▲ 频频曝光的电动汽车自燃事故引发公众对电池安全的担忧

通过刀片电池，比亚迪刷新了磷酸铁锂电池的能量密度，追平三元锂电池的主流水准；通过针刺实验，刀片电池又显示出了异乎寻常的“冷静”，成为唯一能在这一严苛测试中过关的动力电池。

在多年竞争和淘汰之后，电动汽车的动力电池由群雄逐鹿演变为两强争霸，三元锂电池成为乘用车的主流，而磷酸铁锂电池则牢牢控制了公交、大巴市场。

背后的逻辑是：三元锂电池的能量密度更高，可以支撑更好的续航表现，还能拿到政策补贴，这都在刺激汽车厂商装车的积极性；而磷酸铁锂电池的安全性更好、寿命更长，对于乘员数量多、运营强度大的公交、大巴来说，这种电池是不二之选。

在磷酸铁锂阵营中出现“刀片电池”这一新生代产品后，三元锂电池会受到怎样的冲击？它所把持的乘用车市场，会倒向磷酸铁锂阵营吗？

为什么是“刀片”？

比亚迪超级磷酸铁锂单体电池（俗称电芯），因外观呈扁平的长条状，而被称为“刀片电池”。

通过刀片电池发布会和相关专利文件，我们可以看到比亚迪提升磷酸铁锂电池能量密度的思路。

刀片电池实际上是CTP的产物，所谓CTP（Cell to Pack）是指把单体电池（电芯）直接组装成电池包，而传统的电池包内部结构复杂，要先把若干个电芯组装成模组，再把若干个模组组装成电池包。

▲某品牌汽车动力电池包结构示意

传统电池包内部需要布置若干纵梁和横梁，以固定电池模组，并加强电池包的强度。电池模组的外壳和电池包内纵横交错的加强梁，会占用大量空间，据比亚迪集团副总裁、弗迪电池董事长何龙在刀片电池发布会上透露，传统电池包的空间利用率仅为40%左右，而刀片电池省去了模组和加强梁两个环节，空间利用率提升了50%，换言之，电池包内留给电芯的空间可以达到60%。

刀片电池为什么这么长？据比亚迪电池包发明专利申请相关文件显示，刀片电池长度可以在600mm—2000mm之间，远远超过普通锂电池电芯。电芯长度能根据电池包的尺寸定制，由于长度足够，电芯两端可以“抵达”电池包的外围框架，直接固定在边梁上。

▲刀片单体电池（电芯）外观呈扁平的长条状（图片来源于相关专利资料）

刀片电池为什么这么扁？相关专利文件中解释说，电芯制作成扁平状可加大有效散热面积，提高散热效率。

电芯为什么能替代纵梁和横梁？专利文件显示，这种电芯为硬壳电芯，外壳为钢或铝材质，本身便可起到支撑作用。电芯并列布置在电池包内时，可替代加强结构来保证电池包的结构强度，从而少用甚至是不用纵梁和横梁。

据何龙在发布会上介绍，刀片电池的电芯既是“能量体”，同时又是结构件，并且还借鉴“蜂窝铝”的结构，在电芯阵列的上下两面粘接上高强度结构板，这样可以让刀片电池包的强度比传统电池包“不减反增”。

▲刀片电池包内部结构示意（图片来源于相关专利资料）

这种设计无疑会大幅提高电池包的“体积比能量密度（瓦时/升）”，也就是说，同样大小的电池包，可以放进更多的电芯，从而携带更多的电量。

电动汽车的动力电池包通常布置在底盘上的前后轴之间，长度、宽度和厚度都受限。相对于三元锂电池，磷酸铁锂块状电池的能量密度偏低，传统结构的磷酸铁锂块状电池包，所携带电量很难支撑电动汽车续航超过400公里。而据比亚迪提供的信息，使用刀片电池结构的电池包，体积比能量密度提升50%，搭载刀片电池的比亚迪“汉”车型预计于6月上市，NEDC续航达到605公里，基本追平了三元锂电池的先进水平。

