01.
2020年第一季度还没过完，新能源汽车行业就发生了两件可能影响行业未来走向的事件：
特斯拉宣布国产电动车将采用“无钴电池”。特斯拉此前一直采用松下的三元锂电，即镍钴锰酸锂（NCM）电池。
锂电池行业以正极材料命名，比如说镍钴锰酸锂（NCM）、钴酸锂（LCO）、镍钴铝（NCA）、磷酸铁锂（LFP）等都是正极材料的金属成分。
特斯拉所说的“无钴电池”，意味着只可能是镍钴铝（NCA）、磷酸铁锂（LFP）。而最有很大的可能是四年前，被中国车企广泛使用的磷酸铁锂电池。
有媒体询问特斯拉，是否会采用磷酸铁锂，特斯拉不置可否。
特斯拉是风向标，目前每年所需要的动力电池数量也最多。它本身就代表了一种趋势。
第二件事是，比亚迪在3月29日发布了刀片电池。比亚迪董事长王传福宣称，将为电池路线“纠偏”，重新回到正确的轨道上。
四年前，由于国家对新能源汽车的巨额补贴，以电动车搭载动力电池的能力密度为重要考核因素，绝大部分车企转向能量密度更高的三元锂电，放弃了磷酸铁锂电池。
持续多年的动力电池路线之争，三元锂电占据上风，磷酸铁锂光芒暗淡。以磷酸铁锂电池大卖而冠以“电池大王”称号的王传福，也在争论中沉寂下去。
但两天前的那场发布会，王传福再次换发荣光。他宣称，比亚迪从来就没放弃磷酸铁锂，而是在悄悄进行研发。
2020年，国家补贴几乎完全退出。新能源汽车市场将进入完全市场化的时代，“唯续航里程”论将被打破，而成本、安全等性能，将彻底改变动力电池的路线。
事实上，主流的中国电池商，都没有放弃磷酸铁锂路线。2019年，宁德时代三元电池装机21619MWh，国内市场占有率为55.6%，磷酸铁锂电池装机11247MWh，市场占有率为56.0%。
比亚迪2019年三元(参数|图片)电池装机量7983MWh，市场占有率20.5%，磷酸铁锂电池装机2781MWh，市场占有率13.8%。
02.
四年前，中国和美国的动力电池基本都采用磷酸铁锂电池，日本的是三元材料系列。特斯拉电池供应商即为日本松下电池。
市场上主流的动力锂电池分为三大类：钴酸锂电池、锰酸锂电池和磷酸铁锂电池。一家电池企业的研究部门的一份对比报告数据显示，其对目前市场上应用较广的动力锂电池进行评估后显示，三种电池热稳定性大相径庭。
报告数据显示，钴酸锂电池在高温下最不稳定，磷酸铁锂电池最稳定：当温度达到180度时钴酸锂电池就会分解成氧，放出大量的热能而可能爆炸；锰酸锂电池分解温度高于钴酸锂电池；磷酸铁锂电池达到600度结构依然稳定，不释放氧气。
热稳定性表现为耐温性，有些电池耐温性高一些，有些耐温性差一些，耐温性差的更容易热失控，引发起火等事故。
热失控是电池故障的一种整体性表现，发生在电池内部的可能是被挤压、穿刺或过度充电后使电池内部发生了短路；另外，电解液膜也有一定的温度限制，超过临界点即有可能起火。
钴酸锂电池大范围的应用于手机电池和笔记本电池等用电量较小的产品，使用到汽车上后，特斯拉不得不配备一套专门的热控制装备进行冷却。
特斯拉采用钴酸锂电池的一个重要原因是：电池能量密度高。钴酸锂电池能量密度能够达到150-160瓦时/千克，磷酸铁锂电池只有100-110瓦时/千克，锰酸铁锂电池介于两者之间。
最近几年，磷酸铁锂电池能量密度也获得了较大提升。国轩高科量产的磷酸铁锂电池，单体能量密度已经突破190Wh/kg，系统能量密度突破140Wh/kg。
整个行业水平看，磷酸铁锂电池的能量密度已经和钴酸锂电池的能量密度差距很小。而本身的安全性能，磷酸铁锂远高于钴酸锂。
而从成本上看，磷酸铁锂电池的价格远低于三元锂电池，中国化学与物理电源行业协会多个方面数据显示，目前磷酸铁锂电池电芯的市场报价已降0.6元/Wh，三元电池电芯的报价0.9元/Wh左右，两者差距开始扩大。
这个成本差距意味着，一辆搭载100度电的纯电动汽车，成本差距为3万元。特斯拉Model X(参数|图片) 100D，如果采用磷酸铁锂电池，价格至少可以下降3万元。
这当然是一个巨大的诱惑！
03.
