隨著新能源汽車市場越來越成熟,,以及以往鼓勵高能量密度動力電池的補貼政策即將退出,,如今,中國新能源汽車動力電池的市場格局正在悄然發(fā)生變化,。 種種跡象表明,,三元鋰電池盡管仍是新能源乘用車動力電池的主要技術路線,但磷酸鐵鋰電池的回潮趨勢正鋪面而來,。 主機廠中,,大眾汽車計劃收購以磷酸鐵鋰電池為主要業(yè)務的國軒高科的股權、特斯拉將采用無鈷電池(磷酸鐵鋰是選項之一),;電池供應商方面,,寧德時代推出CTP電池技術,有些品牌的純電動車即將搭載由磷酸鐵鋰電芯集成的CTP電池包,。在產品方面,,包括奇瑞新能源、長城歐拉,、新寶駿等品牌將推出搭載磷酸鐵鋰電池的純電動車,。 顯然,磷酸鐵鋰電池的回潮在所難免,。3月29日,,比亞迪發(fā)布了業(yè)界期待已久的“刀片電池”,并獲得行業(yè)頂級專家的認可,。 “刀片電池”特殊的設計和結構能讓磷酸鐵鋰電池進一步揚長避短,,為比亞迪重塑動力電池市場格局增添砝碼,。作為全球最大的磷酸鐵鋰電池供應商,比亞迪借“刀片電池”正式拉開了反攻的序幕,。 “刀片電池”捍衛(wèi)安全底線 相比三元鋰電池來說,,以磷酸鐵鋰材料為正極的“刀片電池”最大的優(yōu)勢就是安全性能。比亞迪集團董事長兼總裁王傳福在發(fā)布會現(xiàn)場放出豪言——“刀片電池”將把“自燃”這個詞從新能源汽車的字典里徹底抹掉,。 盡管搭載磷酸鐵鋰電池的電動汽車也出現(xiàn)過自燃,,但比例遠遠低于三元鋰電池。 新能源汽車國家大數(shù)據聯(lián)盟2019年8月發(fā)布的《新能源汽車國家監(jiān)管平臺大數(shù)據安全監(jiān)管成果報告》顯示,,2019年5-7月,,新能源汽車國家監(jiān)管平臺共發(fā)現(xiàn)了79起新能源汽車安全事故,已查明原因的著火事故中,,58%的車輛起火源于電池問題,,而其中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,。 從動力電池不同正極材料的電化學性能來看,磷酸鐵鋰材料的熱穩(wěn)定性優(yōu)于三元鋰材料,,因此引發(fā)電池熱失控的風險較小,,熱失控是導致動力電池燃燒、爆炸繼而引發(fā)整車安全事故的主要因素,。而“刀片電池”特殊的形狀和結構設計進一步提升了磷酸鐵鋰電池的安全性能,。 比亞迪現(xiàn)場展示的一段“針刺實驗”的視頻充分展示了這一點。 “針刺測試”是業(yè)界公認的最嚴苛的電池安全檢測項目,,模擬的是電池被貫穿導致內短路這種極度危險情況下的整車安全,。 視頻顯示,在同樣測試條件下,,三元鋰電池在針刺瞬間出現(xiàn)劇烈溫升,,表面溫度迅速超過500℃并發(fā)生劇烈爆燃;傳統(tǒng)磷酸鐵鋰塊狀電池無明火,、有煙,,表面溫度達到200℃-400℃;“刀片電池”在被鋼針穿透后無明火,、無煙,,電池表面溫度只有30℃-60℃左右。 中國科學院院士,、新能源汽車領域頂級專家歐陽明高表示,,“刀片電池” 散熱面積大(單個電芯最長達到2.5m,也更?。?,短路的回路比較長,,產熱能力會相對下降。在產熱下降同時散熱面積大,,所以在“針刺實驗”中表現(xiàn)優(yōu)異,。 除了 “針刺測試”以外,在擠壓測試中,,刀片電池發(fā)生形變后也相對穩(wěn)定,,即使斷裂后仍沒有起火。在爐溫測試中,,將“刀片電池”從常溫加熱到300度時仍沒有起火,。在過充測試中,“刀片電池”過充260%后也沒有起火,。 不過,,對于“刀片電池”的安全問題,行業(yè)內也有疑問,,比如電芯又長又薄,,強度可能不夠,從而增加單個電芯和整個電池包的形變風險,。 對此,,比亞迪集團副總裁兼弗迪電池董事長何龍表示,“刀片電池”包擁有超級強度,。每一片“刀片電池”都既是能量體又是結構體,,每片電池都是一個結構件。傳統(tǒng)電池包內部有4-5根梁,,而“刀片電池”包里面的100個電池就相當于100個梁,,再加上電池堆上下兩面粘貼了兩塊高強度的蜂窩鋁板,進一步增加了電池包的強度,。 兼顧高能量密度和長續(xù)航 除了高安全性能以外,,“刀片電池”也彌補了傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池能量密度不足的短板,尤其是體積比能量密度,,已經接近811三元鋰電池的水平,。 