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一根鋼針引發(fā)的一場動(dòng)力電池“血案”
馬冬 2020-06-12 10:06:18

文/ 馬 冬

“不服?!那也來扎一下吧!針刺是難度最大的,堪比登珠峰!珠峰都登得了,其他峰肯定都登遍了!”比亞迪汽車銷售公司副總經(jīng)理李云飛在微博道。

果然,數(shù)天后,寧德時(shí)代,真的“扎”了比亞迪一下,接連公布兩段針刺測試視頻,并以此證實(shí)其三元電池同樣未出現(xiàn)明火和高溫。

……

經(jīng)過數(shù)輪較量,至此,一個(gè)不為多數(shù)人所熟知的領(lǐng)域被擺到了普羅大眾面前,并且口水戰(zhàn)不斷。而這場攻守戰(zhàn)最核心且最與消費(fèi)者相關(guān)的內(nèi)容只有一個(gè)——安全。

緣起刀片,“針”鋒相對(duì)

2020年3月29日,比亞迪首次對(duì)外公布了“刀片電池”順利通過“針刺試驗(yàn)”的完整測試視頻。針刺實(shí)驗(yàn)是模擬電池內(nèi)部短路的測試手段,簡單來說,就是通過一根鋼針刺穿電池,模擬電池短路時(shí)的表現(xiàn)。

當(dāng)時(shí),比亞迪選擇時(shí)下常見的三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池與刀片電池同時(shí)來做針刺測試,進(jìn)而進(jìn)行對(duì)比。

結(jié)果顯示:

三元鋰電池在被針刺穿的瞬間爆炸,劇烈燃燒,表面溫度超過500攝氏度,電池表面的雞蛋被炸飛;

磷酸鐵鋰電池則表現(xiàn)為無明火但有煙,表面溫度200-400攝氏度,電池表面的雞蛋被烤焦;

比亞迪“刀片電池”既無明火也無煙,表面溫度保持在30-60攝氏度,電池表面的雞蛋無變化。

這次實(shí)驗(yàn),比亞迪從某個(gè)方面,說明了刀片電池的安全性。

本來比亞迪在發(fā)布會(huì)公布測試的目的是為了證明其刀片電池的安全性,除了讓消費(fèi)者看到實(shí)力之外,并沒有引起行業(yè)的關(guān)注。但老對(duì)頭寧德時(shí)代似乎時(shí)刻在關(guān)注著比亞迪的動(dòng)向。

比亞迪公布測試結(jié)果之后的兩個(gè)月,寧德時(shí)代董事長在某業(yè)績說明會(huì)上,面對(duì)投資人關(guān)于比亞迪刀片電池的提問時(shí)說道:“電池的安全和電池的濫用測試是兩回事,但有些人把濫用測試的通過等同于電池的安全”。

“有些人”一詞直指比亞迪,“濫用”更是戳到了比亞迪最敏感的神經(jīng)。

口水戰(zhàn)自此拉開序幕。

寧德時(shí)代董事長表完態(tài)的當(dāng)天,比亞迪汽車銷售公司副總經(jīng)理李云飛就在微博嗆聲:“不服?!那也來扎一下吧!針刺是難度最大的,堪比登珠峰!”

也正是從這個(gè)時(shí)候起,一個(gè)刀片,一根鋼針,引發(fā)了中國動(dòng)力電池頭部企業(yè)的一場爭論。

隨后,寧德時(shí)代官方微博發(fā)布的“電池包針刺測試”視頻顯示,在進(jìn)行針刺實(shí)驗(yàn)時(shí),鋼針并沒有穿過電池包,而且還被電池外包裝的鋼板折斷了。

緊接著,寧德時(shí)代又放出第二條針刺試驗(yàn)視頻。這一次,寧德時(shí)代對(duì)5系、8系三元電池模組進(jìn)行針刺,均刺穿。結(jié)果表明電壓下降很少,也沒有引發(fā)短路。視頻配文稱,“寧德時(shí)代早在2017年就已掌握三元電芯通過針刺測試的技術(shù),但是為什么沒有推廣?通過針刺測試=電池安全嗎?”

當(dāng)然,比亞迪也不會(huì)示弱,比亞迪汽車銷售公司副總經(jīng)理李云飛再次發(fā)博,“針斷了也好,真刺了也罷,但電池沒短路,其實(shí)針刺實(shí)驗(yàn)就已然失敗了。”

……

隨著幾番爭論,雙方火氣漸漸降了下來,但是,一塊電池為什么會(huì)引起如此大的波浪,還要從電池行業(yè)里沉淀下來的“痛”與“癢”說起。

魚和熊掌,兼得?