▲电动汽车的电池包通常布置在底盘上，体积受限（示意图来源于网络）

而据相关专利文件中的描述，刀片电池包的体积利用率还可以进一步提升，“此设计可以将空间利用率由原先的40%左右，提高到60%以上甚至更高。 

在三元锂电池领域，目前也在推进电芯直接成包的CTP技术，但提升幅度与刀片电池相比有明显差距。根据宁德时代的数据，CTP三元锂电池包体积利用率可以提高15％—20％，电池包能量密度提升10％—15％。

“针刺”代表了什么？

除了能量密度大幅提升之外，比亚迪刀片电池还显示了惊人的安全性。

据悉，比亚迪刀片电池日前完成了动力电池测试领域难度最大的“针刺实验”，这也是首款通过针刺实验的动力电池。

单体电池的针刺实验，是用直径5mm-8mm的钢针刺穿电池，钢针停留在电池内观察一小时。导电的钢针刺入电池后，会导致电池内部短路，可能引起热量急剧释放、失控，进而引发起火、爆燃等后果 。由于难度太大，目前没有三元锂动力电池能够通过这一测试，新国标《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求》（征求意见稿）甚至取消了针刺实验。

3月29日的刀片电池发布会上，比亚迪公布了三元锂电池、传统磷酸铁锂块状电池和刀片电池的对比针刺实验完整视频。视频显示，三元锂电池“一刺即爆”，在两三秒内就出现了剧烈燃烧，表面温度超过500摄氏度，电池表面放置的鸡蛋被炸飞；传统磷酸铁锂电池有烟雾冒出，但没有出现明火，表面温度在200—400摄氏度，电池表面的鸡蛋被烤焦；而刀片电池则没有出现烟雾和明火，电池表面温度也仅有30—60摄氏度，电池表面的鸡蛋没有变化。

▲三种动力电池的针刺实验结果

据中科院院士、清华大学教授欧阳明高分析，刀片电池之所以能通过针刺实验，一方面是因为长条状的电池散热面积大，另一方面，是形成电池短路的回路长，产热量少，这两个因素决定了刀片电池温升速率较小。

▲某媒体曝光的刀片电池真容

由于屡屡曝出起火事件，电动汽车的安全性引发质疑，据中国汽车流通协会发布的报告，由于多起电动车爆炸起火事件的影响，有近30%的消费者担心电池安全问题，并因此放弃购买电动汽车。

据新能源汽车国家大数据联盟的调研，在电动汽车已查明的着火原因中，电池问题占比最高，达到58%；而据新能源汽车评价规程（CEVE）的资料，2019年发生的电动汽车起火事故中，三元锂电池车辆占比最高，达到60%，磷酸铁锂电池车辆占比仅为5%。

三元锂电池能量密度较高，在乘用车近两年的“续航竞赛”中，三元锂电池成为汽车厂商主流选择。但三元锂电池的热稳定性较差，尤其是厂商为追求更好看的数据，推动了三元锂电池迅速“高镍化”（三元锂电池正极材料中含镍钴锰三种元素，提高镍的比例可提升能量密度，但电池的化学稳定性会下降），安全风险在进一步上升。

比亚迪的刀片电池通过了针刺实验，意味着通过技术革新，磷酸铁锂电池达到了更高的产品稳定性和更低的故障率。“把自燃从新能源汽车字典里抹去”的刀片电池，会对三元锂电池把持的乘用电动汽车市场形成颠覆性冲击吗？

▲比亚迪刀片电池已于3月份实现量产，并将首次搭载在汉车型上

王传福在发布会上表示，对电池能量密度不切实际的追求，彻底“带偏了”动力电池行业的发展路线，并且让新能源乘用车的安全口碑付出了极其惨重的代价；而刀片电池的发布是在“纠偏”，不但彻底解决新能源汽车行业安全痛点，还将倒逼整个行业做出改变。

关于刀片电池的应用前景和对行业的影响，弗迪电池董事长何龙透露说，“几乎所有你能想到的汽车品牌，都在和我们探讨基于刀片电池技术合作的方案”。

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无所不能的比亚迪

其实了解比亚迪的人都知道，比亚迪不光是造汽车，还做动力电池，不光是做电池，其实还做手机代工，这几项算是比亚迪的主营业务。除此之外比亚迪还做车灯、芯片甚至还有火箭技术的研发业务。

