這幾天除了娛樂圈裡「淡黃色的裙子，蓬鬆的頭髮」刷屏了以外，汽車圈當然不甘寂寞，一場動力電池領域技術進化運動就此開啟。
一場發佈會，一系列閃耀的詞彙「重新定義行業安全標準」、「把（自燃）從新能源汽車裡抹去」、「倒閉行業作出改變」、「糾正動力電池發展路線」，比亞迪發佈了一款長約 2 米的動力電池，又稱「刀片電池」。
這也是目前為止動力電池中最大的單體電芯，根據比亞迪專利顯示，這款電池產品的高度為 118 mm、厚度為 13.5 mm、長度則可以在 435 mm-2500 mm 之間進行定製。因其長而薄的形狀酷似刀片，得名刀片電池。
因為其徹底擺脫電池模組設計，比亞迪成為了第一個量產無模組技術電池的企業，而這種通過迭代生產工藝，提升電池系統的空間利用率和能量密度，併兼具成本優勢。
所以確切地說，刀片電池並不是突破了材料層面的創新，而是關於電池生產和工藝的迭代與進化。
那麼刀片電池能不能成為比亞迪重回國內動力電池老大的殺手鐧呢？
是營銷噱頭，還是技術創新
其實早在幾個月前行業對刀片電池的報道就陸續多了起來，而發佈會之後更是消息滿天飛，討論多了也就形成了多個觀點的陣營，主要的陣營也無非就是兩種：一種是認為刀片電池沒啥技術提升，只是比亞迪的營銷噱頭；另一種是認為刀片電池解決了多方面的實用需求，具有開創性意義。
市場對刀片電池的討論演化出陣營之分，其實很好理解這兩種觀點，對於覺得是噱頭的一方，其實是在動力電池材料技術的角度去看待問題，這個解讀雖然也沒有錯，但我認為確實有點難為比亞迪了。
因為受限於對基礎化學科學的認知，材料方面的創新比較有限，即使偶有消息也是在實驗室環境，還實現不了量產。所以全球的主流電池廠商目前都沒辦法在材料端具有大的建樹。
因為動力電池的技術細節非常多，除了材料方面，那就是被提最多的電池模組的集成技術，通過對這項技術的改進也能實現續航里程的增加，這就是我們說的生產和工藝方面的創新。
首先了解一個概念：
什麼叫 CTP？CTP 技術全稱 Cell To Pack，也叫無模組技術，現有兩種不同的技術路線，一種是完全無模組，一種是用大模組代替小模組。
簡單來說就是比亞迪的刀片電池是 CTP 技術路線的一種，而寧德時代也有 CTP 技術方案，所以 CTP 技術本身可以是任何廠商都可以選擇的路徑。可以理解為櫻桃味可樂和草莓味可樂，但都叫可樂。
並不是說 CTP 是比亞迪或者寧德時代哪一家的技術，而是無模組技術的統稱。
再來了解一個概念：
什麼是電池模組？舉個例子便於理解，如果我們買雞蛋都知道，會有雞蛋板裝雞蛋防止破裂，有了這個概念，我們就來說電池模組，雞蛋就好比單體電芯，每 30 個雞蛋裝一板，6 板雞蛋裝一個箱子，所以板與板之間就會有空間浪費，如果想要裝更多的雞蛋就要拿掉雞蛋板，而雞蛋板就相當於模組。
本來一個箱子只能裝 6 板雞蛋也就是 180 個，現在拿掉雞蛋板發現裝了 200 個。這就是有無模組的空間利用率。
而這個雞蛋箱子就相當於 PACK 封裝技術，也就是電池包，刀片電池採用的就是無模組的設計方案，所以說它是一項電池生產以及工藝的創新。
簡單來說就是，如同你買的一節南孚電池一樣，一片刀片電池就是一個單體電池。
那麼無模組的設計工藝，能不能稱之為創新？
上面我們說了，所謂的無模組就類似拿掉雞蛋板裝雞蛋，那麼隨之而來的問題也就多了，因為沒有了雞蛋板的單獨固定，雞蛋更容易破裂，推演到動力電池無模組化上也是一樣，解決散熱、強度等才能比較安全的使用。
