日前，比亞迪在“刀片電池出鞘·安天下”線上超級公布會上，正式祭出“刀片電池”這一利器，引發(fā)業(yè)內熱烈討論。掃描業(yè)內，不難發(fā)現(xiàn)蜂巢能源等公司也開展有長電芯產品的研發(fā)。為此，電池我國網(wǎng)編輯和蜂巢能源科技有限公司總裁楊紅新做了深入交流，就刀片電池的相關話題咨詢了他的看法。以下內容即是根據(jù)訪談整理而成。

“比亞迪的‘刀片電池’是基于電池結構、工藝和技術上的創(chuàng)新，來提升電池包的安全性、電池容量，并降低成本，展示了電池技術創(chuàng)新的多元化方向，為業(yè)界開展技術創(chuàng)新供應了參考?！睏罴t新對“刀片電池”的出現(xiàn)從電池技術創(chuàng)新的角度予以了肯定。

事實上，通過此次“刀片電池”公布會，大家也可以看出電池技術發(fā)展的一些趨勢。如電芯正朝著大尺寸、長電芯方向發(fā)展，預計未來車用市場，長電芯將是主流；“刀片電池”采用疊片工藝，而非傳統(tǒng)的卷繞工藝，使得極芯壓實密度更高，厚度更薄，既提升了能量密度，也提升了安全性。楊紅新表示，“預計未來疊片工藝將成為車規(guī)級電池的主流工藝；長續(xù)航仍是整車、電池、以及消費者關注的重點，比亞迪通過‘刀片工藝’來提升磷酸鐵鋰離子電池包的容量，最終目的還是要提升整車的續(xù)航里程?！?/p>

當然，“外行看熱鬧，內行看門道”，仔細分析“刀片電池”技術，一方面要看到該技術為業(yè)界帶來的創(chuàng)新思考，同時也應冷靜看待該技術的“不足”和可提升的空間。

電芯長度越長越好嗎？

動力鋰離子電池業(yè)發(fā)展至今，一直追求在有限的空間內，用盡量輕、盡量少的材料讓移動交通工具獲得更大的能量。“因此，業(yè)內持續(xù)開展創(chuàng)新中的一個重要方向就是：盡量充分地利用空間，在保證安全的情況下，減少不出現(xiàn)能量的輔助零部件，我們稱之為‘結構創(chuàng)新’”。楊紅新認為，長而薄的刀片結構電芯散熱性明顯提高，而且本身可以作為結構件，疊加無模組技術，可以使安全性更好、成本更低、體積能量更高，“預計將是未來動力鋰離子電池的主流發(fā)展方向，蜂巢能源也已經(jīng)在這個領域進行了重點布局?！?/p>

圖為蜂巢能源電芯尺寸設計演化路線

從公開的參數(shù)看，比亞迪的“刀片電芯”長度預裝在比亞迪自家車型“漢”上的“刀片”，可謂量身定制。但比亞迪漢是C級車，這種長刀片電芯是否適合市場上其他級別主銷品牌的整車呢？

“產品靈活適配性是衡量一個產品發(fā)展前景的重要指標，從節(jié)約行業(yè)資源的角度上講，適配性高的零部件可以擴大單品的生產規(guī)模，減少浪費，從而整體上降低成本?！睏罴t新認為，目前，通用標準模組的底層邏輯正是如此。各個品牌的車上都用同一規(guī)格的355模組或者590模組，使單一型號能夠達到工業(yè)化規(guī)模生產，從而降低成本。

圖1-1

通過對當前市場上的主銷車型寬度進行分析，如1-1圖所示，主流的A0-A級，以及B級以上的平臺適用于長度1150mm-1300mm的長電芯，但假如都按照比亞迪“漢”所標配的1m或1m以上長度做電芯，勢必會顧此失彼，結果便是某款車可能匹配較好，另外一些就裝不下，或者空間不能得到有效利用，這就違背了提高空間利用率的初衷?！耙簿褪钦f，過長的尺寸會降低對市場主流乘用車的適配性和靈活性，從整車角度來看，我們仍然要為其找到一個‘合適的’標準，這一點很重要?！睏罴t新表示。