而且比亚迪本身是有医疗器械资质的，甚至连口罩机都是自己画图制作的，现在除了出口口罩之外，还能出口口罩机。

比亚迪作为技术宅可谓“无所不能”，这也是很多粉丝们津津乐道的。然而刨除技术宅这个身份本身，比亚迪的主营业务经营其实并不理想。

2019年比亚迪汽车销量45万辆，这个成绩算是不好不坏，相比整体糟糕的市场来说，虽然销量下跌，但下行幅度还不算跳水。但相比曾经的老对手们，吉利、长城、长安等都已经是百万级的体量，比亚迪这个成绩显然不能算优秀。

作为最大手机代工厂之一的比亚迪，曾经也想造手机，结果被小米等抢占了先机，现在小米也是几千亿级别的企业了。

最令比亚迪如鲠在喉的是动力电池业务，比亚迪早在2003年就成为了世界第二大电池生产商，在新能源领域当之无愧算得上是“起了个大早”，结果被2011年才成立的宁德时代反超。几乎只靠电池业务的宁德时代，反而市值超出比亚迪一大截。这是最令比亚迪不能接受的，如果说前几样算是“错过机会”，在自己主营业务上被直接反杀，对比亚迪这种技术宅来说，实在是难以接受。

电池技术：各行各业的瓶颈所在

大家都知道，现在各行各业的发展，电池技术都是最大的瓶颈。比如手机行业，随着技术的发展，手机功能越来越强大，可玩性越来越高，同时也导致耗电量越来越多，然后手机电池的进步却很缓慢，也成为手机领域的瓶颈之一。

这一点在汽车领域体现得最明显，汽车的电动化时代来得非常艰难。电动汽车在驾驶层面本来拥有很大的优势，比如比亚迪唐的新能源汽车百公里加速可以做到4.5秒，特斯拉进口的Model 3性能版百公里加速可以做到3.4秒，这些成绩是同价位的燃油车很难达到的。电动机的动力输出也更加线性，非常直观，没有内燃机那么多“小脾气”，隔音各方面也更有优势。

但电动汽车的问题也非常明显，首当其冲就是电池的续航和寿命。在没有单独的充电桩的情况下，电动汽车非常容易受电量的影响，再加上动力电池本身还受温度和环境的影响，标称里程往往会打折扣，很多电动车车主经常会担心车子的续航能挺多久。

再有就是经过几年的充放电之后，电池往往会遭遇性能衰减。这两点都严重桎梏了电动汽车的发展，以至于国家不得不通过一系列的政策来扶持新能源汽车产业。

磷酸铁锂电池与三元锂电池之争

说回比亚迪为何会失去电池霸主的地位。磷酸铁锂和三元锂都是电池的正极材料，他们对于电池的性能有着最直接的影响。早期的国内新能源厂家大多数采用磷酸铁锂电池，主要优势是成本低，寿命长，安全性好。但缺点也非常明显，一是能量密度小，二是低温性能差。由于国家的新能源补贴政策主要是针对能量和续航，比如装载同样大小的电池，磷酸铁锂电池的续航小于三元锂电池的续航，这对车企来说是非常致命的，因此国内新能源汽车厂家纷纷转投三元锂电池。

比亚迪在电池领域毫无疑问算是先行者，它的专利大部分也是集中在磷酸铁锂电池领域。宁德时代作为后起之秀反倒没那么多顾虑，凭借着在三元锂电池方面的技术优势迅速成长为电池巨头。大势所趋，比亚迪也不得不转投三元锂电池。

然而三元锂电池也同样面临一系列问题，首当其冲就是安全性问题。刚刚进入国内不就的特斯拉就遭遇多起自燃问题，其他国内新能源车企也或多或少遇到过自燃问题，其中很大一部分就是与电池有关。三元锂电池的三元材料高温下更容易分解，磷酸铁锂电池的分解温度更高，在安全性上也更胜一筹。其次是寿命问题，同样充放电次数的情况下，三元锂电池的衰减更厉害。

刀片出鞘安天下？

去年八月比亚迪表示会推出超级磷酸铁锂电池，并且解决了磷酸铁锂电池最核心的能量密度问题，同样体积的电池组能量密度大幅提升，同时成本还可以降低30%左右，这相当于解决了最核心的能量密度低的问题。

