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區(qū)塊鏈是500年來(lái)金融領域最偉大(dà)的發明(míng)
——華爾街(jiē)日報 2015.1.24-25
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萬萬沒想到,特斯拉和(hé)比亞迪用上(shàng)了同一種電(diàn)池
電(diàn)池的路線之争很(hěn)激烈,但(dàn)最後卻發現其實沒有(yǒu)絕對的赢家(jiā)。
國産特斯拉用上(shàng)了國産電(diàn)池。
根據工信部最新發布的新能源汽車(chē)推廣應用推薦車(chē)型目錄(2020 年第 7 批),特斯拉(上(shàng)海)有(yǒu)限公司特斯拉 Model3 标準續航版在列,儲能裝置種類為(wèi)磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池。
這是特斯拉的一次改變,也有(yǒu)可(kě)能會(huì)成為(wèi)整個(gè)電(diàn)池行(xíng)業的一次掉頭。特斯拉此前采用的電(diàn)池供應商有(yǒu)過松下,有(yǒu)過 LG 化學,但(dàn)這兩家(jiā)提供的都是三元锂電(diàn)池。磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池的搭載,還(hái)是頭一遭。
雖然工信部網站(zhàn)上(shàng)的文件沒有(yǒu)提供特斯拉将使用的磷酸锂鐵(tiě)(LFP)電(diàn)池的供應商的名字,但(dàn)是根據特斯拉此前與甯德時(shí)代的合作(zuò)信息披露,甯德時(shí)代供貨有(yǒu)效期限為(wèi) 2020 年 7 月 1 日至 2022 年 6 月 30 日,和(hé)磷酸鐵(tiě)锂版 Model 3 交付時(shí)間(jiān)基本一緻。人(rén)們猜測,磷酸鐵(tiě)锂版 Model 3 的供貨商正是甯德時(shí)代。
無獨有(yǒu)偶,比亞迪在今年 3 月推出的「刀片電(diàn)池」,正是磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池。并且刀片電(diàn)池推出之後,圍繞電(diàn)池安全性的問題,行(xíng)業中引發了一系列争議。
為(wèi)什麽磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池又成為(wèi)了人(rén)們關注的焦點?刀片電(diàn)池還(hái)存在着什麽樣的秘密?以及最重要的,我們在之前的文章中提到過,磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池在低(dī)溫條件下存在硬傷,他們是怎麽解決的?
刀片電(diàn)池或成為(wèi)最大(dà)赢家(jiā)
坐(zuò)落在重慶璧山(shān)的刀片電(diàn)池工廠露出了真面目。
工廠相關負責人(rén)表示,刀片電(diàn)池已經有(yǒu) 4 條産線投産,而刀片電(diàn)池在市場(chǎng)上(shàng)反響良好,至年底可(kě)能增至 8 條産線。
之前比亞迪曾公開(kāi)表示,刀片電(diàn)池僅計(jì)劃在比亞迪旗下新車(chē)型「漢」上(shàng)搭載,而根據目前的情況看,一款車(chē)型不足以開(kāi) 8 條産線。很(hěn)顯然,刀片電(diàn)池正在瞄準除比亞迪之外的廠商。
在 3 月 28 日刀片電(diàn)池發布會(huì)結束之後,圍繞磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池和(hé)三元锂電(diàn)池的争論一直在持續。如果還(hái)有(yǒu)人(rén)對這兩類電(diàn)池不了解的話(huà),極客公園(ID:geekpark)曾在《天下苦電(diàn)池久矣,刀片電(diàn)池會(huì)帶來(lái)改變嗎?》一文中詳細解釋了二者的區(qū)别。
在比亞迪發布的針刺實驗視(shì)頻中,三元锂電(diàn)池被刺穿的一瞬間(jiān)發生(shēng)了爆炸燃燒,溫度劇(jù)烈上(shàng)升,表面溫度超過 500℃;而刀片電(diàn)池遇到針刺後,電(diàn)池表面沒有(yǒu)任何變化,隻有(yǒu)一旁的數(shù)據能看出來(lái)它的溫度正在緩緩升高(gāo)。
