比亞迪刀片電池引爭議:300項核心專利真的存在嗎?

1月11日，比亞迪董事長兼總裁王傳福在中國電動汽車百人會論壇（2020）上發言時表示，比亞迪正在開發新一代磷酸鐵鋰電池――「刀片電池」將會在今年3月量產。IOTednc

據介紹，「刀片電池」擁有300多項核心專利，在體積比能量密度上比傳統鐵電池提升了50%，成本能下降20%-30%，放電倍率將大幅提升，壽命長達8年120萬公裡。IOTednc

對於電動車整體銷量並不樂觀的比亞迪來說，該消息無疑是重大利好，加上王傳福本人的影響力，周一（14日）和周二（15日），比亞迪股價應聲大漲，漲幅達13.55%，市值再上一臺階。IOTednc

但是很快，王傳福的這一番話就引來了質疑，微信公眾號「國際投行研究報告」發表文章，直言300多個核心專利是彌天大謊，誤導投資者，王傳福本人也涉嫌信披違規。IOTednc

該文章也引起了較大反響，有網友認為言之有理，也有人認為這就是一篇抹黑比亞迪的文章。IOTednc

據股吧及電池網消息，針對專利數的質疑，比亞迪回應稱，在刀片電池領域，比亞迪申請專利320多項，其中大部分為發明專利，這些專利優先在國內申請，海外專利也在同步申請中。此外，刀片電池作為公司不斷推出的新產品之一，不適於內幕信息或須履行信息披露義務的重大事件。IOTednc

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刀片電池真的擁有300項核心專利嗎？

大概率沒有。IOTednc

專利，有「基礎專利」和「核心專利」之分。簡單來說，製造某種產品必須使用的技術專利，且無法通過規避設計手段繞開，就是核心專利。IOTednc

如果一個企業的核心專利足夠多，足夠強大，將給企業帶來不小的收入。例如華為，華為曾表示擁有超過20%的5G核心專利，自2015年起，華為獲得了超過14億美元的智慧財產權收入。IOTednc

通過查詢國家知識產權局，我國鐵電池相關專利共有2596條，比亞迪與鐵電池相關的專利有19條，比亞迪並沒有專門的「刀片電池」專利。IOTednc

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另據《中國能源報》 2019年11月1日的報導，截至2018年底，鋰我國在鋰離子電池電芯核心材料全球申請原創國裡排名第二，但缺少核心技術專利也是目前我國動力電池智慧財產權現狀中的一大短板。IOTednc

中國汽車技術研究中心有限公司情報所高級智慧財產權經理呂惠表示，雖然總體來說，我國在專利數量上做得很不錯，但一到最核心的技術點上，中國的排名就整體往後掉。「統計了國際上的專利數量排名後，我們發現，越是動力電池領域內真正具體的核心技術點，我們越是沒有相關專利。」IOTednc

而且我國企業在境外申請相關專利的數量也不多，以比亞迪為例，截至2019年4月，比亞迪共擁有1209件國內鋰離子電池專利，甚至在最近三年中，每年鋰離子電池相關專利申請數量均在百件左右，但比亞迪在其他國家的專利申請卻沒能檢索到。IOTednc

也就是說，至少截至2019年4月，不管是刀片電池還是其他領域，比亞迪在其他國家都沒有專利。IOTednc

值得注意的是，比亞迪回應在上述回應中不再使用「核心專利」的說法，而改用「發明專利」。IOTednc

專利法第二條第二款明確，發明，是指對產品、方法或者其改進所提出的新的技術方案。 也就是說，核心專利一定是發明專利，但是發明專利不一定是核心專利。IOTednc

比亞迪刀片電池所涉及的專利數，可能確實有320項，但是核心專利，恐怕遠沒有這麼多。IOTednc

專為中國人：刀片電池只是商品推銷名

據國際投行研究報告指出，事實上，這個所謂刀片電池並不是字面上理解的一種新型的創新電池，它只是物理改造，比亞迪沒有任何電池革命。IOTednc

刀片電池是個什麼鬼？IOTednc

01、中國國家專利局的查詢只有二有關，而且都和比亞迪無關IOTednc

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02、其實比亞迪申請的是電池包、車輛和儲能裝置IOTednc

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54)發明名稱電池包、車輛和儲能裝置IOTednc

(57)摘要本申請公開了一種電池包、車輛和儲能裝置，所述電池包包括電池陣列及支撐件，所述電池陣列包括若干單體電池，所述單體電池具有第一尺寸，所述第一尺寸為虛擬夾持所述單體電池的兩平行平面的間距的最大值；至少一個單體電池滿足：600mm≤第一尺寸≤2500mm，且支撐在所述支撐件上；與所述第一尺寸對應的所述兩平行平面的法向為Q方向，所述電池包內形成電池放置區，所述電池陣列位於所述電池放置區，所述單體電池沿所述Q方向從所述電池放置區的一側延伸到所述電池放置區的另一側。本申請的電池包，通過多個長單體電池形成電池陣列，提高了電池包的電池容量，同時，採用特定範圍的第一尺寸，可以提高電池包的空間利用率。IOTednc

