谁和争锋？"刀片电池"能否担当主流乘用车最佳解决方法重任？

2022-07-12 　来自: 王泽龙 182 1045 0914

　　

日前，比亚迪在"刀片电池出鞘·安天下"线上超级公布会上，正式祭出"刀片电池"这一利器，引发业内热烈讨论。扫描业内，不难发现蜂巢能源等公司也开展有长电芯产品的研发。为此，电池我国网编辑和蜂巢能源科技有限公司总裁杨红新做了深入交流，就刀片电池的相关话题咨询了他的看法。以下内容即是根据访谈整理而成。

 

"比亚迪的‘刀片电池’是基于电池结构、工艺和技术上的创新，来提升电池包的安全性、电池容量，并降低成本，展示了电池技术创新的多元化方向，为业界开展技术创新供应了参考。"杨红新对"刀片电池"的出现从电池技术创新的角度予以了肯定。

 

事实上，通过此次"刀片电池"公布会，大家也可以看出电池技术发展的一些趋势。如电芯正朝着大尺寸、长电芯方向发展，预计未来车用市场，长电芯将是主流；"刀片电池"采用叠片工艺，而非传统的卷绕工艺，使得极芯压实密度更高，厚度更薄，既提升了能量密度，也提升了安全性。杨红新表示，"预计未来叠片工艺将成为车规级电池的主流工艺；长续航仍是整车、电池、以及消费者关注的重点，比亚迪通过‘刀片工艺’来提升磷酸铁锂电池包的容量，最终目的还是要提升整车的续航里程。"

 

当然，"外行看热闹，内行看门道"，仔细分析"刀片电池"技术，一方面要看到该技术为业界带来的创新思考，同时也应冷静看待该技术的"不足"和可提升的空间。

 

电芯长度越长越好吗？

 

动力锂电池业发展至今，一直追求在有限的空间内，用尽量轻、尽量少的材料让移动交通工具获得更大的能量。"因此，业内持续开展创新中的一个重要方向就是：尽量充分地利用空间，在保证安全的情况下，减少不出现能量的辅助零部件，我们称之为‘结构创新’"。杨红新认为，长而薄的刀片结构电芯散热性明显提高，而且本身可以作为结构件，叠加无模组技术，可以使安全性更好、成本更低、体积能量更高，"预计将是未来动力锂电池的主流发展方向，蜂巢能源也已经在这个领域进行了重点布局。"

 

图为蜂巢能源电芯尺寸设计演化路线

 

从公开的参数看，比亚迪的"刀片电芯"长度预装在比亚迪自家车型"汉"上的"刀片"，可谓量身定制。但比亚迪汉是C级车，这种长刀片电芯是否适合市场上其他级别主销品牌的整车呢？

 

"产品灵活适配性是衡量一个产品发展前景的重要指标，从节约行业资源的角度上讲，适配性高的零部件可以扩大单品的生产规模，减少浪费，从而整体上降低成本。"杨红新认为，目前，通用标准模组的底层逻辑正是如此。各个品牌的车上都用同一规格的355模组或者590模组，使单一型号能够达到工业化规模生产，从而降低成本。

 

通过对当前市场上的主销车型宽度进行分析，如1-1图所示，主流的A0-A级，以及B级以上的平台适用于长度1150mm-1300mm的长电芯，但假如都按照比亚迪"汉"所标配的1m或1m以上长度做电芯，势必会顾此失彼，结果便是某款车可能匹配较好，另外一些就装不下，或者空间不能得到有效利用，这就违背了提高空间利用率的初衷。"也就是说，过长的尺寸会降低对市场主流乘用车的适配性和灵活性，从整车角度来看，我们仍然要为其找到一个‘合适的’标准，这一点很重要。"杨红新表示。

 

那么，为何说这个"合适的"标准很重要呢？一方面可以规模化量产，降低成本；另一方面可以满足多种主流车型的需求，降低新车在设计、研发上的难度，利于整个电动汽车产业的发展。

 

事实上，在研发长电芯尺寸上，国内已经有不少电池公司在这方面进行尝试并取得积极进展。

 

从1-1图中可以看到，600mm左右的尺寸或者2*600mm左右的尺寸，似乎可以满足大部分车型的需求。也和之前使用590模组的平台具有很好的兼容切换性，主机厂可以不做额外的修改和变更。既节约成本，响应速度又快。

 

杨红新表示，"蜂巢能源正是基于这种设计思路，我们开发了长叠片L6电芯，L代表Longcell,6代表600mm左右的长度。这款产品L6规格的电芯具有两种排布方式，可以覆盖到市场上主销的80%的车型。"

 

蜂巢能源6规格电芯排布1

 

蜂巢能源6规格电芯排布2

 

杨红新认为，从布置灵活性、车型适配性、和传统590模组通用性、可制造性等方面，600mm左右长度的L6电芯，匹配度更高，可以覆盖从A0到D级车的需求，可以说是结合市场主流车型的需求确定的相对最合适的长度。早在2019年四月的上海国际车展上，蜂巢能源首次亮相就展示了这款L6产品。

 

"叠片工艺"将是动力锂电池主流方向吗？

 

