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比亚迪发布“刀片电池”望重新定义新能源汽车安全标准
2020年3月29日，比亚迪在自己的“刀片电池”发布会上，上演了一场“冰与火”交融的刺针实验。所谓针刺实验，就是用3-8mm直径的钢针贯穿整个电池，并以此观察电池是否会起火或者爆炸，来验证电池的安全性。针刺实验被称为电池安全测试里面的“珠穆朗玛峰”，因为它对于电池本身来说是一场“极端环境”的残酷考验。实验过程基本上展现了电池在正常使用中可能遇到的全部问题的集合：碰撞变形、短路、电池裸露等。实验在市面上比较常见的三元锂电池、传统磷酸铁锂块状电池和基于磷酸铁锂电池的“刀片电池”之间展开。在同样的测试条件下，三元锂电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化和形变，表面温度迅速超过500℃并开始爆炸并剧烈燃烧；传统磷酸铁锂块状电池无明火、有烟，表面温度达到200℃~400℃；“刀片电池”在穿透后无明火、无烟，电池表面温度仅有30℃-60℃左右，甚至于放在电池上的鸡蛋都没有被煎熟。比亚迪将这一视频展现在大众面前，体现了其对于“刀片电池”在电池安全领域的信心和豪气。这一测试结果，也标志着中国新能源汽车动力电池在安全性上，顺利通过全球电池行业公认的最严苛测试项目。比亚迪将“刀片电池”作为自己2020年重磅推出的拳头产品，其重要原因之一在于电池安全已经成为新能源汽车安全事故的头号诱因。新能源汽车国家大数据联盟发布的《新能源汽车国家监管平台大数据安全监管成果报告》中说，2019年5月到7月，新能源汽车国家监管平台共发现了新能源汽车安全事故79起。从动力电池的种类来看，86%的事故车辆使用的是三元锂离子电池，7%的事故车辆使用的是磷酸铁锂电池。在已查明着火原因当中的车辆中58%的车辆起火源于电池问题。也因此，攀登并征服针刺实验这一业界“珠穆朗玛峰”对于刀片电池来说，意义重大。比亚迪希望能用“刀片电池”捍卫安全底线，成为新能源电池安全领域的新标杆。但是，刀片电池的优势并不仅限于安全，在比亚迪集团董事长兼总裁王传福的未来新能源电池规划中，安全性、长续航和长寿命、对稀有金属降低依赖是三大标杆。“刀片电池”的第二大优势，就是续航里程提升50%以上事实上，磷酸铁锂电池本身就具有高安全性的优势。然而过去几年，由于能量密度相对较低，磷酸铁锂电池在新能源乘用车厂商追求续航里程的攀比中，被能量密度更高，但天生热稳定性差的三元锂电池甩在了身后。作为新能源汽车领导者、全球动力电池领导企业的比亚迪一直毫不动摇地将“安全”放在首位，且从未放弃对探索磷酸铁锂电池高安全、高续航、长寿命的再研发。据比亚迪集团副总裁兼弗迪电池董事长何龙介绍，“刀片电池”通过结构创新，在成组时可以跳过“模组”，大幅提高了体积利用率，最终达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。相较传统电池包，“刀片电池”的体积利用率提升了50%以上，也就是说续航里程可提升50%以上，达到了高能量密度三元锂电池的同等水平。回归初心、“汉”字当头此次发布会上，比亚迪将注脚落在刀片电池的安全性，但是字里行间却处处透露“初心“。当年还是一名教授的王传福，创建比亚迪的开始就是通过电池征服世界市场，而这次王传福介绍刀片电池，也多次提及“这是我们的初心”。初心一方面是指比亚迪在电池领域起家做大，积累了二十多年的电池技术经验；一方面也是比亚迪希望能够用用技术创新满足人们对美好生活的向往，也是比亚迪在国际新能源领域的大展身手。何龙在3月29日的发布会上称，“今天，几乎你能想到的所有汽车品牌，都在和我们探讨基于‘刀片电池’技术的合作方案。”王传福还在会上透露，今年6月，“刀片电池”将在比亚迪的“王朝家族”旗舰级轿车“汉”纯电车型搭载应用。在王传福的眼里，“汉”代表着中国古代的极为有国际影响力的“汉”朝，也是中国“汉”字的“汉”。 比亚迪汉EV作为统领“王朝家族”的旗舰级轿车，其综合工况下的续航里程达到605公里，百公里加速3.9秒，搭载着业内领先的核心技术，是比亚迪代表中国对于世界新能源汽车领域的又一次“锋芒毕露”。