視(shì)頻成為(wèi)了争議的核心,關于争論最核心的點在于:三元锂電(diàn)池到底安不安全?随後甯德時(shí)代公布了自家(jiā)電(diàn)池進行(xíng)針刺實驗的視(shì)頻,視(shì)頻中兩塊三元锂電(diàn)池均通(tōng)過了針刺實驗,無冒煙和(hé)起火(huǒ)的現象。
雙方各執一詞,甯德時(shí)代稱,電(diàn)池安全的國際認知已從單體(tǐ)安全轉向系統安全,「從技(jì)術(shù)上(shàng)說,電(diàn)池包層面有(yǒu)更優化的安全解決方案,單體(tǐ)電(diàn)池針刺測試的實際需求已不複存在。」言下之意,單體(tǐ)電(diàn)池的安全性并不能說明(míng)全部問題。
甯德時(shí)代和(hé)比亞迪,中國新能源汽車(chē)電(diàn)池廠商的第一名和(hé)第二名,因為(wèi)三元锂電(diàn)池在針刺實驗的表現不同,引發了一場(chǎng)口水(shuǐ)仗。
但(dàn)不管如何,在這場(chǎng)争論中,最後的赢家(jiā)都是刀片電(diàn)池。
也有(yǒu)網友(yǒu)提出疑問,如今的三元锂電(diàn)池電(diàn)芯內(nèi)部有(yǒu)卷繞式與疊片式兩種工藝,三元锂電(diàn)池和(hé)刀片電(diàn)池在針刺實驗中結果有(yǒu)較大(dà)差異,有(yǒu)可(kě)能因為(wèi)鋼針刺穿的層數(shù)多(duō),或者因為(wèi)鋼針刺穿位置不同。
比亞迪內(nèi)部技(jì)術(shù)人(rén)員告訴極客公園,公司已經進行(xíng)多(duō)種形式的針刺實驗,包括三根鋼針在不同位置同時(shí)刺穿刀片電(diàn)池,結果和(hé)其他測試并沒有(yǒu)什麽差别。
續航和(hé)低(dī)溫,刀片怎麽解決?
「刀片電(diàn)池的創新在于多(duō)方面的,其中一點就是結構。」一位業內(nèi)人(rén)士評論道(dào)。
長 96 厘米、寬 9 厘米、高(gāo) 1.35 厘米的單體(tǐ)電(diàn)池,通(tōng)過陣列的方式排布在一起,就像「刀片」一樣插入到電(diàn)池包裏面,在成組時(shí)跳(tiào)過模組和(hé)梁,減少(shǎo)了冗餘零部件後,形成類似蜂窩鋁闆的結構等等——刀片電(diàn)池通(tōng)過一系列的結構創新,實現了電(diàn)池強度的同時(shí),電(diàn)池包的安全性能大(dà)幅提升,體(tǐ)積利用率也提升了 50% 以上(shàng)。
不是每一家(jiā)電(diàn)池廠商都能做(zuò)到把電(diàn)池「拉長」。刀片電(diàn)池生(shēng)産方弗迪電(diàn)池副總經理(lǐ)孫華軍說到,比亞迪從開(kāi)始做(zuò)電(diàn)池時(shí)就持續考慮電(diàn)池變長遇到的問題,比如如何解決阻耗問題,比如怎麽解決快充。「我們經常和(hé)業界討(tǎo)論,他們認為(wèi) 1 米長的電(diàn)池基本上(shàng)不可(kě)能。」
之所以做(zuò)成刀片狀,比亞迪方面的考慮也主要和(hé)磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池本身的特性相關。
能量密度低(dī)和(hé)低(dī)溫條件下性能差是電(diàn)動汽車(chē)廠商抛棄磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池,選擇三元锂電(diàn)池的主要理(lǐ)由——追逐更高(gāo)的續航裏程是消費者的最大(dà)痛點,也是廠商們打出差異化的關鍵所在。
因為(wèi)能量密度相對較低(dī),磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池如果想上(shàng)車(chē),就必須通(tōng)過其他方式來(lái)補足。
在有(yǒu)限的空(kōng)間(jiān)內(nèi)加入更多(duō)電(diàn)池是最佳方式之一。衆所周知,電(diàn)動汽車(chē)的電(diàn)池包由多(duō)個(gè)電(diàn)芯組成的模組構成,為(wèi)了讓電(diàn)芯模組在車(chē)內(nèi)保持穩定,需要用螺栓、橫梁、縱梁等加以固定。而刀片電(diàn)池就是一個(gè)個(gè)刀片狀的電(diàn)芯直接插入電(diàn)池包,減少(shǎo)了冗餘的零部件,官方稱這種排列方式是電(diàn)池包體(tǐ)積利用率最高(gāo)的方案,可(kě)将體(tǐ)積利用率提升 50% 左右。
