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    广汽埃安弹匣电池能否成为中国新能源汽车电池体系之争终结者

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    广汽埃安王达观2023-05-16

    最近几天,广汽的弹匣电池比较火。当然,这个火不是近两年车用动力电池频繁起火,恰恰相反,它因为号称能控制电池起火而成为业界火热的话题。其热搜火力值,直追去年“宁比之争”电池穿刺试验引起的大讨论。

    事情源于5月20日广汽埃安官方发布了车用动力电池针刺试验结果:其磷酸铁锂(弹匣电池)整包针刺不冒烟、不起火、针刺峰值温度仅为51.5度,针刺试验结果目前表现行业最优。消息一出,震惊了汽车行业和动力电池行业。广汽埃安表示,他们的动力电池有望终结三元锂电池和磷酸铁锂电池一直以来关于安全技术的路线之争。那么,果真如此吗?

    时隔两月,弹匣电池再发针刺试验

    事实上,这已经是广汽埃安今年第二次发布弹匣电池系统针刺试验结果。两个月前的2021年3月10日,广汽埃安已首次发布弹匣电池系统安全技术(简称“弹匣电池”),并公布了该系统针对三元锂电池整包针刺不起火的实验结果。通过这次发布,作为广汽近几年秘密研发的关于动力电池系统的核心技术之一的弹匣电池首次进入公众视野。

    顾名思义,弹匣电池采用了类似子弹匣的结构,将电芯放入结构(整个电芯隔热舱采用航天纳米技术,可承受1400℃高温)中,实现安全性的提升。最简单的理解,就是弹匣电池使用了更好的整包技术,提高了电池安全系数,并通过电池热管理系统、冷却系统等方面的设计优化了安全性和提升了能量密度。这一技术公布后,其所带来的安全性、突破性,获得了行业较高的评价,也有些技术专家认为其重新定义了三元锂电池安全新标准。两个月后的2021年5月20日,广汽埃安再次发布磷酸铁锂(弹匣电池)整包、磷酸铁锂(普通电池)整包对比针刺试验。这次试验,由中汽研全程监督认证,采用了严苛的试验标准,即在满电状态下,使用8mm钢针进行整包针刺。从试验结果看,磷酸铁锂(普通电池)出现冒烟(16分钟),温度达329.1℃;而广汽埃安的磷酸铁锂(弹匣电池)不冒烟、不起火,针刺峰值温度仅51.1℃,达到目前行业最低。

    这一新的试验结果,让广汽埃安的弹匣电池再次成为大众关注焦点。可以说,短短两个多月时间,广汽埃安先后发布弹匣电池系统安全技术应用于三元锂电池整包和磷酸铁锂整包两大试验结果,并且针刺试验均实现了安全不起火,这无疑给中国的新能源汽车发展注入催化剂,让车用动力电池的安全整体提高到最新标准。

    不过,引发大众关注的还有另一个原因,那就是中汽研作为认证机构。近几年,由于中汽研在碰撞试验方面的商业运作,被消费者戏称“五星批发部”,所以中汽研作为认证机构,多少会对实验结果可信度打点折扣。曾有同行笑言:如果广汽埃安不找中汽研做认证机构,也许会更火。

    体系之争,三元锂VS磷酸铁锂

    但不管如何,广汽埃安先后公布的这两个试验结果,其试验目标针对的是目前市面主流的两种动力电池——三元锂电池和磷酸铁锂电池,而这两种动力电池实际上一直处于竞争关系。在新能源汽车发展初期,由于磷酸铁锂电池技术比较成熟,材料成本便宜和安全性较高,国内以比亚迪为代表的新能源车,大部分采用磷酸铁锂电池。不过,那时的磷酸铁锂电池续航里程较短。

    2018年,在国内相关部门的特意引导下,特斯拉进入中国,在上海独资开始建厂,这一打破多年汽车行业合资条款的特例,反应出国家对发展新能源车的强大需求和路线坚定。在这一特例引导下,毫无疑问刺激了中国新能源汽车发展,国内众多科研机构纷纷投入车用动力电池研究,近一半车企开始把新能源车作为重点战略进行布局。其中,以宁德时代为代表的三元锂电池在成本控制、安全控制、续航里程上获得技术突破,逐渐在新能源汽车车用动力电池上崭露头角。而宝马、东风、吉利等不断和宁德时代合资以保证动力电池供应的行为,让三元锂电池在短短三年时间里,成为香饽饽。当然,三元锂电池彼时续航里程相对磷酸铁锂电池确实也更高,所以在各车企的追捧下,逐渐成为目前新能源车用动力电池的主流。

