近日圍繞電池安全,作為國內(nèi)動(dòng)力電池的龍頭企業(yè)比亞迪和寧德時(shí)代爆發(fā)了一場口水戰(zhàn)。在近期連續(xù)出現(xiàn)新能源電動(dòng)汽車起火的背景下,這一爭論受到關(guān)注。
3月份比亞迪將鋼針插入了自家新推出的“刀片電池”,5月份也有人將鋼針插入了寧德時(shí)代的三元電池。于是,圍繞“針刺測試”是否能驗(yàn)證電池安全、磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池誰更安全等技術(shù)問題,比亞迪和寧德時(shí)代展開了一場爭論。寧德時(shí)代董事長曾毓群、比亞迪銷售公司副總經(jīng)理李云飛、以及汽車自媒體,都是爭論的參與者。
在多位業(yè)內(nèi)人士看來,技術(shù)之爭背后其實(shí)是二者的商業(yè)之爭。比亞迪是動(dòng)力電池的鼻祖,寧德時(shí)代則是目前國內(nèi)動(dòng)力電池領(lǐng)域的半壁江山,隨著比亞迪動(dòng)力電池從自產(chǎn)自銷不斷擴(kuò)圈,二者的市場交鋒可能剛剛開始。
但值得一提的是,當(dāng)二者交鋒時(shí),在全球市場上,日韓電池制造商卻在壯大。韓國SNE Research發(fā)布的最新報(bào)告顯示,2020年一季度,韓國LG化學(xué)以27.1%的市場占有率躍居首位,終結(jié)了寧德時(shí)代連續(xù)三年的“第一”。第二名仍是日本松下,寧德時(shí)代以17.4%的市占率位列第三,比亞迪則從去年第三下滑至第六。
回顧口水戰(zhàn):一根針惹的禍
會扎針的不只有容嬤嬤,還有動(dòng)力電池制造商們。近日,“扎針”成了新能源電動(dòng)汽車圈的熱門話題。
事情還要回到2020年3月29日,比亞迪召開了一場“刀片電池”的技術(shù)發(fā)布會!暗镀姵亍碧柗Q具有超高強(qiáng)度與超高安全兩大優(yōu)勢,足以改變行業(yè)。該電池基于磷酸鐵鋰電芯采用全新的制造工藝,將電池包的空間利用率提高50%,有效彌補(bǔ)磷酸鐵鋰電池包的低能量密度的缺點(diǎn)。
據(jù)了解,刀片電池是比亞迪今年主推的產(chǎn)品,也是將鋰電池業(yè)務(wù)單獨(dú)分離并對市場開放后的重要產(chǎn)品。
為了驗(yàn)證刀片電池的安全性,比亞迪還在發(fā)布會上演示了一段對三元鋰電池、普通磷酸鐵鋰塊狀電池、刀片電池的針刺實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是,三元鋰電池,劇烈燃燒,表面溫度超過 500 ℃;普通磷酸鐵鋰電池?zé)o明火、有煙,表面溫度達(dá)200-400℃;而比亞迪的刀片電池,無明火、無煙,表面溫度維持在了 30-60 ℃。

一個(gè)多月后的5月11日,目前國內(nèi)動(dòng)力電池市場老大的寧德時(shí)代,在網(wǎng)絡(luò)業(yè)績說明會上被問及如何看待比亞迪的刀片電池。寧德時(shí)代董事長曾毓群稱,刀片電池是寧德時(shí)代2016年已量產(chǎn)的CTP電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新概念中的一種,寧德時(shí)代已經(jīng)選擇并量產(chǎn)CTP結(jié)構(gòu)創(chuàng)新里最優(yōu)的幾種。而對針刺試驗(yàn),曾毓群表示:“電池安全和電池濫用測試是兩回事,但有些人把濫用測試的通過等同于電池的安全!

濫用測試是指超出正常使用范圍條件下的測試,業(yè)內(nèi)測試電池安全性還有加熱、溫度循環(huán)、擠壓、過度充電放電試驗(yàn)等等。這引來比亞迪方面的反彈。當(dāng)天夜里,比亞迪銷售公司副總經(jīng)理李云飛在其微博上表示:“不服?那你也來扎一下吧!”
