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比亚迪vs宁德时代:汽车动力电池技术分叉路口

2020-06-12 00:03:32·  来源:锂电联盟会长  
 
在三元锂电池已全面霸占市场的情况下,比亚迪推出基于铁锂技术的刀片电池,主打安全牌,无论对自身还是整个行业,都存在很强冲击力。新能源汽车行业近年来的快速
在三元锂电池已全面霸占市场的情况下,比亚迪推出基于铁锂技术的刀片电池,主打安全牌,无论对自身还是整个行业,都存在很强冲击力。

新能源汽车行业近年来的快速发展,也让作为核心配套的动力电池行业越来越受到关注,近日,多起新能源汽车不明原因起火,以及两大龙头企业宁德时代和比亚迪针对针刺试验的口水战升级,让新能源汽车的电池安全问题再次被推到了风口浪尖。



事实上,近年来新能源汽车动力电池的能量密度逐年提升以及工艺和模组结构的升级,续航里程已得到了极大增长,以2020年年中作为节点来看,主流新能源中级车已全面进入600km综合续航时代,加之充电、换电等补能配套体系的完善,在此背景下,里程焦虑已不再是消费者唯一关切的核心指标,反而因自燃事故的频发,电池安全成为了许多消费者又一关注要素。

而备受关注的比亚迪刀片电池,以及近期由此引发的争论,围绕的便是电池安全这一热点。业内人士认为,在三元锂电池已全面霸占市场的情况下,比亚迪此时推出基于铁锂技术的刀片电池,主打安全牌,无论对自身还是整个行业,都存在很强冲击力。

铁锂之痛

比亚迪与铁锂电池的渊源之深,远超其他动力电池厂商。

作为一家长期以来从事电池制造的企业,比亚迪电池最早起家于3C制造领域,早在2002年,比亚迪开始了磷酸铁锂的研发工作,并在2005年上市了首款磷酸铁锂动力电池。

在2017年实行的新能源补贴政策中,动力电池能量密度被纳入参考指标之列,其中规定纯电动乘用车动力电池系统的质量能量密度不低于90Wh/kg,对高于120Wh/kg的按1.1倍给予补贴。包括比亚迪自身在内的几乎所有车企,不得不转向使用能量密度更高的三元锂电池,即便是此前搭载磷酸铁锂电池的腾势,在产品后期,为了拿到新能源补贴,也换装了三元锂电池。



能量密度要求与补贴政策挂钩,虽然倒逼车企和动力电池商技术升级,实现行业洗牌,但也对比亚迪的铁锂电池路线造成了极大地影响。

到了2019年,一辆纯电动车若想拿到1.0倍的完整补贴,动力电池系统的质量能量密度需要不低于160Wh/kg,这已是磷酸铁锂电池不可能实现的数字,此时的磷酸铁锂电池,伴随着新能源乘用车版块动力电池装机量的连年下滑,似乎已经走到了终点。

峰回路转

来到2020年,当三元锂电池已经成为新能源乘用车绝对主流时,比亚迪却在今年3月发布了刀片电池,一款基于磷酸铁锂技术的新型电池,比亚迪和它的磷酸铁锂电池,又有了新的出路。

为何淡出市场主流实现的磷酸铁锂电池能够卷土重来,可以看到诸多背后的原因。

一方面是电池本身技术的发展贡献,刀片电池虽然在能量密度层面仍然不及三元锂电池,却也能达到2020年最新的补贴政策最低标准以上,这是刀片电池能够推出的前提,在首款搭载刀片电池的车型比亚迪汉工信部申报信息显示,该车型搭载的电池能量密度为140Wh/kg,可以0.9倍标准补贴,系数仅少了0.1。



另一方面,2020年新能源市场已经出现了不同以往的很大变化,新能源补贴退坡明显,补贴金额占整车成交价比重已经很少,所以即便损失一部分补贴,也不会影响整车的市场竞争力;同时,新能源用户基数近年来的快速增长,以及近年来新能源汽车安全事故频发,也让越来越多的消费者不再只关注续航里程这单一指标,安全性能越来越受到关注。

基于这些缺一不可条件,让基于磷酸铁锂的刀片电池又有了市场基础。

对此,比亚迪汽车销售有限公司副总经理李云飞表示:“客户的需求,市场的配套以及政策的要求,最终导致大家都在往三元电池的方向推进,比重越来越大,随着新能源汽车保有量的增加,在实际的购买层面看,续航里程已经不再是唯一的需求,已逐渐回归客观理性真实,消费者对安全的关注和在意,已经和续航一个级别,比亚迪在这个阶段推出刀片电池,是正值当时的。”

“刀片电池是在磷酸铁锂电池的基础上进行的再创新,在保证安全性的基础上,提供三元电池几乎同样的续航里程,把续航问题很好的解决了,搭载刀片电池的首款车比亚迪汉,续航里程可以达到600公里。”

安全争论

刀片电池的推出,对整个动力电池行业同样引发的很大的震动。

一方面,电池技术路线选择窗口已经基本关闭,大批铁锂电池制造商陆续离场,场内玩家数量已不多,大部分主流的电池厂商已经将大量的产线资源和研发资源放在了三元锂电池上,大船难掉头,重新开启铁锂电池的研发,并投放市场,也需要很长时间。



