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實探比亞迪刀片電池生產基地:產品線將翻倍擴充,改善電池設計彌補續航短板

每日經濟新聞 2020-06-08 08:28:29

每經記者 李星    每經編輯 孫磊    

今年3月底,比亞迪發布“刀片電池”,將聚焦三元鋰電池的目光,轉移到了磷酸鐵鋰電池上。

“磷酸鐵鋰電池安全性比三元鋰電池更高,這是由兩種電池原材料特性決定的。”日前,《每日經濟新聞》記者走訪位于重慶璧山區的弗迪電池工廠,比亞迪汽車銷售副總經理李云飛在接受記者采訪時表示,隨著比亞迪“刀片電池”逐步對外銷售,磷酸鐵鋰電池的未來市場份額有望逐漸增加。

產品線提升至8條

據了解,弗迪電池工廠是比亞迪目前生產刀片電池的唯一一個生產基地。2019年2月,該生產基地正式開工建設,一年后(2020年3月),比亞迪宣布“刀片電池”正式下線。

圖片來源:企業供圖

根據規劃,弗迪電池工廠總投資100億元,規劃年產能20GWH。目前,工廠已經完成1條生產線的建設和生產。該工廠一位內部人員告訴記者,目前,已建成的生產線一天能生產1.2萬塊“刀片電池”。

記者了解到,該工廠原計劃在2020年底前完成4條生產線的建設和下線生產,但5月底后,公司決定擴大產能,將原有的4條生產線提升至8條。“這主要得益于‘刀片電池’在全球的熱度逐步升高,不少汽車品牌已經在跟我們就‘刀片電池’的合作進行接洽。”弗迪電池工廠相關負責人表示,正因為如此,公司擔心最初的產能規劃無法滿足后期的市場需求,最終決定將生產線進行加快擴建。

“如果未來市場對‘刀片電池’需求量增大,我們不僅要加大重慶基地生產線的擴建,還會在其他現有生產基地或新規劃電池基地進行‘刀片電池’生產線的擴建。”李云飛透露,到今年年底,弗迪電池工廠計劃產能為10GWh。

關于正在接洽的汽車企業對“刀片電池”的應用時間,李云飛表示,預計在2021年下半年或2022年年初,“刀片電池”將在一些國際知名品牌車型上搭載使用。

而對于內部車型使用情況,李云飛表示,今年“刀片電池”主要應用在漢EV上。未來,“刀片電池”還將在新開發的車型或部分改款車型上使用。

圖片來源:企業供圖

據悉,比亞迪乘用車多使用三元鋰電池,磷酸鐵鋰電池主要用于包括大巴和工程車在內的商用車。“目前,比亞迪旗下三元鋰電池使用比率要高于磷酸鐵鋰電池。”李云飛稱,隨著“刀片電池”在公司旗下車型上逐步應用及合作伙伴的聯合推動,未來,基于磷酸鐵鋰材料的“刀片電池”市占率有望逐步提升。

改善電池設計彌補續航短板

當前,市場上主要使用的動力電池為三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。中國汽車動力電池產業創新聯盟發布的數據顯示,2019年我國動力電池累計銷量75.6GWh,其中三元鋰電池累計銷量53GWh,占總銷量70%;磷酸鐵鋰電池累計銷量20.6GWh,占總銷量27.2%。

從上述數據不難看出,三元鋰電池仍為目前主流動力電池。不過,相較于磷酸鐵鋰電池,三元鋰電池的安全性卻相對較弱。此前,比亞迪在發布“刀片電池”的同時,為進一步證明“刀片電池”的安全性,還公開了一則“三種動力電池的針刺對照測試結果”視頻。

圖片來源:每經記者 李星 攝

在此次的探訪過程中,記者見證了比亞迪演示針刺三元鋰電池和“刀片電池”的全過程。密閉空間中,啟動針刺三元電池時,電池是瞬間自燃、爆炸,伴隨著火星四濺。從檢測數據來看,三元鋰電池的表面溫度瞬間攀升至500℃以上。而在同等條件下,針刺“刀片電池”時,電池瞬間刺穿,但從表面看,沒有任何冒煙、自燃的跡象,只是在觀察檢測數據時,“刀片電池”表面溫度提升至30℃左右。

“從理論上講,磷酸鐵鋰電池比三元鋰電池更安全,因為同等工藝條件下,磷酸鐵鋰電池的著火概率更低。”動力電池行業專家楊偉斌告訴記者,磷酸鐵鋰電池熱失控溫度臨界點比三元鋰電池要高很多。

弗迪電池公司副總經理孫華軍則表示,即便在500℃的溫度下,磷酸鐵鋰材料結構都非常穩定,但三元鋰材料在200℃左右就會發生分解,且化學反應較劇烈,會釋放氧分子,更容易引發熱失控。

在測試現場,比亞迪提供的是兩塊長96厘米、寬9厘米、高1.35厘米的單體電池。“因為‘刀片電池’的扁平設計,減小了針刺的承載面,再加上磷酸鐵鋰電池的特性,使得‘刀片電池’的安全系數會更高。”弗迪電池開發中心電芯設計、電芯產品經理何科峰介紹稱,與傳統電池包相比,“刀片電池”的電池包空間利用率提升了50%,車輛續駛里程也得到了大幅提高。

據了解,比亞迪目前生產的“刀片電池”,最長可達1米。“‘刀片電池’能大大減少三元鋰電池因電池安全和強度不夠而增加的結構件,從而減少車輛的重量,雖然單體能量密度沒有三元鋰電池高,但能夠達到主流三元鋰電池同等的續航能力。”何科峰表示,基于磷酸鐵鋰電池續駛里程較三元鋰電池短的特性,后期將通過改善電芯層面設計、提高“刀片電池”的能量密度以及改善空間設計來提高車輛的續駛里程。

圖片來源:每經記者 李星 攝

不過,受市場對續航里程的要求,車企推出的新能源乘用車多搭載三元鋰電池。這主要得益于,三元鋰電池在能量密度上具備天然優勢,續航里程較磷酸鐵鋰電池更長。目前,市場在售的三元鋰電池單體能量密度可達240Wh/kg。

但三元鋰電池的劣勢則體現在其不耐高溫、電池安全性差。針對三元鋰電池安全特性,現在已經通過車規級PACK包以及對應的BMS管理系統和溫控系統,希望建立起三元鋰電池的使用安全保障。

資料顯示,搭載“刀片電池”的比亞迪漢EV,綜合工況續航里程超過600公里。按照規劃,到2022年,比亞迪搭載“刀片電池”系統能量密度將從140Wh/kg提升到170Wh/kg,續駛里程提高至700~800公里。

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