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比亞迪2020年即將發布超級磷酸鐵鋰電池--刀片電池

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上周末舉辦的中國電動汽車百人會上,比亞迪在各個場合宣傳起自家的刀片電池,王傳福說:“3月,刀片電池將在重慶工廠量產。”此次被正式命名的刀片電池即去年王傳福在比亞迪年中業績交流會上提出的“超級磷酸鐵鋰電池”。值得關注的是,能滿足電動汽車600公里續航的刀片電池,并不是三元電池,而是被高續航放棄的磷酸鐵鋰電池。不同的是,這款“超級磷酸鐵鋰電池”,放電倍率將大幅提升,壽命長達8年120萬公里,成本還可以節約30%,電池體積比能量密度將提升50%。

什么是刀片電池

比亞迪的刀片電池即長電芯方案(主要指方形鋁殼),將電芯進行扁平化設計。根據比亞迪專利顯示,刀片電池長度最長可以達到2500mm,是傳統普通磷酸鐵鋰電池的10倍以上,可以極大提升電芯的成組效率。并且它不是某一個特定尺寸的電芯,而是基于不同需求可形成不同尺寸的一系列電芯,具體形狀如下:

可以清楚地看到,正負極在兩端,且兩端(或一端)都有防爆閥。和市場上已有的方形鋁殼電芯方案相比,刀片電池散熱效果量更好。

不僅如此,比亞迪的刀片電池也是一種無模組方案,類似寧德時代的CTP,下圖是一種該方案的組成圖。

刀片電池的優勢

根據國家知識產權局查詢到比亞迪“刀片電池”專利,僅通過“刀片”電池專利技術,可以使得普通電池包體積比能量密度(電池的能量與其體積之比)從251Wh/L提升至332Wh/L,同時由于單體電池本身可承擔機械加強作用,使得電池包的制造工藝簡單,制造成本降低;本專利可直接將多個單體電池并列布置在電池包中,既節省物料成本,又降低了了人工費用,預計綜合成本會降低30%。

比亞迪銷售公司總經理舒酉星透露,全新一代刀片電池擁有300多項核心專利,體積能量密度和重量能量密度有大幅度提高;同時,在設計強度、安全性以及最重要的成本上都有非常大的有競爭力。

此外,比亞迪股份有限公司董事長王傳福也在演講中披露了更多信息,“從安全角度來看,鐵電池也是乘用車領域較好的電池。比亞迪的刀片電池將于今年3月在重慶工廠首次量產,而首款搭載該款電池的車型——比亞迪漢的續航將達到600 km。除了高安全性,刀片電池還有長壽命等特點,整車壽命可達百萬公里以上。”

中信證券研究報告顯示,2019年比亞迪新能源乘用車電池包平均成本為0.85元/Wh,替換成磷酸鐵鋰刀片電池后,成本有望下降30%,預計成本將下降至0.6元/Wh。假設一輛純電動乘用車用電池容量50kWh,則單車電池成本下降約1.25萬元。刀片電池配套比亞迪自己的車輛,對于整車利潤和成本的控制會較采用其他電池的車型厲害很多。當更低成本的磷酸鐵鋰電池能夠做到與搭載三元電池車型續航里程相匹敵的時候,對寧德時代等電池供應商而言,是巨大的壓力。

前面提到了比亞迪刀片電池電芯最長可達2.5米,這樣體積的電池顯然不是為乘用車準備的,按照比亞迪目前的業務規劃,未來比亞迪純電動客車極有可能也會采用刀片電池。

除此之外,非常值得關注的是2019年12月31日比亞迪成立了五家生產制造電動汽車零部件的全資子公司:弗迪模具有限公司、弗迪動力有限公司、弗迪電池有限公司、弗迪視覺有限公司、弗迪科技有限公司。一方面,各零部件子公司將自主經營、自負盈虧,員工與管理人員激勵也將更加市場化;另一方面,零部件子公司獨立性提高也將直接有利于公司開拓零部件外供。而即將量產的刀片電池就是由弗迪電池重慶工廠生產。


今年8月22日,比亞迪業績交流會上透露,將于2020年5-6月份推出的全新一代磷酸鐵鋰電池,體積比能量密度將提升50%,壽命長達8年120萬公里,成本還可以節約30%。

新能源汽車發展伊始,其實都是采用的磷酸鐵鋰電池,這種電池能量密度相對較低。隨著技術的進步,三元鋰電池的安全性問題得到了解決之后,三元鋰電池就占據了主要地位了,近兩年的新能源乘用車上大多都是用的三元鋰電池。磷酸鐵鋰電池則主要應用于客車和專用車上。

但是磷酸鐵鋰電池并沒有被電池廠家放棄,今年新上新能源汽車推薦目錄的車型中,磷酸鐵鋰電池的占比呈現出逐漸增多的趨勢。

應用的純電動客車上的磷酸鐵鋰電池能量密度也達到了160Wh/kg,這與目前量產乘用車上搭載的三元鋰電池已經相差無幾了。

而且與三元鋰電池對比,磷酸鐵鋰電池還有著相當大的優勢。

2019年三元鋰電池的市場行情大概是1000元/kWh,而磷酸鐵鋰電池的市場行情差不多是680元/kWh,我們以一組50kWh的電池包為例,磷酸鐵鋰電池會比三元鋰電池的便宜1.5萬元左右,而這個電池成本的下降會直觀的體現在車輛售價上。

三元鋰材料會在更低的200℃左右發生分解,而磷酸鐵鋰材料是在800℃左右。并且三元鋰材料的化學反映更加劇烈,會釋放氧分子,在高溫作用下電解液迅速燃燒,發生連鎖反應。說簡單點,就是三元鋰材料比磷酸鐵鋰材料更容易著火,所以我們可以看到今年發生的幾起電動汽車自燃事故都是搭載了三元鋰電池的車輛。

雖然比亞迪乘用車現在用的也都是三元鋰電池,但是比亞迪一直努力調整電池包的能量密度,在2018年比亞迪對外表示磷酸鐵鋰電池未來規劃將會提升至180wh/kg,一旦如此,那么能量密度與當下主流鋰電池表現相當,提升了安全性保證了性能,對于消費者來說必定是一次消費推動。

還有一個更重要的原因,過去幾年的電動汽車大多數都是從原來的車型平臺上油改電而來的,但是現在以比亞迪為代表的新能源車企,都為純電動汽車設置了專屬平臺,車身的輕量化、放置電池的空間都大大提高,并且在后補貼時代,車企可以不再唯補貼是瞻,真正為消費者的實際需求考慮。

2020年2月24日
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