欢迎浏览中国储能网
您的位置: 首页  > 首屏 > 深度观察  返回

比亚迪、特斯拉动力电池竞相布局“无钴化”,背后的风口在哪?

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国化学与物理电源行业协会 发布时间:2020-10-20 浏览:
分享到:

在推迟了5个月之后,预热了将近一年的特斯拉电池日终于揭开神秘的面纱。

自特斯拉收购美国电池制造商Maxwell后,业界就一直在关注特斯拉在动力电池领域的新动向。今年3月,比亚迪发布刀片电池后,行业内纷纷认为特斯拉的新电池大概率也会将焦点放在降低钴含量这一点上。

事实证明,“无钴化”确实是电池行业的大趋势,特斯拉在电池日发布的新型“4680”电池便是高镍无钴电池。按照马斯克所言,“4680”电池将实现强悍的续航性,即电池能量密度会有大幅度提升。但值得注意的是,发布会上并未提及与之对应的安全性保障。

与之形成鲜明对比的是,同样是无钴电池,比亚迪刀片电池则选择了另一条路线,比亚迪把能量密度做得相对保守,但强调了极致安全的特性。

造成品牌间形成如此差异的原因在于,不同的品牌有各自的定位。基于品牌定位和产品理念的差异,车企选择了不同的电池技术路线。

一、特斯拉“4680”电池:以三元电池为基础的激进作品

长久以来,特斯拉一直将自己定位为高端新能源品牌,致力于满足高端用户的极致需求,并希望在保证品牌高端形象的同时提高性价比。所以,“4680”电池延续了特斯拉一贯的激进、极致风格,为了讨好市场高端用户的需求,在产品层面表现为更大的电池容量、更少的生产成本、更高效的生产效率。“4680”新型电池高80mm、直径46mm,相较过去,新电池的电量将提升5倍,增加16% 续航、6倍的放电功率,并降低14%的成本。

可以肯定的是,这是一场颇具诚意的发布会,因为在“4680”电池背后,是特斯拉在三个方面的技术创新。首先,在电化学体系内,特斯拉将以无钴高镍和硅负极为核心。其次,在电池形状、模组结构方面,特斯拉推出无极耳形状的大电芯电池。此外,在生产制造工艺上,特斯拉将推行干电极简化工序降低成本拉低价格。

但是特斯拉无法回避的一个问题是,新电池的高能量密度仍然建立在三元电池的基础之上。在此之前,特斯拉的自燃新闻早已屡见不鲜,三元电池的安全性也被大众诟病已久。而在新电池中去掉的钴,恰恰就是在传统三元电池中提升稳定性、延长电池寿命的重要元素。动力电池的安全问题是否会因此加剧,恐怕将成为悬在特斯拉头上的达摩克利斯之剑。

二、比亚迪刀片电池:以磷酸铁锂为基础的高安全性电池

作为新能源细分市场上占有率最高的品牌,比亚迪力图以技术普惠更多普通消费者。长久以来,比亚迪为了实现从燃油车到新能源车的快速转变,在技术层面上充分考虑了大众深层次的需求,通过技术进步保障整车安全性能,最终在市场上获得了良好的口碑。

比亚迪之前发布的刀片电池更从根源上保证了电池的安全性,选用磷酸铁锂材料作为电池的基础,不仅实现了完全的无钴,还成功降低了电池成本,让利消费者。由于磷酸铁锂电池内部结构极其紧密,不易受高温与抖动的影响,所以具备极佳的稳定性与安全性。理论上来讲,传统磷酸铁锂电池的能量密度无法与三元电池媲美,但比亚迪研发的刀片电池,通过技术创新,使得电池的体积和密度均达到了三元电池的水平,所以在续航方面的表现极为亮眼。为了进一步提高电池的能量密度和安全性,比亚迪在电池中加入了CTP无模组技术。动力电池不再是传统的圆柱形或块状结构,而是长且薄的刀片状,刀片状的电池在车底平铺叠加为扁平的电池包,使电池包成组率和体积利用率达到了新的高度。而在高电压电芯技术的配合下,电池包又成功实现了更小的体积,有利于乘员舱人机工程学,以及更好的车辆离地间隙。

这样一来,通过CTP技术减少零部件数量和工艺层面的创新,刀片电池在体积比能量密度上比传统磷酸铁锂电池提升了50%,成功实现了电池降成本、提高效率的目标。

比亚迪对高续航和能量密度的追求始终建立在足够安全的前提之下,从各方面的表现来看,贯穿比亚迪技术理念的,始终是为消费者负责,为产品的可靠性负责。在此之前,比亚迪曾经公布了三种动力电池针刺对比测试结果。在同样的测试条件下,三元锂电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化,表面温度迅速超过500℃,而刀片电池在针刺测试中既没有明火,也没有烟产生,表面温度只有30~60℃,足见其安全性之强。

