比亚迪举刀：要革三元锂的命？

当宁德时代和特斯拉合作的“无钴电池”仍然犹抱琵琶半遮面之际。比亚迪率先开炮了，其炮口瞄准了市面上电动汽车所普遍采用的三元锂电池。

近年来，三元锂电池凭借自身能量密度优势，和国家补贴政策的导向，让磷酸铁锂暂时偃旗息鼓了几年。台湾某电视台甚至将磷酸铁锂电池称为十年前的技术。

然而，作为以磷酸铁锂技术起家的比亚迪，却从未放弃自己的初心。比亚迪最新推出的刀片电池，有望改写目前车用动力电池的格局，让磷酸铁锂重新回到主流。

在去年的比亚迪年中业绩交流会上，王传福提出了“超级磷酸铁锂电池”。放电倍率提升、成本节约、寿命更长的特点，赚足了眼球。今年1月的中国电动汽车百人会上，这款电池正式命名为刀片电池，“3月，刀片电池将在重庆工厂量产”，王传福说到。

3月29日，比亚迪正式推出了刀片电池。这款新型电池采用磷酸铁锂正极材料，借助创新的结构设计，不仅拥有出众安全性表现，还克服了传统磷酸铁锂电池能量密度低的劣势。目前刀片电池已在重庆弗迪电池工厂投入量产，而比亚迪“王朝家族”旗舰级轿车汉EV将是现阶段唯一搭载刀片电池的车型。新车将在今年6月投产上市，综合工况下续航里程可达605km，电池系统能量密度为140Wh/kg。

伴随刀片电池下线，“高光安全+创新设计”成为了磷酸铁锂电池回归推动力。甚至在比亚迪集团董事长兼总裁王传福看来，集高安全性、长寿命和长续航特点于一身的刀片电池，将引领全球动力电池技术路线重回正道，把“自燃”这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。

安全与性能一把抓

发布会上，比亚迪播放了一段三种电池针刺实验的视频。作为对电池电芯安全性最严苛的检测手段，针刺试验模拟了电池发生内部短路后的状态。试验对象分别为磷酸铁锂块状电池、NCM三元锂电池和刀片电池，且被测电池上均放有鲜鸡蛋。结果如下：

-块状磷酸铁锂电池：穿刺后有烟、无明火，表面温度为200-400摄氏度鸡蛋被烤焦；

-NCM三元锂电池：在穿刺过程中，后壳体膨胀-泄压阀开启-剧烈爆炸三步一气呵成，且比亚迪官称其表面温度迅速超过了500摄氏度；

-刀片电池：穿透后无明火、无烟，电池表面的温度为30-60摄氏度，甚至鸡蛋仍为流动态。

也就是说，刀片电池在针刺实验中，并未出现传统动力电池可能发生的热失控现象。

当然，刀片电池不只是经历了针刺一项实验。为了模拟电池在极端场景下的热稳定性，比亚迪还进行了如下实验：

-挤压：模拟汽车在极端碰撞情况，电池在挤压到断裂的过程中，仅冒烟、没有起火。

-炉温：模拟电动车周围有火情或火灾，将电池从常温加热到300摄氏度，电池没有爆炸或起火。

-过充：模拟充电桩、汽车、电池三级保护全部失效的情况。刀片电池能够在持续过充260%以后，不起火、不爆炸。

正如比亚迪集团董事长兼总裁王传福所言，刀片电池最大的特点就是安全。而磷酸铁锂正极材料，则是比亚迪刀片电池高安全性的背后功臣。

比亚迪有限公司副总裁何龙表示，除了拥有较高的放热反应启动温度外（500摄氏度以下都非常稳定），极端情况下升温慢、产热量小、分解过程中不释放氧气等特点，也让磷酸铁锂材料具有非常优秀的热稳定性。

据相关资料显示，三元锂电池正极材料的分解温度在200摄氏度左右，热稳定性不如磷酸铁锂。不仅如此，比亚迪还在高风险安全位点，使用了耐高温和具有优异绝缘性能的高温陶瓷涂层，比如极耳陶瓷、陶瓷极柱等，进一步提升了电池安全性。

另外，在中国科学院院士欧阳明高看来，刀片电池的长条设计为其带来了更大的散热面积，同时针刺时自身短路回路比较长，产热能力被弱化。再加上磷酸铁锂材料自身的特性，整体温升速率比较小，所以针刺实验的表现好。

