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能量密度没提升,为啥说比亚迪的刀片电池具有“革命”意义?

DearAuto 2020-04-02 21:20:00
能量密度没提升,为啥说比亚迪的刀片电池具有“革命”意义?

“把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。”

3月29日,比亚迪集团董事长兼总裁王传福在刀片电池的发布会上抛出这20个字时,我按下了直播的暂停键,一再确认这句话里的三个词——“自燃”、“彻底”、“抹掉”,害怕漏掉一个字,让自己误会了整句话。

既为汽车人,也为电池人的王传福肯定知道说出这一句话需要多大的勇气,也肯定知道这句话必然会引起舆论场的风波。果然,这两天陆续出来的媒体报道,不管国内还是国外的,无不围绕“电池安全”这个话题,上面提到的三个词出现了一遍又一遍。

能量密度没提升,为啥说比亚迪的刀片电池具有“革命”意义?

沉寂一段时间的新能源汽车“自燃”问题又重新出现在消费者的视野里。只是,每每谈到这个问题,总有一种声音在不断回响——普通燃油车自燃的概率是新能源汽车的5倍。

虽然有不少权威人士反对这种声音,例如中国工程院院士杨裕生直指这是混淆视听:“燃油车自燃事故中,老车居多。用新车的自燃率和老车的作比较,并不合理。”

但无奈“杨老们”的声量没有“小马哥们”的大,一场因纯电动车自燃引起的“舆论大火”硬生生地被“小马哥们”用口水给淋熄了。

由于有这种声音在“背书”,不少车企开始肆无忌惮地追求高能量密度的动力电池。王传福在发布会也说道:“在新能源乘用车领域,很多企业陷入到对续航里程的攀比之中,这种攀比的压力会转嫁到动力电池身上,让行业对动力电池的‘能量密度’产生非理性追求。”

这个行业需要回归理性,需要把安全的重要性放到电池设计的首位。所以,比亚迪站了出来,想要将全球动力电池技术路线引回正道。

能量密度没提升,为啥说比亚迪的刀片电池具有“革命”意义?

说到比亚迪,我们很自然会想到“铁电池”。当别人都在追求高能量密度的三元锂电池时,比亚迪还在坚持把磷酸铁锂作为其最主要的技术路线。

它的坚持引来不少非议,但它知道,有些东西是对的一定是对的,有些东西该坚持的还是得坚持——电池安全的重要性必须大于续航里程。所以,比亚迪没有放弃磷酸铁锂电池,甚至还加大了研发力度,想方设法地解决安全与能量密度这一矛盾。

刀片电池就是这一矛盾的解决方案!

有人说,刀片电池即便拿不到诺贝尔奖,也应该能拿到国家科技进步一等奖。这也许是句玩笑,但它点出了刀片电池对于新能源汽车市场的重要性——把磷酸铁锂的续航里程做到三元锂电池同一水平的前提下,把动力电池的安全性提高到前所未有的水平,引领了全球动力电池安全的新高度。

能量密度没提升,为啥说比亚迪的刀片电池具有“革命”意义?

测试电池安全性能的试验有上百种,其中有一种是三元锂电池的噩梦——针刺刺穿试验。顾名思义,针刺刺穿试验就是用钢针将电池刺穿,模拟的是电池内部发生短路的情况,这也是行业内公认的对电池电芯安全性最为严苛的检测手段。

在过去,针刺刺穿试验还是国家推荐标准(《GB/T31485-2015》),它要求动力电池在实验中应不爆炸、不起火。但因为鲜少有动力电池能通过这一试验,所以,在2018年,工信部发布了3项强制标准征求意见稿,其中一条就是把这一最能代表电池安全的实验搁置了。

虽然针刺试验被搁置了,但并不意味它不重要!据清华大学电池安全实验室发布的《2019年动力电池安全性研究报告》,大部分新能源汽车起火自燃的主要原因是电池的热失控,而电池失控的主要触发条件中,电池内部短路的占比超过了90%。

能量密度没提升,为啥说比亚迪的刀片电池具有“革命”意义?

如果电池内部发生短路也不至于引起电池燃烧,甚至爆炸,那就足以说明这块电池的自燃率非常非常低。

在针刺试验中,比亚迪“刀片电池”被穿透后无明火,无烟,电池表面的温度仅有30-60℃左右;传统块状磷酸铁锂电池被穿刺后虽无明火,但有大量白烟,且表面温度达到了200℃-400℃;三元锂电池的表现则更是剧烈,针刺瞬间,表面温度迅速超过500℃,紧接着就是触目惊心的爆炸。

“刀片电池”在针刺试验中的“冷静”表现,就是王传福要把“自燃”赶尽杀绝的底气!

能量密度没提升,为啥说比亚迪的刀片电池具有“革命”意义?

当然了,再安全的电池,如果不能保证续航里程,也无法在已经成“红海”的新能源汽车市场立足。关于刀片电池在能量密度方面的优势,外界也颇有争议,因为网上讨论更多的是质量能量密度,也即每千克电池蕴含多少能量,而比亚迪引用的是体积能量密度。

刀片电池的革新不在材料,而在于它的结构创新——刀片状的电芯在成组时能跳过“模组”直接充当电池包的结构件,从而提高了体积利用率,增大了体积能量密度。

能量密度没提升,为啥说比亚迪的刀片电池具有“革命”意义?

很多人以为,没有提高质量能量密度就是在耍流氓。但现阶段,对于普通家用车来说,增加体积能量密度远比增加质量能量密度重要!

现在提高质量能量密度的手段,更多是以牺牲电池安全为代价的,例如采用高镍的正极材料——从NCM442→NCM532→NCM622→NCM811,镍的含量越高,电池的热稳定性就越差,譬如NCM811在120℃就出现放热峰了,NCM422能稳定至180℃。

提高体积能量密度的方法更多是从电池系统的布局入手,而且提升空间非常大。刀片电池对体积利用率的提升达到50%以上,优化后的空间可以直接转化为车辆的续航里程——本来1L的电池变成0.5L了,那原本1L的地方就能装下2块电池,续航里程就能增加一倍。

能量密度没提升,为啥说比亚迪的刀片电池具有“革命”意义?

不看过程,我们直接看疗效。在发布会现场,王传福透露,目前搭载刀片电池的车型只有比亚迪汉纯电。这款车在综合工况下的续航里程达到了605公里,0-100km/h的加速时间为3.9秒,在性能和续航上都足以叫板特斯拉的Model 3

如此电池,打动的不仅是消费者,还有各大车企。据比亚迪集团副总裁兼弗迪电池董事长何龙表示:“几乎你能想到的所有汽车品牌,都在和我们探讨基于刀片电池技术的合作方案,相信大家很快就能看到、听到刀片电池更多精彩的消息。”

文 | 大雄

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