爭議刀片電池背后：磷酸鐵鋰路線的關(guān)鍵一搏
發(fā)布時間：2020.04.07
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在磷酸鐵鋰電池可能重回主流的討論聲中，比亞迪的刀片電池開辟了一個新的辯論場。“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”，3月29日，比亞迪汽車董事長王傳福在刀片電池發(fā)布會上，高調(diào)地宣稱，“刀片電池將改變新能源汽車行業(yè)對三元鋰電池的依賴，使動力電池技術(shù)路線回歸正道，并重新定義新能源汽車的安全標準。” 刀片電池并非是材料技術(shù)革命，而是通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新補齊磷酸鐵鋰電池較低能量密度的短板。比亞迪將自己研發(fā)的刀片電池稱之為技術(shù)革命，但即便一周多時間過去了，業(yè)內(nèi)的爭議仍在繼續(xù)。“刀片式結(jié)構(gòu)嚴格來說，也是可以和三元材料結(jié)合的。”一位專家指出。比亞迪選擇了更為穩(wěn)定的磷酸鐵鋰來配合這種結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，以此實現(xiàn)能量密度的提升，但這是否就說明三元鋰電池是一個錯誤的技術(shù)路線，業(yè)內(nèi)存有很大爭議。
另一些電池企業(yè)的看法和比亞迪不同。“任何一項高新技術(shù)其實都是有門檻的，提到動力電池單體安全性，不能說誰更容易實現(xiàn)就去用誰，而是要突破難點。”寧德時代一位人士告訴經(jīng)濟觀察報記者。而蜂巢能源總經(jīng)理楊紅新則更直接地表示，“我們認為，比亞迪的鐵鋰刀片可能并非主流車型的最佳解決方案。” “我覺得比亞迪這個選擇是對的，安全肯定是第一的，提升能量密度這件事應該在安全的前提下去進行。”中國北方車輛研究所動力電池實驗室主任、國家863電動車重大專項動力電池測試中心主任王子冬向經(jīng)濟觀察報記者表示。 過去幾年，動力電池技術(shù)路線從磷酸鐵鋰電池明顯轉(zhuǎn)向能量密度更高的三元鋰電池。比亞迪認為，對動力電池能量密度的攀比追求演變?yōu)椴焕硇缘母偁?，最終讓乘用車在安全口碑上付出了代價。“刀片電池的發(fā)布，就是要‘糾偏’”，一直堅持磷酸鐵鋰電池路線的王傳福，顯然對三元鋰電池路線有很大意見，“磷酸鐵鋰電池天生安全性高，但能量密度相對較低，三元鋰電池能量密度高、天生熱穩(wěn)定性差。”
如果從戰(zhàn)略層面來看，比亞迪發(fā)布刀片電池的直接原因可能并不僅僅是三元鋰電池的安全問題，而是為了重返“電池大王”之位。在電池業(yè)務上較為“封閉”的比亞迪，市占率早已被寧德時代趕超，從2018年開始，比亞迪就在嘗試開放電池給外部企業(yè)，而此次發(fā)布的全新產(chǎn)品，也是比亞迪電池業(yè)務努力反超的關(guān)鍵一步。 非主流的反攻 經(jīng)過幾年的市場篩選后，動力電池技術(shù)路線從多元發(fā)展，演進到如今集中在磷酸鐵鋰和三元兩種路線。由于補貼對能量密度要求的提高，磷酸鐵鋰市場份額從2014年的82%逐步下降至2019年的32%。在2019年，三元鋰電池裝機量38GWh，同比增長24%，市場份額為62%。 公開信息顯示，三元鋰電池的能量密度已經(jīng)突破了300Wh/kg，而磷酸鐵鋰能量密度目前的突破值僅接近200Wh/kg，折射到續(xù)航里程上差距可達上百公里。受限于能量密度的天花板，磷酸鐵鋰的使用范圍被迫縮小至對壽命要求更高、續(xù)航里程要求較低的商用車領(lǐng)域，在純電乘用車領(lǐng)域裝機量占比僅有4%，且主要是中低端車型，而中高端乘用車領(lǐng)域幾乎全部被三元鋰電池占據(jù)。就連推崇磷酸鐵鋰的比亞迪，也在2017年將部分產(chǎn)能轉(zhuǎn)向了三元鋰電池。 但比亞迪從未放棄對磷酸鐵鋰電池的再研發(fā)。新能源汽車國家監(jiān)管平臺發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2019年5月到7月的79起新能源汽車汽車安全事故（多為自燃）中，86%的事故車輛是三元鋰電池，7%的是磷酸鐵鋰電池。“由于沒法場景再現(xiàn)，多數(shù)電動車自燃事故的原因其實沒法弄清楚，不能絕對說兩種技術(shù)路線誰更安全，但著火的大部分是三元電池的。”王子冬說。 一方面是市場無法突破，一方面是安全性問題突出，比亞迪刀片電池就是因此而來。刀片電池通過將電芯進行扁平化設計，以及節(jié)省傳統(tǒng)電池包的模組環(huán)節(jié)，實現(xiàn)體積能量密度比傳統(tǒng)鐵鋰電池提升了50%，官方稱達到了三元鋰電池的同等水平。這種電池將率先在漢EV上使用，這款將于今年6月上市的新車續(xù)航里程達600公里。