刀片電池採用的是比亞迪主導的磷酸鐵鋰電芯，只是把以前的單體電芯拉長，同時在刀片電池側脊背上安裝高強度板，這樣電池側面就可以承擔支撐作用，不需要在佈置結構件，這樣「刀片電池即是儲能裝置，又是結構件，可以直接支撐電池包的大梁」。
把單排電芯直接鋪在底板上，電芯兩端固定在端板上，由兩端邊框提供對電芯的支撐力。簡單解釋就是電芯非常金貴，傳統制造是設計一堆模組把電芯放在裡面保護起來，不讓它磕到碰到，而刀片電池是在電芯側脊加高強度是電芯自身具有高強度支撐力，而且在封裝邊框可以再次為電芯提供支撐力，這是雙重保障。
所以每片電池都可以單獨排列在電池包內，這樣就使電池包的空間利用率大幅提升。
從之前電池 40% 的空間利用率，提高到了 60%，這一特性直接讓刀片電池成組後的系統能量密度提升了 50%。據公佈新搭載這一電池的比亞迪「漢」續航達了 600 km，而目前主流電動汽車也不過 500 km-600 km。
並且因為電芯使用磷酸鐵鋰，那麼在電池循環壽命方面也擁有極大提升，達到 8 年 120 萬公里的循環。刀片電池在壽命、續航、性能已經與現在的 NCM/NCA 811 三元鋰電池相差無異。
這也是為什麼比亞迪說，要把「自燃」從電動汽車裡面抹去，2019 年電動汽車的幾次自燃事件轟動一時，使電動汽車也出現了短暫的信任危機，當然引發自燃的因素有很多，從材料、電芯、系統到實際使用的路況都不可忽視，雖然磷酸鐵鋰本身並不能保證零事故率，但就電芯穩定性來說還是具有優勢。刀片電池的散熱面積更大，受到穿刺時，產熱能力下降，因此電池熱失控的影響更小。
而恰恰三元電池是市場主流採用的技術路線，這也是比亞迪說要「糾正動力電池發展路線」的原因。因為續航，市場廣泛採用三元電池，這讓比亞迪主導的磷酸鐵鋰一時間黯然失色，而現在刀片電池續航已經和三元差不多，並且磷酸鐵鋰穩定性還要優於三元電池。
這就是比亞迪說的「倒逼行業作出改變」，比亞迪積壓多年的心聲啊！
在設計上刀片電池對於工藝的要求極高，因為大電芯生產的工藝是與電芯殼體材料都是新技術的體現，在加上比亞迪如何解決結構上的電芯固定，電芯之間連接工藝。所以雖然 CTP 並不是全新技術，但比亞迪這次的刀片 CTP 也是絕對的技術進化。
而且這套技術還有一個亮點就是，電芯的靈活方案。電池佈置在車輛上的空間是有限的，底盤空間就那麼大，還要滿足車內空間需求，還要增加續航，以往都是在壓榨電池模組的長寬空間，「刀片電池」從一開始就考慮到產品多規格適應性需求。「刀片」的窄邊做得儘量小，也就是說垂直高度更容易適應各個高底盤和低底盤車型。
這也為車企保留了許多車型設計空間。
一個自上而下的創新體系
上面我們也說了，做刀片電池的無模組設計，其實是非常大膽的舉措，這種創新對於產線、工藝、製造等都有著全新的挑戰，也就是說工程上可以設計出來，但實際上怎麼做出來是大問題？
動力電池作為大宗製造業，同樣有著非常複雜的生產流程，其中包括：正負極勻漿、塗布、碾壓、分切、烘烤、疊片、卷繞、封裝、注液、檢測、化成、分容等。每一個環節都需要專有的設備運作。
刀片電池開創性的設計也為生產工藝帶來了難題，刀片電池的長度可以做 400 mm-2500 mm，而就是這樣的情況才使得製造成為難題。
就目前通用的疊片機、卷繞機、化成機、注液機都不能生產刀片電池。
實際生產設備大部分需要定製，需要重新開發，目前這些供應商裡提供的最大疊片機的產品規格也滿足不了刀片電池生產要求。
所以看刀片電池不能只看設計工藝，還需要看它對製造的反哺，因為想要達成效果就必須改進設備和產線。