比亚迪以电池起家,十几年来很少见到有电池方面的负面新闻,长期保持着稳健发展的风格。不仅如此,刀片电池在生命周期上亦拥有绝对的优势,其循环充放电次数超过3000次,寿命长达120万公里,与续航能力配合覆盖整车的生命周期。

三、特斯拉电池背后:安全性与续航性为两大关键词

1. “4680”电池的安全性

综上所述,虽然“4680”电池在多个维度均有所突破,但仍然是在三元电池基础上做出的技术创新,尽管这为新电池提供了出色的能量密度,但能量密度越高,电池安全性恐怕越难得到保障。另外需要明确的一点是,传统三元电池之所以在此前能获得大范围运用,是因为其材料结构已经达到了相对稳定的水平,以尽可能降低安全事故的概率。特斯拉为了降低成本与提升性能,突破传统三元电池的材料构成,研发了高镍无钴电池,这是否会进一步破坏电池的稳定性与安全性?

自2017年以来,特斯拉曾经出现多起电池自燃事故。电池自燃看上去只是一个个例,但事实上牵扯到的是一个人甚至一个家庭的安全。如果安全性保证不了,其它的卖点再响亮也只能是零。

2. 动力电池的高续航性无法真正解决里程焦虑

即便抛开安全性的问题,“4680”电池主打的高续航性恐怕也不能根本性解决里程焦虑。

目前,电动车尚未占据市场的大部分,因此,与之配套的充电条件也普遍不理想,户外充电桩的分布通常无法完美覆盖出行路线。对有里程焦虑的人们来说,与其寄希望于纯电汽车的续航性,倒不如将目光转向插混车。

相比纯电汽车,插混车具备天然的优势,油电的双重保障可以提供更优秀的续航表现。拿比亚迪的双模技术来讲,作为全球插混技术的开创者,比亚迪双模车综合续航可达800km。最重要的是远途自驾场景下,插混车加油就很方便。比亚迪深耕双模技术多年,自2008年开启全球插混大门后,目前其双模技术已经达到极为成熟稳定的水平。一方面,比亚迪在动力电池的安全性上有着绝对的优势,另一方面,可以油电混合动力的双模车动力性也很好。同样是买新能源车,特斯拉所积极推崇的强续航、低价格可能在比亚迪双模车的对比下并不占优。毕竟特斯拉有的比亚迪双模车都有,电池还比它的安全,全面超越特斯拉,似乎没有理由不支持自家的国货。

四、长期共赢的“无钴化”新未来

对比特斯拉和比亚迪的动作来看,无钴是动力电池发展的大势所趋。钴是传统三元电池的重要正极材料,但由于钴储量少,供需缺口较大,钴的价格在近年里一直呈现快速上涨的趋势。而伴随着5G等新兴技术的兴起,未来钴的供需缺口还会进一步拉大,这也就意味着钴价仍然拥有相当大的上探空间。对于新能源车企来说,电池成本是极为重要的一环,因此,“无钴化”成为了行业普遍追求的理想新未来。

比亚迪和特斯拉作为国产与外资新能源汽车品牌的标杆,相继选择了“无钴化”的路线,足见领先品牌对于大趋势的判断是一致的。而二者在技术方面的创新也有助于行业的长期良性循环发展,共同推动汽车行业的电动化进程。

今年是一个极为特殊的时间节点,新冠疫情引发的逆全球化已经近在眼前。华为、TikTok、WeChat等民族品牌相继在美国受到限制并陷入窘境。在这样的大环境下,比亚迪能够凭借自主研发能力突破正向研发瓶颈,实现品牌自主自强,显得尤为难得。在传统燃油车工业领域,国产品牌的核心技术始终摆脱不了国外技术。但自从进入新能源汽车市场,以比亚迪为代表的国产品牌已经强势崛起,尤其在插混车市场牢牢占据领先地位,引领行业走向新的未来。

或许在过去,外资是大多数人买车时的优先选择,但当下,国货已然实现了领先,支持国货在此刻更具有划时代的意义。

汽车行业正处于从燃油车向新能源车的转变期,谁先在动力电池产业这个风口上实现技术突破将影响深远。续航性与安全性若要实现鱼与熊掌兼得,比亚迪双模车型无疑是一个值得考虑与支持的选项。

关键字:动力电池

中国储能网版权声明:凡注明来源为“中国储能网:xxx(署名)”,除与中国储能网签署内容授权协议的网站外,其他任何网站或者单位如需转载需注明来源(中国储能网)。凡本网注明“来源:xxx(非中国储能网)”的作品,均转载与其他媒体,目的在于传播更多信息,但并不意味着中国储能网赞同其观点或证实其描述,文章以及引用的图片(或配图)内容仅供参考,如有涉及版权问题,可联系我们直接删除处理。其他媒体如需转载,请与稿件来源方联系,如产生任何版权问题与本网无关,想了解更多内容,请登录网站:http://www.escn.com.cn

相关报道