另一方面,刀片电池主打的安全概念,确实直戳当下行业痛点,尤其是针刺试验结果上,刀片电池与三元锂电池巨大的差异,让人关注安全的普通消费者不得不在选择电池时深思熟虑。

在比亚迪刀片电池发布后不久,宁德时代董事长曾毓群在公开场合回答投资者提问时表示:“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。”

随后,宁德时代还先后发布了两则针对三元锂电池的针刺试验视频,第一个视频中,钢针并没能穿透电池,而是被保护电池的钢板折断,不过视频发布后,引发了剧烈讨论和争议。随后不久,宁德时代官方再次发布新视频,用自产的523和811两个系列电池完成了针刺测试,总体较为温和,并未出现起火爆炸等情况。

针对近期发生的一系列有关动力电池安全的事件与争论,宁德时代表示,两次针刺测试均是严格按照测试要求进行的,有人对于结果存在疑惑,是因为普通的三元电池过针刺测试容易发生大电流内短路,从而触发热失控,这确实是一个很大的挑战。但宁德时代经过多年研发,已拥有独创的“控短路”安全技术。该技术在即使有外部金属异物插入电池内部的情况下(如针刺),也能保证不发生大电流内短路,从而不引发电池热失控,自然就能通过针刺测试。发布视频中的这个811三元产品就是采用了“控短路”安全技术。



另外,宁德时代还表示,从技术上说,国外整车厂对于整车安全的共识已由单体安全转向系统安全,电池的安全贯穿在电池的整个使用过程中,是一项系统工程,包括电池的单体设计、系统集成、动态监控和系统防护等。宁德时代把重点放在了电池的整体安全上,确保产品在生命周期的每一个阶段都是安全的,从实际意义上真正提高电池的安全性能。电池包层面有更优化的安全解决方案,单体电池针刺测试的实际需求已不复存在。

不过,刀片电池制造商,弗迪电池开发中心电芯设计、电芯产品经理何科峰则持保留态度,他表示,单体安全是系统安全的基石,很多事故都是在单体层面的安全问题引发的,刀片电池完美通过了针刺测试,安全性层面无疑达到了最高水准。

“三元锂电池分解启动温度远低于磷酸铁锂,更容易发生材料分解,且分解时会产生氧,放热速率远大于磷酸铁锂,发生分解的速度快,总放热量大于磷酸铁锂,这是三元锂的特性决定的,即便是用比亚迪自家的三元锂进行针刺试验,也会是相似的结果。”何科峰坦言。

产能扩张暗藏隐忧

据了解,比亚迪生产刀片电池的重庆工厂自今年3月开始投产,预计到今年底将有8条生产线,该工厂全部投产后的规划产能可以达到20Gwh。

根据比亚迪的电池规划,比亚迪旗下的弗迪动力电池公司已在深圳、西安、青海、重庆、长沙、贵阳建立生产基地,到2019年底,比亚迪建成电池产能为40Gwh,今年电池产能将达到65Gwh,而到2022年将达到100Gwh。



不过,2019年,比亚迪动力电池装车量只有10.75 Gwh。也就是说,目前,比亚迪的电池产能存在明显的利用不足。

李云飞表示,现有的产能规划是对未来电池对外供应提前做准备,中国新能源汽车市场的规模在未来会有高增长的空间。

宁德时代方面同样也在扩张自己的产能。到2019年底,宁德时代动力电池产能为53Gwh,目前已公告的在建项目产能为22 Gwh。2019年,宁德时代的动力电池装车量为31.46Gwh。

在2016年以前,比亚迪一直稳居中国动力电池市场的冠军,从2017年开始,宁德时代反超并逐渐拉开与比亚迪之间的差距。比亚迪想要缩小差距,关键在于电池外供的规模。



除了和长安福特的合作之外,比亚迪此前已经与丰田达成合作,但产品尚未落地。另外,戴姆勒与比亚迪合资的腾势品牌也采用的是比亚迪的电池。不过,奔驰品牌的首款纯电动车EQC在欧洲搭载的是LG化学的电池,而在国内搭载使用的是宁德时代的电池。

不过,影响比亚迪产品外供的一大原因在于,车企会衡量,同为汽车主机厂,使用竞争对手生产的电池所带来的风险。

对车企来说,供应链抗风险能力非常重要。在电动车领域,最重要的就是电池供应的稳定。车企保持供应链稳定的策略往往包括:同时和几家电池厂合作;和电池厂设立合资公司,例如国内多家主流车企和宁德时代成立合资公司;投资电池公司,近期,大众汽车就以11亿欧元入股国轩高科,成为其第一大股东,来保证大众在华合资公司的电池供应链稳定。



此外,日韩动力电池企业在中国市场加快建厂扩充产能,也将对宁德时代、比亚迪形成直接的冲击。

除了扩大放开之外,比亚迪电池分拆业务也备受业界关注,比亚迪已经多次明确了电池业务的IPO计划。

多位比亚迪内部人士表示,比亚迪电池业务的拆分计划目前正在按照既定的计划推进。从目前的进度来看,电池业务IPO的速度可能要晚于半导体业务。 
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