SexHaver420
2024-04-13T12:01:00+00:00
放这里算个资料备份,隔壁讨论了4680电池,也经常拿刀片电池和磷酸铁锂出来批,就经常用本文里的资料反驳,这次直接搬过来。
这两天看见比亚迪刚公开的六边形蜂窝结构电池专利,在具体分析专利的同时也引发了一些其他思考。我分析比亚迪切入点一般不大,力求见微知著,希望能得出有价值的东西与大家分享,做为比亚迪多年的支持者,也在不断了解它的路上 ,与其一起成长。
我是极少讨论技术的,不轻易就不专业和熟悉的领域发表看法,不然以38之流的那些小伎俩本来是可以轻松揭穿的。当然本文根本上也不是讨论技术,只是做个引子。
电池技术的发展,行业和个人都把大多数的注意力放在材料体制上,如当前的三元和磷酸铁锂之争,一些材料改良,如石墨烯和硅碳负极。还有新一代电池体制,主要是固态电池的多个路线。但往往忽略了电池结构形式及其创新对电池行业发展、产品打开市场的巨大作用。经常看到一些技术盲和喷子的电池结构无用论,什么刀片电池就是磷酸铁锂改了包装,换汤不换药。4680就是18650、2170放大,有什么创新?这种观点极其肤浅。事实证明,电池结构形式的创新,在一定时期能起到改变行业的巨大作用,甚至超过同时期材料技术(发展是相对非常缓慢的)进步的作用,下面会展开说。第一个业内尝到结构形式创新(包括应用)好处的企业其实是特斯拉。特斯拉造车早期苦于当时没有高性能又成熟可靠的车规级动力电池,灵机一动把当时笔记本上的18650电池(NCA)几千颗串并联组合在一起。这种电池是消费电子级电池,虽然能量密度高,但易燃易爆本来不适合上车,特斯拉这是病急乱投医,但也因此获得了良好的性能和续航等关键参数,足够引起市场的兴趣。虽然特斯拉这种相对忽视安全的行为一直被诟病,但客观说,对自身发展有一定必要性,如果不这样做就不能及时造出能上路的车,特斯拉这么一个资本驱动的初创企业可能早死了。对行业也一定的借鉴性,不过特斯拉这种玩火的路线,就算它开放了一些相关专利,但跟随者寥寥无几。主要是非常凶险,技术门槛也不低。
同期几乎同时起步的比亚迪也开始尝试做电动车。它走的是先动力电池再整车的比较扎实稳妥的路线。比亚迪在初步掌握磷酸铁锂技术后便筹备制造电动车。但磷酸铁锂(LFP)相对于另一主流的电池体制三元(NCM)的致命劣势是能量密度太低。以至于初期并不太适合家用车,比亚迪早期的F3E,F3DM都没有成功。所以比亚迪打开市场靠的是更重视安全可靠的商用车,如遍布全球的电动大巴,主要作为出租车的E6等。本来磷酸铁锂和三元作为同代的不同技术路线,各有优势,一时瑜亮,一个安全长寿命,一个能量密度高续航长。相对均势,各取所需。比亚迪似乎对三元上车很排斥,认为其安全性不能大规模普及。我推测比亚迪当时的战略是:以磷酸铁锂为基础车型,配合插电混动一起过渡到安全高性能的固态电池成熟。但到了2015年一系列补贴政策调整,越来越倾向于高能量密度,这是三元的优势。而且虽然安全对车的重要性不言而喻。但安全性缺乏量化指标,也容易营销灌水,没有续航里程这种来的直截了当,消费者更认可后者。这样操作下来整个市场三元得势,磷酸铁锂逐渐式微。比亚迪也不得不跟进三元(虽然它的三元也是和磷酸铁锂同步研究,但没有优势了)。比亚迪也因此丢到了国内动力电池市场第一位置,宁德时代强势崛起,领导着行业的发展方向,把三元从523一路推向811,几乎成了不可阻挡的市场趋势。磷酸铁锂也被打上了落后的标签,似乎很快要退出市场。到2019年市场份额已经让三元压缩到极限。直到比亚迪的刀片电池横空出世,力挽狂澜,强势阻击了三元811的扩张势头,帮助磷酸铁锂止住了颓势,并在两年之内成功逆转三元。
关于刀片电池,我之前回复一个特粉发了个长评论(放后边附加里),谈了刀片电池对磷酸铁锂的质的提升和其他贡献。刀片电池说白了,就是比亚迪把磷酸铁锂本来的相对安全特性发挥利用到极致。刀片电池的和超大散热面积、电芯中心与外壳的相对短距离(也影响散热)和超长的电回路。让磷酸铁锂本来就更强的防热失控能力进一步提升,应对内部短路也更有底气。穿刺实验对比普通磷酸铁锂已经证明了。借助这种安全优势,刀片电池扔掉了传统复杂的液流散热结构,把体积利用率提高到业内最高,在体积能量密度上基本达到了三元电池的水平(在乘用车上要比质量能量密度更重要),在能量密度追上的情况下,安全性优势才得以发挥而且会越来越明显。为磷酸铁锂收复失地打下了坚实的基础。刀片电池创造了一个神话,怎么说呢?同代电池路线里有个不可能三角,分别是能量密度、安全和成本。正常情况下,常规改进是不能同时获得这三点的。例如三元电池从523发展到622再到811,主要是为了提高能量密度和降低成本,但牺牲了安全,同理可推其他情形。刀片电池打破了这个不可能三角,它提高了能量密度,提高了安全性还降低了成本,一举三得!不对,还能利用结构特性调高了车身刚性,也帮助实现了轻量化。这是多少得? 这不是神话是什么?这就是某些人嗤之以鼻的换个包装?明明不是电池材料体制基础的重大革命性技术进步,看起来也没什么高技术含量,不过是结构工艺的创新。怎么能能起到如此巨大的作用,怎么解释?我想到前些年互联网曾经热捧的微创新。小创新,但有大能量。苹果没有发明手机和触摸屏但把两者结合的最好,刀片服务器对行业也产生了深远的影响。微创新往往能带来更好的用户(包括B端)体验,更佳的实用效果。在基础技术发展缓慢且行业基本同步的情况下,结构创新这种看起来要小得多的创新往往能起到立竿见影,一招制敌的作用。甚至比一般的基础材料突破更有市场价值。