来源：环球网
新型国产动力电池通过行业最严苛安全测试项目
近年来，新能源汽车的发展在全球范围内方兴未艾。据调查，各国消费者在选购新能源车时，最重视的指标是安全性和续航里程。而这两点主要都取决于新能源汽车的动力电池。如何才能实现动力电池既安全、又高效呢？总部位于深圳的比亚迪29日给出了全新的中国方案。当天，比亚迪在线发布新一代动力电池产品“刀片电池”，并宣布在旗下的弗迪电池有限公司重庆工厂顺利量产下线。在发布会上，比亚迪展示了“刀片电池”顺利通过针刺穿透测试的完整视频。“刀片电池”被刺穿时，结构完整稳定，未出现任何起火冒烟现象，表面温度仅有30-60摄氏度，一只打散在电池表面的生鸡蛋没有发生变化。这一测试结果，也标志着中国新能源汽车动力电池在安全性上，顺利通过全球电池行业公认的最严苛测试项目。据介绍，“刀片电池”凝结了比亚迪在电池领域二十多年的生产和研发经验。“搭载‘刀片电池’的新能源汽车，（要）将自燃这个词，从新能源汽车的字典里彻底抹掉。”比亚迪集团董事长兼总裁王传福在发布会上表示，比亚迪用“刀片电池”捍卫安全底线。中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高分析指出，“刀片电池”独特的设计使之在发生短路时能够产热少且散热快，因此能够以非常优异的成绩通过针刺穿透测试。顾名思义，“刀片电池”将电芯做成了“刀片”般的细长形状，长度可以根据电池包的尺寸进行定制，最长可达2米以上。这让“刀片电池”在装配时可以直接跳过“模组”这一层级，进而直接组成电池包，在空间利用率上提升了50%。首款搭载“刀片电池”的比亚迪“汉”纯电动车型综合工况下的续航里程可达605公里，一举突破了磷酸铁锂动力电池能量密度偏低的瓶颈。此外，王传福还表示，比亚迪的技术和产品都将对全球开放和共享，将改变中国汽车工业在全球新能源浪潮中的角色与分工。比亚迪集团副总裁兼弗迪电池有限公司董事长何龙也在发布会上提到：“几乎你能想到的所有汽车品牌，都在和我们探讨基于‘刀片电池’技术的合作方案。”较早前，比亚迪宣布成立五家“弗迪系”子公司——弗迪电池、弗迪动力、弗迪科技、弗迪视觉和弗迪模具，进一步加快新能源汽车核心零部件全球销售的步伐。据统计，2019年全球新能源汽车的销量约为220万辆，平均每售出40辆新车中就有1辆是新能源汽车，其中中国市场销量超过120万辆。截至2019年底，中国新能源汽车保有量已达381万辆。然而，动力电池引发的安全事故却将新能源汽车推向了风口浪尖。根据国家市场监管总局数据显示，2019年中国电动汽车自燃事件频发，平均每个月发生2起，涉及国内外诸多汽车品牌，为新能源汽车的电池安全敲响了警钟。此次“刀片电池”顺利通过针刺穿透测试，展现了中国新能源汽车自主品牌在汽车电池安全上的创新和突破，也意味着中国电池企业在参与新能源汽车核心零部件全球竞争，实现全球化供应的征程上迈出了重要一步。（光明日报全媒体记者严圣禾）
来源：光明日报
高效进行电池管理，电池分析软件「Twaice」获1100万欧元A轮融资
