“重新定義行業安全標準”、“把‘自燃’這個詞從新能源汽車的字典里抹掉”……3月29日下午，比亞迪產品技術發布會上，該公司董事長王傳福親自出鏡，頻繁羅列高亮詞匯描述這一新的電池技術。業內熱議許久的比亞迪“刀片電池”，也終于“出鞘”！

“硬”補貼時代，磷酸鐵鋰電池的“無奈”

在汽車電池領域，比亞迪的投入可以追溯到2005年，該公司推出首款磷酸鐵鋰動力電池，2006年，比亞迪的第一款搭載磷酸鐵鋰電池的F3e電動車研發成功，此后比亞迪走上電池和整車獨家供應的垂直整合路線。

在三元鋰電池作為我國新能源汽車動力電池大規模使用之前，磷酸鐵鋰電池就已經被比亞迪廣泛應用于乘用車與商用車。因為其極高的安全性和超長的循環壽命，磷酸鐵鋰電池在要求苛刻的商用車市場大受歡迎。

就電池本身來說：

安全性能層面，磷酸鐵鋰的熱穩定性是目前車用鋰電池中最好的。三元鋰電池的熱穩定性較差，對電池管理系統的要求非常高，需要防過溫保護裝置和電池管理系統進行保護。

使用壽命層面，磷酸鐵鋰電池的完全充放電循環次數大于3500次后電量才會衰減到原有的80%。三元鋰電池完全充放電循環大于2000次會開始出現衰減現象。

在成本管控層面，磷酸鐵鋰電池也有巨大優勢，它沒有貴重金屬（鎳鈷金屬元素），所以在生產成本上較低。三元鋰電池使用了鎳鈷錳多種材料，并且高鎳電池的生產需要比較嚴格的工藝環境，目前成本比較高。

可以說，磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池相比，綜合優勢的確不小，但為何近年來，三元鋰電池能把磷酸鐵鋰電池的忠實擁躉——比亞迪，逼到只好“兩條腿走路”的地步呢？

是因為磷酸鐵鋰電池有一個致命的硬傷—能量密度，受制于化學特性，磷酸鐵鋰電池的電壓平臺低，磷酸鐵鋰電池的能量密度大概在140Wh/kg左右。而三元鋰電池電壓高，能量密度基本為240Wh/kg。也就是說，在相同電池重量下，三元鋰的能量密度是磷酸鐵鋰材料能量密度的1.7倍。

而在我國17-18年的新能源補貼政策中，規定純電汽車的續航里程在100-150公里之間將不給予補貼，150-200公里之間補貼1.5萬元，200-250公里之間補貼2.4萬元，250-300公里之間補貼3.4萬元，300-400公里之間補貼4.5萬元，而續航里程為400公里以上補貼達5萬元。補貼不僅對續航里程做出了硬性要求，對于純電汽車的動力電池密度也制定規定。根據要求，純電汽車的動力電池密度指標只有超過90Wh/kg才能給予補貼，超過120Wh/kg補貼則更進一步，能夠享受到1.1倍政策補貼。因此，續航里程較低，能量密度未能有大幅提升的磷酸鐵鋰電池，只能逐步淡出了乘用車市場。

突破技術瓶頸，安全、長續航它都要？

在新能源汽車政策的引導下，電池的高能量密度的誘惑越來越大，三元鋰電池從532到622甚至到現在的811，鎳的比例持續上升，錳的占比持續下降，安全性能越來越差也是理所當然的。過分的追求能量密度而忽視安全穩定性，最終導致2019年出現多起新能源汽車自燃或者著火的事件。

而比亞迪的“刀片電池”，在磷酸鐵鋰電池高安全性的基礎之上，又進一步的進行了技術提升，在發布會當天，比亞迪播放了一段對比三種電池針刺實驗的視頻，在同樣的測試條件下，三元鋰電池在針刺瞬間出現劇烈的溫度變化，表面溫度迅速超過500℃，并發生極端的熱失控——劇烈燃燒現象，電池表面的雞蛋被炸飛。

傳統塊狀磷酸鐵鋰電池在被穿刺后無明火，有煙，表面溫度達到了200℃~400℃，電池表面的雞蛋被高溫烤焦；比亞迪“刀片電池”在穿透后無明火，無煙，電池表面的溫度僅有30-60℃左右，電池表面的雞蛋無變化，仍處于可流動的液體狀態。