什麼是疊片工藝，它是將正極與負極切成小的薄片，然後把隔離膜放中間合成單體小電芯，然後將單體小電芯疊放在一起並聯起來組成一個大電芯，根據設計疊放一定數量就是實際需要電芯。
你可以把它理解為漢堡，上中下三層，一個漢堡就是一個小電芯，把幾個漢堡疊疊加起來就是大電芯。
而疊片的電芯受力分佈更為一致，每層膨脹相近，界面平整，安全風險相對較低，電池的循環使用壽命更長。
其實卷繞工藝與疊片工藝都是對裸電芯階段的工藝，因為疊片工藝其特有的形態擁有更高的能量密度和界面穩定性。在鋰電池循環過程中，電池的正負極極片均有不同程度的膨脹。
卷繞工藝，受卷繞拐角處內外層內應力不一致的影響，卷繞的電芯會發生變形甚至會在一些拐角處發生褶皺甚至斷裂。隨著整車使用時間的不斷增加會導致電池熱失控風險的加劇，引發安全隱患。
從工藝本身來說，這麼大尺寸的刀片電芯，最優的方案就是使用疊片工藝，而工程所需的高速疊片機是目前較大的難點，目前只有蜂巢能源已完成首例 45 度旋轉式高速疊片的開發與導入，怎麼解決高速疊片機等重要生產設備等帶來的製造問題，比亞迪一直沒有細說。
但不難想象不管是對工廠進行改造還是怎樣，這和新建工廠幾乎無異了，機器重新開發，流水線的寬度、高度可能都需要調整。
所以推動工程創新，往往需要頂層設計的配合，在大企業做內部創新的難度其實更大，沒有內部資源的配合是推進不下去的，而創新也需要對自我的推翻，所以往往經驗也是工程師的枷鎖，王傳福親自為刀片電池站臺可想而知對它的期許。
這是一個從設計到生產工藝全流程的迭代創新，這一點比亞迪是值得點讚的。
為什麼在此刻推出「刀片電池」
這可能是比亞迪乃至中國動力電池不能錯過的一次機會，雖然比亞迪、寧德時代等國產電池廠商發展非常迅速。但全球範圍內動力電池的競爭並沒有結束。
動力電池電芯層面的競爭隨著技術瓶頸暫時告一段落，但對於高續航里程的需求並沒有停止，所以提升體積利用率是這一階段的競爭主體。
動力電池模組標準的演變，決定了比亞迪為什麼在此刻推出「刀片電池」，動力電池模組標準化是整車產業深度發展的必然產物，早期在探索階段，每家電芯尺寸、車型空間需求皆不同，所以很長一段時間市場上電池模組的形態、尺寸、佈置都很多樣，這不能起到標準化模式下的降本增效。
所以市場在推動著模組標準化的進程，而企業在市場的話語權決定了供應商對自己妥協程度，大眾毫無疑問是那個有話語權的，早期大眾直接放出 300 GWh 的量來制定自己的標準，而動力電池企業也都紛紛以這個數字來標準化自己的供應。
最有意思的是日產給出同端出極耳方形的大軟包電芯、特斯拉給出 18650 和 2170、通用和福特是同端出極耳方形的大軟包、起亞和現代給出同端和兩側出極耳方形的兩種軟包電芯、寶馬是 PHEV-1 和 BEV、戴姆勒則是定製軟包電芯和大眾各自在電芯的規格尺寸上都給出了自己的定義。
這也是電芯標準化失敗的原因，各家都有標準最後就是都沒有標準，而且車型不同需求也不同，電芯標準化就有困難，電芯走不通，那就往模組上面選擇。
而模組標準化可大有作為，模組標準化就相當於，車企給一個盒子，裡面怎麼放電芯那就是電池企業的事了。
最早的 355 是啥，所謂 355 就是根據模組的長度 355 mm 來叫的簡稱，包括後面的 390、590 都是這樣。
大眾的 355 模組也是使用最廣的標準模組，在早期 e-golf，audi Q7 e-tron 上都有使用，其中 Audi Q7 e-tron 的這款模組在國內的影響較大，因為國內走的還是方殼路線，所以當時國內也跟進了這款模組，所以 355 也是國內運用最多的模組平臺。
