誰和爭鋒？"刀片電池"能否擔當主流乘用車最佳解決方法重任？

2022-07-12 　來自: 王澤龍 182 1045 0914

　　

日前，比亞迪在"刀片電池出鞘·安天下"線上超級公布會上，正式祭出"刀片電池"這一利器，引發業內熱烈討論。掃描業內，不難發現蜂巢能源等公司也開展有長電芯產品的研發。為此，電池我國網編輯和蜂巢能源科技有限公司總裁楊紅新做了深入交流，就刀片電池的相關話題咨詢了他的看法。以下內容即是根據訪談整理而成。

 

"比亞迪的‘刀片電池’是基于電池結構、工藝和技術上的創新，來提升電池包的安全性、電池容量，并降低成本，展示了電池技術創新的多元化方向，為業界開展技術創新供應了參考。"楊紅新對"刀片電池"的出現從電池技術創新的角度予以了肯定。

 

事實上，通過此次"刀片電池"公布會，大家也可以看出電池技術發展的一些趨勢。如電芯正朝著大尺寸、長電芯方向發展，預計未來車用市場，長電芯將是主流；"刀片電池"采用疊片工藝，而非傳統的卷繞工藝，使得極芯壓實密度更高，厚度更薄，既提升了能量密度，也提升了安全性。楊紅新表示，"預計未來疊片工藝將成為車規級電池的主流工藝；長續航仍是整車、電池、以及消費者關注的重點，比亞迪通過‘刀片工藝’來提升磷酸鐵鋰電池包的容量，最終目的還是要提升整車的續航里程。"

 

當然，"外行看熱鬧，內行看門道"，仔細分析"刀片電池"技術，一方面要看到該技術為業界帶來的創新思考，同時也應冷靜看待該技術的"不足"和可提升的空間。

 

電芯長度越長越好嗎？

 

動力鋰電池業發展至今，一直追求在有限的空間內，用盡量輕、盡量少的材料讓移動交通工具獲得更大的能量。"因此，業內持續開展創新中的一個重要方向就是：盡量充分地利用空間，在保證安全的情況下，減少不出現能量的輔助零部件，我們稱之為‘結構創新’"。楊紅新認為，長而薄的刀片結構電芯散熱性明顯提高，而且本身可以作為結構件，疊加無模組技術，可以使安全性更好、成本更低、體積能量更高，"預計將是未來動力鋰電池的主流發展方向，蜂巢能源也已經在這個領域進行了重點布局。"

 

圖為蜂巢能源電芯尺寸設計演化路線

 

從公開的參數看，比亞迪的"刀片電芯"長度預裝在比亞迪自家車型"漢"上的"刀片"，可謂量身定制。但比亞迪漢是C級車，這種長刀片電芯是否適合市場上其他級別主銷品牌的整車呢？

 

"產品靈活適配性是衡量一個產品發展前景的重要指標，從節約行業資源的角度上講，適配性高的零部件可以擴大單品的生產規模，減少浪費，從而整體上降低成本。"楊紅新認為，目前，通用標準模組的底層邏輯正是如此。各個品牌的車上都用同一規格的355模組或者590模組，使單一型號能夠達到工業化規模生產，從而降低成本。

 

通過對當前市場上的主銷車型寬度進行分析，如1-1圖所示，主流的A0-A級，以及B級以上的平臺適用于長度1150mm-1300mm的長電芯，但假如都按照比亞迪"漢"所標配的1m或1m以上長度做電芯，勢必會顧此失彼，結果便是某款車可能匹配較好，另外一些就裝不下，或者空間不能得到有效利用，這就違背了提高空間利用率的初衷。"也就是說，過長的尺寸會降低對市場主流乘用車的適配性和靈活性，從整車角度來看，我們仍然要為其找到一個‘合適的’標準，這一點很重要。"楊紅新表示。

 

那么，為何說這個"合適的"標準很重要呢？一方面可以規模化量產，降低成本；另一方面可以滿足多種主流車型的需求，降低新車在設計、研發上的難度，利于整個電動汽車產業的發展。

 

事實上，在研發長電芯尺寸上，國內已經有不少電池公司在這方面進行嘗試并取得積極進展。

 

從1-1圖中可以看到，600mm左右的尺寸或者2*600mm左右的尺寸，似乎可以滿足大部分車型的需求。也和之前使用590模組的平臺具有很好的兼容切換性，主機廠可以不做額外的修改和變更。既節約成本，響應速度又快。

 

楊紅新表示，"蜂巢能源正是基于這種設計思路，我們開發了長疊片L6電芯，L代表Longcell,6代表600mm左右的長度。這款產品L6規格的電芯具有兩種排布方式，可以覆蓋到市場上主銷的80%的車型。"

 

蜂巢能源6規格電芯排布1

 

蜂巢能源6規格電芯排布2

 

楊紅新認為，從布置靈活性、車型適配性、和傳統590模組通用性、可制造性等方面，600mm左右長度的L6電芯，匹配度更高，可以覆蓋從A0到D級車的需求，可以說是結合市場主流車型的需求確定的相對最合適的長度。早在2019年四月的上海國際車展上，蜂巢能源首次亮相就展示了這款L6產品。

 

"疊片工藝"將是動力鋰電池主流方向嗎？

 

