【有車以后 技術(shù)】6月1日，我受邀到比亞迪位于重慶的刀片電池工廠參觀，現(xiàn)場觀看了三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的針刺測試，也參觀了比亞迪刀片電池的生產(chǎn)線。這刷新了我對比亞迪動力電池的認知。

關(guān)于針刺測試

前一陣子，因比亞迪刀片電池針刺測試引發(fā)的關(guān)于電動汽車動力電池安全性的爭論鬧得沸沸揚揚。在討論這個問題之前，我們先來看看這個針刺測試。

針刺測試的方法很簡單，用一根鋼針刺穿電芯，引起電芯內(nèi)部短路，看電池是否會熱失控（起火、爆炸）。

三元鋰電池：鋼針插入的瞬間便發(fā)生膨脹，緊接著就發(fā)生爆燃，速度非?？欤紵浅×?。形象一點說，比快餐店高壓煤氣爐的燃燒劇烈10倍不止！顯然，這種爆燃如果發(fā)生在車上，乘員的逃生時間真的很短。

刀片電池：比亞迪的刀片電池本質(zhì)上是磷酸鐵鋰電池，鋼針插入后，可以看到電芯的鋁殼有輕微膨脹，然后又恢復(fù)正常，后面就跟沒事一樣，而且之后的1個小時都沒有什么情況。

通過對比測試不難看出，比亞迪的磷酸鐵鋰刀片電池在被針刺時的確超淡定，甚至溫度也只是略微上升。跟瞬間爆燃的三元電池相比，安全性有著天壤之別。

回到前面關(guān)于針刺測試的爭論，作為三元鋰電池龍頭的寧德時代認為：針刺測試沒有必要，國際標準里面也沒有強制要求做這個測試；電池安全不是看電芯，而是看電池包，只要電池包安全性到位就可以了。換句話說就是只要把電池包外殼做得足夠結(jié)實，電池管理做到位就是安全的，別糾結(jié)電芯是否扛得住針刺。而比亞迪則認為：只有電芯到電池包的安全性都高，電動車的安全性才能更高，而且電芯的安全性是電動車安全的基礎(chǔ)。

以上兩種觀點，我認同后者。理由很簡單，電芯安全+電池包安全等于雙保險，即便極端情況下電芯被擠壓、刺穿發(fā)生短路也不會發(fā)生自燃難道不是更香嗎？最近關(guān)于電動汽車自燃的事故屢見不鮮，這些自燃的原因不一，但本質(zhì)上都是電芯不夠安全導(dǎo)致的。

為何刀片電池更安全？

按照比亞迪工程師的解釋，刀片電池之所以安全主要有兩個原因：

1、 磷酸鐵鋰電池的材料決定的。

這其中涉及的材料化學(xué)理論我們就不深究了，簡單說就是磷酸鐵鋰電池里面的材料比三元材料更加穩(wěn)定，而且電芯內(nèi)部短路時不會產(chǎn)生氧，不會助燃。

2、 刀片電池的特殊結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的。

這一點比亞迪的工程師沒有細說，按我的理解：刀片電池做得比較薄，電芯里面的極片層數(shù)比較少，被刺穿或者被擠壓的時候短路產(chǎn)生的能量（熱量）比較小。這就解釋了為何常規(guī)方塊磷酸鐵鋰電池被刺穿時會冒煙（溫度較高），但刀片電池被刺穿時幾乎沒反應(yīng)。

除了安全，刀片電池還有什么優(yōu)點？

事實上，比亞迪刀片電池的安全性主要還是磷酸鐵鋰這個材料決定的，而刀片電池這種結(jié)構(gòu)形式更突出的優(yōu)點其實是能量密度。

磷酸鐵鋰電池穩(wěn)定性好、安全性高這個大家都知道，但能量密度低也是公認的。這就意味著同樣重量或者同樣體積的電池包，用磷酸鐵鋰電池能裝下的電量比較少，續(xù)航里程不高。要提高電池包的能量密度，提高電池包的空間利用率是一個重要渠道。也就是說讓同樣大小的電池包裝下更多的電芯就可以裝更多的電。傳統(tǒng)動力電池是把電芯做成模組，再由模組組成電池包，空間利用率只有40%左右，而采用刀片電池結(jié)構(gòu)后，取消了模組，直接由電芯做成電池包，空間利用率提升到60%。體積能量密度自然大幅提高，這也是比亞迪漢能突破600公里續(xù)航的主要原因。

