把刀片電池做成“圓柱形”,比亞迪六稜柱電池轉為特斯拉打造?

把刀片電池做成“圓柱形”,比亞迪六稜柱電池轉為特斯拉打造?

比亞迪透過刀片電池,在技術路徑上將汽車動力電池的安全性,以及磷酸鐵鋰電池的利用效率都提升到了一個新的高度。在當下的終端新能源車消費市場上,刀片電池也為比亞迪賺足了口碑與銷量。不過作為新能源汽車發展的重要部分,動力電池技術正處於高速更迭的狀態。比如寧德時代的麒麟電池,特斯拉的4680電池等等,都虎視眈眈。值此內卷之際,比亞迪近期公開了自己的六稜柱電池專利。這又會是一款怎樣的動力電池呢?它能鞏固比亞迪在電池領域的優勢地位嗎?

比亞迪版大圓柱電池,相容特斯拉4680

從目前汽車動力電池的主流形式來看,主要有圓柱形、方形以及軟包等等。但比亞迪這次的六稜柱電池,顧名思義,是一個六邊形的柱形結構。乍看起來,與傳統的動力電池結構完全不相同。但從尺寸來看,比亞迪六稜柱電池還是更接近圓柱形電池一些。比如,其整個殼體(蓋體+殼體)的高度在60-150mm之間,殼體內接圓直徑在15-60mm之間。作為參考,特斯拉4680電池的高度為80mm,直徑為46mm。

把刀片電池做成“圓柱形”,比亞迪六稜柱電池轉為特斯拉打造?

於是我們也可以很直接地發現,最近與特斯拉“眉來眼去”的比亞迪,其新專利可以完全相容特斯拉4680電池的單體結構。更直接的是,專利中提到“殼體高度可以為90mm,內接圓直徑可以為40mm”,這幾乎可以看作是比亞迪六稜柱電池的預設尺寸。而考慮到六邊形造型,這一“預設尺寸”與4680電池的相似度似乎過於高了點。

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當然,表現形式上,比亞迪六稜柱電池還是與圓柱形電池有很大差異的。那麼比亞迪為什麼要這麼設計呢?首先,圓柱形電池一直以來都有一個無法規避的短板,那就是無法有效地利用空間。單體電池排列之後,由於圓柱形的結構,導致互相之間縫隙較大。而如果改為六邊形,你就會發現單體電池之間,互相可以緊密地連線在一起,增加單位面積的利用效率。專利中對此也是描述到,“這種電池可以增大極芯的容量,且殼體內可以容納更多的電解液,以延長極芯的使用壽命”。

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而將視野拓寬到整個電池模組,你會發現以六邊形結構組成的電池模組,形似蜂巢造型。這一整體結構的穩定性與強度,相比更容易受振動、衝擊影響的圓柱形電芯,顯然也要更為突出。因此,也有訊息稱該電池的外殼材質有可能採用鋁合金。這樣既能保證動力電池的強度,又可以減輕電池包的重量。這種高強度電池包的意義不僅在安全性方面,對於目前電池與車身的整合趨勢,也有很強的意義。比如特斯拉的CTC方案,就取消了座艙地板。而比亞迪的CTB方案正是透過刀片電池的結構強度,直接融入車身設計中,成為構成車身結構的一個部分。顯然,六稜柱電池的設計理念,也延續了比亞迪CTB方案的精髓。

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不過,在單體電芯緊密結合的情況下,電池包的散熱將會成為新的課題。從目前公開的專利情況來看,比亞迪六稜柱電池分為兩個部分。即,由殼體本身,以及一個蓋體共同構成。其中蓋體的設計比較特殊,電芯的正負極都設計在這一個蓋體中。其中,中心位置的圓柱形為負極,外圈的三個凸起長方體是正極。作為電池發熱較為明顯的正負極位置,比亞迪將其放置在同一側,這對於散熱而言,可以更多強化單側即可,增加了佈局的靈活性。無獨有偶,蔚來此前也公佈過一則正極耳與負極耳設定在同側的柱狀電池專利,意圖也是在於提升電芯的有效空間利用率。

還是磷酸鐵鋰開路,要做三元鋰得看特斯拉?

以上都是依據目前公佈的專利圖所做出的一些分析與適當猜測,以下內容則更多是根據技術角度的發展方向,做出一些更大尺度的推測。

把刀片電池做成“圓柱形”,比亞迪六稜柱電池轉為特斯拉打造?

首先可以看到,比亞迪從刀片電池的成功中,收穫了“安全”這一“人設”。然後在六稜柱電池的專利中,也可以看到部分針對安全性設計的身影。於是我們也有理由相信,比亞迪六稜柱電池,很有可能還是會從安全性著手。比如仍然使用磷酸鐵鋰電池,就是一個在技術與市場接受度上,都比較容易接受的初期方案。此外,六邊形的電芯結構,不一定就意味著結構內挖掘的空間全部都給予了電解液等等。比亞迪也有可能留下一定的空間,給予散熱部分。當然,類似特斯拉那種,在單體電池之間採用散熱材料進行包圍的做法,也可以參考。不過特斯拉採用的就是鋁帶散熱結構,而比亞迪該電池的殼體很有可能就是採用鋁合金材料。具體的導熱形式,還需要等待進一步的資訊披露。

把刀片電池做成“圓柱形”,比亞迪六稜柱電池轉為特斯拉打造?

那麼比亞迪費盡心力弄出來的這個六稜柱電池新專利,就是為了設計一個刀片電池的圓柱形版本變體嗎?很顯然這也是不可能的。在刀片電池攻城拔寨的初期,其能量密度方面相比三元鋰電池的劣勢,被結構優勢所隱藏。但在高階車型上,市場仍然無法忽視高鎳三元鋰電池的能量優勢,以及其背後的發展潛力。可想而知,至少主觀上比亞迪並不會單純地梭哈磷酸鐵鋰電池。這樣來看,這款六稜柱電池有一定可能會成為比亞迪在三元鋰電池路線上的試驗田。

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如果繼續推下去,這塊試驗田結出的果實,預計也將先有特斯拉品嚐。目前,比亞迪與特斯拉就刀片電池的合作似乎已經塵埃落定。而且目前特斯拉旗下的產品就有搭載磷酸鐵鋰電池的存在。但無論是Model 3還是Model Y,其高效能版本,或者說價格昂貴的版本,都還是採用的三元鋰電池。比亞迪與特斯拉的合作如果僅限於刀片電池領域,顯然並不足以滿足特斯拉的胃口,以及其擺脫LG與松下供應壟斷的局面。即使特斯拉的4680電池還要仰賴松下等老夥計的代工產能,但比亞迪六稜柱電池在結構上無縫對接的現實,或許有潛力隨著時間變化而持續發酵。

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