吉利正面硬刚比亚迪!自研自产“刀片电池”有啥黑科技?

电动车公社 2024-07-04 09:32:58

大家好,我是电动车公社的社长。

前段时间,嘴里喊着“反对内卷”的吉利,身体却诚实地行动了起来,在发布会上带来了一款全新的自研自产电池——神盾短刀电池。

细品一下会发现,这场发布会的时间点选得特别到位。因为前不久王传福曾透露过,比亚迪的重磅技术之一——第二代刀片电池将在8月份发布,距离现在还有将近一个月的时间。所以从策略上来说,大概率吉利神盾短刀电池是用来狙击比亚迪第二代刀片电池的。当然,态度上吉利确实也是一点也没藏着掖着,一句“长刀不是最优解、短刀才是新一代”,似乎直接否定了比亚迪之前的技术路线:

还说“短刀才是磷酸铁锂电池的最佳形态和最优解,是动力电池的最主流趋势”:

那所谓长刀,自然是指的比亚迪第一代刀片电池。以比亚迪海豹电池包上拆下来的电芯为例,其尺寸长接近1米。而在比亚迪公开的专利信息里,刀片电池甚至能做到2.5米。

相比之下,神盾短刀电池的长度就要短很多了,580mm的长度只有长刀的一半。

那么,吉利凭什么说短刀比长刀更优秀呢?吉利集团副总裁、研究院院长李传海表示,如果刀片电池结构做得过长,电池内阻就会变大,从而影响快充性能。后来,他们尝试将刀片电池长度缩短,电池内阻就有了明显的降低,这就成了吉利做短刀的理由。实际上,吉利并不是行业里第一个做短刀电池的企业。早在2022年,蜂巢能源就发布了第一代短刀电池,电芯分为L600、L500、L400、L300四类,其中L600的尺寸跟吉利神盾短刀电芯的尺寸相近,都是接近600mm。

同样的,7月4号蜂巢能源发布第二代短刀电池时,也喊出了和吉利类似的话:“短刀电池是800V架构下的最优解。”

去年年底,广汽埃安发布的自研自产因湃P58微晶超能电芯,同样也是采用了类似短刀片的结构。

吉利、广汽、长城三家车企,自研自产的电芯都不约而同的采用了短刀结构,一定程度上确实可以证明其合理性。不过也有人认为,这些车企自研做短刀片电芯,其实是为了规避专利迫不得已而为之。比亚迪的刀片电池专利中,明确标注了600-2500mm的尺寸范围:

无论吉利的神盾短刀电池,还是广汽因湃电池,还是蜂巢短刀电池,他们的电芯长度均未超过600mm。这么来看,确实精准避开了比亚迪刀片电池的技术专利。理论上,比亚迪在做长刀片电池之前,大概率也是考虑过短刀片这种技术路线的。毕竟从工艺上来说,比亚迪的长刀片生产难度要更高一些。这种极端细长的电芯形状,一般的生产设备无法匹配,都是依赖比亚迪自己研发的电池生产设备才能造出来。所以,究竟是长刀好还是短刀好,目前还不能一棒子打死。或许等到8月份比亚迪第二代刀片电池发布以后,性能参数会证明一切。

但不管怎么样,车企在自研自产电池上开始向刀片状电芯靠拢,而不是市面上最主流的方形电芯,这确实一定程度上能说明刀片状电池的优越性。刀片电芯相比方形电芯来说,确实更容易提升电池包的体积利用率。采用方形电芯的电池包,一般需要用模组对电芯起到固定和支撑的作用,防止行驶过程中对电芯产生震荡磕碰。即使是CTP电池包,也需要类似的结构。相比之下,刀片状电芯无论长短,其本身就是带有一定刚性的结构件,直接把它横向排布放进尺寸合适的电池包内,就可以省去模组。而长刀和短刀在电池整包中的区别,无非就是电芯排布是一列还是两列,仅此而已。

所以某种程度上,电池包里装着刀片电芯的,基本都能属于CTP电池包。

那么,能让神盾短刀电池包喊出“行业领先”的底气,究竟在哪里?

