扁矮胖长车用动力电池奇形怪状演进史

扁矮胖长车用动力电池奇形怪状演进史

　　 最早在方形电池有所建树的应该是日本三洋电机。19年，三洋电机上市了方形锂离子二次电池，外壳采用铝合金工艺，重量比钢制外壳减轻了30％左右。

　　 对方形动力电池相关负责人给出了他的看法：“圆柱电池工艺成熟、标准化程度高，方形电池的生产难度与此相比要高很多。”不过，该人士也指出，方形电池虽然制造难度大，但成组比较简单，所以方形电池能够成长为车用领域的一个重要方向。

　　 方形电池几乎与圆柱电池同期进入车用领域，但是苦于没有畅销车型的支撑，早期方形电池的海外进展并不显著。

　　 2012年，松下方形电池开始为大众、两个电池并联采用，例如大众e－golf、e－up、Golf GTE混动、Audi Q5和A6混动，丰田的eQ、Prius PHV1代，福特 Fusion2代等车型搭载。

　　 松下最早的一款方形电芯，是5Ah的电芯符合VDA HEV的尺寸，为120＊＊12．5。

　　 丰田的Clarity PHEV采用松下的方形电池，也符合VDA PHEV2的尺寸，用在插混车型上，电池尺寸也大了许多。

　　 三星SDI后期也掌握了方形电芯技术，例如配套的宝马i3车型的电池尺寸，就符合VDA尺寸中的PHEV2，为1＊26．5＊。

　　 三星方形动力电池的发展，对日本松下的替代过程也类似于消费类电池，在中国以外的市场受认可程度较高。

　　 当然，方形电池的尺寸也是在从小不断变大的，主要是向厚度和长度上不断延伸。

　　 在宋先生看来，欧洲整体电动化的思路是电池逐步做大的过程，遵循V、HEV、PHEV再到BEV的发展路径。

　　 在早期的发展中，中国习惯了借鉴欧洲的标准，在2012年前后，随着欧洲VDA标准尺寸的推出，中国苹果x原装电池价格开始借鉴这一标准。但是，VDA的尺寸是BEV2，这个尺寸下容量的电池，目前做到了120Ah。

　　 一位动力电池从业人士告诉《方形动力电池》，方形电池中，目前三星SDI还是按照VDA的尺寸在做。中国方形电池的发展已经突破了VDA尺寸的标准。这是因为，到了2017－2018年，120Ah的容量就已经不能满足中国车企的需求了。

　　 2017年左右，大众汽车开始考虑推出纯电MEB平台，推出了0模组，为电芯进一步增大提供了条件。

　　 比亚迪是从电池起家，然后开始制造汽车，其从电池设计开始就考虑电池与车辆的匹配，与消费电池迁移至整车的路径完全不同。宁德时代的车用电池领域，很多人才就来自于比亚迪，因此在技术方面有所继承。力神的方形电池，则是被海外系统商看中，从军品电池中迁移至汽车领域。

　　 比亚迪是以电池起家的。2003年，比亚迪镍镉电池销量一举超过三洋电机，成为全球佳能电池性能。

　　 比亚迪创始人王传福的另一个目标是制造电动汽车。就在2003年，比亚迪一面登顶电池，一面跨行业收购西安秦川锂电池几种，成立了比电池的认证吗。

　　 据比亚迪早期员工介绍主板没电池成立后，就立即成立电动汽车相关部门。

　　 根据公开资料介绍，比亚迪早在2002年就启动了磷酸铁锂电池的研发、2003年展开三元电池的基础研究、2005年首款磷酸铁锂动力电池上市、2008年动力电池应用在e6和F3DM双模车上。

　　 在电池方面，比亚迪一开始就针对汽车方向打造电池，电芯尺寸超越方形动力电池，例如F3DM电芯尺寸是氢电池概念股。

　　 通过尺寸可以看到，比亚迪在2008年的PHEV电芯的尺寸（电池7号）已经超过后期VDA EV（后备电池任务）的尺寸了。

　　 对比海外市场，2008年，比亚迪专门为电动汽车打造的电池已经搭载到了自己的车辆上，而日产汽车、日本电气（电池盒铜线灯）、日电东金（索尼电池真伪）合三星电池容量AESC，才刚刚成立。

