比亚迪刀片电池详解 技术顺势而为/行业乘势而上

3月29日，比亚迪刀片电池正式发布。线上发布会对电池架构、安全性等技术的突破进行了解读，同时将比亚迪研发、生产刀片电池的弗迪电池，乃至其它4家弗迪系子公司推到了前台。一场发布会释放出了两个“信号”…

[·提升空间利用率 弥补磷酸铁锂能量密度短板·]

比亚迪刀片电池改变的核心在于空间利用率。这方面，传统动力电池从电芯到模组的利用率为80%左右，模组再到电池包还要被连接部件和内部骨架挤占空间，利用率仅为50%左右。换算下来，电芯的容量只占电池包总体积的40%左右。

而比亚迪刀片电池是从电芯直接组成电池包，相当于生活中一些带有独立包装的零食，去掉了模组这个“独立包装”，“干货”自然也就更多了。

这种结构设计，进一步压榨了电池包的空间，让电芯容量在整个电池包中的占比来到了60%左右。

这20%的差异，弥补了磷酸铁锂比能量方面的先天不足，直接让电池原材料和体积都不变的情况下，带来了能量密度（成组后）以及续航里程、可与三元里电池相提并论的提升。

[·与宁德时代的CTP技术“同归殊途”·]

说到这，不得不提宁德时代的CTP（去模组）技术，二者的CTP去模组原理和目标完全一致，都是在电池材料难有突破（如固态电解质因成本高而无法取代电解液）的背景下，通过去模组的方式继续压榨现有技术。

不同之处在于，比亚迪的刀片电池更激进、更彻底。叠片工艺生产出来的电芯相比绕阻工艺更薄，所以做成了长且薄的形状，“刀片”的长边对应外框的宽边竖直排列在一起，取消了电池包内部的所有骨架。

反观宁德时代的CTP技术，依旧保留了骨架中少量的横梁结构，相当于把传统电池小的模组变成了几个更大的模组，没有了“独立包装”，却也使用物理手段划分了几个区域。

[·助力安全的“先天”与“后天”优势·]

如上文所言，宁德时代CTP去模组之后，并未将内部骨架全部去掉，就是从基础结构的角度保证安全，而比亚迪的刀片电池不光没有模组这层防护，只留下了一个规则几何（长方形为主）的外框，能扛得住吗？

发布会当场，比亚迪股份有限公司副总裁、弗迪电池有限公司董事长何龙，以及中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高对此进行了解读。刀片电池的安全保障措施可分为“先天”与“后天”两部分。

“先天优势”首先是直观的布局方式。

第一，单个“刀片”容易折断，而达到一定数量的“刀片”叠加在一起，抗弯折的能力将是一个质的改变。

第二，刀片电芯的排列方式是竖直放置，每个刀片都可以算作一根平行于电池外框宽度的衡量。

第三，面积最大、最容易弯折的面是对着车头和车尾的，有相当大的缓冲区域。

其次是隐性的抗热失控优势。磷酸铁锂正极材料本身的热稳定性好（优于三元锂），对比同样材料的传统电池，刀片电池的长条结构散热面积大，伴随而来的还有整个电路的回路长，产热能力低。

概括来来说就是：产热少和散热好，所以温度升高幅度小，热失控或者说自燃的概率也就小了很多。

“后天优势”在于，比亚迪给“刀片”增加了蜂窝铝板进行防护，这项技术最早应用于航天领域（复合材料的选取要更严苛）。最内层是刀片电芯，中层的吸能方面是长项的蜂窝结构，以及最外面的高强度铝板，经过高温高压复合成型，还带有隔热、防火的涂层。

铝材质+蜂窝结构的组合，既满足了安全防护的强度标准，又保证轻量化水平，这两方面对比常规的铝压铸件均具备优势。

对于刀片电池的实际安全表现，发布会现场也展示了多项安全测试结果。其中，最严苛、超出国家强制检测标准的针刺测试，是模拟碰撞后金属异物进入到电池包内部，从而发生短路的情景，要用3-8毫米钢针穿透电池并维持1小时。相比电池从外部受到撞击，直接考验动力电池的“最后一层”防护水平。

在刀片电池（磷酸铁锂）与传统磷酸铁锂的模组、三元锂模组的对比中，以生鸡蛋蛋清（蛋白质）60度为凝固点作为参考，无名火且无烟的刀片电池，上方的蛋清依旧是液态。

而三元锂顶部的鸡蛋要不是“烹饪方法”不对，应该已经全熟了；传统磷酸铁锂模组的，也基本上也算是合格的单面煎蛋了。

[·“此”磷酸铁锂非“彼”磷酸铁锂·]

刀片电池的磷酸铁锂正极材料本身并没有什么不同。一方面有着热稳定性好、安全性强，以及成本低的先天优势，另一方面，去模组提升空间利用率之后，整体结构简化、内部的连接部件减少，成本随之降低。

