最近有些忙碌，今天终于有时间和大家聊一聊“刀片电池要拨乱反正，三元锂电池危险了”的话题。如果你对这个话题还比较陌生，那么这篇文章就是为你而写的，让我们一起来探索其中的奥秘吧。
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刀片电池要拨乱反正，三元锂电池危险了
2.关于刀片电池，比亚迪还没有告诉你的几件事
技术进步是推动行业发展的源动力。一种技术路线要想取得市场认可,必定是困难重重,不过一旦成功其地位便会很稳固,后来的新技术很难取代它的市场地位,不过这半年来的动力电池市场却展现出了完全不同的发展轨迹。全新产品刀片电池在极短时间内就具备了强大的能量,原本占据市场主流地位的三元锂电池变得岌岌可危,动力电池行业的“拨乱反正”正在迅速进行中。
三元锂电池一家独大带动不良风气
自2017年以来,三元锂电池已经在动力电池的“王座”上坐了有三年之久,70%的市场份额近乎垄断。但三元锂电池的市场地位并不稳固,因为这种电池在安全性能上存在重大缺陷,搭载三元锂电池的电动汽车 繁发生自燃事故,既给车主的生命和财产安全带来严重威胁,还加剧了消费者对整个电动汽车行业的疑虑。更为严重的是,在三元锂电池一家独大的态势下,不少电动汽车厂商无视产品的安全性能,形成了盲目追求续航里程的不良风气,给整个电动汽车行业的发展带来不良影响。
刀片电池的拨乱反正
刀片电池从诞生之日起便是行业瞩目的焦点,近日比亚迪更是邀请100多位媒体人和行业 在刀片电池 生产基地——弗迪电池重庆工厂举行了一场以“登峰造极”为主题的工厂探秘活动,加深了外界对刀片电池的了解。这座超级工厂的负责人表示,刀片电池的电池包结构和规格都与以往的动力电池大不相同,它打破了传统的电芯——模组——电池包的集成设计思路,把又长又薄的电芯直接以阵列方式插入到电池包壳体内。这样一系列的结构创新,进一步增强电池强度,同时其体积利用率也提升了50%以上,从而一举解决了磷酸铁锂电池能量密度低这个最大短板。
这样的“利器”非常适合拨乱反正。迄今为止,三元锂电池在安全性能上的缺陷并没有得到妥善解决,而刀片电池则率先解决了磷酸铁锂电池在能量密度上的短板。此消彼长之下,刀片电池便具有了强大的竞争优势,其超高的安全性能,也大幅提升了市场和消费者对动力电池安全性能的关注,给把持动力电池市场多年的三元锂电池带来重大威胁。
刀片电池的强大势能
一般情况下,一种新的技术要想为市场所接受,都要经过长时间的检验,但刀片电池并非是陌生的全新技术,它是对传统磷酸铁锂电池技术的重大升级,因此一开始便拥有强大势能。刀片电池本身便拥有奔驰、丰田这样重量级的天然客户,同时比亚迪庞大的市场销量也给了它足够的发展空间。开拓市场,刀片电池并不需要很多适应时间,而是可以与其它厂商无缝对接,在技术上故步自封、解决不了根本缺陷的三元锂电池技术,其市场地位将会在磷酸铁锂电池的反击下迅速动摇。
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
关于刀片电池，比亚迪还没有告诉你的几件事
撰文?|?熊宇翔?编辑?|?周长贤
在电动汽车动力电池领域，三元锂与磷酸铁锂两种电池技术路线的争鸣已是“老黄历”。如今，即使是普通消费者，也对两者的优劣了解一二——用三元，续航长；用铁锂，更安全。
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因为纯电动乘用车对续航里程的看重，近几年铁锂在乘用车上的市场占有率急流勇退。但磷酸铁锂的忠实拥趸比亚迪并不服气，历时数年潜心打刀，终于推出了在续航上可与三元比肩的“刀片电池”。
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3月底，刀片电池在比亚迪重庆工厂正式量产。刀成之际，比亚迪于3月29日为其刀片电池召开发布会，并在深圳卫视和网络 上进行同步 。比亚迪董事长王传福透露，今年夏天，搭载刀片电池的比亚迪纯电轿车“汉”将上市，其续航里程将达到600公里。他还宣称，要凭刀片电池将“自燃”从新能源车的字典中抹掉。
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如此声势浩大，气势汹汹，比亚迪的刀片电池，究竟使的是什么刀法？大刀又是向谁的头上砍去？