我之前曾论断刀片电池会是固态电池(可以做成一个整体)成熟以前最好的车身电池一体化结构形式。现在看有些草率了,可能会被打脸。不过好在是让比亚迪给打的。新专利的六边形蜂窝结构电池某些特性可能比刀片电池更加的极致或者说变态!几乎可以断定这个电池材质也是磷酸铁锂。这种电池成组后散热难度会更大,刀片电池相邻之间起码还要打一些散热胶。到蜂窝结构应该不会加胶水(或者很薄一层,不然意义就不大了,不如直接用圆柱。有人认为是三元,我认为从安全上看,刀片电池更适合三元,前两天比亚迪公布了一个双层刀片的专利可以研究下)。虽然磷酸铁锂耐热性强,但挑战依然很大。有道是没有金刚钻不揽瓷器活。比亚迪敢这么玩,这说明比亚迪对磷酸铁锂系相关技术的掌握已经炉火纯青,登峰造极!如果此蜂窝结构的电池组成功应用,将会带来至少三大优势:第一,更高的结构强度,蜂窝结构作为人类应用最成功的的仿生学案列之一,具有很突出的结构强度和轻量化优势,强度方面预计将会超越刀片电池结构,轻量化未知,要看电池外壳材料厚度,结构强度是可以转化为轻量化的。第二,更高的体积利用率,对圆柱和常规方体电池不必说,对刀片电池不好说,超过是有可能的,要看电池内部空间的利用和电池外壳。第三、成本的进一步降低。由于可以使用传统最高效的卷绕工艺,成本预计比刀片电池更低,对其他类型电池优势更大。
讲到这里,我想多数人应该认可这个专利技术的价值了。不管这个专利是发明还是实用新型,是进攻性还是防御性,都足以让对手眼红和眼馋。但为什么这个专利技术没有出自全球第一电池厂宁德(足够代表行业,其磷酸铁锂技术也不弱,出货量长期高于比亚迪),也没有出现在一直喜欢玩小单体拼装的特斯拉(这个蜂窝结构类似特斯拉圆柱电池模组)手里呢?我觉得他们都不是比亚迪这种全能玩家。
先说宁德,刀片电池出来后,打了811一个措手不及。押重注的筹码兑现不了,还要忍着让比亚迪把市场份额不断蚕食。这两年宁德时代实际上在被动的防守(坚持三元但放缓811),适度的反击(麒麟电池),偶尔玩些概念(钠电池),要挺到固态电池成熟才能稍微放松。宁德作为全球大厂,研发实力毋庸置疑。但主要方向还是在电池材料上,结构的创新是相对不足的。它搞的结构就是像个补锅匠,顽固的想把三元的缺点弥补,如所谓的麒麟电池;或者像熊瞎子掰棒子,掰一个丢一个,如初代CTP。这一方面宁德毕竟不是整车厂,对于电池结构和车身结构的关系理解自然不如有整车的比亚迪。另一方面,它主攻方向的三元特性决定了在结构方面的发挥空间远没有磷酸铁锂的大,论对磷酸铁锂技术的精通应该也是不如比亚迪的。还有一个可能是两家的技术、战略思维高度不在一个层面,这就是曾毓群和王传福的差距。曾毓群好赌,王传福更狠!能够看好并坚持一个方向一二十年不动摇,遇到困难和挫折不丧失信心。在磷酸铁锂一片唱衰中,坚持大力研发,直到刀片电池出来,再有今天的蜂窝构型电池,可以说是芝麻开花节节高,但不要忘了前面的凄竹寒梅。

这种蜂巢构型的电池排列方式有种工艺的美感
对于特斯拉,我们要承认,它是行业重要的创新引领者。比亚迪也学习和借鉴了很多创新和技术,海豹就是直接对标了MODEL 3。谈到电池,特斯拉是有足够实力和地位去定义电池需求的,从18650到4680,主要是特斯拉在推动电池厂前进。在电池车身一体化上所做的创新也是数一数二的(说第一我也不反对),对电池结构作用的理解也一直是领先的。但它毕竟不是电池厂,对于电池的研发设计制造大多数情况下要依赖电池厂,那么对应他们,对材料技术的掌握就要弱一些。前面说为什么特斯拉想不到用六边形,这个似乎不难。大概是它的圆柱都是暴躁的NCA,需要复杂的散热设计和BMS管理系统伺候,不敢想象电池可以无缝拼装在一起吧。这个六边形电池可以说是特斯拉的Dream battery,完美而无懈可击,至少在磷酸铁锂这里是。我曾在那个回复里写到,特斯拉如果用磷酸铁锂就必须要刀片电池,现在可以换为比亚迪蜂窝结构电池。因为它对于竞争对手提供的优势太大了,让特斯拉无法拒绝。如果你不用,而我要用,那会让你相形见绌。这会打掉特斯拉及部分粉丝一些傲娇。当然这个电池想要大规模使用,需要解决散热问题还有BMS管理问题,这方面特斯拉是先行者,三人行必有我师,比亚迪学习借鉴不丢人。
综上我认为电池相关技术主要就是材料和结构,可能还有人提出来BMS也很关键,我觉得属于附属,因为不同的电池材料和结构对BMS的要求不一样,不能直接在不同电池间对比相应的BMS系统。所以,只有把电池材料和结构都做到极致了,才算真正把电池(某种体制)做到打通任督二脉,全身贯通,天下唯比亚迪一家而已。
以下是一些闲言臆语,看到这里大家可以散了。
电池的材料和结构的关系好比哲学中内容和形式的关系。内容和形式是辩证的统一。任何事物既有其内容,也有其形式,不存在无内容的形式,也没有无形式的内容,内容决定形式,形式服从内容,并随内容的变化而变化。形式对内容又有反作用,形式适合内容,就促进内容的发展,形式不适合内容,则阻碍内容的发展。
从关注比亚迪以来,我最关心的就是它的电池技术,我认为是其技术的核心中的核心,也可以说比亚迪现在所做的,不管是最初的三大梦想还是后来的7+4,大部分都是围绕着电池技术来展开或者以其为基石。电池技术目前来看只有比亚迪算玩明白了,还能玩出各种花来,可能即将进入技术自由王国。这是怎么做到的,或者说有什么实力和底气?