刀片電(diàn)池在電(diàn)池包中減少(shǎo)了大(dà)量冗餘零部件,使得(de)體(tǐ)積利用率上(shàng)升|弗迪電(diàn)池
同時(shí),能量密度也提升到 160wh/kg,從目前公布的比亞迪漢 605 km 的續航裏程來(lái)看,這個(gè)參數(shù)與搭載三元锂電(diàn)池的純電(diàn)動汽車(chē)能量密度相差并不大(dà)。孫華軍還(hái)提到,刀片電(diàn)池的能量密度極限是 180wh/kg,預計(jì)明(míng)後年的續航裏程可(kě)以達到 700-800km。
另一個(gè)需要解決的瓶頸是低(dī)溫。在中國北方的冬天,電(diàn)動汽車(chē)續航裏程數(shù)字要打上(shàng)折扣,這是目前所有(yǒu)主流電(diàn)池都會(huì)遇到的問題,磷酸鐵(tiě)锂尤其嚴重。
在刀片電(diàn)池上(shàng),這一情況可(kě)能得(de)到改善。孫華軍告訴極客公園,刀片電(diàn)池屬于集成度較高(gāo)的電(diàn)池包,從空(kōng)間(jiān)角度來(lái)看,電(diàn)芯與外界的距離短(duǎn),熱阻相應較小(xiǎo),因此比亞迪在刀片電(diàn)池的上(shàng)下部分都增加了保溫材料,電(diàn)池在使用過程當中本身也會(huì)發熱。在孫華軍看來(lái),比保溫更核心的問題是,怎樣處理(lǐ)電(diàn)池包熱平衡的問題。
「我們做(zuò)了大(dà)量工作(zuò)保證每一節電(diàn)池的保溫能力是均衡的,」孫華軍向極客公園表示,電(diàn)池本身産生(shēng)的熱量和(hé)外部加熱、散熱都有(yǒu)很(hěn)大(dà)影(yǐng)響,需要做(zuò)相應的平衡設計(jì)。
在低(dī)溫充電(diàn)性能上(shàng),零下 10℃條件下,刀片電(diàn)池與三元锂電(diàn)池充電(diàn)時(shí)間(jiān)并沒有(yǒu)太大(dà)差距,但(dàn)在低(dī)溫低(dī)電(diàn)量下的充電(diàn)功率上(shàng),刀片電(diàn)池隻有(yǒu)三元锂電(diàn)池的一半左右。孫華軍解釋到,這種情況也遠遠高(gāo)于實際使用的需求。
磷酸鐵(tiě)锂為(wèi)什麽變「香」了?
人(rén)們的目光重新放回到磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池上(shàng)面,不管在電(diàn)池行(xíng)業或新能源汽車(chē)行(xíng)業中,都是一件非常有(yǒu)趣的事。為(wèi)什麽磷酸鐵(tiě)锂重新受到重視(shì)了?
首先可(kě)以确認的是,磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池本身作(zuò)為(wèi)新能源汽車(chē)的核心動力輸出,沒有(yǒu)任何問題。在電(diàn)池的選擇當中,成本、續航、安全等因素都考慮到的情況下,平均能力最突出的也許就是最合适的。
有(yǒu)專業人(rén)士預計(jì),得(de)益于磷酸鐵(tiě)锂電(diàn)池的成本優勢,此次申報的國産 Model 3 成本下降或将超過 25%。對汽車(chē)廠商來(lái)說,低(dī)成本是一個(gè)巨大(dà)的誘惑。
當然,除價格以外,電(diàn)池在各方面都不能存在「硬傷」。如上(shàng)文提到,刀片電(diàn)池在克服材料上(shàng)的缺陷時(shí)做(zuò)了大(dà)量工作(zuò),使得(de)磷酸鐵(tiě)锂可(kě)以達到與三元锂電(diàn)池相差無幾的參數(shù)。磷酸鐵(tiě)锂版 Model 3 , 可(kě)能也會(huì)給行(xíng)業帶來(lái)驚喜.
孫華軍提到,過去整個(gè)行(xíng)業一直在推三元材料,在推某一個(gè)材料的過程中,可(kě)能會(huì)把另外一個(gè)材料講得(de)不那(nà)麽好。也許這次契機能夠讓人(rén)們真正認識到,電(diàn)池技(jì)術(shù)路線沒有(yǒu)絕對的「赢家(jiā)」。