針刺試驗透露了什么？

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最近，電動圈頗不寧靜。寧德時代與比亞迪的技術路線競爭，已經落到一個具體的針刺試驗上。動力電池領域本來是toB的領域，一般只有主機廠比較重視，但這次居然上了熱搜，能從枯燥的技術上提煉出娛樂元素，著實不簡單。復雜的技術原理，可能多數人聽不懂，但用針刺東西大家都懂。

初始還算全民科普活動，后來“畫風”就變成邏輯之爭，頗具民間“大專辯論賽”的風采。

比亞迪挑戰針刺

問題的種子埋在3月29日，這一天比亞迪發布了磷酸鐵鋰刀片電池，常規宣傳之后，還進行了后來廣受關注的針刺試驗，參加試驗的有三元鋰電池（單體）、塊狀磷酸鐵鋰（單體）、磷酸鐵鋰刀片電池。試驗結果表明，三元鋰電池被刺瞬間，表面溫度達到500℃，猛烈噴發高溫氣體，發生爆炸；介于中間的塊狀磷酸鐵鋰電池，溫升在200-400℃，有煙無明火；而刀片電池只有刺穿點附近產生較小溫升（60℃），熱失控蔓延速度比較溫和。

老實說，這個實驗有點不公平。動力通常由單體（Cell）、模組（Batteries）、電池包（PACK）依次組合而成。上述試驗中，前兩者是單體，而刀片電池則將單體直接做成特殊結構，已經不再是標準單體。

當時尚未卸任比亞迪汽車董事長的王傳福稱：“搭載刀片電池的新能源汽車，將把‘自燃’這個詞從新能源汽車的字典中徹底抹掉。”

一石激起千層浪。在短視頻時代，一些新能源車自燃的畫面給公眾留下深刻印象。燃油車也不乏自燃事故，但至少從印象上，新能源車的自燃似乎來得更猛烈、起火和蔓延速度快，乘員只有很短的時間逃生。

王董一句“抹掉”，如果成真，確實樹立了電動車的安全新標桿。不過前提是，采用磷酸鐵鋰方案。該方案一直由比亞迪力捧。

寧德時代接招

5月11日，在寧德時代高層幾乎全員出席的2019年業績說明會上，有投資者問到電池安全檢測和關鍵措施。寧德時代董事長兼CEO曾毓群稱：“電池的安全和電池的濫用測試是兩回事，有些人把濫用測試的通過等同于電池的安全。”

顯然，“濫用測試”指的是比亞迪公開的三種動力電池的對照針刺試驗。

兩家動力電池的頭部公司大佬隔空互懟，雖然時隔一個多月，但“時差”完全不是問題。吃瓜的新聞界就喜歡這種戲碼，馬上炒熱。

比亞迪汽車銷售公司副總經理李云飛隨后在微博隔空喊話：“不服？那也來扎一下吧。”

從辯論角度，這顯然是一種“帶節奏”。三元鋰電池過不了針刺，是業內共識。寧德時代選擇正面回應，無疑以短擊長。但寧德時代還是拿自家三元鋰電做了針刺試驗，而且還做了兩次。

5月22日晚，寧德時代放出一段視頻，顯示鋼針觸碰到保護電池的鋼板后折斷，未能穿透電池包。視頻配文稱：“是什么阻礙寧德時代做針刺測試？是技術？是體質？是巨頭的面子？不，是鋼針！”

5月23日晚，寧德時代又放出第二條針刺試驗視頻。這一次，寧德時代對5系、8系三元電池模組進行針刺，均刺穿。結果表明電壓下降很少，也沒有引發短路。視頻配文稱：“寧德時代早在2017年就已掌握三元電芯通過針刺測試的技術，但是為什么沒有推廣？通過針刺測試=電池安全嗎？”

邏輯有問題

這兩個視頻，引發大量吐槽和批評。原因很簡單，寧德時代沒有明白針刺是為了什么，以為擋住了針刺，或者外力施加的擠壓、碰撞，就能保護電池。這就相當于整車廠商辯解“我的主動安全可靠，剎車距離短，絕對不會撞，因此沒必要在被動安全上下功夫”。