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砍向模组？
刀片电池，顾名思义即形如刀片。比亚迪推出的刀片电池长近1米，厚度在几厘米，虽然和真正的刀片还有些距离，但相比方头方脑的磷酸铁锂VDA电芯?，还真是又大又薄。
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刀片电池的 重刀法：安全。
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在3月29日的发布会上，比亚迪董事长王传福亲自上阵演示，喊出豪迈之语：“将‘自燃’从新能源车的字典中抹掉”。
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王传福敢这么说，是有底气的。在一段对三元锂电池、传统磷酸铁锂电池、?刀片电池的针刺试验视 中，刀片电池不仅不起火冒烟，甚至表面温度连个鸡蛋都煎不熟（温度达60℃时，蛋清凝固），而三元锂电池则是直接爆炸起火。需要说明的是，针刺试验是模拟极端情况、对电池要求最严苛的安全性能测试。
中科院院士、清华大学教授欧阳明高给出的科学解释是，除开磷酸铁锂本身产热少、温升慢的特质，刀片电池一来散热面积大，二来内部叠片的层数较少（因而针刺刺穿层数少、释热少）。因此，刀片电池通过刀片似的形态，在磷酸铁锂的基础之上，又在安全特性再上一层楼。
不过，刀片电池之所以做成刀片，还考虑了第二重刀法：系统能量密度，或者说效率。
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在发布会上，比亚迪对其刀片电池给出了这样的数据：空间利用率提高50%，能量密度提升50%。对于平均每年能量密度进步不到10个百分点的电池来说，刀片电池的数据提升令人吃惊。?
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而刀片电池能够达成这样不可思议的数据，关键在于巧劲——不是在进步缓慢的材料革新上硬碰硬，而是在电池结构上下功夫，将传统动力电池系统的三级集成，精简为两级集成，在组装过程中去掉了“中间商”——模组。在没有“中间商赚差价”的情况下，刀片电池在电池包有限的空间内，装下了更多电芯。
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此前，纯电动汽车在经过了较长时间的发展后，对动力电池在车上的布置形成了一套约定俗成的集成方式：电芯（Cell）-模组（Module）-电池包（Pack）。这一集成过程，与“砖头-房间-房子”的房屋修建过程颇有些类似（只不过，真实的房子人们在意的是房间大小，而在电池包的集成中，最重要的是电芯这块“砖”，要尽可能多装）。
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在传统的三级集成中，电芯往往在组成电池包前，以数个至数十个的规模组成“模组”。在模组这一级的集成中，模组间会以横梁或者纵梁隔开。这其中，横纵梁不仅仅把电池分隔开，同时它也相当于电池包的“承重墙”，在电池包遭受外力侵袭时，它能够支撑结构（因此也叫结构件），减小电池包箱体的形变，防止电芯受到挤压导致热失控。
（电池模组中的横纵梁）
可以说，模组的成组思路，一方面有效地提升了电池包整体的安全性，另一方面也是适应标准化电芯的要求。
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不过，从电池包空间利用率、成本两个维度考虑，由电芯到模组、再由模组到电池包的集成方式，却并不是最优解。主要的问题在于，模组一级集成中，有不少空间与预算都花在了电芯之外：其一，扮演承重墙角色的横纵梁体积不小，且价格不便宜；其二，电芯先成模组再成包的方法，?使得大量的走线也占用了空间、消耗了成本。
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刀片电池给出的解法是：砍掉模组。然而，房子没了承重墙会垮塌，同样电池包也必须有所支撑来保证结构强度。而接下来的工作才是刀片电池艺高人胆大之处——将单枚电芯做到电池包那么长，通过层层堆叠，让电芯承担起支撑电池包的作用。这就好比，把一块砖拍扁、拉长、加大，直接做成了一面薄墙。
