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到底長啥樣?比亞迪“刀片電池”浮出水面

2020-02-17 16:23:18  來源:第一財經

近日,工信部官網公布了最新一批新能源汽車推廣目錄(下稱“目錄”),其中由比亞迪汽車工業有限公司生產的比亞迪牌7009BEV1純電動轎車位列其中,而據第一財經記者多方核實,該款汽車正是首個搭載“刀片電池”的比亞迪漢EV純電動轎車。

此前,在中國電動汽車百人會論壇(2020)期間,比亞迪董事長王傳福透露,比亞迪“漢”將是全球首款搭載“刀片電池”的車型,該車型有望于今年6月上市。

根據目錄顯示,漢EV車型根據配置不同,提供單電機與雙電機兩種續航版本,雙電機版本的最高NEDC工況法續航達605公里,其適用的電池系統能量密度為140Wh/kg,而該數值略低于此前寧德時代發布并于去年投入生產的NCM811(高鎳電池)的最高包體能量密度達到180Wh/kg,也低于LG化學、松下電機等海外主流電池生產商主推產品的最高系統能量密度150~180Wh/kg。

一直以來,比亞迪新能源汽車的動力電池供應自給自足,因此其電池出貨量規模被寧德時代趕超。2018年,寧德時代在電池出貨量是比亞迪的兩倍,目前,兩者差距進一步拉大。由此,“刀片電池”被外界期待成為比亞迪趕超競爭對手的重要利器。

根據比亞迪官方資料及相關專利顯示,所謂刀片電池,事實上是一種比亞迪開發的長度大于0.6m的大電芯,通過陣列的方式排布在一起,就像“刀片”一樣插入到電池包里面的一種電池設計工藝,因此取名為“刀片電池”。王傳福曾透露,新一代“刀片電池”通過將電芯進行扁平化設計,不僅能夠使單位體積能量密度比傳統鐵鋰電池將提升50%,還能夠使整車電池壽命可打8年120萬公里以上,并計劃在未來兩年內規劃單體能量密度提升至180Wh/kg,系統能量密度提升至160Wh/kg,由此下降單位生產成本30%。

“刀片電池”正備受爭議。從目前的能量密度數據來看,刀片電池數值相較于寧德時代等企業主推的“NCM811”電池組與CTP(電芯直接集成到電池包)技術的結合有一定的差異。這是否意味著在業內一度盛傳的“刀片電池”就不如競品?

中關村新型電池技術創新聯盟秘書長于清教向第一財經記者表示,這需要從兩家公司的不同技術方式來考量,目前大多數主流電池廠采用的是“三元鋰電池”,而比亞迪的“刀片電池”則屬于磷酸鐵鋰電池,兩者材料完全不同,其所具有的特征也不同。

于清教稱,從總體來看,磷酸鋰電池在電動車推廣初期使用頻率較高,其具有成本較低、壽命較長等特點,且由于磷酸鋰電池的失控溫度較高,因此材料層面安全性能較高,目前主要用于使用環境較為復雜的商用車上;而三元鋰電池在能量密度方面占據優勢,此外近年來日韓動力電池企業紛紛爭奪中國市場,也導致國內動力電池企業的壓力增大,因此兩種不同技術路線間,為了彌補自身的劣勢的努力也在持續。

根據中國化學與物理電源行業協會的數據顯示,目前國內三元鋰電池電芯報價約在0.9元/Wh左右,磷酸鐵鋰電池則在0.7元/Wh左右,而根據動力電池市場調研機構SNEResearch的數據顯示,LG化學及SKI的每千瓦時方型電池成本相較于中國本土企業的成本所需低10%左右。為此,寧德時代在2019法蘭克福車展上推出CTP(電芯直接集成到電池包)技術,省去了模組組裝環節,目標將能量密度將提升10%~15%,預計成本降低約30%。

汽車行業分析師張強認為,在目前補貼明顯下滑的市場背景下來看,成本自然成為各大車企必須要考慮的話題,可通過降低電池生產成本以及通過提高能量密度及續航里程來增值其產品兩種途徑。根據比亞迪及寧德時代兩家企業給出的目標,都給出了降低30%的成本的目標,而比亞迪的刀片電池的價值在于將搭載磷酸鐵鋰電池的汽車續航里程提升至與三元鋰電池可以競爭的水平,而這主要依賴于通過刀片扁平化的電池組設計,使電池包內塞進更多刀片電池來實現。

對于上述能量密度的爭議,比亞迪銷售公司總經理趙長江在其社交網站發文稱,刀片電池采用的GCTP(電芯到電池包)技術,提高了繼承效率,技術省去了多個軟硬件的流程,因此可以使節省的成本更為樂觀,這也可能導致漢EV的性價比進一步提高。

不過,張強也認為,對于刀片電池來講,除了應當解決能量密度的考驗以外,在產品設計層面及安全層面,都沒有成熟的案例作為參考。另外,目前的磷酸鋰鐵電池的使用溫度范圍較低,例如低溫限值只有零下20度,這也就意味著在北方地區的冬天,這輛車的適用范圍嚴格受到限值,這對于一輛在中國這樣復雜環境運行的汽車來講,是一個缺陷。

此外,廣汽新能源技術中心副部長劉太剛表示,目前無論是寧德時代還是比亞迪,在面對大眾MEB平臺所支撐的LG軟包590模組等外資動力電池企業的壓力較大,尤其是LG化學為代表的590軟包模組技術工藝難度較高,以廣汽新能源推出的Aion LX為例,其搭載的590模組可以使最高系統能量密度達180Wh/kg,模組的高度集成使單位成本有所下降,目前國內動力電池企業還無法完全實現。

劉太剛認為,無論是刀片電池的集成模式,還是寧德時代的CTP,都是模組高度集成的兩種不同技術方式,目前來看,兩種技術路線都需要有一段路要走。

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