無模組的創(chuàng)新得到了業(yè)內(nèi)認可。中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高認為，除了安全性，比亞迪刀片電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新使其體積能量密度和成本都具備較好的優(yōu)勢。“目前看來，這個可以說屬于顛覆式的創(chuàng)新，對行業(yè)會帶來非常大的影響，逼迫大家必須加快上無模組技術(shù)。”電池行業(yè)專家許山（化名）向經(jīng)濟觀察報記者表示。實施上，“無模組”已漸成趨勢，此前寧德時代的CTP技術(shù)也是簡化模組結(jié)構(gòu)，蜂巢能源表示也在“無模組”領(lǐng)域進行了重點布局。 但比亞迪磷酸鐵鋰刀片電池是否是未來主流仍沒有定論。“技術(shù)創(chuàng)新是一件好事，但技術(shù)路線的問題不是某家公司可以去制定的，而是市場去選擇。三元鋰電池和磷酸鐵鋰，適用于不同的客戶需求和場景，隨著新能源汽車市場蛋糕越來越大，對技術(shù)路線的包容也會越來越大。”寧德時代內(nèi)部人士向經(jīng)濟觀察報記者表示。 楊紅新則認為，比亞迪刀片電池只是一種結(jié)構(gòu)和制造工藝的創(chuàng)新，本質(zhì)上無法改變鐵鋰材料相對能量密度低的局限；此外，其認為刀片電池將電芯做長，雖然可以有效減少結(jié)構(gòu)性零部件的應用，但不可否認在同等工藝水平下，電芯越長，其在生產(chǎn)過程中的對齊度、效率、良品率等都將受到影響，這些成本終歸還是需要消費者買單。
重奪市場 刀片電池的推出可以看做是比亞迪在動力電池市場反攻的“壓箱底功夫”。以電池起家的比亞迪在2008年就成為全球最大的充電電池供應商，但隨著寧德時代的崛起，這一地位在2017年失去。2016年，比亞迪動力電池裝機量市占率為22.02%，寧德時代緊緊追隨，以21.72%位居第二。而2017年，寧德時代卻以28.97%的市占率一騎絕塵，遠遠把占比15.57%的比亞迪甩在身后。從那以后，寧德時代龍頭地位一致持續(xù)至今。
也正是在2017年，王傳福對外界透露，未來比亞迪包括動力電池在內(nèi)的零部件將實行市場化；2019年比亞迪進一步表示，預計在2022年前后，把動力電池業(yè)務整個分拆出去并獨立上市。在被寧德時代超越后，比亞迪動力電池裝機量又迎來更多新挑戰(zhàn)：受特斯拉國產(chǎn)利好，松下和LG化學今年1-2月份首次進入動力電池裝機量前十名。
2月份，松下甚至超過比亞迪位居第二。“刀片電池和無模組技術(shù)的出現(xiàn)，會加強磷酸鐵鋰路線的競爭力。”許山向經(jīng)濟觀察報記者表示。中金研究2月份研報指出，受益于成本下降和競爭力提升，磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)鏈底部時期已過，2020年有望迎來明顯改善。公開信息顯示，2019年，包括江淮汽車、北汽新能源、奇瑞商用車等多家車企都推出了磷酸鐵鋰汽車，且一直采用三元鋰電池的特斯拉也表露了此意愿。“短期之內(nèi)成本優(yōu)勢的話，可能會有乘用車采用比亞迪（磷酸鐵鋰）刀片電池，但是從長期來看的話，我認為乘用車還是會用三元電池。”伊維經(jīng)濟研究院研究部總經(jīng)理吳輝向經(jīng)濟觀察報記者表示。賽迪顧問汽車產(chǎn)業(yè)研究中心高級咨詢師王維也認為，消費者對磷酸鐵鋰固有的低續(xù)航認知并不一定能扭轉(zhuǎn)，如果今年B端市場沒有恢復，磷酸鐵鋰在乘用車領(lǐng)域會增加，但增量會很有限，2021年增加可能會明顯些，但也要看企業(yè)宣傳是否到位。 此外，日前國務院會議確定的將新能源汽車購置補貼延長兩年的信息，也給動力電池的技術(shù)路線帶來更多不確定性。
業(yè)內(nèi)認為，磷酸鐵鋰的回暖有一部分原因就是補貼此前計劃在2020年退出，這致使業(yè)內(nèi)更加注重安全性和成本效應。如今補貼延續(xù)兩年，伊維經(jīng)濟研究院認為，補貼大概率還是會支持高續(xù)航、高能量密度的產(chǎn)品，三元和鐵鋰的PK還得繼續(xù)進行，不排除這兩年三元的成本和安全性也實現(xiàn)提升的可能性。不過，目前下一步的補貼政策尚未正式發(fā)布。
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