在比亚迪的刀片电池技术中，最多支持一百道这样的“电芯薄墙”堆叠，聚少成多之后，它们取代了原本横纵梁扮演的承重墙。同时，由于刀片电池的极耳设置在首尾两端，因此其走线也最大程度地得到简化——如此，既保障了安全，也节省了成本，还提升了电池包能量密度。
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由此，比亚迪刀片电池的两套刀法，砍掉了模组，也 地砍在了安全、成本、能量密度这动力电池三要素上。部分媒体与资本市场将其称为比亚迪电池的“翻身之作”，也便不难理解。
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砍向三元锂？
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市场上颇有些声音认为比亚迪“刀法新奇”，将借此在动力电池市场“收复失地”。但事实上，从工程方法的底层思路上来看，比亚迪的刀片电池并不算是异类。
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在动力电池行业，为了提升能量密度、降低成本，不要模组这个中间商，而是由电芯直接组成电池包的两级集成技术已经越来越热，这便是CTP（Cell?To?Pack）。
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去年，宁德时代通过与北汽新能源的项目合作，发布了面向乘用车三元锂电池的CTP技术。其实，宁德时代的CTP技术源自其商用车业务，在纯电动大巴上率先实现无模组设计后，再导入到乘用车领域来。
这反映出的一个事实是，由于CTP技术取消了模组设计中起到安全作用的结构件，因此对电池本身的安全表现有更高的要求。而磷酸铁锂电池由于其本身安全特性，在应用CTP的过程中，能够更好地抵消无模组设计带来的不利影响。
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与此同时，比亚迪的刀片电池不仅通过CTP的技术思路，补上了磷酸铁锂电池单体能量密度低的短板，在车辆续航里程表现上取得突破，而且有助于降低电池价格成本。可以说，刀片电池的工程创新，很好地帮助磷酸铁锂电池做到了扬长避短。
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在发布会上，负责主持刀片研发、生产的比亚迪子公司弗迪电池董事长何龙透露，“几乎所有你听说过的汽车品牌”，都在与比亚迪探讨关于刀片电池的合作。毫无疑问，刀片电池承载着比亚迪电池业务发挥传统优势，拿下更多乘用车市场份额的重任。
不过，在动力电池市场攻城略地之前，比亚迪在发布会上对深层信息的不予披露，加之刀片电池有些飘忽的刀法，还是让诸多行业人士尤其是动力电池从业者有所疑虑——一步到位制造如此大的单体电芯，将在生产环节面临巨大的挑战。
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其实，刀片电池的形态并非 出现。在比亚迪之前，LG已经在发展又长又扁的软包电芯，并且投入了使用，但其长度不过数十厘米。而比亚迪在此前并无量产类似规格电芯的前提下，制造近一米长的大电芯，将面对的是大范围的生产工艺更新，不仅需要重新调整，乃至研发设计或购买各个工序的机器设备，相关的生产经验也需要再累积、磨合。
（LG的扁条状电芯，用于奔驰EQC）
比如，磷酸铁锂由于其化学特性，先天存在电芯一致性不易把控的问题。选择制造大电芯，会使这一矛盾更加 ，需要在涂布、辊压等环节更加重视材料的均匀。
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又如，生产刀片电池需要采用的叠片工艺，在此时会面临更严苛的精度要求，对误差的容忍度更低。
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而类似的问题还有很多。某种程度上，比亚迪的刀片电池是在挑战电池工程的极限，也是对电池生产的一次大考。因此，对近乎整个生产工艺都要调整的刀片电池，行业人士对其多持谨慎态度，认为其可靠性需要持续观察，进一步验证。
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事实上，即便是几乎所有车企都在与比亚迪探讨就刀片电池的合作，也并非意味着比亚迪就能以刀片电池完成对市场的统治。
