自3月29日發佈刀片電池之後,比亞迪正在擴大弗迪電池重慶璧山工廠的產能,以加快向外部客户供應這種擁有更好安全性能、更低成本,但能量密度能滿足大部分純電動汽車所需續航里程的電池。這種電池被視為是比亞迪挑戰行業領先者寧德時代霸主地位的有力武器。
6月4日,弗迪電池重慶璧山工廠有關負責人表示,比亞迪董事長王傳福要求加大刀片電池的產能。重慶工廠三月份投產時投入了四條生產線,由於訂單激增,5月新增了兩條生產線。預計年底前將投入8條生產線,產能達到13GWh。並且,重慶工廠今年的產能已經被預訂一空。重慶弗迪的設計年產能是20GWh。
同一天,比亞迪汽車銷售公司副總經理李雲飛表示,“幾乎所有的汽車品牌都在與比亞迪洽談刀片電池的合作,其中有好幾個國際品牌。(洽談)速度有快有慢,定點有先有後,2021年下半年2022年上半年就會有搭載刀片電池的國際知名品牌車型上市。”
即將於6月底上市的比亞迪最新旗艦車型“漢”將率先搭載刀片電池。另外,比亞迪正在積極拓展外部車企客户。而外部訂單的多寡關係到比亞迪的刀片電池是否獲得其他車企的認可,進一步決定其未來發展前景。
此前,李雲飛在社交媒體上表示,刀片電池已經獲得某國際汽車品牌的訂單。工信部近期公佈的第333批汽車產品公告信息顯示,長安福特鋭際PHEV將搭載比亞迪旗下西安眾迪電池的三元電池。
福特中國公關副總裁霍靜向EV世紀表示,這只是單一車型的採購,並非兩家公司之間的戰略合作。李雲飛也表示,他所説的國際汽車品牌並非福特。
為了保證動力電池供應的穩定性,大型跨國車企至少會選擇2-3家電池公司作為供應商。以大眾汽車集團為例,該公司目前在中國市場選擇寧德時代和國軒高科作為其電池供應商,此外,大眾集團還在與中國另外一家電池公司進行談判,不過還未達成最終協議。大眾中國有關人士告訴EV世紀,這家公司不是比亞迪。
以裝機量衡量,比亞迪是中國第二大電池供應商。中國汽車動力電池產業創新聯盟的數據顯示,2019年中國動力電池裝機量共計62.2GWh。前三大動力電池企業依次為寧德時代、比亞迪和國軒高科,合計市場份額達到73.4%。三家公司的裝機量分別為31.46GWh、10.75GWh、3.43GWh。
三元鋰電池的裝機比例仍然顯著高於磷酸鐵鋰電池。2019年三元鋰電池裝機量40.5GWh,佔比65.2%,同比增長22.5%;磷酸鐵鋰電池裝機量20.2GWh,佔比32.5%,同比下降9.0%。
在前三大電池企業中,排名第一的寧德時代的領先優勢非常明顯,不過,比亞迪正在加速追趕。
值得注意的是,2020年開始,隨着日韓電池廠商重返中國市場,以及特斯拉的國產Model 3產銷量持續擴大,LG化學的電池裝機量開始增加。4月份,LG化學的電池裝機量已經超過比亞迪,僅次於寧德時代。
比亞迪的電池此前只供應給自己的電動汽車。2019年開始,比亞迪決定分拆電池業務,並開始拓展外部客户。截止目前,已經有東風汽車、長安汽車、理想汽車的部分車型選擇了比亞迪電池。
在產能方面,比亞迪目前的電池產能為40GWh,今年底預計將達到65GWh。寧德時代目前的產能為58GWh,在建產能超過50GWh。今年年底的產能將達到100GWh。兩家公司的產能規模存在差距,另外,寧德時代的產能利用率更高。
在產品和技術路線方面,比亞迪的刀片電池被視為是能夠挑戰寧德時代霸主地位的有力武器。
刀片電池仍然是磷酸鐵鋰電池,因其單體電芯又薄又長(其長度可以達到2m左右),形似刀片而得名。相比傳統的磷酸鐵鋰電池,它的能量密度更高、低温性能更好(-20℃的放電能力維持在常温的90%)、充放電效率也更高(33分鐘可將電量從10%充到80%、支持漢3.9秒百公里加速)。循環充放電次數可達3000次以上,可行駛120萬公里。