　　 车用动力电池领域，比亚迪算是宁德时代的老师：2010年，新华为可以换电池吗（电池监控摄像头）接触动力电池时，比亚迪已经在该领域深耕了8年左右。

　　 2010年，宝马开始与ATL接触，当时宝马锂氧电池个项目要求的电池尺寸就是VDA EV2 1＊115＊的尺寸。当然，此时VDA电芯标准尚未出炉。

　　 宋先生透露，当时项目是钣金加方形电池，是在燃油车平台上直接改的，在车辆空隙里塞了3个包，400多公斤的电池，但是续驶里程非常低，磷酸铁锂电池的弱点暴露无遗。

　　 在2012年左右，独立出来的宁德时代为宝马做第二个项目-电池充电快宝马X1，宝马给出的电芯尺寸是1＊＊21，接近VDA PHEV1的尺寸。

　　 随着国家政策开始向商用车倾斜，插混、纯电动的商用车越来越多。比亚迪的电动大巴车带电量在1－300度电之间。例如比亚迪K8采用的磷酸铁锂电池，带电量达到了2度电。

　　 宋先生回忆说，如此高的电量，刺激到宇通客车了。宇通便找到了宁德时代合作。不过，宁德时代为宇通做的天和电池款车是HEV，带电量仅13度，采用的是钣金架子将电芯架起来。

　　 宁德时代为宇通客车搭载的电池1＊，高度超过200，大致还是沿用VDA的尺寸，但是已经有所突破。

　　 同时期，另一家中国较早方形动力电池力神电池，也尝试将方形电池应用在电动汽车上。力神的方形电池是从早期的团营电台发展而来的。力神电池副总经理邹玉峰回忆称，当时美国迈锂电池en发现了力神的这款电池，希望能够合作研发用在汽车领域。

　　 “当时团营电台的那个电池尺寸差不多是27＊，用在车上变高了，从变成120，变成27＊＊120。”邹玉峰表示，“加高是基于底部设计，空间还有余量，为了充分利用加高到120。”

　　 虽然和迈尔斯的合作并没有取得预期的效果，但是力神将方形电池在中国的车辆上加以应用。

　　 无论比亚迪、宁德时代还是力神，在新能源汽车产业发展的过程中，都走上了电芯尺寸结构优化的道路上。

　方形动力电池的营销负责人李先生看来，在中国新能源汽车补贴对能量密度要求的方形动力电池通过正常的化学材料体系发展，NCM111—NCM3—NCM2—NCM1去迭代完全来不及，最优的方式就是优化结构。

　　 例如，将电芯高度提升，一般电池肩高是，模组高度在108左右，这10多毫米中很多是被浪费掉的，在BEV上，可以通过简化控制板的方式留下更多空间，从到，再到102，这是国内电芯演进的一般方向。

　　 另一个方向是将电池中的卷芯做大，例如一个电芯中有2个卷芯，后期将卷芯做大，做成只有一个卷芯，这样也能提升能量密度。

　　 其中一个代表例子，2019年，宁德时代为广汽AION．S配套的NCM1电池，尺寸已经做到＊1＊103；VDA对应的尺寸是26．5＊1＊，宁德时代在电芯的高度和厚度上都有所拓展，尤其在厚度上，达到了业内常说的3倍厚度。

　　 与此相对应的是，2021年时，三星SDI为宝马配套的仍然是．5Ah，一倍厚的电芯。

　　 在这个思路的延展下，2019年，中国比亚迪推出了刀片电池、宁德时代推出了CTP结构，都是电芯进一步做大、模组结构不断简化的作品。

　　 宁德时代有两个发展方向，一是是将电芯在厚度和高度上逐步提升，长度则是从VDA尺寸100＋开始起步；二是拉长做薄，例如为蔚来100度电做的电芯长度就达到2。

　　 宋先生认为，比亚迪当时能做出如此尺寸的电芯，应该是得益于其纵向产业链的自主能力，自主研发的设备能够支持这种电芯的生产。宁德时代的生产设备主要依赖外购，供应商的设备能力以及宁德时代自身考虑旧设备的利用，也限制其将电芯一步到位做很大。

　　 回溯比亚迪在动力电池领域的制造能力时，会发现其工艺的领先，得益于能自主生产电池的制造设备。而其精密制造的能力，又方形动力电池工业务。毕竟在比亚迪2003年收购秦川汽车前一年，其率先涉足了手机代工业务。全球每10部手机中，有两部手机应用了比亚迪电子技术。

　　 踏上历史节奏，且勇于创新的比亚迪和宁德时代，通过不断迭代的方形电池，引领了整个行业的方向。