微博認(rèn)證為汽車博主的“小魚鋰電”馬上把給寧德時(shí)代“扎針”一事兒安排上了。5月13日,他在微博上公開眾籌購買寧德時(shí)代單體電池。5月21日,小魚鋰電發(fā)布了對寧德時(shí)代811三元電池的針測實(shí)驗(yàn)結(jié)果與視頻。鋼針刺入電池內(nèi)部后,電池短時(shí)間內(nèi)膨脹并劇烈燃燒。
寧德時(shí)代的回應(yīng),是官方微博在隨后的兩天亦上傳了2段針刺測試的視頻。第一段視頻中,鋼針無法穿透電池箱體,直接折斷。但這個(gè)測試是電池包而非電芯。第二段視頻中,寧德時(shí)代又發(fā)布了對其5系、8系三元電芯的針刺。根據(jù)視頻顯示,電池被針刺后并沒有起火和爆炸。
在第二段視頻的最后,寧德時(shí)代表示其早在2017年就已掌握了三元電芯通過針刺測試的技術(shù),并且留下了一個(gè)反問:“針刺測試=電池安全嗎?”
5月24日,李云飛再度發(fā)博表示,針刺試驗(yàn)的核心目的是讓電池短路,以便觀察電池的熱失控情況,電池沒短路的話,針刺試驗(yàn)就失敗了。
5月25日,自稱是寧德時(shí)代工程師的博主“David工科男”針對李云飛的話稱,針刺測試時(shí)模擬電池被金屬物刺入的場景,一般情況下電池會發(fā)生內(nèi)短路。但針刺測試的核心目的不是一定要讓電池出現(xiàn)內(nèi)短路。
同一日,寧德時(shí)代官博發(fā)布“關(guān)于動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)的一些認(rèn)識”,表示2017年其團(tuán)隊(duì)在歐洲某車企的要求下做了大量的針對 性開發(fā),攻克了高能量密度三元電池針刺問題,并由客戶送到TUV檢測認(rèn)證。
5月26日,小魚鋰電在微博上質(zhì)疑寧德時(shí)代TUV針刺測試的一些數(shù)據(jù),并指出寧德時(shí)代針刺試驗(yàn)的材料非商用材料!叭姵赝ㄟ^摻雜一些提高穩(wěn)定性的材料可以使三元電池通過針刺測試。只不過能量密度比較低,并不適合商用!
但也有人士向記者表示,比亞迪的刀片電池仍是實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品,并未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。但李云飛在微博評論中則透露比亞迪即將面試的漢EV將搭載刀片電池。
針刺試驗(yàn):能否驗(yàn)證電池安全?
看上去,這場口水戰(zhàn)的導(dǎo)火索,是圍繞一個(gè)技術(shù)問題展開——針刺試驗(yàn)是否能驗(yàn)證電池安全?
針刺試驗(yàn)是指將充滿電的電池放在一個(gè)平面上,用鋼針沿徑向?qū)㈦姵卮檀源藖頊y試在形成可能的內(nèi)外短路后,電池是否會起火和爆炸。
首先要回到鋰電池的工作原理。目前可充電的鋰電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。根據(jù)正極材料,鋰電池可分為磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰三元電池等。其中,磷酸鐵鋰電池和三元電池是主流的汽車使用的動(dòng)力電池。
一位有多年汽車研究與開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的資深人士告訴記者,無論哪種鋰電池,鋰離子都會從正極通過隔膜到達(dá)石墨負(fù)極以實(shí)現(xiàn)放電,鋰離子回到正極以充電,理想狀態(tài)下充電效率與放電效率對等,但現(xiàn)實(shí)中,會有一部分鋰離子停留在負(fù)極一端形成結(jié)晶,隨著時(shí)間推移,結(jié)晶會累積越來越多,影響內(nèi)阻和安全性;此外,結(jié)晶累積形成尖狀,時(shí)間久了會將隔膜刺穿,導(dǎo)致區(qū)域性的高發(fā)熱,就會產(chǎn)生發(fā)熱、產(chǎn)生氣體等現(xiàn)象,若熱量和氣體沒有及時(shí)散出云,接下來可能會造成脹氣、漏液,接著可能是燃燒和爆炸。針刺試驗(yàn)就是模擬這種情況所做的極端測試。