说比亚迪是全球唯一有三电全产业链布局的车企。车企里最会造电池的,电池厂里最会造车的,有些浅了;庞大的技术和专利储备和强大的工程师队伍,这也不足以说明,也不是我今天想说的。
我之前说过自己对比亚迪的远期期望,希望它能成为巅峰期的GE+GM(两家没什么关系)的组合体。成为世界上最强大的科技工业超级复合体。它的出现(未必是比亚迪)将是中国作为蓝星第一工业大国转变为第一工业强国的标志之一。
比亚迪现在员工接近40万人,以后可能50万人,有一天会不会到100万?有人说,人多不好,尤其是比亚迪的人才结构也一般,研发人员比例少,低端制造业劳动力多,应该像科技公司,互联网公司(目前两种公司在逐渐融合)那样,人员贵精不贵多。研发人员占一半,其余基本是管理和营销及服务人员。我倒不希望比亚迪变成那种“高大上”公司,以它的底蕴和惯性,也不会成为那样的企业。我认为科研与制造最好不分家。顶级工业水平需要研发、制造与应用深度结合,如航发、燃气轮机。在芯片制造领域,Intel一直努力维持自己的制造能力,即使是代工皇帝台积电,自身的研发实力也在世界前列,而且美国人一直想方设法弄到美国。比亚迪应该继续提高研发人员数量、比例和水平,逐步降低低端制造比例,提高中高端制造能力。不知道比亚迪能否有一天可以代工并生产自己的高端芯片,芯片制造也曾是王传福在造车前的梦想。
我认为人类历史最高效的工程项目是中国的两弹一星工程,这是一个奇迹!有雄伟的国家意志的坚定支持,战略级科学家的正确领导,中坚科研人员的辛勤付出,一线制造工人的聪明才智。以上结合在一起才完成了这一壮举。
如今国外那些声名赫赫的科工复合体如GE、西门子、ABB们也不再有以前辉煌,被科技公司互联网公司比的黯然失色。为什么还要走这条路?我觉得国情阶段不一样,人家该走的路还是要走。应该有办法避免避开那些科工复合体曾经犯下的问题和错误。
都知道比亚迪远不是造电池造车那么简单,它的因为已知的就已经横跨十几个领域。正常情况下,能做好一个领域就很厉害了,两三个领域已经是巨头,五个以上领域基本上顶级跨国公司的表现了。比亚迪做的是不是太杂了,它能做到行行精通吗?难得的是比亚迪这么多领域基本都做到前二水平,如电池和代工,将来汽车也可能是;或者很好的占位,如轨道;最起码也是战略跟随,如光伏。这个摊子铺的还是很吓人,有什么信心比亚迪能一直做好做大?答案就是王传福,他是比亚迪的灵魂和舵手。巴菲特搭档芒格曾评价王传福是爱迪生和韦尔奇的结合体,但我觉得更像是刘邦和韩信的复合体。外界对比亚迪经常有个担忧,担心起涉及领域过多而不精专。但我觉得王传福这样既有战略决策能力又有技术洞悉力的人,是既能将将又能将兵,而且多多益善。各领域人才和技术和项目在他领导下的产业群协同、碰撞,能产生一系列化学反应。如果比亚迪真的有一天发展成超巨型科工复合体,那么会是多么大的一座熔炉?
