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广汽埃安推出“弹匣电池”,宁德、比亚迪地位不保?
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3月10日,广汽埃安发布新一代动力电池安全技术——“弹匣电池”系统安全技术,首次实现了三元锂电池整包针刺不起火。

这意味着什么?一直困扰着消费者的三元锂电池安全问题有了进一步提升。无论是对厂商还是用户而言,这个绝对是一个利好消息。整个新能源汽车行业,受电池之累久矣,电池的隐患一直是消费者做出选择的头等障碍,如今广汽埃安的“弹匣电池”,终于推动行业向前走了一步。

目前,磷酸铁锂电池和三元锂电池是全球电动车行业的两大主流电池技术路线。每每提到三元锂电池,“自燃”、安全是噩梦一般的存在。实际上,新能源汽车安全性并不比传统车差。2020年以来,新能源汽车火灾事故率是万分之0.26,传统燃油车火灾事故率约为万分之1-2。

根据2021年1月1日正式实施的《电动汽车安全要求》《电动客车安全要求》和《电动汽车用动力蓄电池安全要求》这三项强制性国家标准的要求:电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间。

动力电池短路是新能源汽车着火的主要原因之一,磷酸铁锂电池的安全性大家已相对认可,但三元锂电池的安全目前仍然是行业公认的痛点和难点。为了解决这个问题,很多企业在抑制电池热失控和热扩散方面做了不少努力。其中,针刺试验是动力电池测试中一种非常苛刻的方法,而且针头越粗,监测效果越明显。

到目前为止,先后有三家企业做过公开针刺试验,分别是比亚迪、宁德时代和广汽埃安。

广汽埃安“弹匣电池”有多强

在广汽埃安的针刺试验中,三元锂(弹匣电池)整包在试验过程中热事故信号发出5分钟后,仅出现短暂冒烟,无起火和爆炸现象。静置48小时后,电压降至0V,温度恢复至室温。针刺后只有被刺电芯模块热失控,没有蔓延到其他电芯。打开电池整包,观察内部结构完好。

以往出现的新能源车自燃事件,其实就是电芯出现内短路,温度升高,出现热失控,扩散到整个电池包,引起自燃。而“弹匣电池”从4个层面解决了这个问题:

超高耐热稳定的电芯,耐热温度提升30%。单个电芯的热失控是导致整个电池包自燃的罪魁祸首,那么就从电芯这个根源上实现耐热度的提升。超强隔热的电池安全舱,壳体能耐温1400℃以上。电池安全舱的作用是,电芯一旦发生热失控,就将它“扼杀在摇篮里”,这样蔓延不到相邻的电芯,电池包的安全就有了保障。极速降温的速冷系统,弹匣电池散热面积提升40%,散热效率提升30%。当系统检测到高温区域,立即通过全贴合液冷系统、高速散热通道、高精准的导热路径进行降温,有效散热。第五代电池管理系统,每秒10次全天候数据采集,24小时全电池状态进行监测。发现异常时,立即启动电池速冷系统为电池降温,简单来说,就是全时段巡逻模式和异常自救功能。

总体来说,弹匣电池在冷却系统、电芯设计、整包布置等方面进行全面优化,与同类普通电池包相比,弹匣电池的体积能量密度提升9.4%,重量能量密度提升5.7%,而成本下降了10%。在没有牺牲续航和提高成本的基础上,实现了高安全、长续航、低成本。

根据广汽埃安的计划,弹匣电池下半年就可以量产上车,消费者可以很快见识这款升级版三元锂电池的使用情况。

虽然弹匣电池在试验阶段实现了不起火、不爆炸,但要实现车规级的安全性,弹匣电池还需要奔跑一阵才能让大众信服。

宁德时代、比亚迪并不尴尬

看完广汽埃安的“弹匣电池”是不是直呼牛批?瞬间觉得宁德时代、比亚迪也不过如此?

实际上,宁德一点也不慌,“弹匣电池”发布之后,宁德前技术负责人就说了:弹匣电池的确在耐高温方面有了不小的进步,但是对三元电池本身来说,并没有体系和本质上的技术突破,不起火只冒烟的三元电池去年9月份宁德时代其实也已经宣布研制出来了。

2020年10月,宁德时代对外宣布已经开发出“永不起火”的NCM811三元锂电池。其正极材料由镍、钴、锰按8:1:1的比例配比而成,故名“811”。

较高的镍含量,决定了该电池组的能量密度与续航里程表现,要更为出色。但镍元素的活性较强,所以稳定性也较差,811电池组在安全环节上可能会有所欠缺。所以市场上我们会看到一些电车自燃的事故。