刀片电池的正常充电速率为0.5C，快充是速率可提升至1.5C。要知道，目前部分采用三元锂电池的车企，为了保证安全性会将快充速率限定在1.2C以内，如果采用的是NCM811电池，速率还会进一步下调。所以除了注重安全性外，借助磷酸铁锂可逆性好、电位低、充放电过程中膨胀小等优势，比亚迪刀片电池充放电循环寿命可达3000次以上，能够让车辆行驶120万公里。

在安全性方面的优势，无疑是比亚迪坚定磷酸铁锂路线的原因。而特殊设计与正极材料特性的结合，则是刀片电池热稳定性及针刺试验表现，能够力压传统磷酸铁锂块状电池的关键。

体积能量密度比肩“811”，创新设计助推磷酸铁锂回归？

在发布会上，比亚迪集团董事长兼总裁王传福称，“新能源乘用车领域里面许多企业陷入对续驶里程的攀比之中，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的追求”。而相比磷酸铁锂电池，三元锂电池能量密度占优，各大车企趋之若鹜。

伴随刀片电池登场，高安全性的磷酸铁锂回归之余，比亚迪还借助创新设计，进一步提升了电池包的体积能量密度与空间利用率。在刀片电池内部，每一个电芯都是一个结构件，100个电池就相当于100个梁。同时电池堆上下两面各有一块高强度蜂窝铝板，实现了电池包强度的不减反增。

此外，冷却系统（液冷板）、边框、底板等部分，均能够固定、约束电池，整个电池包类似蜂窝结构，强度高。

得益于刀片电池的创新结构设计，成组时可以跳过“模组”，大幅提高了空间利用率，做到了在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。相比传统电池包，刀片电池的体积利用率提升了50%以上。优化空间利用率就相当于提升了体积能量密度，官方表示刀片电池的体积能量密度与811三元锂电池接近，能够保证车辆单次充电续航600公里的需求。

值得一提的是，去掉了“模组”这一层中间结构，电池系统复杂度大幅下降，从而带来了更高的产品稳定性和更低的故障率。

需要说明的是，相比宁德时代CTP技术，虽然比亚迪在简化结构方面与前者思路相仿，但结合自研的刀片电池技术，更有利于比亚迪自身产品降低成本并提升能量密度。而CTP技术则更倾向于提升宁德时代电池包整体设计的话语权。

可以说磷酸铁锂与刀片电池的结合，更是通过设计扬长避短，促进动力电池行业发展的节点。当然，磷酸铁锂电池也有望借创新的电池包设计回归主流。在发布会上，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。”

三元锂火热的今天，同样不要低估了它

据《新能源汽车国家监管平台大数据安全监管成果报告》显示，2019年5月到7月，新能源汽车国家监管平台共发现新能源汽车安全事故79起，其中86%的事故车使用三元锂离子电池，7%的事故车使用磷酸铁锂电池。在已查明着火原因当中的车辆中，58%的车辆起火源于电池问题。可见磷酸铁锂电池的安全性，仍是自身未来发展的推动力。

与此同时，虽然工信部在今年1月表示，2020年新能源汽车补贴政策不会大幅退坡，但从长远来看，依靠补贴仍非长久之计。所以电池成本将愈发敏感。参考相关报道，截至2020年2月，磷酸铁锂电池模组含税价格为0.65元/Wh，而三元电池模组含税价格为0.80元/Wh，此前已有多家车企表示，其技术路线将转向成本更低且性能更安全的磷酸铁锂电池。

重点在于，当前三元锂电池中的钴属稀有元素，规避钴已成为部分车企的下一步计划。比如特斯拉，即便牵手对象不是比亚迪，可方向却是磷酸铁锂。另外，伴随5G基站的铺展，作为储能设备的磷酸铁锂也有望获得一席之地。或许磷酸铁锂能否逆袭尚无法定论，但刀片电池却来势汹汹。

车云小结

如今比亚迪新能源车的足迹已遍布50多个国家和地区，全球300余座城市。加之e平台开放共享，以及磷酸铁锂刀片电池正式发布。比亚迪在强化技术输出的同时，也有望将磷酸铁锂电池再次引入主流。

当然，无论是磷酸铁锂还是三元锂，任何材料都是优劣共存的。刀片电池是比亚迪的又一次创新，而扬长避短的刀片电池，将重新改写整个动力电池市场格局。