而这两方面其实都是摆在明面上的，为什么文章到了此处才说，而且还有“此”磷酸铁锂非“彼”磷酸铁锂的说法？源于刀片电池带来了更多改变，此时非彼时。

首先，刀片电池成组之后的规则形状，对车辆底盘的平整度有着较高的要求。非电动车专属平台的油改电车型，如压榨燃油车底盘原有排气和传动轴位置的“土字”形电池结构，将无法享受这项技术的“红利”。

其次，刀片电池较薄的优势，不仅体现在空间结构有限的乘用车车厢内部，还给电池热管理的布局留出了余地。要知道笔者的2016款比亚迪e5连保温都没有，2017款也才加了一层效果没那么明显的加热膜，而此前精细化程度高的电池液冷循环，只是三元锂电池的专属。

最后，比亚迪刀片电池乃至宁德时代CTP技术让磷酸铁锂“翻红”，对国内电池行业发展有着相当大的影响。一方面，磷酸铁锂除了成本低，还大大降低了对三元锂中镍和钴两种稀有金属的依赖，毕竟这些原材料中国并不丰富，而且电动车动力电池的用量较大。

另一方面，2018年整车补贴对电池能量密度有要求，磷酸铁锂几乎告别了乘用车市场，主要供应空间结构富余、成本要求高的电动大巴、物流等运营车辆，但国内各家电池企业的生产线和产能还在，甚至一些企业至今还没收回初期建设的成本。

在这种行业现状下，跟随比亚迪与宁德时代这两大巨头的脚步，看起来是所有电池企业的愿景。

[·电池控制逻辑未公布 却已握住了核心的IGBT芯片·]

说完了比亚迪刀片电池对现有技术以及行业的改变，还有一点未知在于电池的软件控制。如果把电芯比作学生、模组看成班主任、电池包是年级组长，那么刀片电池以及宁德时代的CTP，都面临着年级组长直接管理学生的变化，电芯之间的电压平衡、协同充放电等等，一个“年级组长”哪管的过来呀？

可以确定的是，没有了模组这一级协调、管理的“班级”，控制电池“工作量”自然会随之增加，这就要考验电池充放电的“大脑”IGBT芯片了。它的作用有多大？

举一个侧面的例子，给国产特斯拉独家供货IGBT芯片的新兴企业斯达半导，在2月4日A股（上证）正式上市之后，股价连涨了22天，市值翻了接近10倍，一跃成为了国内证券、投行眼中汽车芯片行业的“独角兽”。

而这方面，比亚迪在2018年就发布了IGBT4.0，其技术水平（算力）可与英飞凌等汽车芯片巨头相提并论。

如果单看动力电池，宁德时代的技术不输比亚迪，业务营收和国内的市占率还处于领先，绝对是顶尖的“单项运动员”，而要说新能源方面的其它核心技术，比亚迪更像“十项全能”选手。换到行业角度，宁德时代卖的是“主食”，比亚迪能做“套餐”，只是此前没有广泛的销售，但这个情况接下来或将发生改变……

[·另一个影响行业的“信号”：“单飞”的弗迪系子公司·]

发布会中，当比亚迪股份有限公司董事长兼总裁王传福说到：“一个时代的开创，角色并非一成不变”以及开放、共享发展策略时，笔者联想到了去年长城汽车对于动力电池子公司蜂巢能源的态度，即蜂巢能源未来将与更多的车企展开合作。

这方面，比亚迪新能源的自给自足模式，虽然在与戴姆勒集团的合作以及与的丰田合资中有所改变，但最贵还是比亚迪以车企身份出面的结果。

而成立5家生产不同产品的弗迪系子公司，把原有的业务独立出来，每家都是“自负盈亏”的零配件供应商，预计将成为比亚迪“共享之门大开”的一个重要节点。

写在最后：简单概括一下比亚迪的刀片电池乃至宁德的CTP：是在现有材料科学、电池技术水平之下顺势而为的良策，也是国内电池行业乘势而上的契机。

不过，二者现阶段都还没有装车，刀片电池将用于王朝系列的全新旗舰轿车汉上面，预计将于今年第三季度面世；最早与宁德时代的CTP签约的车企是北京新能源（原北汽新能源），预计还有今年7月1日开始供货的国产特斯拉。

也就是说，产品技术层面的“纸上谈兵”已然展现出了诸多优势，但结构不同的磷酸铁锂，充放电倍率（充放电电流与额定容量的比值）是否也会随之改变、缩小与三元锂差距等等实际表现方面的疑问，还有待接下来进一步的考察。我们也将持续关注，对此感兴趣的朋友敬请持续锁定搜狐汽车·黑客。

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文章由易车号作者提供