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“刀片电池”的虚与实

时间:2022-11-03 18:21:22 | 浏览:245

在中文的语境下,刀有着独特的文化意涵。 历朝历代都有关于刀的记述。十六国时期,赫连勃勃大王夯土为城,并铸百炼钢刀大夏龙雀,以此作为权力的象征。在罗贯中笔下,关云长提一柄青龙偃月刀斩颜良诛文丑,过五关斩六将,将义薄云天发挥到了极致。 到了近现

在中文的语境下,刀有着独特的文化意涵。

历朝历代都有关于刀的记述。十六国时期,赫连勃勃大王夯土为城,并铸百炼钢刀大夏龙雀,以此作为权力的象征。在罗贯中笔下,关云长提一柄青龙偃月刀斩颜良诛文丑,过五关斩六将,将义薄云天发挥到了极致。

到了近现代,五花八门的刀组成了一个文化IP,活跃在各种影视作品中。在古龙笔下,潇洒浪子李寻欢使一把飞刀,小李飞刀、例不虚发,以此绝技位列百晓生兵器谱第三。在周星驰的电影中,则上演了杀猪刀大战金枪客的经典一幕。

在汽车圈中,深耕动力电池行业多年的比亚迪也使用了这一文化IP。3月29日,比亚迪举办了一场名为“刀片电池-出鞘·安天下”的发布会。发布会上,备受关注的“刀片电池”正式亮相。比亚迪祭出的这把刀能像小李飞刀那样刀刀见血吗?还是仅仅虚晃一刀?

“刀片电池”的真相

何为“刀片电池”?早在2019年的比亚迪业界交流会上,比亚迪掌门人王传福就提出过“超级磷酸铁锂电池”的概念,近日发布的“刀片电池”正是“超级磷酸铁锂电池”落地的产品。因此,“刀片电池”可以被视为改进版的磷酸铁锂电池。

刀片电池的诞生最早可以追溯到电池包空间利用率的概念。一般来说,传统电池包的生产可以分成两个步骤。

第一步由电池组成电池模组,在此过程中,电池模组内电池的空间利用率只有80%,其他都是模组的结构件。

第二部把若干电池模组排布在托盘上组成电池包,在此过程中,由于要承载几百公斤的模组,所以需要在模组之间布置许多横梁来保证整个电池包的强度,再加上其他的结构件,使电池模组在电池包里边的利用率仅为50%。因此,在整个电池包中,实际只有约40%的空间被用来放置电池。

刀片电池的思路提升电池包的空间利用率,以此在相同体积的电池包内装入尽可能多的电池。

在此思路的指引下,比亚迪想到了直接把电池进行拉长,将其直接固定在电池包的边框上,让电池本身也变成结构件,成为支撑电池包的横梁,这样既解决了固定的问题,也解决了强度的问题。

这一方案使电池包的空间利用率达到60%以上,体积比能量密度也由此前的251Wh/L提升到了332Wh/L,满足了市场对于能量密度的需求。

此外,由于采用磷酸铁锂作为正极材料,刀片电池还具有高安全性以及长循环寿命等优点。因此比亚迪将其称之为“业界颠覆性的技术”,并夸下海口称“刀片电池将引领全球动力电池重回正道,将“自燃”从新能源汽车的字典里彻底抹掉”。

但严格来讲,比亚迪的刀片电池不能被称为技术突破,而只能被冠以工程创新之名,因为它依然没有从正极材料上解决能量密度与安全性二律背反的矛盾。

刀片电池与三元电池孰优孰劣?

在乘用车动力电池领域,一直存在着磷酸铁锂电池和三元锂电池的技术路线之争。第一轮的较量中,磷酸铁锂电池因能量密度缺陷而落败。此次比亚迪携“刀片电池”卷土重来,刀锋直指三元锂电池。

作为“超级磷酸铁锂电池”概念的落地产品,“刀片电池”补足能量密度缺陷的同时,保持了在高安全性和长循环寿命方面的优势。乍看上去,刀片电池对三元锂电池形成了压倒式的优势,但事实果真如此吗?

让我们从三元锂电池说起。众所周知,三元锂电池根据正极材料的不同可分为镍钴铝、镍钴锰电池两大类。其中,根据镍钴锰含量的不同,镍钴锰三元锂电池又可分为532、622、811三种。

镍含量的越高,电池的能量密度越大,但电池的稳定性越差;锰的含量越高,电池的稳定性越高,但能量密度越差。所以我们能够看到,目前续航排名靠前的国产电动车基本上都采用镍钴锰811电池。

相比三元锂电池,传统的磷酸铁锂电池拥有低能量密度、高安全性的特点。因此,在自燃事故中,磷酸铁锂电动车的占比要远远小于三元锂电动车。新能源汽车国家大数据联盟公布的数据显示,2019年5月到7月,共发生新能源汽车安全事故79起。其中80%的事故车辆使用的是三元锂电池,7%的事故车辆使用的是磷酸铁锂电池。

令竞争对手坐卧不安的是,这一次比亚迪的“刀片电池”不仅保持了磷酸铁锂电池在安全性方面的优势,还大幅拉低了双方在能量密度上的差距,并捎带手降低了电池的制造成本。这些变化乍看上去着实令人汗颜,但三元锂电池真的没机会了吗?

答案或许是否定的。如上文所言,在第一轮的较量中,以磷酸铁锂的失败而告一段落。比亚迪将磷酸铁锂电池进行工程创新后,对三元锂电池发起了第二轮挑战,然而此时三元锂电池阵营还没有对手接招怎么就能轻言“颠覆”呢?

特斯拉电池技术疑云

种种迹象表明,大洋彼岸的特斯拉正在摩拳擦掌,准备与比亚迪一较高下。2019年,特斯拉先后收购了两家电池相关的企业,分别是Maxwell和Hibar Systems,前者拥有干电池技术,后者具备完整的“高速锂离子电池制造系统”。

今年2月,又有媒体爆出,特斯拉可能已经收购了一家锂离子电池专业公司——SilLion Inc。SilLion是一家小型公司,专门研究商用圆柱电池的电池高负荷硅阳极和电极技术。

因此,有业内人士认为特斯拉将继续保持高镍电池技术路线,通过Maxwell的干电极技术和SiILion公司提出的离子液体+高镍NCM的高能电池技术,以及改善电解液添加剂作为技术手段,最终达到无钴电池的目的。

Maxwell此前表示,干电极相比湿电极可以将成本降低20%。同时在干燥设备投入,厂房占地面积上,也会获得收益。在使用寿命方面,Maxwell表示其电池技术在将近1500次循环后可保持近90%的容量保持力。

此外,Maxwell还声称,其电极在当前的演示电池中能实现超过300 Wh / kg的能量密度,并且他们看到了通往500Wh/kg以上的道路。与传统的浆料浇铸湿法涂覆电极不同,Maxwell的DBE具有显着的高负载能力,并能生产出厚的电极,可用于高能量密度的电池,而不会影响物理性能和电化学性能。

这似乎意味着特斯拉的电池能够在确保高安全性和长循环寿命的前提下,进一步提升能量密度。但事实究竟能否如人们预料的那样?这还需要即将在四月份举办的特斯拉电池技术日给出答案,但毫无疑问,特斯拉将会在这场发布会上打出一记重拳,届时无论是刀片电池还是三元电池的从业人员都将屏息以待。

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