随着近日来各种信息的曝光，比亚的的超级磷酸铁锂电池，就是所谓的刀片电池，比亚迪还准备了刀片电池超级发布会。

从比亚迪曝光的信息来看，刀片电池更多不算是技术上的突破，而是一种新的电池排列方式。简单来说就是利用动力电池CTP技术，把大量的电芯直接联在一起，省去了一些模块，减少支撑结构，从而减少体积，提高空间利用率。当然，并不只是简单的把原来的电池模块拆解拼装，为了解决安全布置，其中涉及到非常复杂的工艺。

比亚迪为刀片结构申请了三个专利，包括CN201910544929-电池包、车辆和储能装置，CN201911011713-一种锂离子电池、电池模组、电池包及汽车，CN201911012284-一种电池、电池模组、电池包和电动车。

从曝光的信息来看，刀片电池在针刺试验等电池检验环节下表现非常出色，也说明这种结构的安全性是可以的。

寄予厚望的比亚迪“汉”

据可靠消息透露，刀片电池暂时只搭载供应在汉上，其他车型，包括重点车型唐，都暂无规划。

大家都知道比亚迪的王朝系列，命名各方面都是有讲究的。第一款车型叫秦，因为秦是中国封建王朝的开创者，也是比亚迪王朝系列的第一款车。之后的唐，则代表了比亚迪当时最高的技术水平，把最好的东西都用上了，可见重视，毕竟唐王朝是中国历史上最强盛的王朝之一。

随后的宋定位低于唐，销量倒是不错，而元只是作为一个市场补充，不管是厂家推广力度，还是技术运用都没有亮点。

比亚迪汉传言已久，但一直没有推出。就是因为汉王朝作为中国历史上有代表性的王朝，必然要代表最高定位。所以比亚迪在这款车上非常谨慎，从目前披露的信息来看，外观和内饰设计相当不错，既不乏时尚元素，也融入了大量中式设计。据多方信息，采用刀片电池之后，比亚迪汉续航超过600km，百公里加速2.9秒，其余各项参数均是国产新能源汽车的天花板水平。用汉来做命名，可见比亚迪对这款车的表现充满了野心。

为何唐无缘刀片电池？

考虑到刀片电池的性能及成本，以及比亚迪重整电池领域的决心，搭载到唐上面似乎水到渠成，然而比亚迪官方直接否认了这一信息。

车聚君猜测原因有如下几点：一是比亚迪汉的特殊性，作为新一代旗舰，要与老旗舰区分开；二是市场方面的考量，虽然用回了磷酸铁锂电池，但刀片电池的成本依然在优化中，而唐作为主销车型之一，成本控制非常重要。再有就是不想拿这个成熟的车型冒险，毕竟市场认知需要一段时间；三是与车型设计相关，毕竟汉的定位是中型轿车，而唐是中型SUV，两者构造留给电池舱的边界条件相差比较远，在成熟车型上直接搭载难度比较大。

当然还有一点就是，比亚迪似乎有意识地开始将电池业务与新能源车型区分开来，比如专门成立了弗迪公司，试图做回电池供应商，与各大主机厂都来往紧密，然而收效甚微，电池业务量与宁德时代不可同日而语。将新一代刀片电池与现有比亚迪车型分离，似乎也是向合作伙伴们昭示，作为独立的零部件供应商，比亚迪电池一视同仁。

车聚小结

比亚迪的刀片电池似乎不能算是传统电化学上的重大突破，更多是电池CTP技术的延伸，但从披露的信息来看，性能还是很靠谱的。随着新能源补贴退坡，各大主机厂必然会对电池成本重新掂量，以及市场上三元锂电池安全问题频出，磷酸铁锂电池似乎也是不错的选择。

当然刀片电池究竟如何，肯定还需要市场的验证。尤其是针刺试验只进行了正面刺入，穿刺的电极比较少，加上磷酸铁锂性质比较稳定，确实安全表现上比三元锂电池更好。但上到整车更复杂的工况下，会有怎样的表现，还需要进一步观察。再就是传统磷酸铁锂电池低温性能比较差，刀片电池搭载到汉上后，会进行怎样的电池包热管理，也是车聚君比较期待的。

究竟此举会不会引来新能源市场的新一轮洗牌变革，竞争对手们会如何应对，比亚迪电池能否凭借新技术吸引更多的主机厂，车聚君和大家一样都很期待。

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