另一边,作为磷酸铁锂电池的代表,比亚迪在去年也已经做过针刺实验,公开验证了新一代磷酸铁锂电池——“刀片电池”的安全性:电池被钢针穿刺后,无明火及冒烟现象,无热失控现象,为磷酸铁锂树立了“非常安全”的形象。

按比亚迪董事长王传福所说,刀片电池本身拥有300多项核心专利,从体积能量密度上比传统的碳酸锂电池提升了近50%,而且成本整体能够下降20%以上。在电池整个的寿命方面也可以长达8年,总里程可达120万公里。

只不过刀片电池并不是一种新电池,它采用的还是磷酸铁锂电池,只是通过去掉模组来提升空间利用率,使之同时具备了三元锂电池的续航和磷酸铁锂电池本身的高安全性。所以不能在同一维度,将弹匣电池与刀片电池进行简单粗暴的优劣对比,两者的安全性相对稳定,未来投放到市场中,孰高孰低全靠实力。

而宁德时代NCM811三元锂电池,更是占据了全球动力电池市场的高地,装机量庞大,弹匣电池想扳动它的龙头地位,也并非易事。

“弹匣电池”的出现,看似是对磷酸铁锂电池的一次打击,实际上我们对两种电池存在一定偏见和误解。

磷酸铁锂电池因为寿命更长、成本更低,在中低续航车型中得到广泛的应用;而三元锂电池因为能量密度高、整车电耗低,主要在中高续航车型中应用。磷酸铁锂和三元锂在我们的印象中,就是低端与高端的代名词,实际上磷酸铁锂的能量密度仍然有上升空间,理论上可以达到260Wh/kg,并不输三元锂电池。所以未来动力电池市场,注定是三元锂与磷酸铁锂齐头并进。

所以,不论是刀片电池,还是弹匣电池,或者是宁德时代的811电池,并不存在谁碾压谁的问题,赢得市场的产品,才是好产品。

磷酸铁锂增长势头更猛

数据显示,1-2月我国动力电池产量累计21.5GWh,同比累计增长467.3%。其中三元电池产量累计12.0GWh,占总产量55.7%,同比累计增长385.1%;磷酸铁锂电池产量累计9.5GWh,占总产量44.3%,同比累计增长624.2%。

磷酸铁锂电池产量正以更高的增速逼近三元锂电池产量,这是无可辩驳的事实,说明市场对磷酸铁锂电池的预期相对较高。

此外,根据中汽协披露的数据,2月中国磷酸铁锂电池共计装车2.2GWh,同比上升高达2826.0%。与此同时,换装磷酸铁锂电池的中国电动车公司,开始出现明显的成本降低和利润改善效果。甚至有业内专家指出,磷酸铁锂逆袭三元电池或将成为趋势。

前几年,三元锂电池是新能源汽车市场的主流。不过从去年开始,越来越多的电动车开始采用磷酸铁锂电池,如特斯拉Model 3、比亚迪汉、五菱宏光MINIEV。

在特斯拉Model 3的带动下,小鹏汽车率先推出了磷酸铁锂版本的P7和G3。以小鹏P7后驱标准续航为例,综合续航里程480KM,在相同配置下,磷酸铁锂相对三元电池便宜2万元左右,以深圳地区为例,预计补贴后到手价格为23.9万元。

磷酸铁锂版本的出现,满足了特定人群的需求,让对价位要求更低的人也能享受到小鹏智能汽车的体验,给用户更多选择,这就是磷酸铁锂的优势。

国内动力电池供应商亿纬锂能,也已押宝磷酸铁锂电池,再掷39亿元在惠州建厂。一切迹象表明,磷酸铁锂电池的市场空间比想象中还要大。

这次广汽推出的弹匣电池,主要还是在安全性能方面有了改善,成本方面变化不是很大,要知道三元成本是磷酸铁锂的三倍左右,但是能量密度却没有高出三倍,磷酸铁锂的成本优势依然很大。根据当前市场实际使用情况来看,磷酸铁锂电池、三元锂电池两种技术路线,在未来很长一段时间内仍将并行发展。

写在最后

“弹匣电池”能不能经受住市场的考验,还要等到它量产以观后效,可以明确的是,宁德时代、比亚迪并不会轻易受到冲击,广汽埃安这套号称“跨时代”“具有里程碑意义”的产品,反而要顶着巨大的压力,实现“弹匣电池”的落地和推广。

磷酸铁锂的增长劲头正盛,逐渐拉近与三元锂的距离,并驾齐驱的趋势更加明显。市场上也出现了越来越多的车型助力磷酸铁锂电池的发展,超越三元锂,恐怕只是时间问题。

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