在汽车应用的场景下，动力锂电池是几百只串并联地使用，质量一致性、性能、安全比效率更重要，对制造工艺要求极为严苛。事实上，近年来不断发生的新能源汽车安全事故，源头也多在电池制造这块。而深究其原因，杨红新认为这也是和电动汽车发展之初，动力锂电池多是由3C消费类电池直接承袭过来有关。传统3C电池制造重要采用卷绕工艺，但是从车用场景来看，"在当前及下一代动力锂电池的技术路线图下，和导热和导电均匀、高生产速度、低成本等完美结合的新一代叠片技术将是重点发展方向。"

 

此次比亚迪公布的"刀片电池"，其创新和量产的重要支撑正是其重庆厂采用的叠片工艺产线。

 

叠片工艺天然就是为长电芯制造而生的，在长电芯的制造过程中，叠片工艺比卷绕工艺更加有优势。有关电池新势力公司，其优势就是可从高起点切入，可直接采用基于未来趋势的创新工艺、创新产线和创新结构。蜂巢能源自2018年进入行业就一直倡导动力锂电池"从‘卷时代’迈入‘叠时代’"也正是如此。

 

值得注意的是，电芯越长，其在生产过程中的对齐度、效率、良品率等都将受到影响，这对很多公司都是较大的挑战。蜂巢能源对此做了深入研究，推出的长电芯L6可谓在长短之间找到了一个相对平衡点，不仅在通用性、适配性方面表现优异，而且在良率控制和大规模工业化量产方面优势明显。杨红新表示，"目前，蜂巢能源已经顺利投产的车规级AI智能厂一期项目，已经成熟掌握了全球领先的高速叠片工艺技术，已经可以实现L6电芯的高效率大批量生产。"

 

磷酸铁锂能动摇三元电池在乘用车的地位吗？

 

"刀片电池"公布会上，比亚迪董事长王传福表示，比亚迪刀片电池将改变行业对三元电池的依赖，将动力锂电池的技术路线回归正道。作出此判断是基于"刀片磷酸铁锂电池"可以实现乘用车600km的续航，且更安全。

 

杨红新认为，比亚迪通过刀片结构设计，大幅提升电池包整体体积利用率，使得电池包的容量大幅提升，进而使得续航里程也随之提升。事实上，动力锂电池业的创新从本质上是为提升体积能量密度和质量能量密度。其中材料创新是最基础最重要的，即在有限的电芯壳体内装入更多的活性材料，"所以动力锂电池业一路走来，从磷酸铁锂到NCM111、NCM523、NCM811……，在持续减少钴含量降低成本的同时，也在不断提升能量密度，持续进化。"

 

磷酸铁锂材料相较于三元材料，质量能量密度仍有"短板"。杨红新表示，"刀片电池和现有尺寸的铁锂电池相比，是一种结构和制造工艺的创新，但铁锂材料能量密度相对较低的‘瓶颈’还要突破。当消费者、整车、电池公司在追求700km、800km甚至更长续航里程的时候，磷酸铁锂仅通过电池包结构创新难度仍然较大。"

 

此外，也有业内人士认为比亚迪汉是C级车，可为其电池包供应足够大的空间，装配刀片铁锂后，续航能达到600Km。"而有关更多的主流A/B级乘用车，电池包空间相对有限，进而电芯尺寸也不能‘过长’，要实现更长的续航里程，还是要从质量能量密度着手。"

 

值得一提的是，比亚迪"刀片电池"是结构创新，那么既然是造型差异，该造型是不是在其他材料上也同样有效？"三元刀片，四元刀片，无钴刀片……"等只要能系统地解决安全性问题，控制好材料产气等相关问题，是不是也都可以有？大电芯三元、四元、乃至无钴产品都将具有更广阔的应用空间，这样可以极大丰富整车多场景应用下的里程选择，让主机厂有更大的选择空间。

 

据了解，目前蜂巢能源基于叠片L6电芯搭配不同化学体系的动力锂电池已经可以覆盖从450Km-850Km的市场大部分主流车型。比如蜂巢无钴材料和三元材料的L6电芯等，就可以支持A/B级乘用车实现600Km-700Km续航。

 

蜂巢能源2019年七月公布的无钴材料电芯，目前已经完成了绝大部分的研发测试工作。"我们蜂巢能源推出的叠片无钴长电芯在能量密度上已经可以媲美811，安全性和寿命要远超811，同时成本又比目前的811低很多，将是一种大有希望的新材料体系。"杨红新表示。

 

"比亚迪"刀片电池"的创新再一次挖掘了磷酸铁锂电池的潜力，拓宽了其应用场景。事实上，业内很多公司也在继续挖掘三元、四元、无钴等多种材料体系的价值和最佳应用场景。"杨红新认为，相关公司新技术、新工艺的不断涌现，如蜂巢能源正在开发LCTP技术，使用L6电芯叠加无模组PACK，产品方面，L6-铁锂、L6-无钴和L6-三元都在同步开发中（预计在2021年年初量产），都将为电动汽车产业的发展供应更多支撑和更多完美的解决方法。

 

当然，市场在持续发展，行业各方的探索不应止步，动力锂电池业发展只有在开放探讨的过程中才能持续完善，电池人在追求技术进步的道路上永无止境。

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