一位業(yè)內(nèi)觀察人士告訴記者,針刺試驗(yàn)本是一種傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法,磷酸鐵鋰熱穩(wěn)定性好,能量密度(可理解為續(xù)航里程短)低,扎進(jìn)去熱失控后不容易爆炸起火,只是冒煙;三元鋰電池能量密度高,熱穩(wěn)定性就差,容易起明火。而比亞迪的“刀片電池”是組裝升級的磷酸鐵鋰電池,被用于針刺的寧德時(shí)代的電池是三元鋰電池。

5月18日,中國電動(dòng)汽車動(dòng)力電池領(lǐng)域的第一份強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》(以下簡稱“新國標(biāo)”)中明確取消了針刺測試,在該標(biāo)準(zhǔn)中也不再單獨(dú)對針刺試驗(yàn)進(jìn)行評價(jià)。起草組稱,調(diào)研IEC 62660-2、IEC 62660-3等標(biāo)準(zhǔn),發(fā)現(xiàn)均未采用針刺試驗(yàn)來評價(jià)電池安全性。經(jīng)工作組討論,一致認(rèn)為針刺試驗(yàn)與實(shí)際失效模式不相符。因此,取消針刺試驗(yàn)。
新國標(biāo)調(diào)整了電池單體、模組測試的要求,強(qiáng)化了電池系統(tǒng)熱安全、機(jī)械安全、電氣安全以及功能安全等要求。行熱擴(kuò)散乘員保護(hù)分析和驗(yàn)證中,新國標(biāo)要求電池單個(gè)單體發(fā)生熱失控后,電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火不爆炸,為乘員預(yù)留安全逃生時(shí)間。但在觸發(fā)熱失控的推薦方法中提供了加熱觸發(fā)和針刺觸發(fā)兩種方法。
寧德時(shí)代的一位內(nèi)部人士表示,從技術(shù)上說,國外整車廠對于整車安全的共識已由單體安全轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全,而寧德時(shí)代的重點(diǎn)是在電池的整體安全上,包括電池的單體設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、動(dòng)態(tài)監(jiān)控和系統(tǒng)防護(hù)等等。
“電池包層面有更優(yōu)化的安全解決方案,單體電池針刺測試的實(shí)際需求已不復(fù)存在。”寧德時(shí)代的人士表示。所以,寧德時(shí)代5月22日的測試,就是針對電池包的安全測試。
前述資深研究與開發(fā)人士告訴記者,單體鋰電池性能是整體鋰電池安全可靠的保障之一;此外,還要通過提升保護(hù)板、BMS電池管理系統(tǒng)等工藝來保障整體、全周期的電池系統(tǒng)的安全性。
比亞迪與寧德時(shí)代:元老與老大的交鋒
“兩家企業(yè)的爭論,關(guān)鍵不是電池技術(shù)問題,背后還是商業(yè)的問題!倍辔粯I(yè)內(nèi)資深研究與觀察人士如是認(rèn)為。
根據(jù)工信部的數(shù)據(jù),2019年寧德時(shí)代和比亞迪占據(jù)中國動(dòng)力電池裝機(jī)量的前二甲。而寧德時(shí)代自己就占據(jù)了半壁江山。二者合計(jì)占國內(nèi)市場的68%。

寧德時(shí)代的財(cái)報(bào)顯示,截至2019年末,其動(dòng)力電池系統(tǒng)業(yè)務(wù)的營收385.84億元,占營業(yè)收入的84.27%。比亞迪財(cái)報(bào)顯示,截至2019年末,二次充電電池及光伏業(yè)務(wù)收入105.06億元,占該公司營業(yè)收入的8.22%。