寧德時代所做的針刺，顯然沒有引發熱失控。也就是說，激勵條件不足。國標對針的直徑、錐角、速度都做了規定，如果未能刺穿，應該增大激勵，而不是宣布“鋼針不行”。

第一次未刺進，第二次雖刺進但未引發熱失控，因為電壓下降不滿足國標要求（國標意見稿中規定，電壓下降值要超過25%）。實際上同第一次沒有區別。

顯然，寧德時代在研究如何被刺而不熱失控（短路），而不是熱失控后的表現，從而犯了邏輯錯誤。但寧德時代方面似乎不以為然，還稱，很快將有第三則視頻放出。

寧德頭鐵

三元鋰電池因為在200℃以上會釋放大量游離氧，因此一旦到了這個溫度，劇烈化學反應將不可遏制，將會發生爆燃。眾所周知，電池的熱穩定性，材料化學特性是決定性因素。熱穩定性從差到好的順序為：鈷酸鋰<鎳鈷錳<錳酸鋰<磷酸鐵鋰。前兩者都是三元鋰電池。

值得一提的是，工信部在2018年1月發布《電動汽車用鋰離子動力蓄電池安全要求》征求意見稿，但時至今日仍未發布正式文本。

《要求》意見稿中，仍“推薦”針刺作為候選方法。其實不論針刺、擠壓、碰撞，都是為了激發電池的熱失控。而電池內部的支晶生長，刺破隔膜后也能引發熱失控。此時無論多堅硬的外殼，都無濟于事。

業內同樣心知肚明的是，三元鋰電池過不了針刺這一關，定稿的強制標準，預計要把“針刺”拿掉，或者讓廠家二選一。

三元鋰電池的能量密度高，低溫性能相對好；而磷酸鐵鋰電池化學穩定性好，因為無鈷，成本低20%以上，兩者各有所長。現在“刀片”來攪局，局面就有點亂。

寧德時代頭鐵接下這么一個明顯對自己不利的挑戰，結果可想而知。參與制定國標的寧德時代，居然會犯這種低級錯誤，被對手帶偏節奏，簡直匪夷所思。

兩條路線的斗爭長期化

今年Q1，寧德時代喪失了維系3年的全球頭號動力鋰電池供應商位置。去年寧德時代還占了國內動力電池裝機量的半壁江山，達到51%。

特斯拉國產化成了國內動力電池市場最大的變數。國產Model 3采用磷酸鐵鋰方案后，能量密度為160Wh/kg，這還是寧德時代優化了單體到電池包結構之后的結果。

磷酸鐵鋰電池雖然便宜，但較低的能量密度，導致只有更重的電池包才能維持原有續航能力。雖然裝有寧德時代磷酸鐵鋰電池，在5月14日進了工信部新車申報目錄，但寧德時代更有動力推自家的三元鋰電池方案，而特斯拉方面顯然更在意400公里續航節省的5600元成本。而且，國產Model 3使用的三元鋰電池已經由LG包攬。后者簽的是保障性合同，與寧德時代不同。

而比亞迪方面聲稱，刀片電池利用電芯本身的強度，跳過模組，直接組裝成電池包，節省40%空間，體積利用率由傳統架構的40%，提升為60%。也就是說，續航提升50%，從而靠特殊結構追上三元電池能量密度。

而且，比亞迪有意將電池公司拆分出去，加強向第三方供貨。眼下，因為鈷金屬的全球儲量集中于非洲，基本上不掌握在我國企業手里，漲價太快，而且含鈷電池報廢后處理很麻煩，所以今年掀起了空前的“無鈷”熱潮。以前落下風的磷酸鐵鋰方案，回到舞臺中央，就是熱潮的具體呈現。拿到特斯拉非保障合同的寧德時代，當然坐不住了。

寧德時代同時具備兩種技術，按理說哪種方案占上風，它都能應對，但它視比亞迪為首當其沖的挑戰者。設計欠妥的針刺試驗，透露了寧德時代面對“無鈷熱潮”的心態有點失衡。本來缺乏實證的吃瓜媒體，反而坐實了刀片電池擁有“大殺傷力”的印象。

國內動力電池的新格局，正在演變為日韓的三元鋰電池與比亞迪的磷酸鐵鋰電池對抗。作為昔日龍頭老大的寧德時代，雖然兩邊下注，但其實首鼠兩端。這是否預示著明年動力電池排名的繼續動蕩，值得關注。