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一方面，车企的产品规划工程师虽然对磷酸铁锂在乘用车上的应用开始重新重视，但考虑到磷酸铁锂的理论能量密度上限较低、自重较大，主流的思维仍然是“高端用三元锂，中低端用磷酸铁锂”。
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另一方面，磷酸铁锂借助刀片电池实现进化的同时，三元锂也在借助CTP的技术思路，寻找安全与能量密度平衡的更优解。比如，蔚来今年下半年将推出的100kW 池包，就使用了宁德时代的CTP技术。据路由社所知，为了保障安全，该电池包选用的正极材料并非单体能量密度最高的NMC811，而是采用了NCM622或者NCM523。
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显然，无论是哪种动力电池，都在奔向系统能量密度更高、价格更低、安全性更好的 目标，车企与消费者最终选择的并不是技术路线，而是实际效果。
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最后，留一个思考题。
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过去数年，比亚迪并非只是在磷酸铁锂电池领域“筚路蓝缕”，同样在三元锂电池的研发上也 了相当多的精力与资源。并且，比亚迪也有为数不少的搭载三元锂电池上市的纯电动车型，其中包括续航突破500公里、售价近30万的唐EV。
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如今，比亚迪为力推刀片电池，各种“暴击”三元锂电池。这究竟意味着三元锂路线在比亚迪动力电池中的式微，还是为了推广品牌立身之本的权宜之计？
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
“终结新能源汽车安全痛点”、“倒逼新能源汽车行业做出改变”、“三元电池过不了针刺测试，所以新国标拿掉了强制标准”……万万没想到这种“罗氏相声”般的发布会，有朝一日竟然会出现在汽车行业，而且说这话的，还是向来以“理工男”形象示人的比亚迪。
这一切，都是因为一款电池——比亚迪刀片电池。
比亚迪为了这款“刀片电池”，不仅仅只是DISS友商而已，更是拿出了“掀桌子不吃了”的勇气。要知道，除了还没上市的汉EV，比亚迪其他车型可也都搭载的是三元锂电池。
这种狠起来，连自己的命都革的做派，真的值得么？
■?为了安全，的确值得
刀片电池最大的优势就是安全，甚至比一般磷酸铁锂电池的针刺实验结果还要出色，更别说三元锂电池。这也是为什么，发布会一开始王传福就疯狂地DISS现有的三元电池体系。
的确，过去几年国内对三元锂电池的能量密度非常看重。从NCM523到NCM622，再到NCM811，三元电池中镍的含量越来越高，能量密度越来越高，热稳定性则越来越差。另一边，消费者对续航的需求，也在水涨船高——从400km到500km，再到600km，小鹏P7甚至到了700km。很难讲是谁影响了谁，但结果就是各家都在攀比新车的能量密度和续航里程，消费者看到一辆新车的电池能量密度太低或者续航里程不高，也会下意识的认为这是一辆“完蛋玩意儿”。
刀片电池的横空出世，或许真的能做到“修正”行业现状，“更正”消费者观念。以磷酸铁锂电池为基础的刀片电池，通过改变电池包结构，提升包内空间利用率，从而达到提高续航的目的。需要注意的是，刀片电池并没有提升磷酸铁锂电池单体能量密度。以比亚迪汉EV为例，工信部申报信息中，77kWh的电池包，能量密度却只有140Wh/kg，依旧比不上三元锂电池。
可是，它安全！
上面这张三元锂电池、普通磷酸铁锂电池和刀片电池分别做针刺实验的，充分说明了刀片电池在安全性方面的优势。同样的针刺试验后，刀片电池不仅无烟、无名火，而且表面升温幅度小（仅30℃-60℃），说是吊打友商一点都不夸张。欧阳明高院士解释说，这是因为刀片电池散热面积大，而且由于电池短路的回路很长，产热速率比较小，所以升温慢。比亚迪自己则总结，磷酸铁锂电池有4个优点：
1、放热启动温度高
2、放热慢
