当前位置 爱咖号首页 特斯拉去年上海的“一把火”,烧出了动力电池的“大转折”
特斯拉去年上海的“一把火”,烧出了动力电池的“大转折”
水滴汽车APP 2272浏览 2020-05-15

一年前,特斯拉连续在全球各地的几起自燃事件将电动车安全问题推向了风口浪尖,这影响到的不仅仅是特斯拉一家车企,整个汽车行业对于电动车电池安全问题的关注度都因此而提升。在近四五年的时间里,续航焦虑一直都是消费者和电动车之间的第一矛盾,但因为特斯拉的自燃,安全问题在一时间几乎超越续航成为第一矛盾。

距离特斯拉集中自燃已经过去了一年,对于电动车这样的新兴产业来说,一年的时间已经可以在技术上取得突破,那么在此期间,全球汽车行业对于电动车电池安全问题又做出了怎样的努力,特斯拉自燃又给电动车行业带来了怎样潜移默化的改变?

2019年4月21日,位于上海的一处地库由于一辆特斯拉Model S突然产生自燃现象而发生火灾,地库其他车辆均有不同程度的损伤。一时间,燃油车主谈电色变,全国多地出现停车场上燃油车自动远离电动车的现象,甚至有传闻某些停车场打出了电动车禁止入内的公告。

在之后的一个月时间里,特斯拉又接连在旧金山、香港发生了两起自燃事件,5月18日一辆Model X还在广州出现了冒烟现象,频繁的安全事故加剧了中国消费者对于特斯拉安全问题的讨论,但马斯克对于自燃却表现出了不说明、不召回、不道歉的“三不”态度。

在上海自燃事件发生后,马斯克在推特上给出回应称:每年有超过100万辆内燃机汽车起火,并造成数千人死亡。但只有一辆特斯拉起火,无人受伤却成了最大的头条新闻,媒体为何如此双标?这真是个问题。”

随后,他又发了一条推特补充道:“和大多数电动汽车一样,特斯拉着火的可能性比内燃机汽车低500%以上。这一点为什么没人提到?”

虽然马斯克对于自燃事件不以为然,但中国汽车业内却展开了对于电动车安全的大面积讨论,讨论的焦点在于续航里程和电池安全如何做到平衡。

在过去的几年里,三元锂电池因为具有更高的能量密度和更大的开发潜力死死地压制着磷酸铁锂电池。大多数三元锂电池的正极材料分别为镍钴锰,只有特斯拉所使用的松下电芯为镍钴铝,而在这三种材料中镍的比例至关重要,因为它关系着电芯的能量密度和安全性能,镍的比重越大能量密度越高,同时由于镍的稳定性差,比重的增加随之带来的还有安全性的降低。

特斯拉之所以能在2014年就做到500公里的续航水平,是因为当时松下已经开发出镍钴铝比例为8:1:1的三元锂电池,也就是后来所说的811电池,而以宁德时代为代表的若干家中国动力电池厂在2018年也基本完成了811电池的研发,并已经提供给主机厂做整车的配套研发,预计在2019年陆续在量产车上搭载。

而由于特斯拉的频繁自燃将电池安全推向风口浪尖,包括吉利、广汽、蔚来等原本计划在去年上半年就推出搭载811电池车型最终都推迟了上市时间,有的主机厂甚至不敢公开自家车型使用811电池的事实,全行业开始对811电池的安全性进行了重新评估。

在此期间,还有以中国工程院院士杨裕生为代表的一方认为电动车追求高续航、高能量密度是自燃事件频发的元凶,并对国家以续航能力和能量密度作为补贴评定标准的做法也提出了质疑。

一时间,三元锂电池风声鹤唳,主机厂在续航和安全的分岔路前徘徊着犹豫着,但像比亚迪这样一直坚持使用磷酸铁锂电池的车企却在此时看到了翻盘的机会。

2020年3月29日,王传福用一句“要凭借刀片电池,把自燃这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。”的宣言将比亚迪翻盘的胜负手“刀片电池”公之于众,而基于磷酸铁锂电池设计的刀片电池之所以敢让王传福“口出狂言”,凭借的是其通过“针刺试验”的完整测试视频,而“针刺穿透测试”是行业内公认的对电池电芯安全性最为严苛的检测手段,可以模拟电池贯穿极度危险情况下的整车安全。

