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文| 騰馬丁博士
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罐頭是在1810年發(fā)明出來的，可是，罐頭開瓶器卻在1858才被發(fā)明出來，很奇怪吧？雞湯文會說：“真正好的東西總是遲來一步。”可是，為什么呢？仔細想問題的源頭，可知一二。罐頭的用途在于盡可能長時間的保存食物、防止腐壞，所以它要更密封、更結(jié)實，而且還必須得讓它容易打開。密封結(jié)實和容易開啟，這是一組矛盾，很難得兼。罐頭開瓶器晚了48年才被發(fā)明，就是在尋找這個矛盾的解決方案。
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這種矛盾隨處可見。比如，輪船如何在增加穩(wěn)定性的前提下，讓船身的阻力更??？要想增加穩(wěn)定性，最直接的辦法就是把船身變寬。但是，寬了之后，又勢必會增加前進的阻力。一邊要提高穩(wěn)定性，一邊要減少阻力，這就是設(shè)計輪船要平衡的矛盾。蘇聯(lián)有一位發(fā)明家叫阿奇舒勒，他創(chuàng)立了“問題解決通用技術(shù)（TRIZ）”。阿奇舒勒認為：解決一個問題，首先應該明確的是這個問題背后的核心矛盾是什么。從認識矛盾再到兼而得之，就是所有創(chuàng)新性解決方案的起點。![]()
（阿奇舒勒）這就解答了一個常見問題——為什么大部分的努力，都顯得笨拙而無成效？其根源在于，絕大多數(shù)努力都是在原地打轉(zhuǎn)。這正是技術(shù)創(chuàng)新的本質(zhì)：找到那個核心矛盾，解決它。落地到汽車行業(yè)，也有許多例子：如動力與油耗、運動與舒適等等。其中最困難、最迫切，也最引人關(guān)注的，則是動力電池的能量密度與安全性。動力電池行業(yè)經(jīng)過“百家爭鳴”的動蕩后，最終形成了三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池棋逢對手的局面。然而，二者的優(yōu)缺點都很明顯。如下表所示：看一看近兩年電動汽車的主要輿情，就知道為什么區(qū)分這兩類動力電池為何如此重要。調(diào)研顯示，盡管電動汽車起火概率要低于燃油車，但人們對電動車起火有更多焦慮。相比2018年同期，2019年網(wǎng)友對“自燃”等安全事故的關(guān)注度增長了14倍，安全性成為潛在消費者最大的焦慮項之一，直接影響了新能源汽車市場的發(fā)展。一個不可回避的數(shù)據(jù)是，2019年，國內(nèi)某造車新勢力品牌旗下車型，兩個月內(nèi)三次“自燃”，舉國關(guān)注。既然三元鋰動力電池容易起火，選擇更安全的磷酸鐵鋰不就行了？并沒那么簡單。問題的另一方面是，廠商們面臨著兩個壓力：一是國家政策傾向于補貼續(xù)航更高的車型，二是消費者普遍存在里程焦慮和充電憤怒。而安裝動力電池的空間就那么大，用磷酸鐵鋰勢必會影響續(xù)航里程，可能拿不到補貼，也會影響消費者決策。如此一來，三元鋰就成了市場上的寵兒，風頭一度壓過磷酸鐵鋰。那么問題來了：電動汽車的高續(xù)航與高安全，到底有沒有解？![]()
（比亞迪總部“六角大樓”）以往的廠商解答這個問題，就像罐頭開瓶器發(fā)明之前的時期一樣，在原有的矛盾里面打轉(zhuǎn)。補貼誘惑+消費者偏好，讓廠商們屢屢選擇續(xù)航更高的三元鋰，也不可避免地犧牲了安全性。去年一系列“自燃”事件，絕大多數(shù)便都是三元鋰電池惹的禍。“問題解決通用技術(shù)（TRIZ）”有一個中間步驟，叫做矛盾矩陣。想象一個簡化的矛盾矩陣表，列上不同參數(shù)之間的矛盾。豎著的一列，是想要改善的參數(shù)；橫著的一行，是不想被惡化的參數(shù)。這樣，問題就簡化為，要改善的參數(shù)為能量密度（續(xù)航里程），不想被惡化的參數(shù)就是安全。憑借對行業(yè)深刻理解的戰(zhàn)略前瞻，深耕領(lǐng)域多年、具有強大創(chuàng)新能力和深厚技術(shù)積累的比亞迪，基于其領(lǐng)先全球的磷酸鐵鋰電池技術(shù)，比亞迪交出了“刀片電池”這一答案。