很多人不知道,在過去一段時(shí)間里,動(dòng)力電池經(jīng)歷了磷酸鐵鋰和三元鋰電池主導(dǎo)的兩個(gè)時(shí)代。

2016年比亞迪還是市場老大,但寧德時(shí)代2017年新增客戶119個(gè),出貨量達(dá)到11.84GWH,全球市場占有率第一,達(dá)到17%,在中國市場達(dá)到了27%的市場份額,完成了逆襲。而2018年一季度的銷量達(dá)到了2.2GWH,國內(nèi)市場的占有率提升至50%。

寧德時(shí)代作為專業(yè)化代表,是現(xiàn)在的市場老大,比亞迪作為曾經(jīng)的老大,注定彼此要有一戰(zhàn)。

在傳統(tǒng)燃油汽車領(lǐng)域無法超越的狀況下,新能源汽車就是新燃起的希望。兩家爭論的點(diǎn)也在于此。

新能源汽車的核心部件是動(dòng)力電池,和燃油汽車的發(fā)電機(jī)地位一樣,正是這個(gè)原因,讓行業(yè)競爭也變得激烈了起來。中國的第一代動(dòng)力電池是鎳氫電池和錳酸鋰電池;第二代是磷酸鐵鋰電池,并且通過這個(gè)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了新能源汽車產(chǎn)銷量世界第一。

三元鋰電池的能量密度高、低溫性能更好;磷酸鐵鋰電池則具有更好的化學(xué)穩(wěn)定性,成本也更低,雙方在不同方面具備優(yōu)勢。據(jù)2019年的動(dòng)力電池裝機(jī)量數(shù)據(jù)顯示,三元鋰電池的裝機(jī)量仍達(dá)70%,是行業(yè)的主流。

但必須承認(rèn)的是,由于針刺標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)苛性,三元鋰電池安全性難以保證。比亞迪的刀片電池在原有塊狀磷酸鐵鋰基礎(chǔ)上的性能提升,以及其優(yōu)秀的安全表現(xiàn),將成為三元鋰電池領(lǐng)域的一大巨頭。

值得注意的是,近幾年來電動(dòng)車起火自燃事故的頻發(fā),也為行業(yè)敲響了警鐘。業(yè)內(nèi)擔(dān)憂,這是過度追求高能量密度所帶來的后果。

安全事故是新能源汽車發(fā)展的致命隱患,而新能源安全事故的本質(zhì),是電池?zé)崾Э亍?/strong>

導(dǎo)致熱失控的誘因主要有兩種,一是機(jī)械電氣誘因(針刺、碰撞等事故導(dǎo)致),二是電化學(xué)誘因(過充、快充、自發(fā)性短路等),電池單體熱失控之后傳遞給相鄰單體,隨后大面積蔓延,最終導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。

從三元鋰電池的發(fā)展趨勢來看,電池能量密度會(huì)繼續(xù)提高,體積和能量都提升是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。而在這種情況下,對(duì)安全防控的技術(shù)要求會(huì)越來越高。

“正是對(duì)電池能量密度不切實(shí)際的追求,徹底帶偏了動(dòng)力電池行業(yè)的發(fā)展路線,并且讓新能源乘用車的安全口碑付出了極其慘重的代價(jià)。”比亞迪創(chuàng)始人王傳福說。

與三元鋰電池相比,磷酸鐵鋰的材料熱穩(wěn)定性有著明顯的優(yōu)勢。這也是王傳福喊出“刀片電池讓電池技術(shù)回歸正道”的底氣所在。

有分析師建議,“只用強(qiáng)調(diào)單體電池針刺已經(jīng)被國家強(qiáng)檢取消了,自己pack(電池組)是安全的就行了。特斯拉NCA電芯安全性更差,但整車安全性也不低。”業(yè)內(nèi)多位人士也認(rèn)為,從材料來講,三元鋰電池本就不易通過單體針刺測試,但動(dòng)力電池的安全性測試包括多個(gè)層面,單體針刺測試不通過,不代表整體電池系統(tǒng)安全不達(dá)標(biāo)。

形象點(diǎn)說,比亞迪磷酸鐵鋰刀片電池的“魚”是電芯材料的穩(wěn)定,而寧德時(shí)代的“熊掌”是電池包技術(shù)的安全性。雖然魚和熊掌不可兼得,但是行業(yè)都在盡力往這個(gè)方向在走。

“電動(dòng)汽車安全是個(gè)系統(tǒng)工程,當(dāng)然電芯越安全越好,最好是像石頭一樣穩(wěn)定,但是電池畢竟是能量的載體,絕對(duì)的安全如果可能(實(shí)現(xiàn)),也意味著極高的代價(jià)。沒人敢保證,能過針刺的鐵鋰電池就不著火,實(shí)際上鐵鋰著火的案例之前太多了。”蜂巢能源總裁曾這樣表示。

不可否認(rèn)的是,對(duì)于針刺測試的作用,行業(yè)依然是肯定的,因?yàn)殡姵匕踩鹿示褪前l(fā)生熱失控,針刺實(shí)驗(yàn)就是來模擬這些熱失控誘因的其中一種方法,并且是非常有效也非常嚴(yán)酷的方法。