而隨著產品形態的發展，355 的問題也逐漸出現，因為 355 是兼容 PHEV 的需求和 EV需求的模組，所以兼顧長、寬都太多。這就導致把模組橫向放三個會有富餘，放四個則放不下。
390 模組孕育而生，390 進一步把長度拉長一些，橫向放置 3 個 390 模組，既可以提高空間利用率也可以保證安全。比如 e-tron 95 kWh 的版本，在第一層前後各放了 4 個模組，第二層放了 5 個，這樣把數量加到了 36 個，這樣就獲得來較大的續航，和較簡單的結構件。通過355的演化，390逐漸成為大眾集團最主要的模組方案。
奧迪 A8/A6 的 PHEV 的使用和奧迪 e-tron BEV 就沿用了這個模組的規格。
355 和 390 兩種不同的規格差異在：在相似的體積裡面放更多的能量；在原有的電芯規格下微調，儘可能提高電芯的能量和尺寸。
590 是大眾到了 MEB 時代的產物，一方面大模組的需求也確實對於當前的設計更有實質性的幫助。在同樣的寬度範圍內，如果少一個模組，那麼空間利用率就能提升，減少結構件，降低成本。
590 模組寬度上與 390 一樣，通過壓榨電池包橫向的空間，來增加能量。至此除了 CTP，到了 590 模組的進化算是有了結果，在電池包的寬度方向上，355 和 390 代表了 3 個模組橫放的方案，590 代表了兩個模組橫放的方案。
所以聯繫我們上面說的雞蛋板的事情來看，不管是 355、390、590 其本質是對電池模組方面的迭代，通過減少模組結構件，來對電池包空間的壓榨，實現續航與性能的提升，當然這裡面要有超強的製造工藝給予配合才行。
而接下來就是 CTP，刀片電池的發佈一定程度上使國產或者比亞迪在電池模組集成技術得以領先，所以比亞迪刀片電池的量產，也標誌這一輪關於模組集成技術的發展到了一個極高水平。
如果比亞迪能夠保證了良品率以及裝機效果，那麼刀片電池將會為市場帶來不小的衝擊，發佈會上有介紹說，目前幾乎所有的廠商都與比亞迪洽談了刀片電池的合作事項。
其實在除了 590 和 CTP 還有大眾的 PPE，採用雙排大模組同樣可以壓縮電池包寬度上空間。所以全球在電池材料方面的競爭，中國企業佔了下風，但生產工藝以及電池包集成化方面比亞迪乃至中國企業或將領先。
也就是說比亞迪站穩了先發優勢，而且有消息稱四月電池日，特斯拉等都將會有電池領域的黑科技發佈，而刀片電池就是為了贏得這場動力電池卡位賽。
寫在最後
比亞迪的「刀片電池」雖然不是在電芯材料本身的技術創新，但卻是在 PACK 集成技術的迭代和蛻變引領市場。
市場方面，此前三元電池一直被稱為主流的技術路線，如果刀片電池上到產品後表現好的話，那麼磷酸鐵鋰會不會鹹魚翻身。如果是，那麼三元所建立的一系列上下游供應商將會得到不小衝擊。
為什麼說刀片電池具有開創性意義，首先是在動力電池的第二輪競爭中刀片電池有機會使中國動力電池技術實現引領，這將極大促進中國新能源汽車產業發展。而且還可以使動力電池多元化發展，實現滿足不同層次需求。
其次是比亞迪內部一場自上而下的組織創新，面對研發、生產、工藝、設備，萬難的情況下沒有一個豪華的頂層設計萬萬不能實現，當年陸奇敗走百度，很大程度就是內部資源調配不動，最頂層戰略混亂。
最後是在這個階段，「刀片」也必須成為比亞迪上陣的武器，從動力電池國內老大到失去龍頭位置，比亞迪內心肯定不服氣，那麼在特斯拉等推出電池技術之前，比亞迪需要站好身位，在恰當的時間點向市場丟一顆「炸彈」。
和最懂電動車的朋友一起交流
加 V：kumiao42 自助進群
閱讀更多 42號車庫 的文章