那么，為何說這個“合適的”標準很重要呢？一方面可以規(guī)?；慨a，降低成本；另一方面可以滿足多種主流車型的需求，降低新車在設計、研發(fā)上的難度，利于整個電動汽車產業(yè)的發(fā)展。

事實上，在研發(fā)長電芯尺寸上，國內已經(jīng)有不少電池公司在這方面進行嘗試并取得積極進展。

從1-1圖中可以看到，600mm左右的尺寸或者2*600mm左右的尺寸，似乎可以滿足大部分車型的需求。也和之前使用590模組的平臺具有很好的兼容切換性，主機廠可以不做額外的修改和變更。既節(jié)約成本，響應速度又快。

楊紅新表示，“蜂巢能源正是基于這種設計思路，我們開發(fā)了長疊片L6電芯，L代表Longcell,6代表600mm左右的長度。這款產品L6規(guī)格的電芯具有兩種排布方式，可以覆蓋到市場上主銷的80%的車型?！?/p>

蜂巢能源6規(guī)格電芯排布1

蜂巢能源6規(guī)格電芯排布2

楊紅新認為，從布置靈活性、車型適配性、與傳統(tǒng)590模組通用性、可制造性等方面，600mm左右長度的L6電芯，匹配度更高，可以覆蓋從A0到D級車的需求，可以說是結合市場主流車型的需求確定的相對最合適的長度。早在2019年四月的上海國際車展上，蜂巢能源首次亮相就展示了這款L6產品。

“疊片工藝”將是動力鋰離子電池主流方向嗎？

在汽車應用的場景下，動力鋰離子電池是幾百只串并聯(lián)地使用，質量一致性、性能、安全比效率更重要，對制造工藝要求極為嚴苛。事實上，近年來不斷發(fā)生的新能源汽車安全事故，源頭也多在電池制造這塊。而深究其原因，楊紅新認為這也是與電動汽車發(fā)展之初，動力鋰離子電池多是由3C消費類電池直接承襲過來有關。傳統(tǒng)3C電池制造重要采用卷繞工藝，但是從車用場景來看，“在當前及下一代動力鋰離子電池的技術路線圖下，與導熱和導電均勻、高生產速度、低成本等完美結合的新一代疊片技術將是重點發(fā)展方向。”

此次比亞迪公布的“刀片電池”，其創(chuàng)新和量產的重要支撐正是其重慶廠采用的疊片工藝產線。

疊片工藝天然就是為長電芯制造而生的，在長電芯的制造過程中，疊片工藝比卷繞工藝更加有優(yōu)勢。有關電池新勢力公司，其優(yōu)勢就是可從高起點切入，可直接采用基于未來趨勢的創(chuàng)新工藝、創(chuàng)新產線和創(chuàng)新結構。蜂巢能源自2018年進入行業(yè)就一直倡導動力鋰離子電池“從‘卷時代’邁入‘疊時代’”也正是如此。

值得注意的是，電芯越長，其在生產過程中的對齊度、效率、良品率等都將受到影響，這對很多公司都是較大的挑戰(zhàn)。蜂巢能源對此做了深入研究，推出的長電芯L6可謂在長短之間找到了一個相對平衡點，不僅在通用性、適配性方面表現(xiàn)優(yōu)異，而且在良率控制和大規(guī)模工業(yè)化量產方面優(yōu)勢明顯。楊紅新表示，“目前，蜂巢能源已經(jīng)順利投產的車規(guī)級AI智能廠一期項目，已經(jīng)成熟掌握了全球領先的高速疊片工藝技術，已經(jīng)可以實現(xiàn)L6電芯的高效率大批量生產?！?/p>

磷酸鐵鋰能動搖三元電池在乘用車的地位嗎？

“刀片電池”公布會上，比亞迪董事長王傳福表示，比亞迪刀片電池將改變行業(yè)對三元電池的依賴，將動力鋰離子電池的技術路線回歸正道。作出此判斷是基于“刀片磷酸鐵鋰離子電池”可以實現(xiàn)乘用車600km的續(xù)航，且更安全。