3、产热少
4、不释氧
此前，比亚迪也曾向媒体透露，刀片电池不仅电极材料使用更加稳定的磷酸铁锂材质，而且还使用了高温陶瓷涂层，来降低电芯内短路概率。
■?刀片电池会成为电池安全的救星吗？
先说结论：恐怕很难。因为想让如此多的车企和电池供应商，彻底放弃现有三元电池体系，无异于痴人说梦。况且你有张良计，我有过墙梯，宁德时代的CTP技术也并非等闲之辈。
我们知道，刀片电池的一大优势是体积比能量密度高，甚至能与NCM811电池持平。然而，对三元锂电池而言，CTP技术不仅能提升体积比能量密度，还能显著提高重量比能量密度。它能够最大程度的减少电池Pack内部，各个模组之间的侧板、底板、连接线束、固定件、非必要的横梁，纵梁等零部件，对于电池的轻量化非常有帮助；以宁德时代CTP技术为例，新产品的重量比能量密度能达到200Wh/kg，比现在NCM811的整包重量比能量密度，又高出一个档次。
我们大胆假设，当比亚迪的刀片电池为消费者建立起“电池安全”的观念后，宁德时代们能否通过CTP技术，让已经非常成熟的NCM523和NCM622的整包能量密度再次上升一个台阶，同时还能满足对于电池安全的需求？
答案是肯定的！
因此客观的讲，刀片电池能够复苏一部分磷酸铁锂电池的市场份额，但主流还是三元锂电池。根据GGII的分析预测，2020年磷酸铁锂动力电池市场占比有望超过30%，磷酸铁锂材料出货量占比将超过25%。
老话说：小孩子才做选择，大人全部都要。或许未来不算短的时间内，比亚迪会坚持磷酸铁锂和三元锂齐头并进的市场策略。毕竟，没人说弗迪系只能生产刀片电池——长安e-Rock，一款NEDC续航605km的紧凑型纯电SUV，搭载的就是比亚迪的三元锂电池。
我猜测，这或许也是发布会上，王传福表示目前只有比亚迪汉EV将会搭载刀片电池，而其他车型暂无规划的原因。
■?刀片电池还有哪些需要回应的质疑？
1、低温性能
磷酸铁锂电池是个怕冷不怕热的家伙。低温环境下，磷酸铁锂电池正极材料活性下降，能够发生移动带来放电电流的锂离子数量下降，导致电池容量下降。数据表明，0°C?时磷酸铁锂电池的容量保持率约60～70%，-10°C时为40～55%，-20°C时为20～40%。
因此，磷酸铁锂电池的低温性能，是其绕不开的一个质疑。遗憾的是，发布会上比亚迪并未提及。
2、维修成本
刀片电池的另一个特点是：电芯既是能量体，又是结构件。因此，100多个电芯直接用胶水粘在底壳托盘上。那么问题来了，如果某块儿电芯出了问题，是否需要更换整块电池PACK？由此产生的维修成本，显然要比单独更换一个模组高得多，谁来为此买单？
解决方式很简单，比亚迪为消费者提供电池PACK的终身质保就行。然而，对比亚迪来说，能够接受吗？
3、电压测量不稳定
这是理想汽车CEO李想回答网友评论时提出的一个质疑。李想表示，磷酸铁锂电压测量不稳定，对EREV和PHEV也是个灾难，因为会扰乱控制策略。
我们知道，给电池测量电压的目的，是为了 的估算电池的剩余容量，也是为了保证单个电芯不过充、不过放，延长电池的使用寿命。那么，刀片电池是否如李想所说，无法应用在EREV和PHEV车型上？
比亚迪自家的汉DM似乎说明了答案——的确不能。
上图是比亚迪汉DM的工信部申报信息，明确写到汉DM车型使用的是“镍钴锰酸锂电池”，而非“磷酸铁锂电池”。
那么，新的问题来了——为什么纯电动车型使用磷酸铁锂电池就不受电压测量不稳定的影响？我们也期待日后比亚迪的答案。
以上三点，其实远远谈不上“质疑”，充其量只是大家对刀片电池的“好奇”罢了！希望日后，比亚迪能够透露更多关于刀片电池的技术资料。
■邦点评
我非常认可比亚迪对于新能源汽车安全的重视，也很期待比亚迪能够在三元电池体系的包围下，在乘用车领域重塑磷酸铁锂电池的昔日荣耀。只是，三元锂电池的安全性真像比亚迪说的那样不堪一击么，刀片电池又真的如比亚迪说的那么 无缺么？
或许站在比亚迪的角度是的，但电动邦的读者一定不要偏听偏信。关于刀片电池，咱们今年冬天一测便知；关于三元锂电池的高能量密度同安全性的关系，要知道它们向来是彼此依存，且呈现出螺旋上升的趋势。
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
今天关于“刀片电池要拨乱反正，三元锂电池危险了”的探讨就到这里了。希望大家能够更深入地了解“刀片电池要拨乱反正，三元锂电池危险了”，并从我的答案中找到一些灵感。