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比亚迪祭出"刀片电池",它究竟突破了什么?

2022-11-03 18:12:39 575

摘要:核心技术的积累,让比亚迪十几年来在国内新能源汽车市场一路领先。进入后补贴时代,技术狂人王传福再度带领比亚迪攻占新技术高地,他近日在百人会论坛透露,比亚迪自主研发的“刀片电池”今年3月将在重庆工厂首次量产,6月上市的比亚迪汉将率先搭载,这标志...

核心技术的积累,让比亚迪十几年来在国内新能源汽车市场一路领先。

进入后补贴时代,技术狂人王传福再度带领比亚迪攻占新技术高地,他近日在百人会论坛透露,比亚迪自主研发的“刀片电池”今年3月将在重庆工厂首次量产,6月上市的比亚迪汉将率先搭载,这标志着比亚迪从未放弃过磷酸铁锂电池技术,并显示出在这条赛道上志在必得的信心。

“刀片”有多锋利?

王传福所说的“刀片电池”,被中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高评价为去年电池企业在电池包系统比能量方面最漂亮的技术创新。

刀片电池被比亚迪称为“超级铁锂电池”,之所以取名“刀片”,是因为这款电池的外形与传统方形电池相比,整个电池就像一个扁平的长条刀片。国家知识产权局比亚迪专利显示,“刀片电池”长度最长可以达到2500mm,是传统普通磷酸铁锂电池的10倍以上,极大的提升电芯的成组效率,并且是可以基于不同需求调节尺寸的一系列电芯。

比亚迪刀片电芯形状示意图(来源:国家知识产权局)

刀片电池的体积比能量密度比传统磷酸铁锂电池提升了50%,根据专利,“刀片电池”技术PACK体积能量密度超过330Wh/L,较原有电池系统可提升30%以上。

通过节省物料、人工费用等,电池包成本有望降低30%。放电倍率也随之大幅提升,寿命长达8年120万公里,能达到最高600公里的续航里程,由于“刀片电池”比传统方形电池更薄,因此散热效果更好。

欧阳明高院士表示,“刀片电池采用两侧接线并用作冷却风道,各种东西放到两侧,中间就不放别的了,一片一片叠起来的刚度、强度非常好,还可以做结构件,这是很重要的创新。刀片电池技术可有效缓解以前磷酸铁锂电池体积比能量的短板。一台A0级车型的体积可以装到将近60kWh,基本上可以解决续航里程问题。”

光大证券分析称,“刀片电池”是从车辆、电池包、电芯整体层面开发的新的解决方案,结构改进的效果非常明显,从数据结果分析,或许也存在改进电芯内部材料的可能性。

磷酸铁锂的春天来了?

2019年多起新能源汽车自燃事件频发,如何保障新能源汽车的安全成为业内关注的焦点。

在原来的高补贴时代,高能量密度和高续航里程是核心指标,越来越多的车企采用镍成分比例较高的三元锂电池,从“532”到“622”,再到“811”,维持电池稳定性的钴锰成分仅占约20%,续航里程确实大幅提高,但电池安全性风险也在增大。

在刚刚结束的百人会电动汽车先进安全技术分论坛上,中国工程院院士、北京理工大学教授孙逢春表示,目前乘用车是新能源汽车推广的主力,2019年比2018年增长了8.5%,乘用车接入到国家平台的总量也超过了78%。但同时乘用车安全事故占比较高,达到57%。在充满电之后静止状态是着火事故主要构成原因。车辆燃烧的事故大多发生在高SOC状态,其中在85%以上事故率占比达到57%,SOC为100%的占比是14%。三元锂电池事故率占比最高,达到89%。

单从电池热稳定性来看,三元锂电池热失控温度低于300℃,对电池管理系统要求非常高,需要防过热保护装置和电池管理系统来保护电池安全。而磷酸铁锂电池热失控温度普遍在500-600℃,其内部化学成分才开始分解。因此在当前最受重视的安全性方面,磷酸铁锂电池更胜一筹。

王传福在百人会论坛上指出,“要加强行业安全标准体系建设,涉及安全的动力电池,需要做得更谨慎一些。”

2019年比亚迪磷酸铁锂电池出货量下降37%,中信证券预计,2020年以后“刀片电池”技术将带动铁锂回暖,比亚迪磷酸铁锂电池的装机量将明显提升。

新能源汽车产业的竞争,在经历了几年喧嚣后,现在再次回归到靠技术和产品比拼的基本逻辑。

作为全国最大的磷酸铁锂电池出货商,比亚迪具有很大的市场规模效应和成本优势。技术创新推动磷酸铁锂电池的体积能量密度大幅提升,三元锂电池一家独大的竞争格局也有望被打破。

跨过成本这道坎

后补贴时代,新能源汽车企业需要调整产品结构、降低成本,以应对2020年结束后补贴完全退出的市场化竞争。

欧阳明高认为,2019年中国动力电池系统成本降低到约0.6元-1元/Wh,今后5年电池成本仍有下降空间,三元锂电池2025年前预计降到0.7元/Wh,磷酸铁锂也还有下降空间,但同时需要强调电池回收利用价值亟待挖掘,这方面磷酸铁锂电池的成本优势非常明显。

磷酸铁锂电池不含贵金属,生产正极材料的主要原材料氧化铁和碳酸锂国内储量丰富。如果新能源汽车市场需求扩大,上游材料在规模效应推动下,成本也将直线下降,占据磷酸铁锂电池成本超过30%的正极材料价格的下降,将促使磷酸铁锂电池价格迅速下降。

随着“刀片电池”研发的推进,有望大幅降低比亚迪电池系统的成本。据中信证券研报测算,假设2020年比亚迪动力电池出货15GWh,以“刀片电池”替换比例做情景假设,假设替换比例分别为100%/50%/25%/0%,经过测算,刀片电池替换将给比亚迪分别节省25.5/12.8/6.4/0亿成本。

2019年比亚迪新能源乘用车电池包平均成本为0.85元/Wh,替换成磷酸铁锂刀片电池后,成本有望下降30%,预计成本将下降至0.6元/Wh。作为当下的平均水平,一辆纯电动乘用车用电池容量约为60kWh,如果替换成“刀片电池”,单车电池成本将会下降1.5万元左右,从而直接体现在车辆售价上。  

国外很多厂家对比亚迪的“刀片电池”技术非常感兴趣,而在1月15日的北汽新能源十周年新闻发布会上,北汽新能源总经理马仿列透露,“我们和比亚迪的电池合作正在探讨和评估中。”

尽管比亚迪没有公开表示“刀片电池”是否会外供,但是众多车企同行貌似已经开始望眼欲穿了。

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