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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    比亞迪“刀片電池”橫空出世,能量密度低于競品?

    2021-03-06 ryder

    近日,工信部官網公布了最新一批新能源汽車推廣目錄(下稱目錄),其中由比亞迪汽車工業有限公司加工的比亞迪牌7009BEV1純電動轎車位列其中,該款汽車正是首個搭載刀片電池的比亞迪漢EV純電動轎車。眾所周知,目前的磷酸鋰鐵電池的使用溫度范圍較低,例如低溫限值惟有零下20度,這也就意味著在北方地區的冬天,這輛車的適用范圍嚴格受到限值。


    此前,在我國電動車百人會論壇(2020)期間,比亞迪董事長王傳福透露,比亞迪漢將是全球首款搭載刀片電池的車型,該車型有望于今年六月上市。


    依據目錄顯示,漢EV車型依據配置不同,供應單電機與雙電機兩種續航版本,雙電機版本的最高NEDC工況法續航達605公里,其適用的電池系統能量密度為140Wh/kg,而該數值略低于此前寧德時代公布并于去年投入加工的NCM811(高鎳電池)的最高包體能量密度達到180Wh/kg,也低于LG化學、松下電機等海外主流電池加工商主推產品的最高系統能量密度150~180Wh/kg。


    一直以來,比亞迪新能源汽車的動力鋰離子電池供應自給自足,因此其電池出貨量規模被寧德時代趕超。2018年,寧德時代在電池出貨量是比亞迪的兩倍,目前,兩者差距進一步拉大。由此,刀片電池被外界期望成為比亞迪趕超競爭對手的緊要利器。


    依據比亞迪官方資料及相關專利顯示,所謂刀片電池,事實上是一種比亞迪開發的長度大于0.6m的大電芯,通過陣列的方式排布在一起,就像刀片相同插入到電池組里面的一種電池設計工藝,因此取名為刀片電池。王傳福曾透露,新一代刀片電池通過將電芯進行扁平化設計,不僅能夠使單位體積能量密度比傳統鐵鋰電池將提升50%,還能夠使整車電池壽命可打8年120萬公里以上,并計劃在將來兩年內規劃單體能量密度提升至180Wh/kg,系統能量密度提升至160Wh/kg,由此下降單位加工成本30%。


    刀片電池正備受爭議。從目前的能量密度數據來看,刀片電池數值相較于寧德時代等公司主推的NCM811電池包與CTp(電芯筆直集成到電池組)技術的結合有一定的差異。這是不是意味著在業內一度盛傳的刀片電池就不如競品?


    中關村新型電池技術創新聯盟秘書長于清教向第一財經記者表示,這要從兩家公司的不同技術方式來考量,目前大多數主流電池廠采用的是三元鋰電池,而比亞迪的刀片電池則屬于磷酸鐵鋰電池,兩者材料完全不同,其所具有的特點也不同。


    于清教稱,從總體來看,磷酸鋰電池在電動車推廣初期使用頻率較高,其具有成本較低、壽命較長等特點,且由于磷酸鋰電池的失控溫度較高,因此材料層面安全性能較高,目前緊要用于使用環境較為復雜的商用車上;而三元鋰電池在能量密度方面占據優點,此外近年來日韓動力鋰離子電池公司紛紛爭奪我國市場,也導致國內動力鋰離子電池公司的壓力增大,因此兩種不同技術路線間,為了彌補自身的劣勢的努力也在繼續。


    依據我國化學與物理電源行業協會的數據顯示,目前國內三元鋰電池電芯報價約在0.9元/Wh左右,磷酸鐵鋰電池則在0.7元/Wh左右,而依據動力鋰離子電池市場調研機構SNEResearch的數據顯示,LG化學及SKI的每千瓦時方型電池成本相較于我國本土公司的成本所需低10%左右。為此,寧德時代在2019法蘭克福車展上推出CTp(電芯筆直集成到電池組)技術,省去了模組組裝環節,目標將能量密度將提升10%~15%,預計成本降低約30%。


    汽車行業分解師張強認為,在目前補貼分明下降的市場背景下來看,成本自然成為各大車企非得要考慮的話題,可通過降低電池加工成本以及通過提高能量密度及續航里程來增值其產品兩種途徑。依據比亞迪及寧德時代兩家公司給出的目標,都給出了降低30%的成本的目標,而比亞迪的刀片電池的價值在于將搭載磷酸鐵鋰電池的汽車續航里程提升至與三元鋰電池可以競爭的水平,而這緊要依靠于通過刀片扁平化的電池包設計,使電池組內塞進更多刀片電池來實現。


    關于上述能量密度的爭議,比亞迪銷售公司總經理趙長江在其社交網站發文稱,刀片電池采用的GCTp(電芯到電池組)技術,提高了繼承效率,技術省去了多個軟硬件的流程,因此可以使節省的成本更為樂觀,這也可能導致漢EV的性價比進一步提高。


    此外,廣汽新能源技術中心副部長劉太剛表示,目前無論是寧德時代還是比亞迪,在面對大眾MEB平臺所支撐的LG軟包590模組等外資動力鋰離子電池公司的壓力較大,尤其是LG化學為代表的590軟包模組技術工藝難度較高,以廣汽新能源推出的AionLX為例,其搭載的590模組可以使最高系統能量密度達180Wh/kg,模組的高度集成使單位成本有所下降,目前國內動力鋰離子電池公司還無法完全實現。


    不過,張強也認為,關于刀片電池來講,除了應該處理能量密度的考驗以外,在產品設計層面及安全層面,都沒有成熟的案例作為參考。

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