比亚迪很多实力还在水下,触角已经海陆空天信,五维全覆盖。未来争取有5-10个领域做到无可置疑的世界第一,如同当年GE巅峰时期的表现,根据阶段适时的推出革命性的划时代技术,长期引领相关行业的发展。这样才对得起芒格对王传福的评价。
将来定义王传福,可能首先是一个科学家,其次是工程师,最后才是企业家。关于这一判断我希望以后有机会去验证。2019年他候选工程院院士,当时比亚迪还是毁誉参半争议很大,过了这两年应该小了很多,再给几年基本就没什么异议了。如果再给他20年,很有希望成为我期待的样子。(我还有更高的评价,但目前不能写,首先需要时间成果验证,再一个我也要观察对比其他公司的人和事)。
保持强大的创新能力是企业能一直屹立潮头的根本。创新可以分为革命性创新和前面说的微创新或者也可以叫渐进式创新。革命性的创新不常有,而且多数也不是产生在大型企业。革命性创新要追求,微创新也要十分重视。比亚迪的创新都不是凭空出来的,也很少是买来的,基本都是沿着自己的既定战略路线逐渐演化出来的。创新也不能光指望王传福和核心技术骨干。除了正确高效的的管理和战略布局,还要充分发扬工程师文化,激活新一代产业工人热情,每个岗位每个人都鼓励去创新,点滴汇聚,量变引起质变。如此走下去,真的有可能进入我说的技术自由王国。创新发达的前提是鼓励创新的环境,深厚的工业基础和技术积累,科研与应用的深度结合,超前超长战略下的花果满枝,这些都是比亚迪的优势。还比较值得称道的是比亚迪一直保持虚心好学的开放心态。特斯拉、丰田和奔驰等先进的地方该学就学,好的产品技术路线该抄就抄,能合作就合作,一点不遮掩扭捏。
很多人担心比亚迪汽车智能化的布局,这点比亚迪怎么可能会忽视?关于技术储备和布局,你可以永远相信王传福。现在的主要问题是要让公众充分了解,平稳的过渡到真智能汽车,防止个别公司用国内影响力和超强营销能力干扰比亚迪的计划。
附上之前回复特粉关于刀片的的评论:
第一,刀片电池是磷酸铁锂的质变。扩大的散热表面积使其散热更好,长电流回路使其即使短路升温速度和最高温度都可控,安全性大增,基于以上原因,刀片电池取消了过去复杂的配件和散热流道,体积利用率达到业内最高(这一点4680也无法追赶,这是圆柱电池的几何特性决定的),刀片电池利用既是功能件又是结构件的特性,不但能量密度提升,轻量化提高,车身刚度也能提高一倍(e平台3.0数据,刀片电池可以直接做受力结构件,圆柱电池可以吗?),刀片电池会是一体式固态电池(可以理解一个电池包就是一整块电池,跟手机类似)量产前最好的车身电池一体化形式,没有之一。4680实现CTC,依赖结构设计和一体铸造,不都是电池的功劳。
第二点:4680不可能用磷酸铁锂。4680用了铁锂,体积利用率不如刀片,同样的正负极材料下,最后成组密度必然低于刀片,还有其他方面的特性差距,这不是找打脸吗?多说一些,实际上当年特斯拉选择圆柱,主要是因为当时能量密度最高的电池就是松下的NCA圆柱电池(这种电池是消费电子产品用的,就是老笔记本用的电芯,很容易发热),特斯拉选择圆柱电池,一直是用能量密度优势去抵消安全及其他方面劣势。在高密度模组下,体积利用率(对乘用车很关键)虽不及刀片电池,但对方块三元电池还是有优势的。举例子,刀片铁锂能量密度140,相当于三元622的160多,像唐ev三元换了刀片,电量还提高了。新款唐ev密度150,带电量108度,至少相当于这个只有三元811成组密度180以上才能做到。特斯拉的电池模组特性也一直不以成组能量密度作为亮点。
第三点,特斯拉必须选择比亚迪的刀片电池。4680当然打败不了铁锂,这首先是资源决定的。三元需要的镍钴资源紧张,钴可以少用,但镍,你看看这两天的期货风波,虽然是偶发性的,但未来价格往上涨的趋势不会变,三元和铁锂的成本差距可能会越来越大。如果想电动车能像燃油车那样大规模普及,还得主要靠铁锂,至少在成熟又便宜的固态电池上市前,这可能要到2030年了。这意味着特斯拉要想获得很大的份额,也需要相当大一部分用铁锂,而前面说了刀片电池在磷酸铁锂的超然优势,举个例子吧,现在特斯拉铁锂电池包的能量密度是125,刀片电池是150,这里有20%的差距,非常大!这也决定了特斯拉必须选择比亚迪,选择刀片电池,不然等着铁锂车型被爆吧。
第四点,基于不同系统的核心或附属特点很多时候不能直接用来比较。你4680的散热问题,需要无极耳,可刀片电池没有这个问题和需要啊。就像当年特斯拉用NCA电池,为了伺候几千颗暴躁的电池,需要很复杂的bms系统,一度还要加钛板防爆炸。把密度200多的电芯,成组密度搞成100,利用率才50%,很多特粉吹特斯拉bms厉害,可这算是久病成医,人家用安全的方块电池只需要简单的bms就可以了,难道就是落后?这有可比性吗?你有无极耳、干电极工艺,刀片电池有叠片工艺,比亚迪硅负极刀片电池也装车实验了。4680有三个创新,刀片电池还有五个呢,怎么得出只有4680三分之一的结论?所以没法直接比较,系统性的东西最后比较还是整体输出特性。那电池上主要就是能力密度、安全和成本。4680成组密度最后应该能达到200以上,刀片电池还有提升空间,使用预锂和硅碳负极后,成组密度能到180。刀片电池有体积利用率优势,实际密度差距估计和4680也就差10%左右,但考虑到电芯上4680对刀片有50%左右的优势,最后把差距缩小到这么小,可见比亚迪在电池上的整体功力。安全性和成本上,刀片电池优势地位不变。所以整体上两家电池应用上应该还是相对均势。
