万万没想到，特斯拉和比亚迪用上了同一种电池

　　微信公众号：极客公园　 赵子潇

　　电池的路线之争很激烈，但最后却发现其实没有绝对的赢家。

　　国产特斯拉用上了国产电池。

　　根据工信部最新发布的新能源汽车推广应用推荐车型目录(2020 年第 7 批)，特斯拉(上海)有限公司特斯拉 Model3 标准续航版在列，储能装置种类为磷酸铁锂电池。

　　这是特斯拉的一次改变，也有可能会成为整个电池行业的一次掉头。特斯拉此前采用的电池供应商有过松下，有过 LG 化学，但这两家提供的都是三元锂电池。磷酸铁锂电池的搭载，还是头一遭。

　　虽然工信部网站上的文件没有提供特斯拉将使用的磷酸锂铁(LFP)电池的供应商的名字，但是根据特斯拉此前与宁德时代的合作信息披露，宁德时代供货有效期限为 2020 年 7 月 1 日至 2022 年 6 月 30 日，和磷酸铁锂版 Model 3 交付时间基本一致。人们猜测，磷酸铁锂版 Model 3 的供货商正是宁德时代。

　　无独有偶，比亚迪在今年 3 月推出的「刀片电池」，正是磷酸铁锂电池。并且刀片电池推出之后，围绕电池安全性的问题，行业中引发了一系列争议。

　　为什么磷酸铁锂电池又成为了人们关注的焦点?刀片电池还存在着什么样的秘密?以及最重要的，我们在之前的文章中提到过，磷酸铁锂电池在低温条件下存在硬伤，他们是怎么解决的?

　　刀片电池或成为最大赢家

　　坐落在重庆璧山的刀片电池工厂露出了真面目。

　　工厂相关负责人表示，刀片电池已经有 4 条产线投产，而刀片电池在市场上反响良好，至年底可能增至 8 条产线。

　　之前比亚迪曾公开表示，刀片电池仅计划在比亚迪旗下新车型「汉」上搭载，而根据目前的情况看，一款车型不足以开 8 条产线。很显然，刀片电池正在瞄准除比亚迪之外的厂商。

　　在 3 月 28 日刀片电池发布会结束之后，围绕磷酸铁锂电池和三元锂电池的争论一直在持续。如果还有人对这两类电池不了解的话，极客公园(ID：geekpark)曾在《天下苦电池久矣，刀片电池会带来改变吗？》一文中详细解释了二者的区别。

　　在比亚迪发布的针刺实验视频中，三元锂电池被刺穿的一瞬间发生了爆炸燃烧，温度剧烈上升，表面温度超过 500℃;而刀片电池遇到针刺后，电池表面没有任何变化，只有一旁的数据能看出来它的温度正在缓缓升高。

　　视频成为了争议的核心，关于争论最核心的点在于：三元锂电池到底安不安全?随后宁德时代公布了自家电池进行针刺实验的视频，视频中两块三元锂电池均通过了针刺实验，无冒烟和起火的现象。

　　双方各执一词，宁德时代称，电池安全的国际认知已从单体安全转向系统安全，「从技术上说，电池包层面有更优化的安全解决方案，单体电池针刺测试的实际需求已不复存在。」言下之意，单体电池的安全性并不能说明全部问题。

　　宁德时代和比亚迪，中国新能源汽车电池厂商的第一名和第二名，因为三元锂电池在针刺实验的表现不同，引发了一场口水仗。

　　但不管如何，在这场争论中，最后的赢家都是刀片电池。

　　也有网友提出疑问，如今的三元锂电池电芯内部有卷绕式与叠片式两种工艺，三元锂电池和刀片电池在针刺实验中结果有较大差异，有可能因为钢针刺穿的层数多，或者因为钢针刺穿位置不同。

　　比亚迪内部技术人员告诉极客公园，公司已经进行多种形式的针刺实验，包括三根钢针在不同位置同时刺穿刀片电池，结果和其他测试并没有什么差别。

　　续航和低温，刀片怎么解决？

　　「刀片电池的创新在于多方面的，其中一点就是结构。」一位业内人士评论道。

　　长 96 厘米、宽 9 厘米、高 1.35 厘米的单体电池，通过阵列的方式排布在一起，就像「刀片」一样插入到电池包里面，在成组时跳过模组和梁，减少了冗余零部件后，形成类似蜂窝铝板的结构等等——刀片电池通过一系列的结构创新，实现了电池强度的同时，电池包的安全性能大幅提升，体积利用率也提升了 50% 以上。

