近日,弗迪電池CTO孫華軍受邀接受《21汽車·一見Auto》訪談,就電池研發(fā)路線、刀片電池以及未來迭代方向與媒體記者展開深度對話。
2026年第一個工作日,全球汽車行業(yè)的頭條屬于比亞迪,在剛剛過去的一年,比亞迪的純電動汽車銷量登頂全球,其2025年純電汽車銷量達到225.67萬輛,同比增長27.86%。
從2019年被反超到2025年重奪王座,比亞迪用了六年。但在長跑背后,故事的起點始于23年前的一場技術(shù)路線的漫長跋涉。
登頂?shù)幕?,正是一種曾被廣泛認(rèn)為不適合電動汽車的電池材料——磷酸鐵鋰(LFP)。它曾被主流電動車行業(yè)視為一條“笨路”,能量密度是硬傷。
如今,它因比亞迪的刀片電池而重生,成為全球汽車行業(yè)無法繞過的技術(shù)路線。
布局
確定磷酸鐵鋰研發(fā)路線
2002年,比亞迪董事長王傳福拍板了磷酸鐵鋰研發(fā)路線并始終參與在一線。而孫華軍自2000年從復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系畢業(yè)后加入比亞迪,一路見證了比亞迪動力電池業(yè)務(wù)的成長。
孫華軍說,當(dāng)時行業(yè)主流路線有三條:手機電池采用的、能量密度高的鈷酸鋰;安全性較好的錳酸鋰;以及能量密度最低、但熱穩(wěn)定性最好的磷酸鐵鋰。
當(dāng)時,全球頭部電池企業(yè)的技術(shù)重心集中在消費電子領(lǐng)域成熟的鈷酸鋰路線上,而磷酸鐵鋰由于能量密度偏低,在乘用車領(lǐng)域幾乎無人問津。
“王傳??偖?dāng)時主要的考慮因素是安全?!?/span>孫華軍告訴記者,比亞迪對鋰電安全的風(fēng)險認(rèn)知始于手機電池時代。2006年前后,部分國際品牌因電池過熱引發(fā)的全球大規(guī)模召回事件,給整個行業(yè)上了一課?!案螞r電池做大后,又在交通工具里面使用?!睂O華軍說。
更深層的考量是資源自主、原材料成本穩(wěn)定?!埃ㄈ姵氐模┾捄玩?,這些資源在中國很少,這都會有被卡脖子的風(fēng)險?!蓖鮽鞲T绱私忉?。而磷酸鐵鋰所需的磷、鐵,中國儲備豐富。
于是,比亞迪開始了漫長的探索:2008年,全球首款插電混動車型F3DM搭載了自研的磷酸鐵鋰電池,此后的e6、秦EV、唐DM等主力車型,也以此為根基,比如比亞迪e6的續(xù)航能達到300公里左右。
專注
打磨磷酸鐵鋰電池產(chǎn)品
2017-2019年,疊加新能源補貼政策退坡等因素的影響,新能源汽車市場遇冷,續(xù)航成為核心痛點。
高能量密度的三元鋰電池成為市場上的主角。根據(jù)中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟的數(shù)據(jù),2018年全年三元電池累計銷售34.5GWh,占總銷量比55.4%;對比之下,磷酸鐵鋰電池累計銷售24.4GWh。那時,諸多新勢力的旗艦車型紛紛搭載三元鋰電池,以續(xù)航數(shù)字爭奪市場。
市場壓力下,比亞迪內(nèi)部也有了短暫地動搖。
孫華軍說,我們也在三元電池上投入過研發(fā),但團隊對三元電池的安全風(fēng)險始終存在憂慮,他們擔(dān)心在實際復(fù)雜的用車工況下,安全性是否真的足夠到位。
比亞迪亦經(jīng)歷了王傳福后來所說的“至暗時刻”:“2019年是比亞迪最艱難的一年,當(dāng)時只有一個目標(biāo),就是活下去。”
在行業(yè)普遍收縮、預(yù)期悲觀之際,比亞迪做出了兩個關(guān)鍵抉擇:
一是將戰(zhàn)略重心從商用車轉(zhuǎn)到乘用車,重金引入頂級設(shè)計力量;二是在技術(shù)路線上,頂著壓力持續(xù)打磨當(dāng)時已被邊緣化的磷酸鐵鋰電池。
創(chuàng)新
打破磷酸鐵鋰性能瓶頸
這次被比亞迪內(nèi)部稱為“青海會議”的討論,讓動搖的團隊重拾信心,并為“刀片電池”的誕生按下啟動鍵。
孫華軍說,爭論的焦點是磷酸鐵鋰如何實現(xiàn)600公里的長續(xù)航。電池團隊轉(zhuǎn)換了思路:不再只盯著能量密度,而是計算電池包的空間利用率。他們發(fā)現(xiàn),過去平臺電池包不規(guī)則,空間利用率只有約40%,僅能實現(xiàn)約400公里續(xù)航。而新平臺的電池包是規(guī)整的扁平形狀。
王傳福當(dāng)時打了一個比喻,“一根筷子容易折,一把筷子折不斷?!卑央娦咀龀砷L條狀,緊密排列成“刀片”,就能在有限空間內(nèi)塞進更多電量。“如果把電芯拉長,緊密地排在一起,一算,空間利用率就可以超過60%。”孫華軍回憶。
將構(gòu)想變?yōu)楝F(xiàn)實是更艱難的工程爬坡。近一米長的超薄“刀片”電芯,面臨疊片精度、極片裁切、超薄長鋁殼制造三大天塹?!暗镀姵氐慕Y(jié)構(gòu)對我們來說是全新的挑戰(zhàn)?!睂O華軍說。
電池團隊為此重構(gòu)了制造體系。例如,為解決裁切毛刺可能刺穿隔膜引發(fā)短路的問題,他們開發(fā)了特制的超長切刀。
2020年,“刀片電池”橫空出世。發(fā)布會上,王傳福親自展示了針刺測試視頻,以最直觀的方式向市場宣告了其超越三元電池的極致安全。同年,全新外觀、首款搭載刀片電池的旗艦轎車漢上市。
刀片電池的成功,為比亞迪后續(xù)全面爆發(fā)的產(chǎn)品攻勢奠定了基石。2020年下半年開始,比亞迪銷量開始回暖,當(dāng)年新能源汽車銷量達到19萬輛。
2021年,比亞迪乘勝追擊,推出搭載第四代DM技術(shù)的秦Plus和宋Plus等車型,精準(zhǔn)切入家用市場,憑借刀片電池帶來的安全與成本優(yōu)勢,開始助推銷量回升。2021年,比亞迪新能源汽車銷量超60萬輛。
在供應(yīng)鏈危機時,講究垂直整合的比亞迪優(yōu)勢更為突出。2021-2022年,當(dāng)全球車企深陷“缺芯少電”困境時,產(chǎn)業(yè)鏈成為了比亞迪最深的“護城河”,也贏得了繼續(xù)騰飛的窗口期。
堅守
持續(xù)探索磷酸鐵鋰技術(shù)
過去20年,比亞迪是對磷酸鐵鋰路線最堅定、敢于大手筆投入研發(fā)的車企。目前,比亞迪動力電池研發(fā)團隊約1萬人,這使得比亞迪在電動化時代贏下一局。
進入2025年,全行業(yè)競逐超充與固態(tài)電池新風(fēng)口,競爭焦點已經(jīng)轉(zhuǎn)向補能效率和700公里以上的更長續(xù)航。
比亞迪的路徑還是遵循從實驗室驗證到中試,再到量產(chǎn)爬坡的嚴(yán)謹(jǐn)工程節(jié)奏。2025年,比亞迪推出“5分鐘補能400公里”的兆瓦閃充電池。
但磷酸鐵鋰電池依舊是比亞迪的主線。孫華軍透露,未來仍會加大磷酸鐵鋰的研發(fā)投入,安全始終是比亞迪首要考量因素。
“工程師可以試錯,實驗即使失敗也是一個結(jié)論,能證明某條路走不通。但技術(shù)管理者必須要有強烈的風(fēng)險意識,因為電池就像一個‘六邊形戰(zhàn)士’,需要在成本、充電速度、壽命、安全、能量密度等多方面取得平衡?!睂O華軍如是說。
媒體訪談|Q&A
選擇磷酸鐵鋰
藏著比亞迪的“第一性原理”
市面其他電池路線還有哪些,磷酸鐵鋰的能量密度比較低,你們是怎么考慮的?