第五点,刀片电池专利的重要性,比亚迪一年申报几千个专利,批下来也不少。现在公司已经不鼓励申报普通的专利。而且一般专利都是直接研发人员署名,除非很重要核心的专利才由王传福署名,刀片电池就是王传福作为第一专利持有人。这个专利非常霸道,只要在600mm-2500mm区间的成行排列电池都被其保护。我都很难理解为什么这种普适性很宽泛的专利能被批下来。但想想为什么中国历代王朝能被比亚迪注册下来,很多人就明白了。这个专利发布后,某厂就赶紧弄了个595mm的短刀片致敬。未来很多年比亚迪都能吃到刀片电池的红利,它的重要性绝对在比亚迪几万专利里能排前三。
这两天看见比亚迪刚公开的六边形蜂窝结构电池专利,在具体分析专利的同时也引发了一些其他思考。我分析比亚迪切入点一般不大,力求见微知著,希望能得出有价值的东西与大家分享,做为比亚迪多年的支持者,也在不断了解它的路上 ,与其一起成长。
我是极少讨论技术的,不轻易就不专业和熟悉的领域发表看法,不然以38之流的那些小伎俩本来是可以轻松揭穿的。当然本文根本上也不是讨论技术,只是做个引子。
电池技术的发展,行业和个人都把大多数的注意力放在材料体制上,如当前的三元和磷酸铁锂之争,一些材料改良,如石墨烯和硅碳负极。还有新一代电池体制,主要是固态电池的多个路线。但往往忽略了电池结构形式及其创新对电池行业发展、产品打开市场的巨大作用。经常看到一些技术盲和喷子的电池结构无用论,什么刀片电池就是磷酸铁锂改了包装,换汤不换药。4680就是18650、2170放大,有什么创新?这种观点极其肤浅。事实证明,电池结构形式的创新,在一定时期能起到改变行业的巨大作用,甚至超过同时期材料技术(发展是相对非常缓慢的)进步的作用,下面会展开说。第一个业内尝到结构形式创新(包括应用)好处的企业其实是特斯拉。特斯拉造车早期苦于当时没有高性能又成熟可靠的车规级动力电池,灵机一动把当时笔记本上的18650电池(NCA)几千颗串并联组合在一起。这种电池是消费电子级电池,虽然能量密度高,但易燃易爆本来不适合上车,特斯拉这是病急乱投医,但也因此获得了良好的性能和续航等关键参数,足够引起市场的兴趣。虽然特斯拉这种相对忽视安全的行为一直被诟病,但客观说,对自身发展有一定必要性,如果不这样做就不能及时造出能上路的车,特斯拉这么一个资本驱动的初创企业可能早死了。对行业也一定的借鉴性,不过特斯拉这种玩火的路线,就算它开放了一些相关专利,但跟随者寥寥无几。主要是非常凶险,技术门槛也不低。
同期几乎同时起步的比亚迪也开始尝试做电动车。它走的是先动力电池再整车的比较扎实稳妥的路线。比亚迪在初步掌握磷酸铁锂技术后便筹备制造电动车。但磷酸铁锂(LFP)相对于另一主流的电池体制三元(NCM)的致命劣势是能量密度太低。以至于初期并不太适合家用车,比亚迪早期的F3E,F3DM都没有成功。所以比亚迪打开市场靠的是更重视安全可靠的商用车,如遍布全球的电动大巴,主要作为出租车的E6等。本来磷酸铁锂和三元作为同代的不同技术路线,各有优势,一时瑜亮,一个安全长寿命,一个能量密度高续航长。相对均势,各取所需。比亚迪似乎对三元上车很排斥,认为其安全性不能大规模普及。我推测比亚迪当时的战略是:以磷酸铁锂为基础车型,配合插电混动一起过渡到安全高性能的固态电池成熟。但到了2015年一系列补贴政策调整,越来越倾向于高能量密度,这是三元的优势。而且虽然安全对车的重要性不言而喻。但安全性缺乏量化指标,也容易营销灌水,没有续航里程这种来的直截了当,消费者更认可后者。这样操作下来整个市场三元得势,磷酸铁锂逐渐式微。比亚迪也不得不跟进三元(虽然它的三元也是和磷酸铁锂同步研究,但没有优势了)。比亚迪也因此丢到了国内动力电池市场第一位置,宁德时代强势崛起,领导着行业的发展方向,把三元从523一路推向811,几乎成了不可阻挡的市场趋势。磷酸铁锂也被打上了落后的标签,似乎很快要退出市场。到2019年市场份额已经让三元压缩到极限。直到比亚迪的刀片电池横空出世,力挽狂澜,强势阻击了三元811的扩张势头,帮助磷酸铁锂止住了颓势,并在两年之内成功逆转三元。
关于刀片电池,我之前回复一个特粉发了个长评论(放后边附加里),谈了刀片电池对磷酸铁锂的质的提升和其他贡献。刀片电池说白了,就是比亚迪把磷酸铁锂本来的相对安全特性发挥利用到极致。刀片电池的和超大散热面积、电芯中心与外壳的相对短距离(也影响散热)和超长的电回路。让磷酸铁锂本来就更强的防热失控能力进一步提升,应对内部短路也更有底气。穿刺实验对比普通磷酸铁锂已经证明了。借助这种安全优势,刀片电池扔掉了传统复杂的液流散热结构,把体积利用率提高到业内最高,在体积能量密度上基本达到了三元电池的水平(在乘用车上要比质量能量密度更重要),在能量密度追上的情况下,安全性优势才得以发挥而且会越来越明显。为磷酸铁锂收复失地打下了坚实的基础。刀片电池创造了一个神话,怎么说呢?同代电池路线里有个不可能三角,分别是能量密度、安全和成本。正常情况下,常规改进是不能同时获得这三点的。例如三元电池从523发展到622再到811,主要是为了提高能量密度和降低成本,但牺牲了安全,同理可推其他情形。刀片电池打破了这个不可能三角,它提高了能量密度,提高了安全性还降低了成本,一举三得!不对,还能利用结构特性调高了车身刚性,也帮助实现了轻量化。这是多少得? 这不是神话是什么?这就是某些人嗤之以鼻的换个包装?明明不是电池材料体制基础的重大革命性技术进步,看起来也没什么高技术含量,不过是结构工艺的创新。怎么能能起到如此巨大的作用,怎么解释?我想到前些年互联网曾经热捧的微创新。小创新,但有大能量。苹果没有发明手机和触摸屏但把两者结合的最好,刀片服务器对行业也产生了深远的影响。微创新往往能带来更好的用户(包括B端)体验,更佳的实用效果。在基础技术发展缓慢且行业基本同步的情况下,结构创新这种看起来要小得多的创新往往能起到立竿见影,一招制敌的作用。甚至比一般的基础材料突破更有市场价值。