　　不是每一家电池厂商都能做到把电池「拉长」。刀片电池生产方弗迪电池副总经理孙华军说到，比亚迪从开始做电池时就持续考虑电池变长遇到的问题，比如如何解决阻耗问题，比如怎么解决快充。「我们经常和业界讨论，他们认为 1 米长的电池基本上不可能。」

　　之所以做成刀片状，比亚迪方面的考虑也主要和磷酸铁锂电池本身的特性相关。

　　能量密度低和低温条件下性能差是电动汽车厂商抛弃磷酸铁锂电池，选择三元锂电池的主要理由——追逐更高的续航里程是消费者的最大痛点，也是厂商们打出差异化的关键所在。

　　因为能量密度相对较低，磷酸铁锂电池如果想上车，就必须通过其他方式来补足。

　　在有限的空间内加入更多电池是最佳方式之一。众所周知，电动汽车的电池包由多个电芯组成的模组构成，为了让电芯模组在车内保持稳定，需要用螺栓、横梁、纵梁等加以固定。而刀片电池就是一个个刀片状的电芯直接插入电池包，减少了冗余的零部件，官方称这种排列方式是电池包体积利用率最高的方案，可将体积利用率提升 50% 左右。

　　刀片电池在电池包中减少了大量冗余零部件，使得体积利用率上升|弗迪电池

　　同时，能量密度也提升到 160wh/kg，从目前公布的比亚迪汉 605 km 的续航里程来看，这个参数与搭载三元锂电池的纯电动汽车能量密度相差并不大。孙华军还提到，刀片电池的能量密度极限是 180wh/kg，预计明后年的续航里程可以达到 700-800km。

　　另一个需要解决的瓶颈是低温。在中国北方的冬天，电动汽车续航里程数字要打上折扣，这是目前所有主流电池都会遇到的问题，磷酸铁锂尤其严重。

　　在刀片电池上，这一情况可能得到改善。孙华军告诉极客公园，刀片电池属于集成度较高的电池包，从空间角度来看，电芯与外界的距离短，热阻相应较小，因此比亚迪在刀片电池的上下部分都增加了保温材料，电池在使用过程当中本身也会发热。在孙华军看来，比保温更核心的问题是，怎样处理电池包热平衡的问题。

　　「我们做了大量工作保证每一节电池的保温能力是均衡的，」孙华军向极客公园表示，电池本身产生的热量和外部加热、散热都有很大影响，需要做相应的平衡设计。

　　在低温充电性能上，零下 10℃条件下，刀片电池与三元锂电池充电时间并没有太大差距，但在低温低电量下的充电功率上，刀片电池只有三元锂电池的一半左右。孙华军解释到，这种情况也远远高于实际使用的需求。

　　磷酸铁锂为什么变「香」了？

　　人们的目光重新放回到磷酸铁锂电池上面，不管在电池行业或新能源汽车行业中，都是一件非常有趣的事。为什么磷酸铁锂重新受到重视了?

　　首先可以确认的是，磷酸铁锂电池本身作为新能源汽车的核心动力输出，没有任何问题。在电池的选择当中，成本、续航、安全等因素都考虑到的情况下，平均能力最突出的也许就是最合适的。

　　有专业人士预计，得益于磷酸铁锂电池的成本优势，此次申报的国产 Model 3 成本下降或将超过 25%。对汽车厂商来说，低成本是一个巨大的诱惑。

　　当然，除价格以外，电池在各方面都不能存在「硬伤」。如上文提到，刀片电池在克服材料上的缺陷时做了大量工作，使得磷酸铁锂可以达到与三元锂电池相差无几的参数。磷酸铁锂版 Model 3 , 可能也会给行业带来惊喜.

　　孙华军提到，过去整个行业一直在推三元材料，在推某一个材料的过程中，可能会把另外一个材料讲得不那么好。也许这次契机能够让人们真正认识到，电池技术路线没有绝对的「赢家」。