比亚迪的刀片电池是否安全？

第一重·安全 1996年，通用推出了一款真正意义上的纯电动汽车---EV1。当时电池技术尚未打开潘多拉宝盒，EV1只能使用铅酸电池组，续航只有96公里，随后车型进行了升级，续航达到160公里，最终，EV1使用镍合金电池组，续航能够到达260公里。 这个在今天看起来尚可的成绩，恰恰反应了当时电动车普及最大的障碍。因为EV1这款车作为通用汽车的形象工程，采用了大量的航空级材料，整个车身重量控制在了817千克，且风阻系数为0.19。 如此不计成本的投入尚且如此，更遑论亲民纯电动汽车了，最终续驶里程过短的EV1仍然找不到销路，只生产了2000多辆。 随后传统车企就放弃了纯电动路线，改为混动，直到特斯拉的出现。原因是特斯拉21世纪之初就使用了锂电池，这在当时绝对是一个大新闻。传统车企认为锂电池不安全，不稳定，会带来大量的质量问题，但特斯拉不管这些，其当时首要目标就是解决纯电动汽车续航里程过短的问题。 续航里程如果不能满足基本需求，纯电动车就会胎死腹中，没有存在的必要。 特斯拉的大胆尝试为纯电动车带来了新的曙光，同时也带来了灾难，全世界都开始关注锂电池技术研发，最终在10年内将锂电池带到了一个相对可控的程度，本田、通用、大众的混合动力车型开始采用锂电池。 可锂电池的竞争依然没有缓解---那就是虽然可以制造家用车，但续航里程依然是最大的问题，续航焦虑是消费者最先考虑的问题，于是能量密度开始成为电池企业的焦点，汽车企业争相推出更长续航的汽车。 随着技术的发展，如今的纯电动汽车已经由最开始的300公里到400公里再到500公里，事实上当500公里续航已经足够满足消费者需求，续航焦虑被大大缓解的时候。电池技术的发展又到了一个分水岭，能量密度当然需要过分提高，但要不要过分追求而忽略安全呢？。 在当前的技术条件或材料限制下，盲目提高能量密度、提高电动车续航会再一次将电动车引入万丈深渊，大量的质量、自燃问题会削弱消费者对电动汽车的信任，导致电动车的推广受阻。 此前搭载某型号电池的车辆多次发生自燃，就导致原本购买纯电动汽车的用户开始犹豫，最终选择观望或购买燃油汽车。 此时的比亚迪提出，相比过分追求能量密度，安全是一条更稳重的选择，在注重安全的前提下循序渐进的提高能量密度方是正途。 于是，比亚迪在过去磷酸铁锂的基础之下，研发出了刀片电池。通过对传统磷酸铁锂电池电芯，模组和电池包三层结构重新设计， “刀片电池”省去了模组和大部分支撑结构，由电芯直接成包，大大提升空间利用率---同样的电池体积里，现在可以塞下比以前多得多的电芯。 据比亚迪给出的数据，对电池包的重塑使刀片电池单位体积能量密度提升 50%，相当于原来满充能跑 400 公里的电动车，如今能跑 600 公里。 能量提升的前提是安全，在电池安全的测试标准中，目前能稳定通过针刺实验的只有刀片电池，而这一标准只是国家推荐标准，而非强制标准，言外之意表明目前很多电池都做不到如此安全。 所谓针刺实验就是破坏电池内部构造，人为制造短路，进而积蓄能量，从而出现热失控。三元里电池内部化学反应过分活跃，几乎在针刺的一瞬间就发生了热失控，失去电压，引发爆炸，从而自燃，磷酸铁锂电池虽然没有爆炸，但也有大量烟雾产生和热量释放。如此热量堆叠会对其他电池产生影响，进而影响电动车的安全。 