一根钢针引发的一场动力电池“血案”

商界新媒体 2020-06-12

文/ 马   冬

“不服?!那也来扎一下吧!针刺是难度最大的,堪比登珠峰!珠峰都登得了,其他峰肯定都登遍了!”比亚迪汽车销售公司副总经理李云飞在微博道。

果然,数天后,宁德时代,真的“扎”了比亚迪一下,接连公布两段针刺测试视频,并以此证实其三元电池同样未出现明火和高温。

……

经过数轮较量,至此,一个不为多数人所熟知的领域被摆到了普罗大众面前,并且口水战不断。而这场攻守战最核心且最与消费者相关的内容只有一个——安全。

缘起刀片,“针”锋相对

2020年3月29日,比亚迪首次对外公布了“刀片电池”顺利通过“针刺试验”的完整测试视频。针刺实验是模拟电池内部短路的测试手段,简单来说,就是通过一根钢针刺穿电池,模拟电池短路时的表现。

当时,比亚迪选择时下常见的三元锂电池和磷酸铁锂电池与刀片电池同时来做针刺测试,进而进行对比。

结果显示:

三元锂电池在被针刺穿的瞬间爆炸,剧烈燃烧,表面温度超过500摄氏度,电池表面的鸡蛋被炸飞;

磷酸铁锂电池则表现为无明火但有烟,表面温度200-400摄氏度,电池表面的鸡蛋被烤焦;

比亚迪“刀片电池”既无明火也无烟,表面温度保持在30-60摄氏度,电池表面的鸡蛋无变化。

这次实验,比亚迪从某个方面,说明了刀片电池的安全性。

本来比亚迪在发布会公布测试的目的是为了证明其刀片电池的安全性,除了让消费者看到实力之外,并没有引起行业的关注。但老对头宁德时代似乎时刻在关注着比亚迪的动向。

比亚迪公布测试结果之后的两个月,宁德时代董事长在某业绩说明会上,面对投资人关于比亚迪刀片电池的提问时说道:“电池的安全和电池的滥用测试是两回事,但有些人把滥用测试的通过等同于电池的安全”。

“有些人”一词直指比亚迪,“滥用”更是戳到了比亚迪最敏感的神经。

口水战自此拉开序幕。

宁德时代董事长表完态的当天,比亚迪汽车销售公司副总经理李云飞就在微博呛声:“不服?!那也来扎一下吧!针刺是难度最大的,堪比登珠峰!”

也正是从这个时候起,一个刀片,一根钢针,引发了中国动力电池头部企业的一场争论。

随后,宁德时代官方微博发布的“电池包针刺测试”视频显示,在进行针刺实验时,钢针并没有穿过电池包,而且还被电池外包装的钢板折断了。

紧接着,宁德时代又放出第二条针刺试验视频。这一次,宁德时代对5系、8系三元电池模组进行针刺,均刺穿。结果表明电压下降很少,也没有引发短路。视频配文称,“宁德时代早在2017年就已掌握三元电芯通过针刺测试的技术,但是为什么没有推广?通过针刺测试=电池安全吗?”

当然,比亚迪也不会示弱,比亚迪汽车销售公司副总经理李云飞再次发博,“针断了也好,真刺了也罢,但电池没短路,其实针刺实验就已然失败了。”

……

随着几番争论,双方火气渐渐降了下来,但是,一块电池为什么会引起如此大的波浪,还要从电池行业里沉淀下来的“痛”与“痒”说起。

鱼和熊掌,兼得?

很多人不知道,在过去一段时间里,动力电池经历了磷酸铁锂和三元锂电池主导的两个时代。

2016年比亚迪还是市场老大,但宁德时代2017年新增客户119个,出货量达到11.84GWH,全球市场占有率第一,达到17%,在中国市场达到了27%的市场份额,完成了逆袭。而2018年一季度的销量达到了2.2GWH,国内市场的占有率提升至50%。

宁德时代作为专业化代表,是现在的市场老大,比亚迪作为曾经的老大,注定彼此要有一战。

在传统燃油汽车领域无法超越的状况下,新能源汽车就是新燃起的希望。两家争论的点也在于此。

新能源汽车的核心部件是动力电池,和燃油汽车的发电机地位一样,正是这个原因,让行业竞争也变得激烈了起来。中国的第一代动力电池是镍氢电池和锰酸锂电池;第二代是磷酸铁锂电池,并且通过这个产品实现了新能源汽车产销量世界第一。

三元锂电池的能量密度高、低温性能更好;磷酸铁锂电池则具有更好的化学稳定性,成本也更低,双方在不同方面具备优势。据2019年的动力电池装机量数据显示,三元锂电池的装机量仍达70%,是行业的主流。

但必须承认的是,由于针刺标准的严苛性,三元锂电池安全性难以保证。比亚迪的刀片电池在原有块状磷酸铁锂基础上的性能提升,以及其优秀的安全表现,将成为三元锂电池领域的一大巨头。

值得注意的是,近几年来电动车起火自燃事故的频发,也为行业敲响了警钟。业内担忧,这是过度追求高能量密度所带来的后果。

安全事故是新能源汽车发展的致命隐患,而新能源安全事故的本质,是电池热失控。

导致热失控的诱因主要有两种,一是机械电气诱因(针刺、碰撞等事故导致),二是电化学诱因(过充、快充、自发性短路等),电池单体热失控之后传递给相邻单体,随后大面积蔓延,最终导致安全事故的发生。