特斯拉电池供应商松下电池走的是18650小电池路线，电池单体即为日常生活中常见的圆柱形电池。因其对电池有较成熟的生产的基本工艺，单体应用于非动力电池上时，稳定性较为出色。
但特斯拉应用到汽车上后，需要用到7000颗小电池才能组成电池包。
电池包内部电池单体数量越多，对电池包的管理也越复杂，对电池包的管理系统提出了更高要求。目前市场化的大部分纯电动车都采用大电池路径，包括比亚迪的混合动力和纯电动车、通用的Volt、日产的聆风(参数|图片)等。
特斯拉考虑的是，当单体损坏需要更换时，小电池能发挥成本优势。“一个大电池可能相当于100个小电池，一个大电池坏了相当于100个小电池坏了，都得换。如果一个小电池坏了，就只换1/100。”一位对小电池路径的行业支持者说。
比亚迪是大电池的推行者，e6(参数|图片)上装载的600公斤电池，实际只有96节电池单体。“之所以松下采用小电池，因为其用的是钴酸锂电池，热稳定性差，如果做得更大会更加难以控制。”上述人士认为与其采用的电池材料、配方有关。
单体电池的大小一直是业内争论不休的难题。上海捷新动力电池系统公司工程部副总监王英认为，电池好有三个评定要素：工艺、设备和经验，松下的18650小电池单体是公认非常成熟的。但如果大电池能达到这样的效果，大电池会有更好的前景。
近日，特斯拉与松下签订协议，计划在未来4年内向松下采购18亿颗汽车用锂电池，供应数量为2011年协议中的三倍多。
而特斯拉仍然要面对的问题是，如何将电池包中的电池单体管理好。特斯拉的核心技术被认为是电控系统，对电池包的管理研究多时。但做电池起家的王传福批评产业链中关键性环节分离的模式，“电池通过采购，而管理系统又由另外一帮人做，很难做到天衣无缝。”
比亚迪最新发布的刀片电池，就是大单体的升级版。特斯拉用7000颗小电池，而同样的电量，比亚迪刀片电池可能只需要100块。
比亚迪即将推出的电动车汉(参数|图片)，就将搭载刀片电池。
04.
比亚迪发布的刀片电池，到底有什么优势？
实际上的意思就是电池大单体化，进而改进模组和电池包的空间，电池包整体的利用率提升了50%，相当于电池能量密度提升了50%。
在比亚迪3月29日的发布会中，比亚迪刀片电池的领军人物何龙，对刀片电池进行了详细介绍，我们将他的介绍整理成文字发布：
今天我们发布的刀片电池的诞生，最早可以关联到空间利用率这个概念上。大家知道电动汽车空间是非常宝贵，那么我们汽车的设计师会千方百计的把汽车的空间留给消费者，会不断的压缩电池的空间。那么空间利率的越高，就代表着有限的空间里边，我们大家可以布置更多的电池。
下面我们看看我们传统电池包的空间利用率。一般来说，传统电池包的生产可以分成两个步骤：第一是由电池组成电池模组；第二是把组装好的模组排布在一个托盘上组成电池包，电池模组里面电池的空间利用率只有80%，其他都是模组的结构件。
从模组再到电池包，由于要承载几百公斤的模组，所以需要在模组之间布置许多量，来保证整个电池包的强度，再加上其他的结构件，使得电池模组在电池包里边的利用率仅为50%。打一个比方，传统电池包就像新买的房子，如果里边有很多的梁、柱，就会显得空间利率特别低。那么电池到模组的空间利率80%，再乘以模组到电池包的利用率50%，等于40%。
整个电池包的空间利用率，也就是说电池包留给电池的空间只有40%。一方面汽车设计师在不断的压缩电池包的空间，一方面消费者对车的续航里程不断的提出更高的要求，如何解决两者之间的矛盾，改善空间利用率，这样的一个问题迫在眉睫。解铃还须系铃人，我们正真看到影响空间利用率的重要的因素是模组和梁。要想提高空间利用率，就要去掉模组和梁，但是没有了模组和梁，电池就没了固定，电池包就没有了支撑。
我们想到了直接把电池拉长，将电池固定在电池包的边框上，让电池同时也变成结构件，直接增支撑电池包的量，这样就既解决了固定的问题，也解决了强度的问题。这一方案使得电池包的空间利用率能够达到60%以上。
刀片电池的电池包和传统电池包对比，电池包的空间利用率提升了50%。空间利用率专业一点讲，电池包的体积比能量密度，空间利用率越高，体积比能量密度就越大。就相当于原来跑400公里的车，现在可以跑600公里。
一提到刀片，大家可能有首先想到的就是太薄，强度不够。但其实恰恰相反，在这里我就不得不提到我们刀片电池的两大优势之一，超级强度。那么就好像我们一个刀片一样，那么刀片如果我们沿着大面来去弯折，的确是非常软，很容易弯折。但是如果我们换一个角度，对这个侧面来弯折，就非常难完成。所以传统的电池包我们大家都知道只有一般有4~5根的这个梁，而我们的刀片电池包里边有100个这样的电池，那么每一个电池就充当一个梁，100个电池就是100个梁，这个强度大家可想而知，有100个刀片电池组成的这一个电池堆已经非常强了，但是我们并不满足，我们还借鉴了非常成熟的蜂窝铝板的结构原理，在100个电池组成的电池堆的上下两面上，粘贴两块高强度的强度板，形成了类似蜂窝铝板的这种结构，使强度再次升级。
电动汽车一个最关键最重要的指标是安全，而电动汽车的安全，其中最重要的又是电池的安全。刀片电池的第二大优势就是安全。由于刀片电池设计带来的电池包的空间利用率的提升，我们得以使用更成熟、更安全、更稳定的磷酸铁锂材料。我们大家可以看到磷酸铁锂材料先天具有的非常优秀的热稳定性。
磷酸铁锂材料本身有四大优势：第一放热反应了启动温度非常高，这个材料在500度以下，其实这个材料都是非常稳定；第二个就是它的放热，很慢，也就是电池包在遇到极端情况下，温升很慢；第三个就是产热很少，产热就是意味着电池在碰撞过程中，释放的热量很少；第四就是它在分解的时候不释放氧气，那么它就减少了燃烧的风险。