當然，刀片電池屬于磷酸鐵鋰電池，它的循環(huán)壽命也有優(yōu)勢。其循環(huán)壽命可以做到5000次，遠高于三元鋰電池的2000多次。簡單說就是這個電池更耐用，壽命更長。

為何只有比亞迪造出刀片電池？

既然刀片電池這么好，為何其他電池廠家不出，就比亞迪有呢？經(jīng)過這次工廠參觀以及跟工程師們的溝通，我想我找到了原因：

1、比亞迪有動力去推刀片電池

前些年因為能量密度低得不到國家補貼，比亞迪不得不轉(zhuǎn)向三元電池，導(dǎo)致多年以來在磷酸鐵鋰電池領(lǐng)域的優(yōu)勢喪失。但作為磷酸鐵鋰電池的龍頭，而且磷酸鐵鋰電池在安全性上有明顯優(yōu)勢，比亞迪一直都想回歸磷酸鐵鋰這條路線。

2、比亞迪有技術(shù)研發(fā)刀片電池

早在2003年宣布跨界生產(chǎn)汽車之前，比亞迪就已經(jīng)開始了汽車動力電池的研發(fā)。作為全球比較早研究動力鋰電池的企業(yè)，比亞迪在該領(lǐng)域有著雄厚的技術(shù)積累。

3、比亞迪有能力生產(chǎn)刀片電池

在我看來，這是最關(guān)鍵的一點。刀片電池長達1米左右，從極片制造到切片、疊片工藝，再到電芯的焊接封裝都對制造技術(shù)提出了非常高的要求。據(jù)了解，目前其他動力電池企業(yè)都無法生產(chǎn)這種寬幅極片，連生產(chǎn)需要的相關(guān)設(shè)備、生產(chǎn)線都沒地方能采購。而比亞迪作為一個產(chǎn)業(yè)鏈完善的工業(yè)集團，直接自行設(shè)計、建造了刀片電池的生產(chǎn)線。

普通人可能不理解這條生產(chǎn)線的技術(shù)含量，來聽聽比亞迪電池專家孫華軍的說法：

“將近1米長的極片，能夠?qū)崿F(xiàn)公差控制在±0.3mm以內(nèi)、單片疊片效率在0.3s/pcs的精度和速度，在國際上我們都屬于首創(chuàng)。這種疊片采用的是比亞迪完全獨立自主開發(fā)的設(shè)備和裁切方案，這是其他任何人想抄都抄不來的。除疊片之外，刀片電池生產(chǎn)過程中的配料、涂布、輥壓、檢測等其他工藝都達到了世界頂尖水平。例如，配料系統(tǒng)的精度在0.2%以內(nèi)；雙面同時涂布，涂布最大寬度達1300mm、單位面積涂敷重量偏差小于1%；1200mm超大幅寬的輥壓速度可達120m/min，厚度控制2μm以內(nèi)，確保寬尺寸極片厚度的一致性……”

這些數(shù)據(jù)不理解沒關(guān)系，總之就是很厲害了。這次去重慶工廠看完之后，的確刷新了我對比亞迪的認知，沒想到它不僅能造車、造電池，它還能造出生產(chǎn)電池的高科技生產(chǎn)線。也正是比亞迪這種全產(chǎn)業(yè)鏈的能力，讓它輕松實現(xiàn)了刀片電池的批量化生產(chǎn)，而且產(chǎn)能可以快速爬升。要知道，重慶這個刀片電池工廠，2019年2月開工，2020年3月刀片電池就下線了，到2021年產(chǎn)能可以達到12GWh，2022年底可以達到20GWh的設(shè)計產(chǎn)能。另外，貴陽和長沙也各有一個20GWh的工廠在規(guī)劃建設(shè)中。

寫在最后

近期頻繁曝光的電動汽車自燃事件，把電動汽車安全性的話題推到了風(fēng)口浪尖，這個時候比亞迪推出主打安全的刀片電池可真是踩準了時機。據(jù)悉，除了比亞迪自己的新車將搭載刀片電池，還有不少汽車廠家也在跟比亞迪談電池供應(yīng)，預(yù)計很快就會有更多車型加入刀片電池的陣營。不出意外，磷酸鐵鋰刀片電池將打破三元鋰電池在乘用電動車領(lǐng)域一統(tǒng)江湖的格局。