楊紅新認為，比亞迪通過刀片結構設計，大幅提升電池包整體體積利用率，使得電池包的容量大幅提升，進而使得續(xù)航里程也隨之提升。事實上，動力鋰離子電池業(yè)的創(chuàng)新從本質上是為提升體積能量密度和質量能量密度。其中材料創(chuàng)新是最基礎最重要的，即在有限的電芯殼體內裝入更多的活性材料，“所以動力鋰離子電池業(yè)一路走來，從磷酸鐵鋰到NCM111、NCM523、NCM811……，在持續(xù)減少鈷含量降低成本的同時，也在不斷提升能量密度，持續(xù)進化?！?/p>

磷酸鐵鋰材料相較于三元材料，質量能量密度仍有“短板”。楊紅新表示，“刀片電池與現(xiàn)有尺寸的鐵鋰離子電池相比，是一種結構和制造工藝的創(chuàng)新，但鐵鋰材料能量密度相對較低的‘瓶頸’還要突破。當消費者、整車、電池公司在追求700km、800km甚至更長續(xù)航里程的時候，磷酸鐵鋰僅通過電池包結構創(chuàng)新難度仍然較大?！?/p>

此外，也有業(yè)內人士認為比亞迪漢是C級車，可為其電池包供應足夠大的空間，裝配刀片鐵鋰后，續(xù)航能達到600Km?！岸嘘P更多的主流A/B級乘用車，電池包空間相對有限，進而電芯尺寸也不能‘過長’，要實現(xiàn)更長的續(xù)航里程，還是要從質量能量密度著手。”

值得一提的是，比亞迪“刀片電池”是結構創(chuàng)新，那么既然是造型差異，該造型是不是在其他材料上也同樣有效？“三元刀片，四元刀片，無鈷刀片……”等只要能系統(tǒng)地解決安全性問題，控制好材料產氣等相關問題，是不是也都可以有？大電芯三元、四元、乃至無鈷產品都將具有更廣闊的應用空間，這樣可以極大豐富整車多場景應用下的里程選擇，讓主機廠有更大的選擇空間。

據(jù)了解，目前蜂巢能源基于疊片L6電芯搭配不同化學體系的動力鋰離子電池已經(jīng)可以覆蓋從450Km-850Km的市場大部分主流車型。比如蜂巢無鈷材料和三元材料的L6電芯等，就可以支持A/B級乘用車實現(xiàn)600Km-700Km續(xù)航。

圖為蜂巢能源多種材料體系L6疊片電池覆蓋車型

蜂巢能源2019年七月公布的無鈷材料電芯，目前已經(jīng)完成了絕大部分的研發(fā)測試工作?！拔覀兎涑材茉赐瞥龅寞B片無鈷長電芯在能量密度上已經(jīng)可以媲美811，安全性和壽命要遠超811，同時成本又比目前的811低很多，將是一種大有希望的新材料體系。”楊紅新表示。

“比亞迪“刀片電池”的創(chuàng)新再一次挖掘了磷酸鐵鋰離子電池的潛力，拓寬了其應用場景。事實上，業(yè)內很多公司也在繼續(xù)挖掘三元、四元、無鈷等多種材料體系的價值和最佳應用場景?！睏罴t新認為，相關公司新技術、新工藝的不斷涌現(xiàn)，如蜂巢能源正在開發(fā)LCTP技術，使用L6電芯疊加無模組PACK，產品方面，L6-鐵鋰、L6-無鈷和L6-三元都在同步開發(fā)中（預計在2021年年初量產），都將為電動汽車產業(yè)的發(fā)展供應更多支撐和更多完美的解決方法。

當然，市場在持續(xù)發(fā)展，行業(yè)各方的探索不應止步，動力鋰離子電池業(yè)發(fā)展只有在開放探討的過程中才能持續(xù)完善，電池人在追求技術進步的道路上永無止境。