傳統(tǒng)的電池包構成是先將電芯組成模組,再將模組排布在托盤上,,通過一些結構件固定和連接,,最終組成電池包。模組內部也有結構件,,電池空間利用率只有80%,。從模組到電池包,空間利用率只有50%,總體來說整個電池包的空間利用率只有40%,。 對于“刀片電池”包來說,,每一片電池都既是能量體也是結構件,相當于電池包內部的梁,,解決了固定問題和結構問題,,電池包空間利用率達到60%,空間利用率提升了50%,。 由于空間利用率提升,,相同體積的“刀片電池”包內可以布置更多容量的電芯,從而增加電動汽車的載電量,,提高車輛續(xù)航里程,。以比亞迪漢EV為例,單次充電后NEDC綜合工況續(xù)航里程達到605公里,,已經與目前搭載三元鋰電池的純電動汽車的續(xù)航上限不相上下,。 另外,“刀片電池”擁有超長循環(huán)壽命,,循環(huán)充放電次數(shù)可以達到3000次以上,,相當于超過120萬公里的行駛里程。 “刀片電池”能奪回新能源乘用車市場嗎,? 歐陽明高認為,,“刀片電池”在安全性、體積比能量密度和成本方面都有優(yōu)勢,。那么,“刀片電池”能夠逆轉目前三元鋰電池主導新能源乘用車市場的競爭格局嗎,? 中國汽車動力電池產業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟的數(shù)據顯示,,2018年,中國動力電池總裝車量為56.9 GWh,,三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池分別占58.1%和39%,。2019年,三元鋰電池的市場份額提升至65.2%,,磷酸鐵鋰電池降至32.5%,。 2020年1-2月,三元鋰電池裝車量進一步提升至72.1%,,磷酸鐵鋰電池裝車量則降至27.4%,。 雖然磷酸鐵鋰的市場份額不斷下滑,但事情正在起變化,。從產量來看,,今年1-2月中國動力電池總產量為1.7GWh,其中,三元鋰電池產量0.8GWh,,占比47.9%,;而磷酸鐵鋰電池產量0.9GWh,占比51.6%,。后者產量已經超過前者,。 EV世紀認為,過去兩年磷酸鐵鋰電池的裝車量之所以連續(xù)下滑主要是因為補貼政策以電池能量密度為主要標準,,不斷推高能量密度占優(yōu)勢的三元鋰電池的市場份額,。另外,磷酸鐵鋰電池主要搭載商用車,,市場空間較小,。在新能源乘用車市場,主要配套A級以下的小型或者微型車,,而這兩個級別車型的市場也處于萎縮狀態(tài),。 而隨著“刀片電池”的誕生,磷酸鐵鋰電池能量密度低,、整車續(xù)航短的局面將得到根本扭轉,。不僅是小微型純電動車,即使是更加主流的A級轎車或者緊湊型SUV等車型,,甚至是比亞迪漢EV這樣的C級車搭載“刀片電池”后續(xù)航里程也能滿足用戶需求,。 再加上高安全性能和成本優(yōu)勢,“刀片電池”完全可以從三元鋰電池手中奪回屬于自己的市場份額,,重塑動力電池市場的競爭格局,。 總結: 王傳福認為,過去幾年對動力電池能量密度不切實際的追求,,帶偏了新能源汽車的發(fā)展路線,,新能源乘用車安全口碑付出了慘重代價。而“刀片電池”要將動力電池發(fā)展引回正道,。這一點直擊電動汽車安全這個用戶最大的痛點,。 從技術特點和優(yōu)勢來看,“刀片電池”毫無疑問對其他汽車廠家具有吸引力,。根據目前的公開信息,,比亞迪動力電池已經獲得東風、豐田,、奔馳等外部客戶,,不久前獲得了初創(chuàng)電動汽車公司——理想汽車的訂單。 而弗迪電池等5家新成立不久的弗迪公司將擁有更多自主權,,從而加速推動比亞迪動力電池業(yè)務的獨立,。據了解,,弗迪電池重慶工廠年產能將達到20GWh。 在3月29日的發(fā)布會上,,比亞迪集團副總裁兼弗迪電池董事長何龍表示“幾乎你能想到的所有汽車品牌,,都在和我們探討基于‘刀片電池’技術的合作方案”??梢姟暗镀姵亍钡氖軞g迎程度,。在中國新能源汽車市場愈發(fā)成熟,用戶需求越來越多樣并且對安全的追求一如既往的背景下,,我們完全有理由相信“刀片電池”會有一席之地,。 圖/文:EV君
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