相比三元電池,刀片電池的安全性能更好,雖然單體能量密度不及三元電池,但是其特殊的形狀和CTP(Cell to Pack)結構,其電池包的能量密度接近5系三元(NCM523)電池,支持整車NEDC綜合工況600公里的續航里程。比如,首款搭載刀片電池的車型比亞迪漢EV綜合工況下的續航里程達到605公里。
目前,刀片電池的系統能量密度為140Wh/kg,弗迪電池電芯產品經理何科峯表示,未來一兩年,刀片電池的系統能量密度還將進一步提升至160-170Wh/kg,整車續航將達到700-800km。
另外,由於省去了構成模組的結構件以及其他一些成本,刀片電池組成的電池包的成本也低於傳統磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。在新能源汽車補貼逐年退坡並將於2022年底徹底退出之際,低成本的電池對於汽車廠家非常有吸引力。
某主機廠技術中心負責人告訴EV世紀,正在與比亞迪接觸瞭解刀片電池的情況。不過,該負責人表示,刀片電池在降低成本方面並沒有此前預期的那麼明顯,由於能量密度不及三元鋰,要實現更高續航,就需要搭載更多電池,綜合來看降本並不顯著。另外,由於刀片電池特殊的形狀結構,他非常關注其製造工藝能否保證質量的一致性。
在刀片電池所有的優勢中,安全性被認為是最突出的一點。隨着三元鋰電池的能量密度不斷提升——從5系材料的140Wh/kg左右提升到8系材料的180-190Wh/kg——其安全性受到越來越嚴厲的審視,近期發生的幾起電動汽車起火事故加劇了人們的擔憂,也促使政府主管部門展開新一輪電動汽車安全檢查。
就正極材料本身的特性而言,磷酸鐵鋰的熱穩定性優於三元材料,其放熱啓動温度高、放熱慢、產熱少、材料在分解過程中不釋放氧氣不易起火。
“在500℃的温度下,磷酸鐵鋰材料結構都非常穩定,但三元鋰材料在200℃左右就會發生分解,且化學反應較劇烈,會釋放氧分子,更容易引發熱失控。”弗迪電池公司副總經理孫華軍表示。
在比亞迪此前進行的三元鋰電池、傳統塊狀磷酸鐵鋰電池和刀片電池的針刺測試中,三元鋰電池幾乎是在被鋼針刺穿的一瞬間就猛烈的燃燒了起來,傳統塊狀磷酸鐵鋰電池冒煙,但沒有明火出現,而刀片電池沒有冒煙,也沒有起火。
6月4日,比亞迪在重慶璧山的弗迪電池工廠再次展示了三元鋰電池和刀片電池的針刺測試,實驗結果與其之前公佈的無異。三元鋰電池在針刺瞬間猛烈燃燒,電壓快速下降至零,而針刺點的温度迅速升高至890℃。刀片電池被鋼針刺穿後沒有起火,也沒有冒煙,電壓緩慢下降,針刺點温度不到30℃。
圍繞着刀片電池和三元鋰電池的安全性,寧德時代和比亞迪此前已經進行了幾輪交鋒。寧德時代認為,電芯通過“濫用”測試並不意味着電池安全,而且,目前,國際上關於電池安全的主流認知已經從單體安全轉向了系統安全。
弗迪電池電芯產品經理何科峯則表示,單體安全與系統安全都非常重要,而且,單體安全是系統安全的基礎。從很多電動汽車的事故分析結果來看,往往都是單體電芯的熱失控引發整個電池系統出問題。
值得注意的是,在最新發布的《電動汽車用動力蓄電池安全要求》國家強制標準中,針刺測試並未被納入強制測試,僅作為電池單體熱失控的觸發條件。國標同時要求電池單體發生熱失控後,電池系統在5分鐘內不起火不爆炸,以給乘客留出足夠的逃生時間。
李雲飛表示,比亞迪也參與了該標準的制定過程,比亞迪提出的電池單體熱失控後,電池不起火不爆炸的時間遠遠超出了5分鐘,達到了20分鐘。這意味着,比亞迪對其刀片電池的安全性能有更大的把握。
“我相信動力電池裝機結構肯定會出現變化,不止比亞迪自身,比亞迪也會推動全行業裝機結構的變化,而刀片電池會加速裝機結構改變的進程。”李雲飛説。