刀片电池——磷酸铁锂翻身之作
时间:2020-03-31 08:33来源:电动公会 作者:金不换
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今年初，比亚迪董事长王传福在中国电动汽车百人会论坛上对外透露，比亚迪研制的全新“秘密武器”——“刀片电池”即将面世，引发热议。
2月，特斯拉宣布将采购宁德时代无钴电池，而该无钴电池是宁德时代最新研发的磷酸铁锂CTP电池，与比亚迪的刀片电池属同一种技术。
两大巨头几乎同时打出磷酸铁锂的招牌，让磷酸铁锂电池复兴呼声一路高涨。一时间，磷酸铁锂相关企业股票纷纷涨停，反之钴业公司则全线大跌。
3月29日，比亚迪“刀片电池”正式发布，再次引起业界轰动。
刀片电池备受关注的原因有三：
1.单位体积能量密度提升。通过结构设计，刀片电池提升动力电池空间利用率50%，也就意味着续航里程有望提升50%。
2.安全优势明显。其实主要是散热好，因为它做得更薄，并且可以让电池更多的表面积接触冷却液或热交换器，借鉴了蜂窝铝板的结构设计优势，在电池堆上还有电池板，使电池更加安全。
3.成本降低。由于刀片是铁锂电池，造价要低于三元锂，刀片电池的单位体积能量密度可以直接拉平与三元锂的能量密度差距，甚至反超。
以上三大主要优势，再加上比亚迪的质保政策，让信心爆棚的王传福在发布会上放出豪言：
刀片电池将改变新能源汽车行业对三元锂电池的依赖。
王传福认为，近几年行业对电池能量密度不切实际的追求，彻底带偏了动力电池发展路线，并且让新能源乘用车的安全口碑付出了极其惨痛的代价。
2019年的8月，新能源汽车国家大数据联盟发布了《新能源汽车国家监管平台大数据安全监管成果报告》。报告中指出，从2019年5月到7月，新能源汽车国家监管平台共发现了新能源汽车安全事故79起。
其中，从动力电池的种类来看86%的事故车辆使用的是三元锂离子电池，7%的事故车辆使用的是磷酸铁锂电池。而在已查明着火原因当中的车辆中58%的车辆起火源于电池问题。
比亚迪一直希望将动力电池的发展“引回正道”，刀片电池的发布就是要纠偏。在王传福看来，刀片电池最大的特点就是安全。
对电动汽车电池的安全衡量一般称为“电池热失控”。当电池温度升高到一定程度，会引发电池内部一系列反应，温度急剧升高会引发电池爆炸等事故。
为了证明刀片电池强大的安全性，比亚迪在发布会上还播放了一段用鸡蛋来直观展现电池内部温度的“针刺试验”视频。
所谓的针刺试验，就是模拟锂离子电池内部短路、导致热失控、进而爆炸起火的试验方法。
比亚迪集团副总裁、弗迪电池董事长何龙解释称，蛋白质凝固点的温度大概是60度，我们用鸡蛋配合针刺测试，让大家更形象地从视觉上看出来不同电池在针刺后表面温度的变化。
视频显示，针刺测试结果为：三元锂电池：爆燃；磷酸铁锂电池：无明火，有烟，表面温度400度；比亚迪刀片电池：无明火，无烟，表面温度60度。
显然，刀片电池针刺后内部短路没有触发其热失控，试验中的鸡蛋蛋清和蛋黄还是分离挺好，蛋白质没有发生凝固，表面温度非常稳定。
中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高在看过该“针刺试验”后，也肯定了刀片电池的安全性优势：
“刀片电池在针刺实验中表现非常优异，长条电池的散热面积很大，针刺短路的回路比较长，产热能力下降，因此对电池热失控的影响更小。”
不过，虽然电池的“针刺实验”是电动汽车动力电池产品开发、性能检验重要的手段，但这一测试也比较难通过，目前并不是国家强制测验。
据了解，目前正处于报批公示阶段的强制性国家标准《电动汽车用动力蓄电池安全要求》将针刺试验取消，原因是IEC等国际标准没有发现针刺试验，以及由于针刺试验与实际失效模式不相符，所以在工信部发布的新能源汽车准入管理规定（39号令）中针刺为暂不执行项目。
国家强制标准没有要求该测试，比亚迪为何非要做？
在王传福看来，比亚迪和别的品牌不一样，既做电池又做整车，安全是生存之本。他甚至喊出：
“我们要把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。”
不过，也有业内人对刀片电池提出质疑。
动力电池专家吴辉指出，刀片电池不是从材料上的突破，只是从电池结构设计上创新，可能会提高电池包之后的效率，比如提高电池包体积能量密度和质量能量密度，但对单体能量密度提高没有太大意义。
从能量密度上看，三元锂电池还是高于磷酸铁锂电池，磷酸铁锂电池发展到一定程度，能量密度的天花板还是难以突破。
此外，从理论上来说，磷酸铁锂先天具有非常好的热稳定性，安全性上要比三元锂电池高，但磷酸铁锂电池也发生过起火的情况，至于是否安全，这还与生产工艺、品控等密切相关。
由于锂电池本身的化学特性，绝对安全其实是不存在的，但通过材料改进、结构创新等方式，将自燃概率不断压缩却可以做到，这或许就是“刀片电池”的意义
目前，动力电池路线呈现多元化发展，无法判断磷酸铁锂电池是否会在电动汽车中重新占主导地位。不过，刀片电池的结构设计可以让磷酸铁锂电池在新能源汽车中得到更广泛的应用。
近年来，新能源乘用车逐渐更倾向采用三元锂电池，特斯拉、蔚来等风头正劲的电动车企采取三元锂电池，一些传统车企闯入新能源汽车领域时也纷纷站队三元锂电池。
而宁德时代几乎将国内外主流的车企的订单都抓在手上，以磷酸铁锂路线为主的比亚迪仅有奔驰、丰田及长安汽车等几个合作伙伴。
刀片电池的推出，或许能够改变这种现状，比亚迪副董事长何龙也在发布会上信心满满的说：
“今天，几乎你能想到的所有汽车品牌，都在和我们探讨基于刀片电池技术的合作方案。”
当然，比亚迪这个“秘密武器”到底能不能扛起复兴磷酸铁锂的大旗，还是需要实践来证明。截至目前，真正规划使用“刀片电池”的，仅有将于今年6月份推出的比亚迪汉纯电车型，而其他车型暂无规划。
刀片电池是骡子是马，还要等待市场进一步检验。
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