据外媒报道，近日，电池分析软件「Twaice」获得了 1100 万欧元的 A 轮融资，此轮融资由欧洲早期风险投资公司 Creandum 领投，现有投资者 Cherry Ventures、UVC Partners 和 Speedinvest 参投。「Twaice」是一家总部位于慕尼黑的初创公司，公司开发出可帮助电动汽车和其他设备进行电池管理的分析软件。「Twaice」表示，锂离子电池在能源市场中日益普及，增长速度不断加快。由于其成本和复杂性，电池在开发过程中也面临诸多的挑战，例如对于电池重要测试范围的评估较难，电池状态的透明度有待提高，以及需要更加精准测算电池在操作期间的剩余使用寿命等。而电池占电动汽车成本的 30% 至 50%，这又给纯电动汽车制造商带来了巨大风险和挑战，因此，他们需要详细了解电池是如何退化的。目前，「Twaice」的软件已经用于卡车、汽车、电动摩托车和固定储能设备中，可通过利用传感器数据、物理和数据驱动的电池模型，创建电池系统的“digital twin”。董事总经理兼联合创始人 Stephan Rohr 博士表示，「Twaice」的软件能够对储能系统的“健康状态”做出实时准确地预测，该软件可用于产品的研发和应用，以及预测型维护和延长产品保修期等新领域。「Twaice」的“digital twin”包含的数据会从设备电池管理系统中不断输入，可根据电池的当前状态不断更新电池虚拟模型。在增加经验分析模型和机器学习技术之后，还能够预测、模拟和优化每个电池的寿命。“digital twin”可以用于封闭产品开发和应用之间的循环，还可以用于预测性维护和延长产品的保修期。在盈利方面，「Twaice」会根据电池数量，对每台“digital twin”模型收取一定的年费。「Twaice」官网「Twaice」的客户组合主要包括两个领域：能源和交通。能源公司主要将软件用于固定式储能系统。在交通领域，「Twaice」使制造商和车队运营商能够改善锂离子电池的开发和使用，并延长电池的使用寿命。「Twaice」软件可为客户提供有关电池在使用过程中更精确的信息。例如，电动车车队的运营商可以通过预测性维护来降低运营成本，并将电池寿命延长 25％ 甚至更多。同时，Creandum的负责人 Peter Specht 表示，电池市场正处于“拐点”，这是由交通和能源领域驱动的，「Twaice」的团队具备丰厚的电池专业知识，他们的分析平台很先进，客户需求也在快速增长。「Twaice」将把新一轮融资的资金，用于进一步扩大「Twaice」软件的规模，并推动国际化工作，将产品扩展到新市场，以加强可持续交通和能源解决方案的可用性。
来源：36氪
动力电池行业变局丛生
2020年中国新能源汽车市场将全面形成“外资+合资+自主”三股势力共振的局面，而不同的外资、合资、自主品牌对于电池的选择，将让动力电池前十排名变量丛生。LG化学关于电池业务的分拆计划无限期推迟、国内2月动力电池总装车量创历史新低、比亚迪被挤出动力电池企业第一梯队……动力电池产业近期出现不少变化。“受新冠肺炎疫情影响，今年2月动力电池的装车量创下了历史新低。”中国汽车动力电池产业创新联盟马小利分析指出，目前整个汽车产业与相关供应链都承受着巨大压力，而与汽车产业息息相关的动力电池产业也难以独善其身。LG分拆动力电池业务计划受阻日前，有韩媒报道，LG化学的电池业务分拆计划已被无限期推迟，此前负责电池事业部剥离事宜的“TF”工作小组也已经解散。“之所以停止分拆，更多是由于各种业务障碍和困难的市场条件，使得电池业务分拆后公司将无法盈利。”LG化学方面表示。记者了解到，LG化学分拆电池业务上市的计划2019年下半年被首次提出。计划显示，为了迎接新能源汽车的市场机遇，LG化学将在2020年7月前将动力电池部门分割成独立法人，以此吸引更多潜在的社会资本及跨行业合作伙伴，从而实现在动力电池产业链的进一步扩张。事实上，作为全球动力电池企业的“排头兵”，LG化学此前一直实行“疯狂扩产”“疯狂签单”的策略，以期争夺更多市场份额。