在汽車應用的場景下，動力鋰電池是幾百只串并聯地使用，質量一致性、性能、安全比效率更重要，對制造工藝要求極為嚴苛。事實上，近年來不斷發生的新能源汽車安全事故，源頭也多在電池制造這塊。而深究其原因，楊紅新認為這也是和電動汽車發展之初，動力鋰電池多是由3C消費類電池直接承襲過來有關。傳統3C電池制造重要采用卷繞工藝，但是從車用場景來看，"在當前及下一代動力鋰電池的技術路線圖下，和導熱和導電均勻、高生產速度、低成本等完美結合的新一代疊片技術將是重點發展方向。"

 

此次比亞迪公布的"刀片電池"，其創新和量產的重要支撐正是其重慶廠采用的疊片工藝產線。

 

疊片工藝天然就是為長電芯制造而生的，在長電芯的制造過程中，疊片工藝比卷繞工藝更加有優勢。有關電池新勢力公司，其優勢就是可從高起點切入，可直接采用基于未來趨勢的創新工藝、創新產線和創新結構。蜂巢能源自2018年進入行業就一直倡導動力鋰電池"從‘卷時代’邁入‘疊時代’"也正是如此。

 

值得注意的是，電芯越長，其在生產過程中的對齊度、效率、良品率等都將受到影響，這對很多公司都是較大的挑戰。蜂巢能源對此做了深入研究，推出的長電芯L6可謂在長短之間找到了一個相對平衡點，不僅在通用性、適配性方面表現優異，而且在良率控制和大規模工業化量產方面優勢明顯。楊紅新表示，"目前，蜂巢能源已經順利投產的車規級AI智能廠一期項目，已經成熟掌握了全球領先的高速疊片工藝技術，已經可以實現L6電芯的高效率大批量生產。"

 

磷酸鐵鋰能動搖三元電池在乘用車的地位嗎？

 

"刀片電池"公布會上，比亞迪董事長王傳福表示，比亞迪刀片電池將改變行業對三元電池的依賴，將動力鋰電池的技術路線回歸正道。作出此判斷是基于"刀片磷酸鐵鋰電池"可以實現乘用車600km的續航，且更安全。

 

楊紅新認為，比亞迪通過刀片結構設計，大幅提升電池包整體體積利用率，使得電池包的容量大幅提升，進而使得續航里程也隨之提升。事實上，動力鋰電池業的創新從本質上是為提升體積能量密度和質量能量密度。其中材料創新是最基礎最重要的，即在有限的電芯殼體內裝入更多的活性材料，"所以動力鋰電池業一路走來，從磷酸鐵鋰到NCM111、NCM523、NCM811……，在持續減少鈷含量降低成本的同時，也在不斷提升能量密度，持續進化。"

 

磷酸鐵鋰材料相較于三元材料，質量能量密度仍有"短板"。楊紅新表示，"刀片電池和現有尺寸的鐵鋰電池相比，是一種結構和制造工藝的創新，但鐵鋰材料能量密度相對較低的‘瓶頸’還要突破。當消費者、整車、電池公司在追求700km、800km甚至更長續航里程的時候，磷酸鐵鋰僅通過電池包結構創新難度仍然較大。"

 

此外，也有業內人士認為比亞迪漢是C級車，可為其電池包供應足夠大的空間，裝配刀片鐵鋰后，續航能達到600Km。"而有關更多的主流A/B級乘用車，電池包空間相對有限，進而電芯尺寸也不能‘過長’，要實現更長的續航里程，還是要從質量能量密度著手。"

 

值得一提的是，比亞迪"刀片電池"是結構創新，那么既然是造型差異，該造型是不是在其他材料上也同樣有效？"三元刀片，四元刀片，無鈷刀片……"等只要能系統地解決安全性問題，控制好材料產氣等相關問題，是不是也都可以有？大電芯三元、四元、乃至無鈷產品都將具有更廣闊的應用空間，這樣可以極大豐富整車多場景應用下的里程選擇，讓主機廠有更大的選擇空間。

 

據了解，目前蜂巢能源基于疊片L6電芯搭配不同化學體系的動力鋰電池已經可以覆蓋從450Km-850Km的市場大部分主流車型。比如蜂巢無鈷材料和三元材料的L6電芯等，就可以支持A/B級乘用車實現600Km-700Km續航。

 

蜂巢能源2019年七月公布的無鈷材料電芯，目前已經完成了絕大部分的研發測試工作。"我們蜂巢能源推出的疊片無鈷長電芯在能量密度上已經可以媲美811，安全性和壽命要遠超811，同時成本又比目前的811低很多，將是一種大有希望的新材料體系。"楊紅新表示。

 

"比亞迪"刀片電池"的創新再一次挖掘了磷酸鐵鋰電池的潛力，拓寬了其應用場景。事實上，業內很多公司也在繼續挖掘三元、四元、無鈷等多種材料體系的價值和最佳應用場景。"楊紅新認為，相關公司新技術、新工藝的不斷涌現，如蜂巢能源正在開發LCTP技術，使用L6電芯疊加無模組PACK，產品方面，L6-鐵鋰、L6-無鈷和L6-三元都在同步開發中（預計在2021年年初量產），都將為電動汽車產業的發展供應更多支撐和更多完美的解決方法。

 

當然，市場在持續發展，行業各方的探索不應止步，動力鋰電池業發展只有在開放探討的過程中才能持續完善，電池人在追求技術進步的道路上永無止境。

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