03、這個專利連PCT都沒有做，意思是只在中國IOTednc

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這些圖一般人看了就有個大概認識IOTednc

1、刀片的來源：IOTednc

以前比亞迪的電池就是一大塊，整合在車子的後備箱裡面，不去說公交車有幾塊電池幾頓重，一般的家轎也起碼有半噸重，所以不管如何車子都是重載了半噸東西在開的。現在呢，做成條形的，根據這個專利說明書，這個電池「至少一個單體電池滿足：600mm≤第一尺寸≤2500mm」。所以呢，比亞迪認為這個東西長的像刀片，所以就叫刀片電池。IOTednc

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2、這個架子放電池組（包）IOTednc

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3、這就是一組電池IOTednc

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4、電池放在車子底下IOTednc

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專利說明書中以鐵電池己做了幾個實施例，實施的比對案例是說明通過空間的優化，比亞迪能在有限的空間放更多的電池，同時散熱性能編好，升溫較慢。這就是比亞迪宣傳的節約成本、提高能量密度的方法。IOTednc

我們可以得出這個電池的基本結論IOTednc

1. 比亞迪並沒有任何電池材料包括正負極等的革命
2. 提高能力密度的方法是通過增加空間增加電池模組
3. 比亞迪鐵電池的最大缺陷，用1-2年衰減的問題並沒有解決。號稱600公裡的電池，1年後可能只能400，2年後300……
4. 更重要的是，從專利到實施一般都是一個漫長的過程，但比亞迪從專利申請到量產只有一年多！！

比亞迪是如何提高能量密度的：體積！

最大程度地利用每一寸空間IOTednc

還是主要要說比亞迪這個提高能量密度的方法。現在業績只有三種方式，第一種是增大電池，特斯拉就是這樣的，電池大了動力肯定大應該比較容易理解。第二種是改變電池的化學反應方式，用不同的正負極等，高鎳電池等都是。而第三種方式實際是沒改變電池任何東西，就是重新設計電池包，把大電池搞成串，節約空間，多放電池，自然就是了，比亞迪就是這種方式。IOTednc

所以，比亞迪並沒有重新發明鐵電池，只是重新設計了外觀和電池包。IOTednc

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什麼是能量密度IOTednc

下面的資料來源於寧德時代新能源：IOTednc

能量密度(Energy density)是指在單位一定的空間或質量物質中儲存能量的大小。電池的能量密度也就是電池平均單位體積或質量所釋放出的電能。電池的能量密度一般分重量能量密度和體積能量密度兩個維度。IOTednc

電池重量能量密度=電池容量×放電平臺/重量，基本單位為Wh/kg(瓦時/千克)。IOTednc

電池體積能量密度=電池容量×放電平臺/體積，基本單位為Wh/L(瓦時/升)。IOTednc

電池的能量密度越大，單位體積、或重量內存儲的電量越多。IOTednc

什麼是單體能量密度IOTednc

電池的能量密度常常指向兩個不同的概念，一個是單體電芯的能量密度，一個是電池系統的能量密度。IOTednc

電芯是一個電池系統的最小單元。M個電芯組成一個模組，N個模組組成一個電池包，這是車用動力電池的基本結構。IOTednc

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單體電芯能量密度，顧名思義是單個電芯級別的能量密度。IOTednc

根據《中國製造2025》明確了動力電池的發展規劃：2020年，電池能量密度達到300Wh/kg；2025年，電池能量密度達到400Wh/kg；2030年，電池能量密度達到500Wh/kg。這裡指的就是單個電芯級別的能量密度。IOTednc

什麼是系統能量密度IOTednc

系統能量密度是指單體組合完成後的整個電池系統的電量比整個電池系統的重量或體積。因為電池系統內部包含電池管理系統，熱管理系統，高低壓迴路等佔據了電池系統的部分重量和內部空間，因此電池系統的能量密度都比單體能量密度低。IOTednc

系統能量密度=電池系統電量/電池系統重量OR電池系統體積IOTednc

什麼限制了電池的能量密度IOTednc

究竟是什麼限制了鋰電池的能量密度？電池背後的化學體系是主要原因難逃其咎。IOTednc

一般而言，鋰電池的四個部分非常關鍵：正極，負極，電解質，膈膜。正負極是發生化學反應的地方，相當於任督二脈，重要地位可見一斑。IOTednc

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方殼電芯結構圖IOTednc

我們都知道以三元鋰為正極的電池包系統能量密度要高於以磷酸鐵鋰為正極的電池包系統。這是為什麼呢？IOTednc

現有的鋰離子電池負極材料多以石墨為主，石墨的理論克容量372mAh/g。正極材料磷酸鐵鋰理論克容量只有160mAh/g，而三元材料鎳鈷錳（NCM）約為200mAh/g。IOTednc