据统计，2019年，LG化学在电池领域不仅投资了3.8万亿韩元建设工厂，还在韩国本土、中国等地收购了一些电池正负极及材料企业，扩张野心可见一斑。然而，疯狂的扩张并不能掩盖其电池项目营利困难的现状。据日前LG化学公布的2019年财报，由于电池生产的基础设施需要大量投资，其电池领域的销售额虽然已超过8万亿韩元，但仍处于亏损状态，营业亏损额约为4543亿韩元。面对本就亏损的项目，再遇上由新冠肺炎疫情所导致的不稳定环境，LG化学会做出“知难而退”的选择也就不难理解了。“新冠肺炎疫情将会影响美国乃至全球的汽车工业生产以及消费者的购买情绪，因此我们预计今年的动力电池销售情况不佳。”LG化学方面表示，若在此时启动分拆电池业务上市计划或将产生不利的影响。对此，中关村新型电池技术创新联盟秘书长于清教同样表示：“在目前仍未能出现盈利的情况下，贸然将电池业务进行分拆，不仅无益于企业盈利，甚至还将影响到研发及产能扩充方面的投入。”疫情或加剧市场洗牌与此同时，国内电池企业也因疫情影响而导致装机量大幅下降。据中国汽车动力电池产业创新联盟（下称“动力电池产业联盟”）最新数据，2月，我国动力电池产量共计0.9GWh，同比下降81.3%；动力电池装车量也呈现较大幅度下降，共计装车0.6GWh，同比下降73.4%。记者注意到，在2月动力电池企业装车量的排名中，排位第一的宁德时代装车量仅为0.26GWh，市场占比也从上月的57.7%下降到43.8%；而此前一直排名第二的比亚迪在本月中则下滑到了第四位，装车量仅为0.08GWh，占比下滑13.3%。对此，一位不愿具名的车企工作人员分析指出，受疫情影响，2月国内各类车型产量都有大幅下挫，因此动力电池搭载量也随之下探。“即便是领头羊宁德时代2月装车量也仅有0.26GWh，而去年宁德时代单月装机最低值也未低于1GWh，由此可见，此次疫情给动力电池带来不小影响。”以上工作人员称，由于新冠肺炎疫情导致行业产业链供应紧张和需求不足，部分抗风险能力较弱的中小企业甚至可能会面临倒闭风险。而动力电池产业联盟的统计数据似乎也证实了这一点：2019年，我国共有新能源汽车配套动力锂离子电池企业56家，但截至2020年2月，企业数量已缩减至25家，企业数量缩减超过一半。“2019年已有大批电池企业出局，而受此次疫情影响和市场竞争加剧，预计2020年还将有一批企业被淘汰出局。”高工产业研究院相关负责人分析指出。外资加快抢占国内市场目前，随着国内疫情防控形势的逐步好转，不少电池企业的复工复产已逐步展开。然而，此时的国内电池企业除了要恢复此前被打乱的生产节奏，还需要面对趁虚而入的劲敌日韩电池企业。“2月，松下与LG化学首次进入了国内动力电池装车量前五的行列，主要是为了给特斯拉配套。”中国汽车工业协会副总工程师许海东指出，“随着产能逐渐扩大，满足与特斯拉的合作协议后，这些企业也会逐渐向其他车企提供动力电池，其布局也会逐渐加速，这是市场竞争的结果。”而前述高工产业研究院相关负责人也认为，松下与LG化学的强劲表现，体现了外资电池已经打响了抢占国内动力电池市场份额的攻坚战。接下来，三星SDI、SKI也将加快其进军中国电池市场步伐，对中国本土电池企业产生巨大的冲击和挑战。外资电池企业正加速在华布局，目前也有部分自主车企表露出选择外资电池的意向。“整体而言，2020年中国新能源汽车市场将全面形成‘外资+合资+自主’三股势力共振的局面，而不同的外资、合资、自主品牌对于电池的选择，将让动力电池前十排名变量丛生。”业内人士预测。
来源：中国能源报
加快生产基地全国化布局 欣旺达加码锂电池业务