    数据显示:从2018年开始,中国三元锂电池装机量达到53.86%,首次超越磷酸铁锂电池。2019年,三元锂电池装机量比例上升至61.5%,磷酸铁锂下滑至32%。

    三元锂电池成为宠儿,自然会让磷酸铁锂电池看着不爽。作为中国车用动力电池最早的玩家,比亚迪可是一直比较推崇磷酸铁锂电池,以比亚迪的血性,自然不会示弱。2020年3月29日,比亚迪推出“刀片电池”,并针对三元锂电池做了一次对比试验,试验显示:在钢针刺穿三元锂离子电池的一瞬间,电池包迅速膨胀,随后泄压阀开启,电池内部高温高压内容物喷出,随后电池起火爆炸。期间,电池外壳温度最高达到了420摄氏度。而刀片电池则不冒烟、不起火,表面温度稳定在30-60摄氏度。这一结果,无疑为磷酸铁锂电池的安全性加了砝码。比亚迪集团董事长兼总裁王传福对此豪言:刀片电池更有能力将引领全球动力电池技术路线重回正道,把自燃这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。这次试验经媒体报道后,续航突破600公里的超级磷酸铁锂电池——“刀片电池”由此进入公众视野。

    然而这一发布会却刺痛了国内动力电池新贵宁德时代。在此后5月的宁德时代2019年度业绩说明会上,宁德时代董事长曾毓群强调“刀片电池是其2016年量产的CTP结构创新概念中的一种”,且“电池的安全和电池的滥用测试是两回事,有些人把滥用测试的通过等同于电池的安全。”

    明眼人一看,就知道曾毓群此语是“暗讽”比亚迪。一时之间,业界关于宁比之争风起,媒体的报道铺天盖地,界更掀起三元锂电池和磷酸铁锂电池谁更安全、谁更适合中国国情的大讨论。

    但从中汽协发布的数据看,这次刀片电池的发布,确实为磷酸铁锂电池派长了脸。数据显示:2020年中国国内磷酸铁锂电池装机量止跌上扬,年终一盘点,好家伙,三元锂电池和磷酸铁锂电池的装机比例变为10:7,而在此之前是几乎2:1。

    从宁比之争不难看出,在经过多年发展后,三元锂电池和磷酸铁锂电池已经成为新能源车用动力电池两种路线的代表,它们各有优劣——

    三元锂电池具有比能量、比功率更大的优势。这意味着相同体积的电池,其续航里程更高。但三元锂电池同时具有安全性差、耐高温性差、寿命差等特点,尤其是大功率充放电后温度会急剧升高,高温后释放氧气极容易燃烧。所以,车用三元锂电池对封装技术非常看重。封装不好或者电池管理技术不行,电池升温后就易起火。之前,大家看到关于小鹏、蔚来或者理想等车型有充电起火的案例,其根本原因在于使用的就是三元锂电池。

    磷酸铁锂电池则具有价格便宜、无污染、耐高温、安全稳定性强、循环性能好的优势。但同时也有比能量小、导电性能差、低温性能差、续航里程低的劣势。在寒冷地区亏电尤其严重,字面数据看其寒冷天气亏电比三元锂电池少5-10%,但据东北的朋友说,在他们那嘎达,冬天根本就不敢开纯电动汽车出门,因为“你不是在充电,就是在去充电的路上,”严重时综合工况亏电在60%左右。

    弹匣电池出鞘,终结者来了吗?

    不过,对于消费者而言,不管选择哪种动力电池的纯电动汽车,目前最关心和首要关心的还是电池的安全性,毕竟谁也不想拿生命开玩笑,也不愿买个新能源车充电时离得远远儿的,万一起火那可咋整?