在进一步提升电池安全的同时,刀片电池也在很大程度上弥补了磷酸铁锂电池在能量密度上的不足,第一款搭载刀片电池的量产车比亚迪汉用76.9度的电池总量做出了605公里的续航里程,相比77度电续航668公里的Model3,差距约为10%。

此外,磷酸铁锂电池由于其相对稳定的特性,也拥有比三元锂更长的循环寿命和更优秀抗低温、耐高温属性,刀片电池这项具有颠覆意义的技术革新似乎在表明,磷酸铁锂电池一旦解决了能量密度问题就可以完胜三元锂。

另外一个没有放弃磷酸铁锂电池的主机厂是江淮,虽然销量和影响力远不如比亚迪,但江淮同样看到了因三元锂自燃问题而带来的机会,与比克电池合作推出了结构进行优化的蜂窝电池,并已经在新车江淮IC5上实现量产。

与此同时,三元锂电池的龙头宁德时代也并没有坐等比亚迪翻盘,他们同样为提升电池安全在电池结构和电池材料两个方向齐头并进,其中两个至关重要的名词就是CTP和无钴电池。

CTP的全称是Cell to Pack无模组动力电池包,是一种结构优化后的电池包,CTP可将电池包体积利用率提高15%-20%、零部件数量减少40%、生产效率提升50%,投入应用后会大幅降低动力电池的制造成本。

按照宁德时代在刚刚召开的2019业绩说明会上说法,比亚迪的刀片电池其实是宁德时代2016年量产的CTP结构创新概念中的一种,而公司已经选择并量产CTP结构创新里最优的几种,并已在商用车、乘用车上实现了多项产品应用。而据宁德时代介绍,CTP的结构对三元锂和磷酸铁锂两种电芯都可以支持。

而宁德时代对于无钴电池的研发,原因在于钴元素的市场价格起伏较大,电池去钴可以更好地控制成本。众所周知,磷酸铁锂电池除了稳定性更好外另一项优势就在于成本比三元锂更低,而去钴化将帮助三元锂电池降低成本。

去年7月,蜂巢能源发布了首款无钴电池,无钴材料性能可以达到NCM811同等水平,材料成本降低5~15%,相应带来的电芯成本可以降低约5%。

同样是在2019年业绩说明会上,宁德时代透露公司有自己的“无钴”电池技术储备,目前研发进展顺利,正在想办法搞好供应链,因为这是一个全新的、颠覆性的产品。

很明显,特斯拉的自燃对磷酸铁锂和三元锂的生产商都改变了原有的发展思路,磷酸铁锂不再甘心只占领低端市场,重新瞄准高端市场,而三元锂电池也不再一门心思地研发811和软包电池去提升能量密度,而是针对磷酸铁锂的反扑开始降低成本和提升安全性能。

而身处暴风眼的特斯拉,虽然表面上态度很强硬,但事实上却已经和宁德时代签订了磷酸铁锂电池的采购合同,双方都在给自己找退路,如果未来磷酸铁锂的势头盖过三元锂,即便是被迫转型也不至于太狼狈。

去年特斯拉的几起自燃将隐藏在续航大跃进背后的安全问题摆到了明面上,虽然续航的增长还保持着每年100公里的节奏,但主机厂和电池厂早就开始暗中较劲,试图先人一步在安全上实现技术突破,于是刀片电池、蜂窝电池、无钴电池、CTP等等新技术在今年纷纷浮出水面,将动力电池的研发方向从能量密度转至安全。对于整个电动车和电池行业来说,续航和安全都只是发展中需要攻克的前两个困难,未来还有像充电效率、回收利用、残值等等多道难题需要去解答。

文/王赓

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