争议刀片电池背后：磷酸铁锂路线的关键一搏
发布时间：2020/04/07 09:59:24 访问量：2530 次
在磷酸铁锂电池可能重回主流的讨论声中，比亚迪的刀片电池开辟了一个新的辩论场。“搭载刀片电池的新能源汽车，将把‘自燃’这个词，从新能源汽车的字典中彻底抹掉”，3月29日，比亚迪汽车董事长王传福在刀片电池发布会上，高调地宣称，“刀片电池将改变新能源汽车行业对三元锂电池的依赖，使动力电池技术路线回归正道，并重新定义新能源汽车的安全标准。” 刀片电池并非是材料技术革命，而是通过结构创新补齐磷酸铁锂电池较低能量密度的短板。比亚迪将自己研发的刀片电池称之为技术革命，但即便一周多时间过去了，业内的争议仍在继续。“刀片式结构严格来说，也是可以和三元材料结合的。”一位专家指出。比亚迪选择了更为稳定的磷酸铁锂来配合这种结构创新，以此实现能量密度的提升，但这是否就说明三元锂电池是一个错误的技术路线，业内存有很大争议。
另一些电池企业的看法和比亚迪不同。“任何一项高新技术其实都是有门槛的，提到动力电池单体安全性，不能说谁更容易实现就去用谁，而是要突破难点。”宁德时代一位人士告诉经济观察报记者。而蜂巢能源总经理杨红新则更直接地表示，“我们认为，比亚迪的铁锂刀片可能并非主流车型的最佳解决方案。” “我觉得比亚迪这个选择是对的，安全肯定是第一的，提升能量密度这件事应该在安全的前提下去进行。”中国北方车辆研究所动力电池实验室主任、国家863电动车重大专项动力电池测试中心主任王子冬向经济观察报记者表示。 过去几年，动力电池技术路线从磷酸铁锂电池明显转向能量密度更高的三元锂电池。比亚迪认为，对动力电池能量密度的攀比追求演变为不理性的竞争，最终让乘用车在安全口碑上付出了代价。“刀片电池的发布，就是要‘纠偏’”，一直坚持磷酸铁锂电池路线的王传福，显然对三元锂电池路线有很大意见，“磷酸铁锂电池天生安全性高，但能量密度相对较低，三元锂电池能量密度高、天生热稳定性差。”
如果从战略层面来看，比亚迪发布刀片电池的直接原因可能并不仅仅是三元锂电池的安全问题，而是为了重返“电池大王”之位。在电池业务上较为“封闭”的比亚迪，市占率早已被宁德时代赶超，从2018年开始，比亚迪就在尝试开放电池给外部企业，而此次发布的全新产品，也是比亚迪电池业务努力反超的关键一步。 非主流的反攻 经过几年的市场筛选后，动力电池技术路线从多元发展，演进到如今集中在磷酸铁锂和三元两种路线。由于补贴对能量密度要求的提高，磷酸铁锂市场份额从2014年的82%逐步下降至2019年的32%。在2019年，三元锂电池装机量38GWh，同比增长24%，市场份额为62%。 公开信息显示，三元锂电池的能量密度已经突破了300Wh/kg，而磷酸铁锂能量密度目前的突破值仅接近200Wh/kg，折射到续航里程上差距可达上百公里。受限于能量密度的天花板，磷酸铁锂的使用范围被迫缩小至对寿命要求更高、续航里程要求较低的商用车领域，在纯电乘用车领域装机量占比仅有4%，且主要是中低端车型，而中高端乘用车领域几乎全部被三元锂电池占据。就连推崇磷酸铁锂的比亚迪，也在2017年将部分产能转向了三元锂电池。 但比亚迪从未放弃对磷酸铁锂电池的再研发。新能源汽车国家监管平台发布的数据显示，2019年5月到7月的79起新能源汽车汽车安全事故（多为自燃）中，86%的事故车辆是三元锂电池，7%的是磷酸铁锂电池。“由于没法场景再现，多数电动车自燃事故的原因其实没法弄清楚，不能绝对说两种技术路线谁更安全，但着火的大部分是三元电池的。”王子冬说。 一方面是市场无法突破，一方面是安全性问题突出，比亚迪刀片电池就是因此而来。刀片电池通过将电芯进行扁平化设计，以及节省传统电池包的模组环节，实现体积能量密度比传统铁锂电池提升了50%，官方称达到了三元锂电池的同等水平。这种电池将率先在汉EV上使用，这款将于今年6月上市的新车续航里程达600公里。