我之前曾论断刀片电池会是固态电池(可以做成一个整体)成熟以前最好的车身电池一体化结构形式。现在看有些草率了,可能会被打脸。不过好在是让比亚迪给打的。新专利的六边形蜂窝结构电池某些特性可能比刀片电池更加的极致或者说变态!几乎可以断定这个电池材质也是磷酸铁锂。这种电池成组后散热难度会更大,刀片电池相邻之间起码还要打一些散热胶。到蜂窝结构应该不会加胶水(或者很薄一层,不然意义就不大了,不如直接用圆柱。有人认为是三元,我认为从安全上看,刀片电池更适合三元,前两天比亚迪公布了一个双层刀片的专利可以研究下)。虽然磷酸铁锂耐热性强,但挑战依然很大。有道是没有金刚钻不揽瓷器活。比亚迪敢这么玩,这说明比亚迪对磷酸铁锂系相关技术的掌握已经炉火纯青,登峰造极!如果此蜂窝结构的电池组成功应用,将会带来至少三大优势:第一,更高的结构强度,蜂窝结构作为人类应用最成功的的仿生学案列之一,具有很突出的结构强度和轻量化优势,强度方面预计将会超越刀片电池结构,轻量化未知,要看电池外壳材料厚度,结构强度是可以转化为轻量化的。第二,更高的体积利用率,对圆柱和常规方体电池不必说,对刀片电池不好说,超过是有可能的,要看电池内部空间的利用和电池外壳。第三、成本的进一步降低。由于可以使用传统最高效的卷绕工艺,成本预计比刀片电池更低,对其他类型电池优势更大。
讲到这里,我想多数人应该认可这个专利技术的价值了。不管这个专利是发明还是实用新型,是进攻性还是防御性,都足以让对手眼红和眼馋。但为什么这个专利技术没有出自全球第一电池厂宁德(足够代表行业,其磷酸铁锂技术也不弱,出货量长期高于比亚迪),也没有出现在一直喜欢玩小单体拼装的特斯拉(这个蜂窝结构类似特斯拉圆柱电池模组)手里呢?我觉得他们都不是比亚迪这种全能玩家。
先说宁德,刀片电池出来后,打了811一个措手不及。押重注的筹码兑现不了,还要忍着让比亚迪把市场份额不断蚕食。这两年宁德时代实际上在被动的防守(坚持三元但放缓811),适度的反击(麒麟电池),偶尔玩些概念(钠电池),要挺到固态电池成熟才能稍微放松。宁德作为全球大厂,研发实力毋庸置疑。但主要方向还是在电池材料上,结构的创新是相对不足的。它搞的结构就是像个补锅匠,顽固的想把三元的缺点弥补,如所谓的麒麟电池;或者像熊瞎子掰棒子,掰一个丢一个,如初代CTP。这一方面宁德毕竟不是整车厂,对于电池结构和车身结构的关系理解自然不如有整车的比亚迪。另一方面,它主攻方向的三元特性决定了在结构方面的发挥空间远没有磷酸铁锂的大,论对磷酸铁锂技术的精通应该也是不如比亚迪的。还有一个可能是两家的技术、战略思维高度不在一个层面,这就是曾毓群和王传福的差距。曾毓群好赌,王传福更狠!能够看好并坚持一个方向一二十年不动摇,遇到困难和挫折不丧失信心。在磷酸铁锂一片唱衰中,坚持大力研发,直到刀片电池出来,再有今天的蜂窝构型电池,可以说是芝麻开花节节高,但不要忘了前面的凄竹寒梅。

这种蜂巢构型的电池排列方式有种工艺的美感
对于特斯拉,我们要承认,它是行业重要的创新引领者。比亚迪也学习和借鉴了很多创新和技术,海豹就是直接对标了MODEL 3。谈到电池,特斯拉是有足够实力和地位去定义电池需求的,从18650到4680,主要是特斯拉在推动电池厂前进。在电池车身一体化上所做的创新也是数一数二的(说第一我也不反对),对电池结构作用的理解也一直是领先的。但它毕竟不是电池厂,对于电池的研发设计制造大多数情况下要依赖电池厂,那么对应他们,对材料技术的掌握就要弱一些。前面说为什么特斯拉想不到用六边形,这个似乎不难。大概是它的圆柱都是暴躁的NCA,需要复杂的散热设计和BMS管理系统伺候,不敢想象电池可以无缝拼装在一起吧。这个六边形电池可以说是特斯拉的Dream battery,完美而无懈可击,至少在磷酸铁锂这里是。我曾在那个回复里写到,特斯拉如果用磷酸铁锂就必须要刀片电池,现在可以换为比亚迪蜂窝结构电池。因为它对于竞争对手提供的优势太大了,让特斯拉无法拒绝。如果你不用,而我要用,那会让你相形见绌。这会打掉特斯拉及部分粉丝一些傲娇。当然这个电池想要大规模使用,需要解决散热问题还有BMS管理问题,这方面特斯拉是先行者,三人行必有我师,比亚迪学习借鉴不丢人。
综上我认为电池相关技术主要就是材料和结构,可能还有人提出来BMS也很关键,我觉得属于附属,因为不同的电池材料和结构对BMS的要求不一样,不能直接在不同电池间对比相应的BMS系统。所以,只有把电池材料和结构都做到极致了,才算真正把电池(某种体制)做到打通任督二脉,全身贯通,天下唯比亚迪一家而已。
以下是一些闲言臆语,看到这里大家可以散了。
电池的材料和结构的关系好比哲学中内容和形式的关系。内容和形式是辩证的统一。任何事物既有其内容,也有其形式,不存在无内容的形式,也没有无形式的内容,内容决定形式,形式服从内容,并随内容的变化而变化。形式对内容又有反作用,形式适合内容,就促进内容的发展,形式不适合内容,则阻碍内容的发展。
从关注比亚迪以来,我最关心的就是它的电池技术,我认为是其技术的核心中的核心,也可以说比亚迪现在所做的,不管是最初的三大梦想还是后来的7+4,大部分都是围绕着电池技术来展开或者以其为基石。电池技术目前来看只有比亚迪算玩明白了,还能玩出各种花来,可能即将进入技术自由王国。这是怎么做到的,或者说有什么实力和底气?