對于業(yè)務(wù)線更豐富的比亞迪來說,電池收入占比并不多。總的營業(yè)收入上,比亞迪是寧德時(shí)代的2.8倍,但營收的增長率方面,寧德時(shí)代遠(yuǎn)超比亞迪。寧德時(shí)代2019年末的凈利潤為50.13億,比亞迪21.19億,寧德時(shí)代的凈利潤是比亞迪的近2.4倍。而在市值上,目前比亞迪的市值為1568億元,而寧德時(shí)代的市場則已高達(dá)3263億元,是比亞迪的2.1倍。
但事實(shí)上,比亞迪才是業(yè)界公認(rèn)的鋰電池鼻祖——是比亞迪的創(chuàng)始人、董事長王傳福將鋰電池技術(shù)帶回中國,并在90年代就開始在電池業(yè)務(wù)上深耕。這也才有了后來中國鋰電池產(chǎn)業(yè)的興起,包括寧德時(shí)代。
比亞迪最初是靠做手機(jī)電池起家,在智能手機(jī)興起之時(shí),比亞迪憑借較低的價(jià)格和較好的質(zhì)量,拿下了多個(gè)大單。比亞迪涉足汽車制造以后,王傳福也沒有忘記新能源車。2010年比亞迪e6電動(dòng)車率先成為深圳出租用車,在當(dāng)年的全國“兩會”期間,比亞迪將e6電動(dòng)車帶入北京。掌握磷酸鐵鋰電池和三元電池技術(shù)的比亞迪曾經(jīng)風(fēng)頭無兩,無論是在新能源汽車領(lǐng)域,還是動(dòng)力電池領(lǐng)域。
比亞迪進(jìn)京的第二年,寧德時(shí)代成立。與王傳福一樣,寧德時(shí)代的掌門人曾毓群在進(jìn)入動(dòng)力鋰電池領(lǐng)域之前,也曾生產(chǎn)手機(jī)電池。公開信息顯示,曾毓群在1999年與人組建了新能源科技有限公司(ATL),并出任總裁兼CEO。
業(yè)內(nèi)人士告訴記者,2010年比亞迪電動(dòng)車亮相后,寶馬集團(tuán)希望從比亞迪購買動(dòng)力電池遭到拒絕,于是他們找到了ATL。后來,有感于中國對新能源車的大力支持,曾毓群出來二次創(chuàng)業(yè),創(chuàng)建了寧德時(shí)代。最初的研發(fā)團(tuán)隊(duì)由寧德時(shí)代與寶馬集團(tuán)共同組成。
在政策補(bǔ)貼下,新能源汽車進(jìn)入快速發(fā)展期,作為動(dòng)力電池供應(yīng)商,寧德時(shí)代緊緊抓住了這一紅利,與國內(nèi)外車企合作,裝機(jī)量逐年提高。而比亞迪的動(dòng)力電池則自產(chǎn)自銷,電池裝載量由自家新能源車銷量決定。寧德時(shí)代的客戶,包括廣汽、北汽、一汽、吉利、長安、戴姆勒、現(xiàn)代、捷豹路虎、沃爾沃等。
記者找到的歷史數(shù)據(jù)顯示,截至2016年,動(dòng)力電池的裝機(jī)量排名上,比亞迪還領(lǐng)先于寧德時(shí)代。但到了2017年,寧德時(shí)代就超越了比亞迪。由于在是否向市場供貨上猶豫太久,比亞迪未能獲得動(dòng)力電池行業(yè)大爆發(fā)帶來的紅利。
在復(fù)雜的沖擊下,比亞迪也已經(jīng)調(diào)整商業(yè)思路,開始向市場供應(yīng)動(dòng)力電池,而不再自產(chǎn)自銷。2017年,比亞迪通過了《關(guān)于調(diào)整公司內(nèi)部組織架構(gòu)的議案》成立電池事業(yè)群,第二事業(yè)部劃入電池事業(yè)群,并在2018年初公開表示將對外銷售動(dòng)力電池。
比亞迪對外銷售動(dòng)力電池的第一個(gè)客戶是長安汽車。彼時(shí)坊間一度傳言二者將合資成立鋰電池公司。到2018年11月,重慶比亞迪鋰電池有限公司成立,由比亞迪全資持股。據(jù)悉,目前重慶鋰電池生產(chǎn)基地已投入使用,未來將在鋰電池?cái)U(kuò)產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。比亞迪年報(bào)顯示,在2019年其二次充電電池及光伏業(yè)務(wù)的營業(yè)收入達(dá)105.05億元,同比增長17.38%。