首先是结构,它让电池包上盖充当原先的车身下地板,实现了比亚迪同款的CTB电池车身一体化技术,体积利用率和能量密度都有了不小的提升。

从数据来看,它192Wh/kg的电芯能量密度相比第一代刀片电池的170Wh/kg提升了13%,已经让磷酸铁锂电池接近三元锂电池的主流水平了。

但搭载了神盾短刀电池的银河E5,工信部申报的续航只有440km和540km两个版本,光看数据似乎并不如“600+”、“700+”续航养眼。

不过考虑到电池包的总质量只有400kg左右(轻了大约20%),说明银河在产品策略上并没有直接堆电池,而是选择了用高集成度降低车重,从而降低能耗的路线。与此同时,更小的电池包也能进一步释放车内空间。

既然电池包本身并不大,那么充电速度就尤为关键了。

神盾短刀电池包是支持800V高压充电的,电量从10%充到80%只需要17分钟,充电倍率最高能达到2.45C。按照530km续航版本来粗略估算,理想状态下能做到充电15分钟续航+350km。发布会上介绍充电速度的时候,李传海也不忘强调“短刀充电比长刀快50%”,可见处处不提比亚迪,又处处在提比亚迪。

至于提升充电速度的秘诀,其核心就是我们前面提到的,要尽可能地降低电池内阻。为了实现这一点,他们应用了碳纳米管技术,相当于在电芯内部搭建了高速公路,离子可以顺着高速公路更畅通快速的行进。除此之外,还在循环寿命和低温性能上有所优化。

当然,前面说了这么多,都是跟电池性能有关。光听“神盾”这个名字就能很直观的get到,安全性才是它的拿手好戏。当年比亚迪之所以能让刀片电池一炮而红,针刺试验贡献了相当大的功劳。以至于即使到了现在,很多人组团去比亚迪总部参观,他们都会现场做一次三元锂VS刀片电池的针刺试验对比,用三元锂的爆燃和刀片电池安然无恙的反差,来充分体现刀片电池的安全性。

谁能想到,为了体现神盾短刀电池的安全性,吉利玩了一出更大的——1根钢针不够,干脆一次上8根,同时对电芯进行穿刺,《还珠格格》里的容嬷嬷都没那么狠。相比单根钢针穿刺,8根钢针同时穿刺造成的瞬时伤害更大,会引发更严重的内部短路。从发布会的试验结果来看,神盾短刀电池在被穿刺后静止一个小时以内都没有发生起火、爆炸,甚至电池包的鼓包形变都看不太出来。

但这还没完:吉利私下还做了一次比8根钢针穿刺更刺激的极端试验——用子弹射击,贯穿电池。虽然测试视频目前吉利还没有公开,但据李传海所说,电池被子弹射击后,即使创面和拳头一样大,电池也没有起火爆炸。要想实现这样的安全性,重点其实在它的“湿法双涂层隔膜”工艺。

简单来说,一般的电池隔膜是单层“干纸巾”,很容易撕裂,而湿法双涂层隔膜相当于双层的“湿巾”,在面对外力破坏时更不容易被撕裂,从而一定程度上减缓短路的面积,达到抑制热失控的效果。除此之外,吉利团队还对同一块神盾短刀电池包连续进行了暴力测试,最终也顺利通过。

整体来看,神盾短刀电池对于吉利来说,算是电池自研自产路线上迈出的崭新一步。既然吉利先下手为强,剑指比亚迪的第二代刀片电池,那么一个月之后比亚迪第二代刀片电池正式发布,或许会带来更大的惊喜。

写在最后

比亚迪能一次又一次刷新价格下限、持续引领价格战,只能说比亚迪高度垂直产业链的模式,确实在成本控制上有着得天独厚的优势。电池、电机、电控等核心零部件全部自研自产,让比亚迪在新能源领域拥有着极高的自由度,从而造就了比亚迪领先于行业的新能源汽车产品品类丰富度。这是比亚迪作为电池厂起家,转型新能源车企的固有优势。如今可以看到,越来越多像吉利一样的车企,开始自建电池厂自研电池,向高度垂直产业链的路上去走。实际上,自建电池厂的前期投入是巨大的。以这次生产神盾短刀电池的耀宁生产基地为例,年12GWh的产能,4年建成投产,一砸就是100多亿元。

所以说车企建电池厂短期内肯定是省不了成本的,唯有把时间线拉的足够长,比如再过个5年、10年,才能达到比亚迪如今规模化实现节省成本的效果。但,这些传统车企之所以毅然决然的投入选择投入进去,恰恰说明在他们的眼里,已经充分认可了新能源是大势所趋,所以才要预先投入,构建属于自己的一套新能源产业链体系,为未来汽车以新能源为核心的主战场做好充足的准备。在车企追求更高整合度的过程中,车企与零部件厂逐渐从合作转为竞争关系,新的化学反应下,汽车领域大概率还会发生更多微妙的变化。

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简介:重新思考汽车