说比亚迪是全球唯一有三电全产业链布局的车企。车企里最会造电池的,电池厂里最会造车的,有些浅了;庞大的技术和专利储备和强大的工程师队伍,这也不足以说明,也不是我今天想说的。
我之前说过自己对比亚迪的远期期望,希望它能成为巅峰期的GE+GM(两家没什么关系)的组合体。成为世界上最强大的科技工业超级复合体。它的出现(未必是比亚迪)将是中国作为蓝星第一工业大国转变为第一工业强国的标志之一。
比亚迪现在员工接近40万人,以后可能50万人,有一天会不会到100万?有人说,人多不好,尤其是比亚迪的人才结构也一般,研发人员比例少,低端制造业劳动力多,应该像科技公司,互联网公司(目前两种公司在逐渐融合)那样,人员贵精不贵多。研发人员占一半,其余基本是管理和营销及服务人员。我倒不希望比亚迪变成那种“高大上”公司,以它的底蕴和惯性,也不会成为那样的企业。我认为科研与制造最好不分家。顶级工业水平需要研发、制造与应用深度结合,如航发、燃气轮机。在芯片制造领域,Intel一直努力维持自己的制造能力,即使是代工皇帝台积电,自身的研发实力也在世界前列,而且美国人一直想方设法弄到美国。比亚迪应该继续提高研发人员数量、比例和水平,逐步降低低端制造比例,提高中高端制造能力。不知道比亚迪能否有一天可以代工并生产自己的高端芯片,芯片制造也曾是王传福在造车前的梦想。
我认为人类历史最高效的工程项目是中国的两弹一星工程,这是一个奇迹!有雄伟的国家意志的坚定支持,战略级科学家的正确领导,中坚科研人员的辛勤付出,一线制造工人的聪明才智。以上结合在一起才完成了这一壮举。
如今国外那些声名赫赫的科工复合体如GE、西门子、ABB们也不再有以前辉煌,被科技公司互联网公司比的黯然失色。为什么还要走这条路?我觉得国情阶段不一样,人家该走的路还是要走。应该有办法避免避开那些科工复合体曾经犯下的问题和错误。
都知道比亚迪远不是造电池造车那么简单,它的因为已知的就已经横跨十几个领域。正常情况下,能做好一个领域就很厉害了,两三个领域已经是巨头,五个以上领域基本上顶级跨国公司的表现了。比亚迪做的是不是太杂了,它能做到行行精通吗?难得的是比亚迪这么多领域基本都做到前二水平,如电池和代工,将来汽车也可能是;或者很好的占位,如轨道;最起码也是战略跟随,如光伏。这个摊子铺的还是很吓人,有什么信心比亚迪能一直做好做大?答案就是王传福,他是比亚迪的灵魂和舵手。巴菲特搭档芒格曾评价王传福是爱迪生和韦尔奇的结合体,但我觉得更像是刘邦和韩信的复合体。外界对比亚迪经常有个担忧,担心起涉及领域过多而不精专。但我觉得王传福这样既有战略决策能力又有技术洞悉力的人,是既能将将又能将兵,而且多多益善。各领域人才和技术和项目在他领导下的产业群协同、碰撞,能产生一系列化学反应。如果比亚迪真的有一天发展成超巨型科工复合体,那么会是多么大的一座熔炉?
