騰訊新聞《一線》唐媛
3月29日,比亞迪正式發布「刀片電池」。根據比亞迪董事長王傳福介紹,刀片電池累加了比亞迪在動力電池領域近20年的研發和應用經驗,具有高安全、長續航、長壽命的特點。
弗迪電池有限公司的董事長何龍介紹,比亞迪刀片電池最早的靈感來自動力電池空間利用率的改善。他說,傳統電池包的生產主要分為兩步:由電池組成電池模組,把電池模組排布在託盤上形成電池包。電池模組裡,電池的空間利用率是80%;電池包的空間利用率僅為模組的50%,這導致電池的空間利用率其實只有40%。
在電動汽車的發展過程中,汽車設計師一方面不斷壓縮電磁波的空間,一方面,消費者對汽車的續航裡程提出更高要求。如何解決兩方面的矛盾給汽車製造商帶來一定挑戰。
「影響電池空間利用率的主要因素是模組和梁等支撐架構。」何龍稱,比亞迪採取直接把電池拉長,將電池固定在電池包的邊框上,從而讓電池直接變成結構件,成為支撐電池包的梁。同時,在電池組的上下兩面粘貼高強度的強度板,形成類似蜂窩鋁板的結構使得強度再次升級。
磷酸鐵鋰材料本身有放熱啟動溫度高、放熱慢、產熱少、不釋氧等4大優勢。在安全測試表現中,比亞迪的這款刀片電池在針刺測試、擠壓測試、爐溫測試、過充測試等刀片電池安全測試結果表現優秀,尤其是通過了被稱為阻礙動力電池發展的「珠穆朗瑪」針刺試驗。
根據官方介紹,刀片電池經過比亞迪旗下子品牌重慶弗迪電池有限公司一年多的建設,目前已正式進入量產階段。刀片電池的技術最先應用於比亞迪車系裡相對高端的C級轎車「漢」系列,該車將於2020年6月在深圳投產上市,續航裡程600公裡,0-100公裡加速為3.9秒。除此之外,許多汽車品牌都在與比亞迪探討關於刀片電池技術合作的方案。
安全仍是消費者購買電動汽車的首要考慮因素
中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高在現場連線時表示,電動汽車安全是電動汽車發展的一個重要方面,也是電池汽車先進性的重要體現之一。根據市場調查,電動汽車的安全性也是客戶選擇電動汽車時考慮的一個首要因素。而電池的安全是造成電動汽車安全的一個非常重要的原因。
他說,電動汽車的電池安全,通常被稱為「熱失控」。所謂電池熱失控,是指電池的溫度當升高到一定程度時,就會引發一系列的電池內部的副反應,從而使得電池溫度急劇升高,導致燃燒或噴發等。
歐陽明高分析,刀片電池在針刺試驗中表現優秀,可能是因為兩方面的原因:一方面,刀片電池是一個長條形的電池,所以它的散熱面積比較大;另一方面,刀片電池短路的迴路比較長,產熱的能力相對下降。散熱能力加強的同時產熱變小,所以在針刺試驗中能有好的表現。
根據歐陽明高介紹,電動汽車的發展趨勢主要體現在電子材料和電化學體系方面進行創新、智能化方向的創新以及產品設計與產品工程方面的創新。王傳福表示,未來的電池必須首先具有安全性、長續航與長壽命,同時,減少對稀有金屬的依賴,尤其是鈷金屬和鎳金屬等。
三元電池與磷酸鐵鋰的技術路線之爭重提
「在新能源乘用車領域裡面,許多企業陷入對敘事裡程的攀比之中,這種攀比的壓力會轉嫁到動力電池生產,讓行業對動力電池的能量密度產生非理性的追求。」王傳福表示,正是對電池能量密度不切實際的追求,徹底帶偏了動力電池行業的發展路線,並且讓新能源乘用車的安全口碑付出了極其慘重的代價。
過去幾年,因為電子行業不同企業的技術及品控水平的參差不齊,再加上三元材料本身的特點,電動車的自燃甚至爆燃的事件明顯增多,將高能量密度的三元電池的安全問題暴露無遺。幾年前在乘用車動力電池領域,三元電池和磷酸鐵鋰電池的路線之爭,曾以磷酸鐵鋰電池暫時偃旗息鼓而告一段落。
新能源汽車國家大數據聯盟2019年的8月發布的新能源汽車國家監管平臺大數據安全監管成果報告顯示,2019年5月到7月,新能源汽車國家監管平臺共發現了新能源汽車安全事故79起。從動力電池的種類來看,86%的事故車輛使用的是三元鋰離子電池,7%的事故車輛使用的是磷酸鐵鋰電池。
王傳福說,比亞迪一直堅持的磷酸鐵鋰電池天生安全性高,但能量密度相對較低,從而被能量密度高,天生熱穩定性差的三元電池拋在身後。將部分產能轉向三元電之後,比亞迪也未放棄磷酸鐵鋰電池的研發創新。此次比亞迪發布的刀片電池,即磷酸鐵鋰電池在設計與產品工程方面的創新。