【原】【顶皓新材•涂覆隔膜】雷洪钧博士专栏｜“刀片电池”技术给电动汽车发展带来新福利

摘要：在2020年新春佳节来临之际，“刀片电池”技术给电动汽车发展带来了新的福利。

快过年，每一个家庭的大门上，要倒贴一个“福”字，其寓意是福到了。清华大学欧阳明高教授一直为中国的电动汽车发展站台发声，尤其是对宁德时代CTP和比亚迪“刀片电池”技术，给予了高度的肯定。笔者理解，在2020年新春佳节来临之际，“刀片电池”技术给电动汽车发展带来了新的福利。

一、清华大学欧阳明高教授观点

刀片电池，可以一片一片叠起来，刚度、强度非常好，还可做成结构件。对车而言，车有多宽，电池可以做到多宽。搭载磷酸铁锂电池的乘用车也可以跑500公里以上。

欧阳明高教授(如图1）的观点：“刀片电池”技术在动力电池能量密度方面具有里程碑意义。这是很重要的创新。”

”可以在现有材料体系基础上大幅提升电池系统能量密度，进而提升电动汽车的续航里程，不需要改变材料体系，安全可控，同时，内部零部件的减少，也降低了安全风险。”

比较好理解的是，电池一片一片叠起来。目前电池内部结构一直是一片一片叠起来。如图1所示。

其创新点是，车有多宽，电池可以做到多宽。以大客车为例，其宽度为2550mm。也是说，一片电池长度要大于2000mm。实际上，每一个厂家的每一个车型的宽度也不是定数，这给动力电池厂家批量生产带来新的挑战。

可以这样理解，“刀片电池”是软包电池在工艺上的进一步进步和提升。

其里程碑意义是什么呢？比亚迪的“刀片电池”技术则将磷酸铁锂的应用空间再次大幅提升。具体指标有：体积比能量增加50%(备注：重量比能量是没有增加的，但同样的体积内，可以装更多电量）新车续航可达500-600km。寿命长达8年120万公里，成本下降30%。（笔者备注：2019年底，动力电池系统平均价格为1元/wh,如果能下降30%，则2020年底有可能到0.7元/wh。）

二、刀片电池为何可以寿命长达8年120万公里呢？

大家看到和体会是，目前电动汽车电池，是3年10万公里已经比较优秀了。刀片电池为何可以寿命长达8年120万公里呢？理解如下：

目前动力系统集成工艺是，动力电池厂家生产出来的是电池单体，电池包生产厂家把电池单体集成（单体并联）为电池模组，在把电池模组串联起来成为电池箱，到了主机厂，再把一箱一箱的电池箱串联起来为一个电动汽车的供电系统。

一句话，目前的动力电池系统，生产线路太长，质量保障系统太复杂，最后的动力电池系统的寿命比电池单体寿命，就短了许多。但是通过工艺上的改进，如果电芯可直接集成到电池包，就可以省去了电池模组组装等环节，质量更有保障。最后车上集成的电池系统寿命就可以接近单体电池寿命指标。

三、“刀片电池”技术给电动汽车发展带来新福利

“刀片电池”技术给电动汽车发展带来了新福利，笔者的总结：

①磷酸铁锂电池安全性，保证了其在纯电动公交车站稳脚跟，磷酸铁锂电池安全性体现在即使用电锥做实验，也不会起火，更不会爆炸了；

②“刀片电池”式磷酸铁锂电池，提升了纯电动客车的续航里程，接下来，发展500公里以上城际间级客运班车，已经必然的趋势了；

③“刀片电池”式磷酸铁锂电池的安全性，高续航里程及低成本的优势，对未来的城市内出租车（含网约车），全部替换为磷酸铁锂电池纯电动车，也是一个必然（备注：三元电池价格高一些）;再一个理由是，一个A级乘用车用“刀片电池”，可以装到60度电，也不存在困难了，续航里程800公里乘用车的出现，已经是预料之中的事情。