比亚迪很多实力还在水下,触角已经海陆空天信,五维全覆盖。未来争取有5-10个领域做到无可置疑的世界第一,如同当年GE巅峰时期的表现,根据阶段适时的推出革命性的划时代技术,长期引领相关行业的发展。这样才对得起芒格对王传福的评价。
将来定义王传福,可能首先是一个科学家,其次是工程师,最后才是企业家。关于这一判断我希望以后有机会去验证。2019年他候选工程院院士,当时比亚迪还是毁誉参半争议很大,过了这两年应该小了很多,再给几年基本就没什么异议了。如果再给他20年,很有希望成为我期待的样子。(我还有更高的评价,但目前不能写,首先需要时间成果验证,再一个我也要观察对比其他公司的人和事)。
保持强大的创新能力是企业能一直屹立潮头的根本。创新可以分为革命性创新和前面说的微创新或者也可以叫渐进式创新。革命性的创新不常有,而且多数也不是产生在大型企业。革命性创新要追求,微创新也要十分重视。比亚迪的创新都不是凭空出来的,也很少是买来的,基本都是沿着自己的既定战略路线逐渐演化出来的。创新也不能光指望王传福和核心技术骨干。除了正确高效的的管理和战略布局,还要充分发扬工程师文化,激活新一代产业工人热情,每个岗位每个人都鼓励去创新,点滴汇聚,量变引起质变。如此走下去,真的有可能进入我说的技术自由王国。创新发达的前提是鼓励创新的环境,深厚的工业基础和技术积累,科研与应用的深度结合,超前超长战略下的花果满枝,这些都是比亚迪的优势。还比较值得称道的是比亚迪一直保持虚心好学的开放心态。特斯拉、丰田和奔驰等先进的地方该学就学,好的产品技术路线该抄就抄,能合作就合作,一点不遮掩扭捏。
很多人担心比亚迪汽车智能化的布局,这点比亚迪怎么可能会忽视?关于技术储备和布局,你可以永远相信王传福。现在的主要问题是要让公众充分了解,平稳的过渡到真智能汽车,防止个别公司用国内影响力和超强营销能力干扰比亚迪的计划。
附上之前回复特粉关于刀片的的评论:
第一,刀片电池是磷酸铁锂的质变。扩大的散热表面积使其散热更好,长电流回路使其即使短路升温速度和最高温度都可控,安全性大增,基于以上原因,刀片电池取消了过去复杂的配件和散热流道,体积利用率达到业内最高(这一点4680也无法追赶,这是圆柱电池的几何特性决定的),刀片电池利用既是功能件又是结构件的特性,不但能量密度提升,轻量化提高,车身刚度也能提高一倍(e平台3.0数据,刀片电池可以直接做受力结构件,圆柱电池可以吗?),刀片电池会是一体式固态电池(可以理解一个电池包就是一整块电池,跟手机类似)量产前最好的车身电池一体化形式,没有之一。4680实现CTC,依赖结构设计和一体铸造,不都是电池的功劳。
第二点:4680不可能用磷酸铁锂。4680用了铁锂,体积利用率不如刀片,同样的正负极材料下,最后成组密度必然低于刀片,还有其他方面的特性差距,这不是找打脸吗?多说一些,实际上当年特斯拉选择圆柱,主要是因为当时能量密度最高的电池就是松下的NCA圆柱电池(这种电池是消费电子产品用的,就是老笔记本用的电芯,很容易发热),特斯拉选择圆柱电池,一直是用能量密度优势去抵消安全及其他方面劣势。在高密度模组下,体积利用率(对乘用车很关键)虽不及刀片电池,但对方块三元电池还是有优势的。举例子,刀片铁锂能量密度140,相当于三元622的160多,像唐ev三元换了刀片,电量还提高了。新款唐ev密度150,带电量108度,至少相当于这个只有三元811成组密度180以上才能做到。特斯拉的电池模组特性也一直不以成组能量密度作为亮点。
第三点,特斯拉必须选择比亚迪的刀片电池。4680当然打败不了铁锂,这首先是资源决定的。三元需要的镍钴资源紧张,钴可以少用,但镍,你看看这两天的期货风波,虽然是偶发性的,但未来价格往上涨的趋势不会变,三元和铁锂的成本差距可能会越来越大。如果想电动车能像燃油车那样大规模普及,还得主要靠铁锂,至少在成熟又便宜的固态电池上市前,这可能要到2030年了。这意味着特斯拉要想获得很大的份额,也需要相当大一部分用铁锂,而前面说了刀片电池在磷酸铁锂的超然优势,举个例子吧,现在特斯拉铁锂电池包的能量密度是125,刀片电池是150,这里有20%的差距,非常大!这也决定了特斯拉必须选择比亚迪,选择刀片电池,不然等着铁锂车型被爆吧。
第四点,基于不同系统的核心或附属特点很多时候不能直接用来比较。你4680的散热问题,需要无极耳,可刀片电池没有这个问题和需要啊。就像当年特斯拉用NCA电池,为了伺候几千颗暴躁的电池,需要很复杂的bms系统,一度还要加钛板防爆炸。把密度200多的电芯,成组密度搞成100,利用率才50%,很多特粉吹特斯拉bms厉害,可这算是久病成医,人家用安全的方块电池只需要简单的bms就可以了,难道就是落后?这有可比性吗?你有无极耳、干电极工艺,刀片电池有叠片工艺,比亚迪硅负极刀片电池也装车实验了。4680有三个创新,刀片电池还有五个呢,怎么得出只有4680三分之一的结论?所以没法直接比较,系统性的东西最后比较还是整体输出特性。那电池上主要就是能力密度、安全和成本。4680成组密度最后应该能达到200以上,刀片电池还有提升空间,使用预锂和硅碳负极后,成组密度能到180。刀片电池有体积利用率优势,实际密度差距估计和4680也就差10%左右,但考虑到电芯上4680对刀片有50%左右的优势,最后把差距缩小到这么小,可见比亚迪在电池上的整体功力。安全性和成本上,刀片电池优势地位不变。所以整体上两家电池应用上应该还是相对均势。
第五点,刀片电池专利的重要性,比亚迪一年申报几千个专利,批下来也不少。现在公司已经不鼓励申报普通的专利。而且一般专利都是直接研发人员署名,除非很重要核心的专利才由王传福署名,刀片电池就是王传福作为第一专利持有人。这个专利非常霸道,只要在600mm-2500mm区间的成行排列电池都被其保护。我都很难理解为什么这种普适性很宽泛的专利能被批下来。但想想为什么中国历代王朝能被比亚迪注册下来,很多人就明白了。这个专利发布后,某厂就赶紧弄了个595mm的短刀片致敬。未来很多年比亚迪都能吃到刀片电池的红利,它的重要性绝对在比亚迪几万专利里能排前三。