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最近,電動圈頗不寧靜。寧德時代與比亞迪的技術(shù)路線競爭,已經(jīng)落到一個具體的針刺試驗上。動力電池領(lǐng)域本來是toB的領(lǐng)域,一般只有主機廠比較重視,但這次居然上了熱搜,能從枯燥的技術(shù)上提煉出娛樂元素,著實不簡單。復雜的技術(shù)原理,可能多數(shù)人聽不懂,但用針刺東西大家都懂。
初始還算全民科普活動,后來“畫風”就變成邏輯之爭,頗具民間“大專辯論賽”的風采。
問題的種子埋在3月29日,這一天比亞迪發(fā)布了磷酸鐵鋰刀片電池,常規(guī)宣傳之后,還進行了后來廣受關(guān)注的針刺試驗,參加試驗的有三元鋰電池(單體)、塊狀磷酸鐵鋰(單體)、磷酸鐵鋰刀片電池。試驗結(jié)果表明,三元鋰電池被刺瞬間,表面溫度達到500℃,猛烈噴發(fā)高溫氣體,發(fā)生爆炸;介于中間的塊狀磷酸鐵鋰電池,溫升在200-400℃,有煙無明火;而刀片電池只有刺穿點附近產(chǎn)生較小溫升(60℃),熱失控蔓延速度比較溫和。
老實說,這個實驗有點不公平。動力通常由單體(Cell)、模組(Batteries)、電池包(PACK)依次組合而成。上述試驗中,前兩者是單體,而刀片電池則將單體直接做成特殊結(jié)構(gòu),已經(jīng)不再是標準單體。
當時尚未卸任比亞迪汽車董事長的王傳福稱:“搭載刀片電池的新能源汽車,將把‘自燃’這個詞從新能源汽車的字典中徹底抹掉?!?/p>
一石激起千層浪。在短視頻時代,一些新能源車自燃的畫面給公眾留下深刻印象。燃油車也不乏自燃事故,但至少從印象上,新能源車的自燃似乎來得更猛烈、起火和蔓延速度快,乘員只有很短的時間逃生。
王董一句“抹掉”,如果成真,確實樹立了電動車的安全新標桿。不過前提是,采用磷酸鐵鋰方案。該方案一直由比亞迪力捧。
5月11日,在寧德時代高層幾乎全員出席的2019年業(yè)績說明會上,有投資者問到電池安全檢測和關(guān)鍵措施。寧德時代董事長兼CEO曾毓群稱:“電池的安全和電池的濫用測試是兩回事,有些人把濫用測試的通過等同于電池的安全。”
顯然,“濫用測試”指的是比亞迪公開的三種動力電池的對照針刺試驗。
兩家動力電池的頭部公司大佬隔空互懟,雖然時隔一個多月,但“時差”完全不是問題。吃瓜的新聞界就喜歡這種戲碼,馬上炒熱。
比亞迪汽車銷售公司副總經(jīng)理李云飛隨后在微博隔空喊話:“不服?那也來扎一下吧?!?/p>
從辯論角度,這顯然是一種“帶節(jié)奏”。三元鋰電池過不了針刺,是業(yè)內(nèi)共識。寧德時代選擇正面回應(yīng),無疑以短擊長。但寧德時代還是拿自家三元鋰電做了針刺試驗,而且還做了兩次。
5月22日晚,寧德時代放出一段視頻,顯示鋼針觸碰到保護電池的鋼板后折斷,未能穿透電池包。視頻配文稱:“是什么阻礙寧德時代做針刺測試?是技術(shù)?是體質(zhì)?是巨頭的面子?不,是鋼針!”
5月23日晚,寧德時代又放出第二條針刺試驗視頻。這一次,寧德時代對5系、8系三元電池模組進行針刺,均刺穿。結(jié)果表明電壓下降很少,也沒有引發(fā)短路。視頻配文稱:“寧德時代早在2017年就已掌握三元電芯通過針刺測試的技術(shù),但是為什么沒有推廣?通過針刺測試=電池安全嗎?”