从三元锂电池的发展趋势来看,电池能量密度会继续提高,体积和能量都提升是不可逆转的趋势。而在这种情况下,对安全防控的技术要求会越来越高。

“正是对电池能量密度不切实际的追求,彻底带偏了动力电池行业的发展路线,并且让新能源乘用车的安全口碑付出了极其惨重的代价。”比亚迪创始人王传福说。

与三元锂电池相比,磷酸铁锂的材料热稳定性有着明显的优势。这也是王传福喊出“刀片电池让电池技术回归正道”的底气所在。

有分析师建议,“只用强调单体电池针刺已经被国家强检取消了,自己pack(电池组)是安全的就行了。特斯拉NCA电芯安全性更差,但整车安全性也不低。”业内多位人士也认为,从材料来讲,三元锂电池本就不易通过单体针刺测试,但动力电池的安全性测试包括多个层面,单体针刺测试不通过,不代表整体电池系统安全不达标。

形象点说,比亚迪磷酸铁锂刀片电池的“鱼”是电芯材料的稳定,而宁德时代的“熊掌”是电池包技术的安全性。虽然鱼和熊掌不可兼得,但是行业都在尽力往这个方向在走。

“电动汽车安全是个系统工程,当然电芯越安全越好,最好是像石头一样稳定,但是电池毕竟是能量的载体,绝对的安全如果可能(实现),也意味着极高的代价。没人敢保证,能过针刺的铁锂电池就不着火,实际上铁锂着火的案例之前太多了。”蜂巢能源总裁曾这样表示。

不可否认的是,对于针刺测试的作用,行业依然是肯定的,因为电池安全事故就是发生热失控,针刺实验就是来模拟这些热失控诱因的其中一种方法,并且是非常有效也非常严酷的方法。

清华大学汽车工程开发研究院常务副院长、汽车安全与节能国家重点实验室副主任宋健认为。“没有一家企业可以保证,电池包发生碰撞的时候不会破,穿刺实验相当于模拟高强度撞击后有异物挤压进来的情况,同样,现在很多电池也很难经过振动测试。”

比亚迪与宁德时代的“针”锋相对,最终很难有个定论,但从双方的理论中也能窥见动力电池领域的“疑难杂症”。

谁能平白无“钴”?

中国第一代动力电池是镍氢电池和锰酸锂电池;第二代是磷酸铁锂电池,并且通过这个产品实现了新能源汽车产销量世界第一。

通过比亚迪与宁德时代的口水战,以及动力电池的技术迭代可以看出,这是一个不断更新,不断进化的行业。也就是说,并不是靠一招鲜吃遍天或者靠一个产品就能站稳行业地位。

动力电池行业是一个以技术驱动为核心,资本密集,以规模取胜的行业,动力电池行业将在以下这几个方面展开竞争:技术研发能力、商业模式、成本等等方面。

从比亚迪的商业模式来看,是布局整个汽车产业链。动力电池的生产主要是自用,顺带卖一点,当然,这只是比亚迪多元化业务中的一部分。

这个模式的优势是成本更低,利润更高,因为产业链上各个环节的利润都能吃掉,但劣势是必然面临汽车厂,动力电池厂的竞争,多面受敌。

再看宁德时代,专攻汽车电池,不做整车,最大化发挥“专业的人做专业的事”优势,所以很多其他汽车厂家都选择了宁德时代,宁德时代也因此在2017年超越比亚迪坐上了头把交椅。

有人说,这可能是宁德时代战略选择的成功,比亚迪战略选择的失败。但这个结论下的太早,行业变化太大,未来还是个未知数。

因为,当比亚迪和宁德时代口水战火降息的时候,一匹黑马平白无“钴”地杀了出来。

蜂巢能源总裁杨红新表示,公司正式对外发布两款零钴电芯,分别是115Ah容量无钴电芯和L6薄片无钴长电芯。这两款无钴电池是通过单晶无钴材料技术、叠片电芯设计技术、矩阵PACK设计技术和车规级AI制造等材料、工艺、设计及制造多个环节密切配合才诞生的。可见,无钴电池真的来了,却不是来自全球电池巨头宁德时代亦或者比亚迪。

现有的三元锂离子电池中,正极材料的成本占比约为30%至45%,其中,钴占有一定比重。众所周知,钴产量少,价格贵,所以趋势所为,越来越多企业开始研究无钴技术。

早些时候,宁德时代首次提出“无钴”电池,一时引来无数关注,宁德时代董事长在2019年度业绩网上说明会上回复投资者称,公司有自己的“无钴”电池技术储备,目前研发进展顺利,正在想办法完善供应链。值得注意的是,所谓的无钴电池还在研发过程中,并没有可以量产投入市场。

在此前汽车市场行情相对低迷的背景下,无钴电池的生产技术路线也变成了一种市场,这也就意味着谁率先实现无钴电池的量产,谁就会成为这个市场的龙头。

部分素材来源:

中新经纬《比亚迪与宁德时代为一根钢针开撕了》

经济观察网《三季连播:动力电池龙头互怼背后》

 

作者:马冬

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