清華大學(xué)汽車工程開發(fā)研究院常務(wù)副院長、汽車安全與節(jié)能國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任宋健認(rèn)為。“沒有一家企業(yè)可以保證,電池包發(fā)生碰撞的時(shí)候不會(huì)破,穿刺實(shí)驗(yàn)相當(dāng)于模擬高強(qiáng)度撞擊后有異物擠壓進(jìn)來的情況,同樣,現(xiàn)在很多電池也很難經(jīng)過振動(dòng)測試。”

比亞迪與寧德時(shí)代的“針”鋒相對(duì),最終很難有個(gè)定論,但從雙方的理論中也能窺見動(dòng)力電池領(lǐng)域的“疑難雜癥”。

誰能平白無“鈷”?

中國第一代動(dòng)力電池是鎳氫電池和錳酸鋰電池;第二代是磷酸鐵鋰電池,并且通過這個(gè)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了新能源汽車產(chǎn)銷量世界第一。

通過比亞迪與寧德時(shí)代的口水戰(zhàn),以及動(dòng)力電池的技術(shù)迭代可以看出,這是一個(gè)不斷更新,不斷進(jìn)化的行業(yè)。也就是說,并不是靠一招鮮吃遍天或者靠一個(gè)產(chǎn)品就能站穩(wěn)行業(yè)地位。

動(dòng)力電池行業(yè)是一個(gè)以技術(shù)驅(qū)動(dòng)為核心,資本密集,以規(guī)模取勝的行業(yè),動(dòng)力電池行業(yè)將在以下這幾個(gè)方面展開競爭:技術(shù)研發(fā)能力、商業(yè)模式、成本等等方面。

從比亞迪的商業(yè)模式來看,是布局整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)鏈。動(dòng)力電池的生產(chǎn)主要是自用,順帶賣一點(diǎn),當(dāng)然,這只是比亞迪多元化業(yè)務(wù)中的一部分。

這個(gè)模式的優(yōu)勢是成本更低,利潤更高,因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)鏈上各個(gè)環(huán)節(jié)的利潤都能吃掉,但劣勢是必然面臨汽車廠,動(dòng)力電池廠的競爭,多面受敵。

再看寧德時(shí)代,專攻汽車電池,不做整車,最大化發(fā)揮“專業(yè)的人做專業(yè)的事”優(yōu)勢,所以很多其他汽車廠家都選擇了寧德時(shí)代,寧德時(shí)代也因此在2017年超越比亞迪坐上了頭把交椅。

有人說,這可能是寧德時(shí)代戰(zhàn)略選擇的成功,比亞迪戰(zhàn)略選擇的失敗。但這個(gè)結(jié)論下的太早,行業(yè)變化太大,未來還是個(gè)未知數(shù)。

因?yàn)?,?dāng)比亞迪和寧德時(shí)代口水戰(zhàn)火降息的時(shí)候,一匹黑馬平白無“鈷”地殺了出來。

蜂巢能源總裁楊紅新表示,公司正式對(duì)外發(fā)布兩款零鈷電芯,分別是115Ah容量無鈷電芯和L6薄片無鈷長電芯。這兩款無鈷電池是通過單晶無鈷材料技術(shù)、疊片電芯設(shè)計(jì)技術(shù)、矩陣PACK設(shè)計(jì)技術(shù)和車規(guī)級(jí)AI制造等材料、工藝、設(shè)計(jì)及制造多個(gè)環(huán)節(jié)密切配合才誕生的。可見,無鈷電池真的來了,卻不是來自全球電池巨頭寧德時(shí)代亦或者比亞迪。

現(xiàn)有的三元鋰離子電池中,正極材料的成本占比約為30%至45%,其中,鈷占有一定比重。眾所周知,鈷產(chǎn)量少,價(jià)格貴,所以趨勢所為,越來越多企業(yè)開始研究無鈷技術(shù)。

早些時(shí)候,寧德時(shí)代首次提出“無鈷”電池,一時(shí)引來無數(shù)關(guān)注,寧德時(shí)代董事長在2019年度業(yè)績網(wǎng)上說明會(huì)上回復(fù)投資者稱,公司有自己的“無鈷”電池技術(shù)儲(chǔ)備,目前研發(fā)進(jìn)展順利,正在想辦法完善供應(yīng)鏈。值得注意的是,所謂的無鈷電池還在研發(fā)過程中,并沒有可以量產(chǎn)投入市場。

在此前汽車市場行情相對(duì)低迷的背景下,無鈷電池的生產(chǎn)技術(shù)路線也變成了一種市場,這也就意味著誰率先實(shí)現(xiàn)無鈷電池的量產(chǎn),誰就會(huì)成為這個(gè)市場的龍頭。

部分素材來源:

中新經(jīng)緯《比亞迪與寧德時(shí)代為一根鋼針開撕了》

經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng)《三季連播:動(dòng)力電池龍頭互懟背后》

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