刀片電池引領(lǐng)全球動力電池安全新高度，有啥過人之處？簡單講，動力電池的組裝單位依次是電芯-模組-電池包，多一個單位就意味著占了體積。“刀片電池”將電芯做成“刀片”形狀，這讓刀片電池在成組時可以直接跳過“模組”，直接組成電池包。這種電池包也被稱為“無模組電池包”。由于精簡了模組殼體等零件，節(jié)省出的空間和重量可以安裝更多的電芯，續(xù)航能力當然更強。就是根據(jù)計算，在正極材料不變的情況下，“刀片電池”的體積比系統(tǒng)能量密度比塊狀電芯有模組電池包的體積比系統(tǒng)能量密度提升了50%。更重要的是，以跳過模組的方式節(jié)省空間、提升比能量，使刀片電池可以“正大光明”地采用更安全、更穩(wěn)定的磷酸鐵鋰電池——比亞迪用創(chuàng)新技術(shù)的方式，解決了動力電池的二律背反。之前，受底盤空間的限制和磷酸鐵鋰塊狀電池能量密度偏低的“雙重擠壓“，有模組的磷酸鐵鋰電池包在適配轎車等車型時，綜合續(xù)航里程很難突破400公里。如今，裝備了刀片電池的比亞迪“漢”車型，綜合續(xù)航里程（NEDC）可達605公里。對電動車而言，600公里的續(xù)航里程已經(jīng)和燃油車相當，完全可以滿足消費者的需求。![]()
（比亞迪漢將搭載刀片電池，預計今年6月份上市）重新審視比亞迪的矛盾矩陣：要改善的參數(shù)為能量密度（續(xù)航里程），不想被惡化的參數(shù)就是安全。然而，對比亞迪來說，安全不僅是不能被惡化的，而且是堅決不能惡化的。在“刀片電池”問世之前，安全就是比亞迪不能撼動的初衷。比亞迪做電動汽車比誰都早，但是你聽過比亞迪電池起火嗎？15年動力電池安全事故0記錄，是比亞迪的成績。或許正是這樣長期的堅持，才會找到終極解決方案?！暗镀姵亍钡臋M空出世，最牛的就是通過了動力電池測試領(lǐng)域的“珠穆朗瑪峰”——針刺實驗，掃除動力電池安全發(fā)展上的最后一塊障礙。從鋰電池誕生之初，針刺試驗就是電池安全測試中的最重要的一種手段。時至今日，在鋰電池針對安全的多達300多項試驗中，公認最難的仍是針刺試驗。針刺試驗一度是電動汽車的國家強制檢測標準之一，然而尷尬的是，這樣強制檢測在2019年1月被取消了，原因是針刺試驗對三元而言沒人能達標，法不責眾。比亞迪沒有鉆法律空子。比亞迪內(nèi)部說，要保持自律，嚴格堅守安全底線，不能放棄針刺的研究。通過法規(guī)測試跟滿足實際需求是兩個不同緯度的事情。比亞迪做到了。對比三種電池的針刺試驗結(jié)果，一看便知。
（比亞迪刀片電池針刺測試視頻）
在同樣的測試條件下，三元鋰電池在針刺瞬間出現(xiàn)劇烈的溫度變化，表面溫度迅速超過500℃，并發(fā)生極端的熱失控——劇烈燃燒現(xiàn)象，電池表面的雞蛋被炸飛；而磷酸鐵鋰電池在被穿刺后無明火，有煙，表面溫度達到了200℃~400℃，電池表面的雞蛋被高溫烤焦。
實驗顯示，比亞迪“刀片電池”在穿透后無明火，無煙，電池表面的溫度僅有30-60℃左右，電池表面的雞蛋無變化，仍處于可流動的液體狀態(tài)。這一結(jié)果足以證明“刀片電池”徹底擺脫了傳統(tǒng)動力電池可能會發(fā)生的“熱失控”的噩夢，其安全性具有無可比擬的優(yōu)勢。比亞迪刀片電池第一次安全、高水平通過針刺實驗，對于動力電池行業(yè)安全發(fā)展具有里程碑的意義。![]()
（王傳福在中國電動汽車百人會上介紹刀片電池）NEDC續(xù)航605公里*針刺試驗60攝氏度，動力電池的矛盾矩陣正式突破，“罐頭開瓶器”正式降臨，造福人間。在筆者看來，作為真正的技術(shù)創(chuàng)新，“刀片電池”除了解決動力電池的終極矛盾外，其意義還在于，它把此前以企業(yè)利益為導向的電動汽車研發(fā)，拉回到了以安全為本的正確道路上。未來的動力電池市場，也必將因此徹底洗牌。以往二分天下的市場，終將一統(tǒng)江湖。畢竟，有五星級可以住，沒人會再想去住快捷酒店。而且刀片電池也讓人們相信：問題都是可以被解決的。這無疑也增加了科技工作者的信心，對于那些為了夢想打拼的科技公司來說，是現(xiàn)實中的榜樣力量。