孫華軍:當(dāng)時市面路線有好幾個,比如有沒有可能直接用手機電池的路線?鈷酸鋰的能量密度相對比較高。第二個是安全性好一點的錳酸鋰,我們也做了很多嘗試。
磷酸鐵鋰也是非常好的技術(shù)路線,因為它安全。首先就是安全,但能量密度很低,這點我們非常清楚。所以在車?yán)锸褂?,如果不解決能量密度問題,可能并不能完全成功。
從2005年比亞迪第一款磷酸鐵鋰動力電池面世,到2008年推出F3DM,搭載磷酸鐵鋰的新能源汽車首次進入消費市場,這三年你們主要在解決磷酸鐵鋰什么問題?
孫華軍:當(dāng)時我們已經(jīng)嘗試這種疊片的工藝方式。由于電池要做大,電池做大后在電極生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性和一致性上面臨很多挑戰(zhàn)。因為要用于車輛,所以我們當(dāng)時也在思考動力電池的一致性如何實現(xiàn)。這些都是在那幾年摸索的。
我們堅持磷酸鐵鋰路線,骨子里是因為相信能量密度只是個技術(shù)問題,總能找到辦法解決。這也是我們覺得工程師的使命就是把這個問題解決掉。
比亞迪為什么在國內(nèi)研發(fā)空白期選擇走磷酸鐵鋰路線?
孫華軍:當(dāng)時我們看到了安全性的方向。但是,我們的確做了很多工作,就像你剛才提到的自己動手。這里面很大的一個問題,其實是基于當(dāng)時國內(nèi)和我們公司的資本以及勞動力結(jié)構(gòu)下的生產(chǎn)體系重構(gòu)。所以它不是一個簡單的替代或模仿,而是創(chuàng)新,而且是從第一性原理出發(fā)的。
所以當(dāng)時我們開創(chuàng)了比亞迪的生產(chǎn)模式,也符合當(dāng)時中國的生產(chǎn)環(huán)境。就是將流程分解之后,讓人工高效地結(jié)合,然后分解成一個個標(biāo)準(zhǔn)化的工作流程。
青海會議:
破解續(xù)航、成本和安全的“三角難題”
在2018和2019年,比亞迪的生產(chǎn)的三元電池就超過了磷酸鐵鋰。關(guān)于堅持磷酸鐵鋰路線,在哪次關(guān)鍵節(jié)點你們達成了共識?
孫華軍:其實真正最終達成共識是在2018年那一次青海的會議。我們整個核心團隊都在現(xiàn)場,王傳福總、廉玉波總,還有電池團隊的主要成員一起討論到底該定哪個方向。
一方面,當(dāng)時我們正在規(guī)劃新一代的電動車平臺,這是一個非常重要的節(jié)點。真正的純電平臺該怎么設(shè)計?怎么實現(xiàn)平臺化?這應(yīng)該是我們的第一個純電平臺,也就是后來2020年上市的漢。但在2018、2019年設(shè)計階段,我們就在討論:全新的純電平臺到底該用三元電池還是磷酸鐵鋰?該選用什么樣的電池?
團隊內(nèi)部最后是如何達成共識的?
孫華軍:王總的指示非常明確。他始終強調(diào),我們堅持的大方向一定是正確的,安全和成本這兩點根本沒問題。這跟公司的“三大綠色夢想”也完全契合,其中就包括儲能。這個方向,他一直在向我們灌輸,一直在強調(diào),從來沒有錯。
傳統(tǒng)的電芯結(jié)構(gòu)其實是卷繞式的,要改成刀片形態(tài),你們最初面臨的最大技術(shù)障礙是什么?
