比亞迪在今年3月份釋出的刀片電池,至今仍然是新能源汽車行業關注的焦點。關於這項技術的優劣,網上的爭論很多。我覺得,要論刀片電池技術的優劣,歸根結底,還是更加全面的去觀察它。
刀片電池組
船長說:“刀片電池將會倒逼新能源汽車行業做出改變”。我覺得,這句話的潛臺詞很簡單——刀片電池是當前乃至未來一段時間內,新能源汽車動力電池的最優解。那麼,船長又因為什麼,有這樣的信心,做出這個論斷?我認為有以下幾點:
其一,刀片電池進一步突出了磷酸鐵鋰電池的優勢。
磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的優缺點很清晰,前者單位能量密度相對較低但是相對更安全,後者能量密度高,相對不安全。在熱穩定性上,無論是分解啟動溫度還是放熱量,三元鋰電池都處於劣勢。
NCM:三元鋰電池 LFP:磷酸鐵鋰電池
在國家政策用補貼的方式,大力推進新能源汽車續航里程的階段,高能量密度的三元鋰電池,更能發揮優勢。而至於安全性的鍋,是由整個新能演產業所揹負。
而當國家支援新能源汽車的發展,從補貼汽車產品轉向新能源汽車基礎設施時,成本以及安全問題,就變得更加突出了。三元鋰電池的短板就被進一步放大。當然,要轉向到磷酸鐵鋰電池,自然也要面臨能量密度低的問題要解決。
而比亞迪的刀片電池,正是率先在磷酸鐵鋰電池的路線上,在動力電池整體能量密度上取得了突破,從而讓磷酸鐵鋰電池路線,在新的階段獲得了更大優勢。
先普及一個概念,電池單體的能量密度,和動力電池整體的能量密度,並不是一個概念。可以這麼去理解:動力電池整體由一個個單體組成,但是中間並不是嚴絲合縫的,而是為了散熱、安全,要留必要的空隙。所以,在同樣體積下,動力電池裡放的電池越多,即便單體的能量密度不高,整體能量密度也可能會更高。
電池單體在電池組中是間隔分佈的
比亞迪的刀片電池,正是基於這樣的思路,把電池做長做薄,並且讓電池本身就作為承重結構,從而在單位體積內放入更多的單體電池,從而達到提高動力電池整體的能量密度。比亞迪官方的資料是,刀片電池的整體內部空間利用率,相比於以前提升了50%。
解決了續航問題,它的安全性又比三元鋰電池更高,比亞迪的磷酸鐵鋰刀片電池自然就成為了香餑餑。
聽起來,比亞迪的技術路線,似乎也並不是那麼高階對不對?是不是其他廠商,也可以按照這個思路,來對自己的磷酸鐵鋰電池進行改造?可以是可以的,但有一個前提,除非比亞迪願意把弗迪電池的生產裝置,也賣一套給對手。
其二,比亞迪在動力電池製造上的豐富經驗和工藝設計能力。
前幾天,《予墨Auto》前往刀片電池的誕生地,弗迪電池重慶工廠參觀了一下。對於刀片電池的誕生,有了更深度的理解。說起來,比亞迪的刀片電池技術創新原理看似很簡單,但實際上,這背後最難的,也是最不起眼的,就是它在工藝上的量產化實現。正如最近大家網上討論熱烈的電腦晶片晶圓的製造,大批次的良品率和質量可靠、可控,才是最難的。
無人裝置在刀片電池生產過程中廣泛應用
所以我覺得,總投資達到100億元的弗迪電池重慶工廠,才是刀片電池的核心關鍵所在。
關於這個工廠的具體工藝流程,我就不和大家細說了。網上一搜,相關報道不少。我只總結我觀察到的、認為重要的幾點:
一是電池工廠的生產環境、精度要求,比我想象中要高很多。比如對於空氣粉塵的控制,這個工廠的重要工位達到了大於5微米的漂浮物數量不大於29個/立方米。我們平時說的空氣質量,比如說PM2.5,只檢測大於10微米顆粒物。對比刀片電池工廠降到5微米,難度可見一斑。
再比如,一米長的極片,精度要控制在±0.3毫米,並且在速度上,還能做到0.3秒每片,可以說又快又精準了。
還有,在塗布工藝(把正負極材料原漿塗覆到金屬薄膜上)中,弗迪工廠能實現雙面同時塗布,塗布最大寬度達1300mm、單位面積塗敷重量偏差小於1%;1200mm超大幅寬的輥壓速度可達120m/min,厚度控制2μm以內......
可以說,刀片動力電池生產有8大工藝,每一步都不簡單。
二是弗迪工廠的生產工藝也是比亞迪自主開發,不少裝置還是自己定製的,這一點,更加難得。可以說,如果不是比亞迪這家企業從一開始就是做鋰電池出身,不是進入汽車行業這十幾年來都一直在研發動力電池,而且有自己研發生產裝置的習慣,弗迪工廠就算是花更多錢,也不會那麼快建立起來的。
基於以上,我覺得,船長所言並非是盲目自信,刀片電池的誕生,可以說是基於磷酸鐵鋰電池的創新,看似僅僅是結構設計上的變化,但這背後則是對比亞迪電池研發能力、工藝設計水平、製造能力的全方位考核。只有技術過硬,而且產能有充分保證,才能實現產品優異、可靠性佳、生產線鉅額建設成本的分攤。從這個程度上來說,目前恐怕也只有比亞迪,才有機會做出磷酸鐵鋰刀片電池來。
而從市場的角度來看,具有更高續航能力又更加安全的刀片電池,沒有理由沒有光明的未來。