欣旺达3月25日午间公告称，欣旺达已与浙江省兰溪市人民政府于3月25日签署《项目投资协议书》。按照协议，欣旺达拟与浙江省兰溪市人民政府共同出资新建浙江欣旺达新能源科技有限公司（暂定名），浙江欣旺达新能源注册资本金计划10亿元，其中欣旺达拟以自有资金出资6亿元，拥有60%的股权，成为浙江欣旺达新能源控股股东。此外，欣旺达计划出资新建全资子公司浙江欣旺达电子有限公司（暂定名），浙江欣旺达电子注册资本金计划1亿元，出资由欣旺达独资。欣旺达表示，为进一步提升公司的竞争力和盈利能力，扩大公司业务规模，公司与合作方浙江省兰溪市人民政府共同出资新建浙江欣旺达新能源科技有限公司及欣旺达出资新建全资子公司浙江欣旺达电子有限公司从事锂离子电池业务。此次对外投资是公司的战略需要，有利于实现公司生产基地的全国化布点。
来源：中证网
加州大学利用碳纳米管网制成新型电池隔膜 防止电池过热燃烧
加州大学圣地亚哥分校的纳米工程师开发了一种安全特性，可以防止锂金属电池在内部短路时迅速升温并着火。由加州大学圣地亚哥分校纳米工程学教授刘平和他的博士生马修冈萨雷斯领导的研究人员在《先进材料》杂志上发表了一篇论文，详细介绍了他们的工作。 锂金属电池在性能方面具有很大的潜力，但在目前的形式上很容易发生故障。这是由于被称为树枝状晶体的针状结构的生长所致，该树枝状结构在电池充电后在阳极上形成，并且可以刺穿隔板，而隔板是在阳极和阴极之间形成的屏障，可减慢能量和热量的流动。 当这个障碍被破坏并且电子可以更自由地流动时，它们会产生更多的热量，并且事情会失控，导致电池过热、失效、着火甚至爆炸。科学家们正在寻求以各种方式解决锂金属电池中的这些问题，其中使用超声波或特殊的保护层来防止枝晶生长只是其中的几种可能性。 该团队对电池中被称为隔膜的部分进行了巧妙的调整，隔膜是电池正极和负极之间的屏障，这样一来，当电池短路时，电池内部积聚的能量（也就是热量）流动就会减慢。 论文第一作者冈萨雷斯说：“我们并不是试图阻止电池故障的发生。我们只是让电池变得更加安全，这样当它发生故障时，电池就不会灾难性地着火或bao炸”。 锂金属电池在反复充电后，阳极上会出现树突的针状结构。随着时间的推移，树突生长得足够长，穿透隔膜，在阳极和阴极之间架起一座桥梁，导致内部短路。当这种情况发生时，两个电极之间的电子流动失去控制，导致电池立即过热并停止工作。 加州大学圣地亚哥分校的研究小组发明的隔板基本上缓解了这种现象。一面覆盖着一层薄的、部分导电的碳纳米管网，它可以拦截任何形成的树突。当一个树突刺穿隔膜并撞击碳纳米管网时，电子就有了一个通道，它们可以慢慢地排出，而不是一下子直接冲向阴极。 冈萨雷斯将新的电池分离器比作大坝上的泄洪道。他说：“当大坝开始溃决的时候，就会打开溢洪道，让一些水以一种可控的方式流出来。这样，当大坝真的决堤并外溢的时候，就没有多少水可以引发洪水了。这就是我们的分离器的想法，大幅降低电荷的排出速度，防止电子“泛滥”到阴极。当树突被分离器的导电层拦截时，电池就会开始自我放电，这样当电池短路时，就没有足够的能量来产生危险了。” 其他的电池研究工作集中在用足够坚固的材料来阻挡树突的穿透来制造分离器。但冈萨雷斯说，这种做法的一个问题是，它只是延长了不可避免的结果。这些分离器仍然需要有孔，让离子通过，以便电池的工作。因此，当树突最终通过时，短路将变得更糟。 在测试中，安装了新分离器的锂金属电池在20到30次循环中显示出逐渐失效的迹象。与此同时，电池与一个正常（和略厚）分离器经历突然故障在一个周期。 “在一个真实的用例场景中，你不会有任何关于电池即将失效的预先警告。前一秒可能还好，下一秒就会着火或完全短路。这是不可预测的，”冈萨雷斯说。“但有了我们的分离器，你就会提前得到警告，电池越来越差，越来越差，越来越差，每次充电都是如此。” 虽然这项研究的重点是锂金属电池，研究人员说，这种分离器也可以用于锂离子和其他电池化学反应。研究小组将致力于优化分离器的商业使用。加州大学圣地亚哥分校已经为研究申请了一项临时专利。
来源：贤集网