孫華軍:刀片電池的結(jié)構(gòu)對我們來說是全新的挑戰(zhàn)。在電芯層面,首先是疊片精度問題。正負(fù)極之間間隙不能太大,否則影響容量和邊緣對齊;也不能太小,否則精度不夠可能引發(fā)安全問題。其次,尺寸大幅增加后,極片需要做得更寬。而當(dāng)時國內(nèi)沒有這么寬的涂布和輥壓設(shè)備。極片長度接近一米,傳統(tǒng)分切工藝無法適用,而疊片工藝要求四邊全部裁切,毛刺控制成為巨大挑戰(zhàn),鋰電池最怕毛刺,一旦刺穿隔膜可能導(dǎo)致自放電、短板效應(yīng),甚至熱失控。
結(jié)構(gòu)件也是難點。傳統(tǒng)鋁殼通過拉伸或擠壓成型,壁厚較厚;而刀片電池的外殼厚度僅0.3毫米,又長又薄,傳統(tǒng)工藝完全無法滿足。
剛才提到毛刺問題,刀片電池發(fā)布時王傳福曾重點介紹針刺實驗。你們最初是如何解決毛刺以確保安全的?
孫華軍:毛刺問題我們嘗試了很多方案。傳統(tǒng)分切工藝是上下切刀,相對成熟,但刀片電池每一層極片有四條邊,傳統(tǒng)方式不適用。我們曾研究用激光切割,但后來沒有成功。最終,我們自主研發(fā)了一把一米多長的切刀,在刀刃角度、厚度、材質(zhì)以及整把刀的直線度上,進行了大量實驗與驗證,通過不斷優(yōu)化才把這個問題解決掉。
未來
仍會加大磷酸鐵鋰的投入
未來刀片電池迭代的方向在哪?
孫華軍:目前充電速度不夠快,這是個實實在在的痛點。所以未來提升充電速度一定是個大方向。包括北方低溫等問題,也是需要解決的。兆瓦閃充技術(shù),其實就是從這些痛點出發(fā),重新進行架構(gòu)設(shè)計的平臺化產(chǎn)品。
明年7月,新國標(biāo)就要來了,無疑會推高全行業(yè)的安全技術(shù)門檻。比亞迪刀片電池已率先通過認(rèn)證,這將在未來1-2年內(nèi)為行業(yè)競爭格局帶來什么具體影響?
孫華軍:新國標(biāo)在很多關(guān)鍵指標(biāo)上都做了提升。比如我們能看到,早期的上一版國標(biāo),主要是要求電池發(fā)生熱安全事故時,要給乘客留出5分鐘的逃生時間。
而新國標(biāo)則更加完善,更從市場和消費者安全的角度出發(fā),提出了更高的要求:當(dāng)電池發(fā)生熱失控時,不能起火,煙氣也不能進入乘員艙。這些都是非常好的安全方向。
當(dāng)然,每個企業(yè)對安全的理解和自身標(biāo)準(zhǔn)也會有所不同。以我們自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為例,就包含了要求電池必須通過針刺測試。這實際上是從電池的“本征安全”這一根本角度出發(fā)的。
這樣看磷酸鐵鋰電池的占比會更高嗎?
孫華軍:未來我們?nèi)詴哟罅姿徼F鋰的研發(fā)投入,安全始終是第一位的。
從安全的角度來說,你看到我們的標(biāo)準(zhǔn)也在不停地升級,因為更大的車輛保有量必然帶來更復(fù)雜的工況覆蓋?,F(xiàn)在我們的要求是,哪怕一個電芯出問題,也不能起火,核心還是從電芯本身的安全出發(fā),所以我們持續(xù)在做本征安全的提升和品質(zhì)管控的加強。
但車是運動的,總會遇到各種不可預(yù)知的極端工況。所以在安全上,我們還得進一步延伸,就算在相對極端的情況下,電池也必須是安全的。這也是行業(yè)現(xiàn)在的一個共識。在新的國標(biāo)基礎(chǔ)上,我們還會在電池安全方向上投入更多工作,持續(xù)去提升。
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