刀片电池在针刺实验中安然无恙，同时电压以一种极为缓慢的方式慢慢降低，直至为零，也就是说刀片电池可以更好的避免热失控，也可以避免影响其他电池，更重要的是可以给消费者更长的反应时间，保证安全。 针刺实验虽然是模拟极端状况，但背后所反映的短路问题却十分广泛，电池在日常使用中，随性能、充放电和环境的变化，都有可能引起短路，一次短路就是一次「针刺实验」。 刀片电池可以说是在性能堆叠方向之后，代表电池发展安全技术路线的拓荒者，日后也会成为电池史上公认的代表作之一。 第二重·成本 成本包含消费者使用成本和企业成本。 比亚迪显然清楚磷酸铁锂在冬天有老大难的问题，因此在技术路线上采用「少用油」和「不用油」两种手段取长补短。针对冬天的状况，比亚迪更推荐DM-i混动系统。即便如此，刀片电池也是目前对消费者最友好的电池组。 其中的第一层原因就是刀片电池的循环次数可以达到3000周，而三元锂电池则只有1500周，在使用寿命和性能上都有无可比拟的优势。 第二层原因是磷酸铁锂目前成本较低，更容易做出更亲民的产品，基于此之上的刀片电池，也有这方面优势，而对这一点来说，比亚迪掌握更大的主动权。 如今的刀片电池开始供应国内外大多数车企，其中红旗品牌确定使用刀片电池已经完成出货。 在发布会上，比亚迪发布的几款新车，尤其秦Plus、宋Plus以及e2，我们会发现其纯电动汽车已经接近同级别燃油车的价格。对消费者来说，接受纯电动汽车的门槛大大降低，消费者选择纯电动车只需要考虑动力源即可。 过去能做到同级别燃油车和纯电动同价的车型只有高端车型，原因是高端车型存在溢价，可以Cover电池巨大的成本。随车型等级的下降，溢价越来越少，电池成本已经无法弥补，所以过去同级别纯电动车型远远高于燃油车，很多紧凑型电车的价格已经可以购买到中级燃油车的水平，这让消费者很难接受。 即便在电动车领域投入巨大的大众汽车，也只是做到了ID.4和Tiguan一样的售价，但ID.3这种入门级车型却不能，也因此没有引入国内，说明经济型纯电动汽车拉低成本尤为困难。 这次比亚迪全系搭载刀片电池，售价进行了大幅下拉，几乎是第一家做到了同级别燃油车和纯电动车同样售价的车企。 而对那些依靠采购的纯电企业来说，要实现这个降成本的目的很难。唯有介入进入电芯生产，才可以更好地往前端渗透，与供应端博弈电池原材料层面的成本。比亚迪不需要，通过对电芯设计、生产过程、正负极材料以及系统设计，使电池价格大幅下滑，进而使自身的纯电动汽车具备价格优势。 这是比亚迪独一无二的优势，自己掌握电池，自己生产汽车，同时自主研发刀片电池，掌握核心技术，乃至全球受影响的芯片，比亚迪也可以置身事外，以电池、OEM、汽车设计制造研发，全领域的涉足使比亚迪拥有更好的成本优势。 此次参加活动，参观了重庆弗迪电池工厂，记忆深刻的有两点。第一，之所以此前比亚迪产品销量迟迟不能交货，在于电池产能处于爬坡，如今弗迪电池逐步走上正轨，会缓解目前市场缺货的现象；第二，比亚迪对电池产能的规划尤为恐怖，以目前纯电动汽车的销量和电池产能，我们无论如何也想象不到比亚迪会在2025年，电池产能会提升至目前的几十倍，达到400+Gwh。显然，纯电动汽车即将迎来爆发。 如此之大的规模，对快速降低电池成本显然大有裨益，同时这也是未来比亚迪纯电动车竞争的优势，比亚迪或许是目前国内第一家电池、汽车并重的企业，也可能是第一家做到同级别纯电动车低于燃油车的车企。 全产业链涉足，讲真有点恐怖。