③“刀片电池”式的三元电池，一定能推动大卡车电动化的进程，其电动车续航里程1000公里，只是时间问题了。

总之，“刀片电池”技术对发展纯电动汽车具有普遍意义。

四、“刀片电池”的优势正面回复了目前行业发展过程中的质疑

中国发展纯电动汽车实际上也是比较艰难的。欧阳明高教授说：“纯电动客车刚开始起步阶段，也历过一个比较艰难的过程，深圳公交刚开始电动化时，包括充电桩的建设、电池的寿命、容量受到很大质疑。公交公司普遍不愿接受。“笔者认为，到今天为止，质疑同样未断，主要质疑有：

①国外，尤其是日本是发展混合动力汽车，中国的汽车技术不如人家是客观的，中国人发展纯电动汽车，是弯道超车，弯道超车会翻车的；

②纯电动汽车，电池装得越多，越不节能，提倡发展增程式电动汽车；

③有专家认为，甲醇汽车也是新能源汽车，发展新能源汽车，理应多元化。

“刀片电池”技术的优势已经正面回复上面的质疑。

a)中国的电动客车已经是世界级一流客车，得到国际车界和外国客户的认可。中国已经没有国外品牌的公交车和外国的长途客车了。“弯道超车会翻车的“的观点已经没有市场了。

b)“发展增程式汽车“提倡源于美国，在中国提倡10年了。但是中国新能源汽车85%以上的是纯电动汽车，这个是客观的事情。纯电动汽车优于“增程式“，2021年就不再会有人(专家）质疑了。理由是“增程式“是弥补纯电动汽车里程不足而出现的技术。今天的纯电动汽车续航里程可以实现800公里了，与传统燃油车续航里程可以比肩了，自然就没有里程不足说法的市场空间了。

c)电动汽车不节能、不环保的质疑，是拿产业链在说事。而汽车产业链很长，产业链上不环保的节点多的是。电动汽车是节能和环保产品，已经是普通人都能理解的事情。

d)电动汽车不安全的质疑。汽车要不断提高安全性是汽车人永恒的任务。目前电动公交车的安全性，与燃油车相比，已经没有人怀疑了。即使目前三元电池的乘用车被媒体曝光自燃的现象较高，实际上也是工程质量问题。笔者理解，如果三元电池系统质量目前满足不了乘用车的要求，换成刀片式磷酸铁锂电池，纯电动乘用车不就也安全了吗？

五、“刀片电池”给行业发展提供的新思考

“刀片电池”是工艺上改进，相对材料体系上的革命，更接近工程上的推广应用。“刀片电池”，能使磷酸铁锂的体积比能量增加50%，新车续航可达500-600km，寿命长达8年120万公里，成本下降30%；能将目前动力电池系统平均价格为1元/wh,下降30%，即0.7元/wh。这样给行业发展带来如下的思考:

①电动汽车使用储能电池供电，比其他在车上发电技术优势明显。理由是，车为运输工具，不是电能生产设备。发电设备理应在地面上的生产车间里。

②是充电还是换电的讨论。有大专家呼吁，提倡出租车换电，是经济可行的。实际上，2007年开始，换电模式已经在我国多地的公交企业试过多次了，已经被证明此模式不适宜我国的公交企业。出租车是乘用车，而同一个型号的乘用车，一年不生产10万台是亏损的。一个城市的出租车（乘用车）的一个规格能做到10万辆规模吗？换电站能给不同的厂家（不同规格）的出租车换电吗？一句话，出租车换电模式，不具有普遍性，是一个比较浅显的道理。

③燃料电池用到车上就是一个发电系统。车上燃料电池发电系统，其重量（体积）比能量与储能电池要低得多。还有一个问题，燃料电池是一个恒定发电系统，满足不了汽车负载多变的工况。一句话，燃料电池只能是增程器而已。如果“刀片电池”能解决了续航问题，燃料电池要用到汽车的空间在哪里呢？

注：本文作者雷洪钧博士为扬子江汽车公司高级工程师，中国新能源企业家俱乐部专家委员会主任

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