“幾乎你能想到的所有汽車品牌，都在和我們探討基於刀片電池技術的合作方案。相信大家很快就能看到和聽到刀片電池更多精彩的消息。”比亞迪集團副總裁、弗迪電池董事長何龍在3月29日舉辦的比亞迪刀片電池發佈會上如是說。
“刀片”出鞘
在新能源汽車興起之初，車企在選擇動力電池時，主要採用三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。憑藉自身特性，這兩種電池均獲得車企青睞。數據顯示，2015年三元鋰電池的裝機量佔比為58%，磷酸鐵鋰電池的裝機量佔比為41%。
不過，三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池齊頭並進的形勢並未持續太久，由於新能源汽車補貼政策對電動汽車的續航里程要求不斷提高，加之消費者偏向長續航的電動汽車，於是能量密度更高的三元鋰電池逐步成為車企的首選，磷酸鐵鋰電池的市場份額則迅速萎縮。
數據顯示，2017年三元鋰電池市場份額為75%，磷酸鐵鋰電池市場佔比為23%；2018年三元鋰電池的市場份額躍至89%，磷酸鐵鋰電池的市佔比僅為11%。除了商用車企業，幾乎所有的乘用車製造商採購的都是三元鋰電池。
就在磷酸鐵鋰電池被逼到牆角的時候，一直堅持磷酸鐵鋰電池技術方向的比亞迪拿出了“刀片電池”這一技術方案，並且比亞迪方面對刀片電池的競爭力和市場前景信心十足。
事實上，刀片電池的本質依然是磷酸鐵鋰電池，只不過比亞迪在電池結構和設計方面有了創新突破，單體電芯的形狀類似刀片，因而取名為刀片電池。雖然刀片電池在材料方面並沒有新的突破，但是此次比亞迪在設計結構方面的創新也不可小覷。得益於比亞迪將電芯進行扁平化設計，電池包的空間利用率和體積比能量密度有很大提升。
數據顯示，搭載刀片電池的電池包空間利用率達到60%，傳統電池包的利用率僅為40%。在體積比能量密度方面，刀片電池比傳統的磷酸鐵鋰電池提升了50%。
值得注意的是，由於刀片電池在設計結構方面的創新，使得搭載刀片電池的電池包在組裝的時候跳過了電池模組這一環節。一般動力電池成品包括電池單體-電池模組-電池Pack（電池組）三個步驟。而刀片電池單體可以直接封裝成動力電池組，這意味著搭載刀片電池的動力電池的結構更加簡單，同時刀片電池還可以根據不同車型的需求做成不同的尺寸，以便車型空間最大化利用。
與此同時，得益於刀片電池能夠一片一片疊加起來，加之每一片刀片電池的外殼都採用鋁殼或者鋼殼包裹，使得搭載刀片電池的動力電池組相比傳統動力電池包可以省略橫樑和縱梁等結構件的使用，電池的強度並未減弱反而再次得到加強和升級。
雖然搭載刀片電池電池的動力電池組在能量密度方面和三元鋰電池相比還有細微的差距，但是由於刀片電池的體積比能量密度大幅提升，使得搭載刀片電池的新能源汽車在續航里程方面已經可以和搭載三元鋰電池的車型比肩了。
據王傳福透露，比亞迪刀片電池已於今年3月開始量產，並將在今年6月上市的比亞迪旗艦轎車漢EV上使用。公開數據顯示，比亞迪漢EV的0到百公里加速時間為3.9s，綜合續航里程為605km。
比亞迪敢於在其王朝系列的旗艦級產品使用刀片電池，體現了比亞迪對刀片電池充滿信心。
“刀”安天下
無論是在傳統燃油汽車時代，還是在新能源汽車時代，汽車的安全性始終是第一重要因素。就在三元鋰電池獨佔鰲頭的時候，新能源汽車頻頻起火引發了業內人士和消費者的擔憂。
數據顯示，2019年5-7月，新能源汽車國家監管平臺共發現79起安全事故，涉及車輛96輛。另外據不完全統計，2019年1-8月，國內已發生20起新能源汽車起火事件，且絕大多數起火車輛採用的是三元鋰電池。
為什麼搭載三元鋰電池的新能源汽車更容易起火？這和三元鋰電池的特性有關，目前市面上的三元鋰電池主要分為NCA（鎳鈷鋁）和NCM（鎳鈷錳）兩種。其中，NCA性能更加優異，不過其熱失控溫度更低，因而這種三元鋰電池對製作工藝要求、技術提出了更高的要求，目前主要是日韓系電池廠商生產。國內推出的三元鋰電池大部分為NCM電池，根據三元材料比例的不同分為111、523、622以及811等四種，目前811NCM電池成為國內動力電池廠商的重點突破方向，例如寧德時代。
相比磷酸鐵鋰電池，三元鋰電池的材質穩定性略差。三元鋰材料會在200℃左右發生分解，且三元鋰材料化學反應更加劇烈，還會釋放大量的氧分子，這也是三元鋰電池一旦發生熱失控就很難控制的重要因素之一。磷酸鐵鋰材料分解則需要外界溫度達到700℃-800℃，過程中不會釋放氧分子，因而即便燃燒也不會和三元鋰電池那樣劇烈。
在此次發佈會上，比亞迪公佈了三元鋰電池、傳統磷酸鐵鋰電池以及刀片電池進行針刺測試的視頻。視頻顯示，當鋼針將動力電池電芯刺穿導致電芯發生短路時，三元鋰電池出現劇烈溫度變化，表面溫度迅速超過500℃，且發生極端熱失控（劇烈燃燒）；傳統磷酸鋰電池在被刺穿後雖然沒有明火，但是冒白煙且表面溫度達到200℃-400℃；比亞迪刀片電池在被穿透後不僅沒有明火、無煙，同時電池表面溫度僅為30℃-60℃。
由此可見，比亞迪刀片電池在熱失控方面做得更好，為消費者在動力電池方面提供更好的安全防護。中國科學院院士歐陽明高認為，這主要得益於刀片電池獨特的設計特性，使得它在短路時產熱少、散熱快。
刀片電池的高安全性，讓比亞迪集團董事長、總裁王傳福在此次發佈會上自信地喊出：“刀片電池體現了比亞迪徹底終結新能源汽車安全痛點的決心，更有能力將引領全球動力電池技術路線重回正道，把‘自燃’這個詞從新能源汽車的字典裡徹底抹掉。”
當然，動力電池的安全性不僅僅和材料有關，還和生產工藝、品控等因素密切相關。不過，理論上磷酸鐵鋰電池的安全性依然要比三元鋰電池要高。需要指出的是，比亞迪的強力競爭對手寧德時代也在積極開發磷酸鐵鋰電池，其在去年已發佈CTP電池包（CelltoPack，無模組動力電池包）。較傳統電池包，CTP電池包體積利用率提高了15%~20%，電池包零部件數量減少40%，生產效率提升了50%，將大幅降低動力電池的製造成本。同時，寧德時代還在和特斯拉探討在國產特斯拉Model 3車上使用無鈷電池，這種無鈷電池被業內人士猜測為寧德時代的磷酸鐵鋰電池。
不可否認的是，此次比亞迪發佈的刀片電池將推動動力電池市場發生變革，三元鋰電池的霸主時代或將被終結。
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