    而电池的安全性验证,目前来看最严苛的试验还是针刺试验。所谓针刺试验,通俗理解就像给动力电池扎银针。试验时会用钢针刺穿电池极板,瞬间触发电池内部短路,从而引发电池热失控,并以此检验电池是否在短期内起火。目前国际通行的标准是5分钟不起火就及格。窃以为:这个5分钟,估计就是给车主的逃生时间和灭火时间吧!

    而去年的“宁比之争”之所以受关注,最主要的是宁德时代先讽刺了比亚迪的刀片电池,但随后针对自身产品的两次“针刺实验”却自我打脸。其中第一次试验钢针干脆不敢刺透三元电池包。而第二次试验虽然宣称“电池没有质量损失、电解液未泄露、安全阀未打开、电池未起火”,但宁德时代发布的视频却因为清晰度与拍摄角度引发网友广泛质疑——毕竟比亚迪在“刀片电池”发布会上所做的“针刺实验”其公开透明是有目共睹的。同样作为理工男,比亚迪光明磊落,宁德时代遮遮掩掩,这一局胜负如何不言自明。反正随后比亚迪宣布将开放向全球供应车用动力电池,而到2020年底,磷酸铁锂电池的装机量就数据一片欣欣向荣。

    针刺试验对车用动力电池如此重要,所以广汽埃安弹匣电池两次针刺试验结果公布,才能引发业界如此关注。从两次试验结果看,广汽埃安弹匣电池系统安全技术貌似不仅全球首次解决了三元锂针刺起火难题,而且也将磷酸铁锂电池的安全性提升至最高等级。

    在广汽埃安的官方解释中,弹匣电池具有超高耐热稳定电芯、超强隔热电池安全舱、急速降温三维速冷系统、全时管控第五代BMS(电池管理)系统四大核心技术。在弹匣电池技术加持下,无论是三元锂还是磷酸铁锂电池,其安全性都得到了保障。而且在同样足够安全的前提下,三元锂(弹匣电池)因为能量密度更高,能带来更优异的操控、加速性能。同时在低温环境下,其续航和性能表现也比磷酸铁锂更友好;而磷酸铁锂(弹匣电池)具有更长的电池寿命及高温环境下更高的安全系数,适合有超长行驶里程需求的用户。

    换言之,广汽埃安的弹匣电池技术,简直是专门针对两种主流车用动力电池的缺点而研发的。如果真如官宣所言,其针对三元锂电池的安全性能提升技术,对目前中国乃至全球新能源汽车行业而言都具有非常重大的现实意义。意义一:对目前略呈颓势的三元锂电池派来说,弹匣电池技术的加持,让其不用再担心高温起火的难题,这简直是雪中送炭的关怀。意义二:目前不少消费者购买新能源车都会纠结电池选择。选三元锂,总有些担心起火;选磷酸铁锂,总担心电池用不长。但弹匣电池似乎解决了这一选择题,所谓小孩子才做选择,成年人全都要——弹匣电池让你不用选择,或者随便选择都可以。最终的区别,只在于根据荷包厚薄与否,选择续航长还是短的电池、配置高还是低的车型而已。

    但事实上,弹匣电池真的能如愿吗?俗话说,理想很丰满,现实很骨干。笔者窃以为,目前弹匣电池公布的还只是试验结果,真正实际装机后,是否可行尚需时间检验。另外一点要说的是,目前车用动力电池如同石油一般具有划时代意义(你想想,美军会为了石油而不惜在中东发起战争),这种完美的“既要……又能……”终结者式的解决方案,宁比为首的两家电池巨头会接受吗?或者说,他们会和广汽埃安牵手合作吗?

    小民的观点:

    在中国汽车工业革命进入3.0时代的眼下,任何新技术领域的点滴创新和进步,都将解决市场中的大难题。至少从两次弹匣电池试验结果,我们能看到广汽埃安在动力电池研究上的创新精神。科学总是奔着完美解决问题而去,“思想有多远,我们就能走多远”,这种针对性解决市场痛点的手法,应该也值得称道,毕竟,划时代的创新和技术不是随便就能出现的。虽然笔者认为短期内广汽埃安的弹匣电池技术无法终结一直以来的电池技术路线之争,但它仍旧为动力电池安全保护提供了一种新的解决方法,提升了不同化学体系电池的安全等级。最终结果如何,就交给时间和市场来验证吧!


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