對于比亞迪刀片電池在針刺實驗中的表現，中國科學院院士歐陽明高分析指出刀片電池的設計使得它在短路時產熱少、散熱快，評價刀片電池的表現“非常優異”。

安全只是“錦上添花”，磷酸鐵鋰電池真的想要“自救”，首先就要從能量密度層面下手。比亞迪“刀片電池”通過結構創新，在成組時可以跳過“模組”，大幅提高了體積利用率，在同樣的空間內裝入更多電芯。相較傳統的有模組電池包，“刀片電池”的體積利用率提升了50%以上，比亞迪磷酸鐵鋰電池的重量比能量密度可達到180Wh/kg，續航里程已經達到了高能量三元鋰電池的同等水平。我們需要注意到的一點是，電池能量密度是由兩個維度來定義的。一個是重量比能量密度（也就是工信部所采用的維度），另一個是體積比能量密度。雖然比亞迪的刀片電池重量比能量密度只提升了9%，但是體積比能量密度可以提升50%。這是最大的提升所在。

不難看出，基于刀片電池的確打破了磷酸鐵鋰電池原有的技術瓶頸，在能量密度上能夠與現在市面上主流的三元電池相匹敵，但還有一點更值得關注，那就是，磷酸鐵鋰電芯本身成本就更低。

后補貼時代，磷酸鐵鋰電池能否“王者歸來”？

隨著比亞迪磷酸鐵鋰“刀片電池”的3月量產和特斯拉對“無鈷電池將用于國產Model 3車型”的表態，近期資本市場出現兩極分化。盡管特斯拉之后又稱“無鈷不一定是磷酸鐵鋰”，但曾經被三元鋰電池吊打的磷酸鐵鋰電池，的確正在發動全面反擊。

2019年，地方補貼也取消，導致單車平均補貼降幅高達70%，新能源汽車銷量下滑，無論是站在主機廠角度的比亞迪與特斯拉，還是站在動力電池廠商角度的比亞迪與寧德時代，降低成本已經成為了他們共同的關鍵詞，在當下這個沒有硝煙的新能源戰場，誰能在提升產品力的同時更快地做到成本的下降，無疑誰就將掌握更多的話語權。

但就在今年，車企對磷酸鐵鋰電池，有了全新的認知——磷酸鐵鋰電池較三元電池節約成本，且對性能影響不大。如插電混動車型本身帶電量15度左右，電池重量120公斤，從三元換回鐵鋰，同等容量下，電池增重僅10公斤，續航里程影響5公里左右，但成本下降3000元。比亞迪方面表示，“刀片電池”的推出使得比亞迪在動力電池的成本方面預估能下降30%，以電池成本下降帶動整車成本下降，也就是說，刀片電池可以在能量密度比肩三元鋰電池的基礎之上，繼承了磷酸鐵鋰電池安全性高、穩定性好、壽命長還便宜的優勢。

早在2015-2016年，磷酸鐵鋰電池的市場占有率高達70%左右。但隨著國家新能源汽車補貼逐漸向高能量密度和高續航里程產品傾斜，磷酸鐵鋰電池的市場占比逐漸下滑。2017年、2018年兩個年度，磷酸鐵鋰市場份額分別降至45%和39%。

今年以來，磷酸鐵鋰電池市場再次出現回暖跡象，從當前來看，兩種電池的產量平分秋色。數據顯示，1-2月，我國動力電池產量累計1.7GWh。其中三元電池產量累計0.8GWh，占總產量47.9%；磷酸鐵鋰電池產量累計0.9GWh，占總產量51.6%。

但類似于刀片電池的技術，并不是比亞迪所獨有，不久前，寧德時代推出了全新的CTP方案(Cell To Pack)，以改變原有的電芯-模組-電池包結構。據了解，相比于傳統電池包，CTP可以使空間利用率提高15%-20%，零件數量減少40%，能量密度提升10%-15%，而特斯拉要推出的無鈷電池，及其子公司Maxwell的干電極和超級電容，將會是特斯拉自建電池技術方向，由此看來，隨著各大廠家的競相發力，磷酸鐵鋰電池勢必將會重新奪回原本“屬于自己”的市場。

總體來說，這對于每一點能量密度上升、成本下降都不容易的動力電池領域來說，比亞迪、寧德時代等頭部企業均選擇精簡結構設計來降低動力電池的系統成本，這也標志著這條降本道路已經進入了“深水區”，實踐證明，那些擁有深厚技術積淀、對動力電池研究深入的龍頭企業，將在這一輪降本增效中持續擴大領先優勢。而磷酸鐵鋰電池，也勢必會在這一波降本大潮中，實現“王者歸來”。

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