根據木桶理論，水位的高低決定於木桶最短處，鋰離子電池的能量密度下限取決於正極材料。IOTednc

磷酸鐵鋰的電壓平臺是3.2V，三元的這一指標則是3.7V，兩相比較，能量密度高下立分：16%的差額。IOTednc

當然，除了化學體系，生產工藝水平如壓實密度、箔材厚度等，也會影響能量密度。一般來說，壓實密度越大，在有限空間內，電池的容量就越高，所以主材的壓實密度也被看做電池能量密度的參考指標之一。IOTednc

如果你能堅持每行讀下來一直讀到這裡。恭喜，你對電池的理解已經上了一次。IOTednc

如何提高能量密度IOTednc

新材料體系的採用、鋰電池結構的精調、製造能力的提升是研發工程師「長袖善舞」的三塊舞臺。下面，我們會從單體和系統兩個維度進行講解。IOTednc

1.增大電池尺寸IOTednc

電池廠家可以通過增大原來電池尺寸來達到電量擴容的效果。我們最熟悉的例子莫過於：率先使用松下18650電池的知名電動車企特斯拉將換裝新款21700電池。IOTednc

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但是電芯「變胖」或者「長個」只是治標，並不治本。釜底抽薪的辦法，是從構成電池單元的正負極材料以及電解液成分中，找到提高能量密度的關鍵技術。IOTednc

2.化學體系變革IOTednc

前面提到，電池的能量密度受制於由電池的正負極。由於目前負極材料的能量密度遠大於正極，所以提高能量密度就要不斷升級正極材料。IOTednc

高鎳正極IOTednc

三元材料通指鎳鈷錳酸鋰氧化物大家族，我們可以通過改變鎳、鈷、錳這三種元素的比例來改變電池的性能。IOTednc

在圖中幾種典型三元材料中可以看出，鎳的佔比越來越高，鈷的佔比越來越低。鎳的含量越高，意味著電芯的比容量就越高。另外，由於鈷資源稀缺，提高鎳的比例，將降低的降低鈷的使用量。IOTednc

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矽基負極材料的比容量可以達到4200mAh/g，遠高於石墨負極理論比容量的372mAh/g，因此成為石墨負極的有力替代者。IOTednc

目前，用矽碳複合材料來提升電池能量密度的方式，已是業界公認的鋰離子電池負極材料發展方向之一。特斯拉發布的Model3(參數|圖片)就採用了矽碳負極。IOTednc

在未來，如果想要百尺竿頭更進一步——突破單體電芯350Wh/kg的關口，業內同行們可能需要著眼於鋰金屬負極型的電池體系，不過這也意味著整個電池製作工藝的更迭與精進。IOTednc

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鋰離子電池電池體系的高能化發展趨勢IOTednc

3.系統能量密度：提升電池包的成組效率IOTednc

電池包的成組考驗的是電池「攻城獅「們對單體電芯和模組排兵布陣的能力，需要以安全性為前提，最大程度地利用每一寸空間。IOTednc

電池包的「瘦身」主要有以下幾種方式。IOTednc

1. 優化排布結構：從外形尺寸方面，可以優化系統內部的布置，讓電池包內部零部件排布更加緊湊高效
2. 拓撲優化：我們通過仿真計算在確保剛強度及結構可靠性的前提下，實現減重設計。通過該技術，可以實現拓撲優化和形貌優化最終幫助實現電池箱體輕量化。我們可以選擇低密度材料，如電池包上蓋已經從傳統的鈑金上蓋逐步轉變為複合材料上蓋，可以減重約35%。針對電池包下箱體，已經從傳統的鈑金方案逐步轉變為鋁型材的方案，減重量約40%，輕量化效果明顯。
3. 整車一體化設計：整車一體化設計與整車結構設計通盤考慮，儘可能共享、共用結構件，例如防碰撞設計，實現極致的輕量化

針對質疑，比亞迪計劃在3月將舉辦技術解析會

針對國際投行研究報告「這300項核心專利是比亞迪撒謊」這一質疑，比亞迪方面不僅發出了上述回應。IOTednc

比亞迪方面表示，刀片電池的能量密度提升不僅來自電芯的尺寸和pack的優化，更有電芯及內部的設計及生產工藝的革新，並稱計劃在3月將舉辦技術解析會，將會對刀片電池技術進行詳細的介紹。IOTednc

（綜合整理自同花順財經、新浪財經、國際投行研究報告：責編：Demi Xia）IOTednc