组成电池包,电芯像刀片一样插入包体内。“奇怪”的电芯形状并非源于设计人员的“恶趣味”,超长超薄的电芯极大提升pack效率,能有效增加电池包的能量密度。据国家知识产权局的数据显示,“刀片电池”将电池包体积比能量密度从251Wh/L提升至332Wh/L。另一方面,据工信部信息显示,即将搭载“刀片电池”的比亚迪汉EV能量密度为140Wh/kg,可见新技术确实带来了能量密度方面的实质性提升。

除了能量密度之外,由于“刀片电池”很薄,所以可以在电池包内布置更多电芯,并且减少包体内横梁或纵梁的使用,提高电池包的空间利用率,简化了模组结构,进而减轻了整个电池包的重量,也让生产成本降低,预计能下降 20%-30%。

电芯犹如刀片一样插入电池包,“刀片电池”也因此得名。

此外,电芯变长变薄,表面积也随之增大,电芯的散热效率提升,电池包整体散热性更优秀。原本磷酸铁锂电池的热失控表现就优于三元锂电池,如今刀片电池将冷却风道、防爆阀等部件设置在电芯两侧,电芯叠在一起采用竖直排列,在一定程度上增加了电池包的刚度,因此其安全性也得到提升。

话说回来,“刀片电池”一身优点,如果只是改变了形状,为何之前不用?为此,我们首先要分析一下比亚迪为什么要搞出这么个玩意,其实归根到底就是为了降低新能源车的生产成本。众所周知新能源补贴越来越少,而对于纯电动车型来说,电池包能占到整车成本的40%左右,成本压力对于比亚迪这种全产业链造车企业来说越来越大。

比亚迪新能源乘用车在2019年电池成本约为0.85元/Wh,这其中主要是采用三元材料的电池。而换装“刀片”磷酸铁锂电池后可以达到 0.6 元/Wh,如果一台纯电车型电池容量为60kWh,那么每辆车仅在电池一项就能省出1.5万元。这笔钱对于主机厂而言并不是个小数目,而我们在网上阅读相关信息时却很难看到直观的表述,因为成本问题太过敏感,消费者真正关心的是,生产过程中节省出来的钱是否能在自己购车时表现出来,而主机厂的心思可能并不在这里。

“刀片电池”电芯的内部示意图。

其次,之前没有能够运用“刀片电池”还在于其加工难度大,这个问题上可能会涉及一些专业问题。刀片电池的电芯结构比较复杂,可以先简单把电芯看作是一个小“模组”,里面包含有多个极芯,极芯之间再采用串联或者并联的方式连接,当然也可以极端地做成单极芯,不过两种方式难度都不小。如果采用多极芯串联升压,那考虑到内部密封以及极芯间连接精密度,制造工艺的难度较多个短电芯串联要大很多。如果使用单极芯工艺,那对于如此长的极芯而言,加工过程中要考虑极片或卷绕的对齐度、平整度等问题,目此外还要解决电芯排气、循环、辊压、一致性等问题,前对于整个行业来说都不是易事。

最后,之所以选择在现今推出这项技术,也在于对资本市场层面的考量。受补贴退坡的影响,比亚迪新能源汽车在2019年销量并不太理想,加上今年年初的疫情影响,其市场表现受挫严重,作为一家业务覆盖面很广的上市公司,比亚迪的股价是其一大命门(当然,所有上市公司都应该有这方面的顾虑,这一点无可厚非),“刀片电池”从概念预热到现在即将量产,整个过程中的关键节点大多都能拉高比亚迪的股价。同时,除了家用车之外,比亚迪在电动大客车等商用车方面耕耘也很深,长形磷酸铁锂一直都是比亚迪的强项,如今将技术强化,不仅能在后补贴时代增加自身成本优势,还能兼顾商用车市场,很明显“刀片电池”的推出不只是简单的处于技术进步,更多的是源于企业阶段性战略调整。

编辑点评:“刀片电池”的出现解决了很多此前磷酸铁锂电池所遇到的问题,对于行业技术进步有着正向意义,但我们也要清楚地认识到,“刀片电池”并没有实现材料上的突破,只是在结构和工艺上优化创新,磷酸铁锂电池的能量密度瓶颈依然没有得到实质性改变。因此对于这么一个“新事物”我们不要刻意诋毁,也不要过分吹捧,承认比亚迪的努力,也要明确一个概念,那就是作为消费者的我们,能否共享到新技术的成果,取得更多的实惠。

稿件来源: 未知
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