无模组的创新得到了业内认可。中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高认为，除了安全性，比亚迪刀片电池结构创新使其体积能量密度和成本都具备较好的优势。“目前看来，这个可以说属于颠覆式的创新，对行业会带来非常大的影响，逼迫大家必须加快上无模组技术。”电池行业专家许山（化名）向经济观察报记者表示。实施上，“无模组”已渐成趋势，此前宁德时代的CTP技术也是简化模组结构，蜂巢能源表示也在“无模组”领域进行了重点布局。 但比亚迪磷酸铁锂刀片电池是否是未来主流仍没有定论。“技术创新是一件好事，但技术路线的问题不是某家公司可以去制定的，而是市场去选择。三元锂电池和磷酸铁锂，适用于不同的客户需求和场景，随着新能源汽车市场蛋糕越来越大，对技术路线的包容也会越来越大。”宁德时代内部人士向经济观察报记者表示。 杨红新则认为，比亚迪刀片电池只是一种结构和制造工艺的创新，本质上无法改变铁锂材料相对能量密度低的局限；此外，其认为刀片电池将电芯做长，虽然可以有效减少结构性零部件的应用，但不可否认在同等工艺水平下，电芯越长，其在生产过程中的对齐度、效率、良品率等都将受到影响，这些成本终归还是需要消费者买单。
重夺市场 刀片电池的推出可以看做是比亚迪在动力电池市场反攻的“压箱底功夫”。以电池起家的比亚迪在2008年就成为全球最大的充电电池供应商，但随着宁德时代的崛起，这一地位在2017年失去。2016年，比亚迪动力电池装机量市占率为22.02%，宁德时代紧紧追随，以21.72%位居第二。而2017年，宁德时代却以28.97%的市占率一骑绝尘，远远把占比15.57%的比亚迪甩在身后。从那以后，宁德时代龙头地位一致持续至今。
也正是在2017年，王传福对外界透露，未来比亚迪包括动力电池在内的零部件将实行市场化；2019年比亚迪进一步表示，预计在2022年前后，把动力电池业务整个分拆出去并独立上市。在被宁德时代超越后，比亚迪动力电池装机量又迎来更多新挑战：受特斯拉国产利好，松下和LG化学今年1-2月份首次进入动力电池装机量前十名。
2月份，松下甚至超过比亚迪位居第二。“刀片电池和无模组技术的出现，会加强磷酸铁锂路线的竞争力。”许山向经济观察报记者表示。中金研究2月份研报指出，受益于成本下降和竞争力提升，磷酸铁锂产业链底部时期已过，2020年有望迎来明显改善。公开信息显示，2019年，包括江淮汽车、北汽新能源、奇瑞商用车等多家车企都推出了磷酸铁锂汽车，且一直采用三元锂电池的特斯拉也表露了此意愿。“短期之内成本优势的话，可能会有乘用车采用比亚迪（磷酸铁锂）刀片电池，但是从长期来看的话，我认为乘用车还是会用三元电池。”伊维经济研究院研究部总经理吴辉向经济观察报记者表示。赛迪顾问汽车产业研究中心高级咨询师王维也认为，消费者对磷酸铁锂固有的低续航认知并不一定能扭转，如果今年B端市场没有恢复，磷酸铁锂在乘用车领域会增加，但增量会很有限，2021年增加可能会明显些，但也要看企业宣传是否到位。 此外，日前国务院会议确定的将新能源汽车购置补贴延长两年的信息，也给动力电池的技术路线带来更多不确定性。
业内认为，磷酸铁锂的回暖有一部分原因就是补贴此前计划在2020年退出，这致使业内更加注重安全性和成本效应。如今补贴延续两年，伊维经济研究院认为，补贴大概率还是会支持高续航、高能量密度的产品，三元和铁锂的PK还得继续进行，不排除这两年三元的成本和安全性也实现提升的可能性。不过，目前下一步的补贴政策尚未正式发布。