這兩個視頻,引發(fā)大量吐槽和批評。原因很簡單,寧德時代沒有明白針刺是為了什么,以為擋住了針刺,或者外力施加的擠壓、碰撞,就能保護電池。這就相當于整車廠商辯解“我的主動安全可靠,剎車距離短,絕對不會撞,因此沒必要在被動安全上下功夫”。
寧德時代所做的針刺,顯然沒有引發(fā)熱失控。也就是說,激勵條件不足。國標對針的直徑、錐角、速度都做了規(guī)定,如果未能刺穿,應(yīng)該增大激勵,而不是宣布“鋼針不行”。
第一次未刺進,第二次雖刺進但未引發(fā)熱失控,因為電壓下降不滿足國標要求(國標意見稿中規(guī)定,電壓下降值要超過25%)。實際上同第一次沒有區(qū)別。
顯然,寧德時代在研究如何被刺而不熱失控(短路),而不是熱失控后的表現(xiàn),從而犯了邏輯錯誤。但寧德時代方面似乎不以為然,還稱,很快將有第三則視頻放出。
三元鋰電池因為在200℃以上會釋放大量游離氧,因此一旦到了這個溫度,劇烈化學反應(yīng)將不可遏制,將會發(fā)生爆燃。眾所周知,電池的熱穩(wěn)定性,材料化學特性是決定性因素。熱穩(wěn)定性從差到好的順序為:鈷酸鋰<鎳鈷錳<錳酸鋰<磷酸鐵鋰。前兩者都是三元鋰電池。
值得一提的是,工信部在2018年1月發(fā)布《電動汽車用鋰離子動力蓄電池安全要求》征求意見稿,但時至今日仍未發(fā)布正式文本。
《要求》意見稿中,仍“推薦”針刺作為候選方法。其實不論針刺、擠壓、碰撞,都是為了激發(fā)電池的熱失控。而電池內(nèi)部的支晶生長,刺破隔膜后也能引發(fā)熱失控。此時無論多堅硬的外殼,都無濟于事。
業(yè)內(nèi)同樣心知肚明的是,三元鋰電池過不了針刺這一關(guān),定稿的強制標準,預計要把“針刺”拿掉,或者讓廠家二選一。
三元鋰電池的能量密度高,低溫性能相對好;而磷酸鐵鋰電池化學穩(wěn)定性好,因為無鈷,成本低20%以上,兩者各有所長?,F(xiàn)在“刀片”來攪局,局面就有點亂。
寧德時代頭鐵接下這么一個明顯對自己不利的挑戰(zhàn),結(jié)果可想而知。參與制定國標的寧德時代,居然會犯這種低級錯誤,被對手帶偏節(jié)奏,簡直匪夷所思。
今年Q1,寧德時代喪失了維系3年的全球頭號動力鋰電池供應(yīng)商位置。去年寧德時代還占了國內(nèi)動力電池裝機量的半壁江山,達到51%。
特斯拉國產(chǎn)化成了國內(nèi)動力電池市場最大的變數(shù)。國產(chǎn)Model 3采用磷酸鐵鋰方案后,能量密度為160Wh/kg,這還是寧德時代優(yōu)化了單體到電池包結(jié)構(gòu)之后的結(jié)果。
磷酸鐵鋰電池雖然便宜,但較低的能量密度,導致只有更重的電池包才能維持原有續(xù)航能力。雖然裝有寧德時代磷酸鐵鋰電池,在5月14日進了工信部新車申報目錄,但寧德時代更有動力推自家的三元鋰電池方案,而特斯拉方面顯然更在意400公里續(xù)航節(jié)省的5600元成本。而且,國產(chǎn)Model 3使用的三元鋰電池已經(jīng)由LG包攬。后者簽的是保障性合同,與寧德時代不同。
而比亞迪方面聲稱,刀片電池利用電芯本身的強度,跳過模組,直接組裝成電池包,節(jié)省40%空間,體積利用率由傳統(tǒng)架構(gòu)的40%,提升為60%。也就是說,續(xù)航提升50%,從而靠特殊結(jié)構(gòu)追上三元電池能量密度。
而且,比亞迪有意將電池公司拆分出去,加強向第三方供貨。眼下,因為鈷金屬的全球儲量集中于非洲,基本上不掌握在我國企業(yè)手里,漲價太快,而且含鈷電池報廢后處理很麻煩,所以今年掀起了空前的“無鈷”熱潮。以前落下風的磷酸鐵鋰方案,回到舞臺中央,就是熱潮的具體呈現(xiàn)。拿到特斯拉非保障合同的寧德時代,當然坐不住了。
寧德時代同時具備兩種技術(shù),按理說哪種方案占上風,它都能應(yīng)對,但它視比亞迪為首當其沖的挑戰(zhàn)者。設(shè)計欠妥的針刺試驗,透露了寧德時代面對“無鈷熱潮”的心態(tài)有點失衡。本來缺乏實證的吃瓜媒體,反而坐實了刀片電池擁有“大殺傷力”的印象。
國內(nèi)動力電池的新格局,正在演變?yōu)槿枕n的三元鋰電池與比亞迪的磷酸鐵鋰電池對抗。作為昔日龍頭老大的寧德時代,雖然兩邊下注,但其實首鼠兩端。這是否預示著明年動力電池排名的繼續(xù)動蕩,值得關(guān)注。