针刺试验透露了什么？

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最近，电动圈颇不宁静。宁德时代与比亚迪的技术路线竞争，已经落到一个具体的针刺试验上。动力电池领域本来是toB的领域，一般只有主机厂比较重视，但这次居然上了热搜，能从枯燥的技术上提炼出娱乐元素，着实不简单。复杂的技术原理，可能多数人听不懂，但用针刺东西大家都懂。

初始还算全民科普活动，后来“画风”就变成逻辑之争，颇具民间“大专辩论赛”的风采。

比亚迪挑战针刺

问题的种子埋在3月29日，这一天比亚迪发布了磷酸铁锂刀片电池，常规宣传之后，还进行了后来广受关注的针刺试验，参加试验的有三元锂电池（单体）、块状磷酸铁锂（单体）、磷酸铁锂刀片电池。试验结果表明，三元锂电池被刺瞬间，表面温度达到500℃，猛烈喷发高温气体，发生爆炸；介于中间的块状磷酸铁锂电池，温升在200-400℃，有烟无明火；而刀片电池只有刺穿点附近产生较小温升（60℃），热失控蔓延速度比较温和。

老实说，这个实验有点不公平。动力通常由单体（Cell）、模组（Batteries）、电池包（PACK）依次组合而成。上述试验中，前两者是单体，而刀片电池则将单体直接做成特殊结构，已经不再是标准单体。

当时尚未卸任比亚迪汽车董事长的王传福称：“搭载刀片电池的新能源汽车，将把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典中彻底抹掉。”

一石激起千层浪。在短视频时代，一些新能源车自燃的画面给公众留下深刻印象。燃油车也不乏自燃事故，但至少从印象上，新能源车的自燃似乎来得更猛烈、起火和蔓延速度快，乘员只有很短的时间逃生。

王董一句“抹掉”，如果成真，确实树立了电动车的安全新标杆。不过前提是，采用磷酸铁锂方案。该方案一直由比亚迪力捧。

宁德时代接招

5月11日，在宁德时代高层几乎全员出席的2019年业绩说明会上，有投资者问到电池安全检测和关键措施。宁德时代董事长兼CEO曾毓群称：“电池的安全和电池的滥用测试是两回事，有些人把滥用测试的通过等同于电池的安全。”

显然，“滥用测试”指的是比亚迪公开的三种动力电池的对照针刺试验。

两家动力电池的头部公司大佬隔空互怼，虽然时隔一个多月，但“时差”完全不是问题。吃瓜的新闻界就喜欢这种戏码，马上炒热。

比亚迪汽车销售公司副总经理李云飞随后在微博隔空喊话：“不服？那也来扎一下吧。”

从辩论角度，这显然是一种“带节奏”。三元锂电池过不了针刺，是业内共识。宁德时代选择正面回应，无疑以短击长。但宁德时代还是拿自家三元锂电做了针刺试验，而且还做了两次。

5月22日晚，宁德时代放出一段视频，显示钢针触碰到保护电池的钢板后折断，未能穿透电池包。视频配文称：“是什么阻碍宁德时代做针刺测试？是技术？是体质？是巨头的面子？不，是钢针！”

5月23日晚，宁德时代又放出第二条针刺试验视频。这一次，宁德时代对5系、8系三元电池模组进行针刺，均刺穿。结果表明电压下降很少，也没有引发短路。视频配文称：“宁德时代早在2017年就已掌握三元电芯通过针刺测试的技术，但是为什么没有推广？通过针刺测试=电池安全吗？”

逻辑有问题

这两个视频，引发大量吐槽和批评。原因很简单，宁德时代没有明白针刺是为了什么，以为挡住了针刺，或者外力施加的挤压、碰撞，就能保护电池。这就相当于整车厂商辩解“我的主动安全可靠，刹车距离短，绝对不会撞，因此没必要在被动安全上下功夫”。

宁德时代所做的针刺，显然没有引发热失控。也就是说，激励条件不足。国标对针的直径、锥角、速度都做了规定，如果未能刺穿，应该增大激励，而不是宣布“钢针不行”。

第一次未刺进，第二次虽刺进但未引发热失控，因为电压下降不满足国标要求（国标意见稿中规定，电压下降值要超过25%）。实际上同第一次没有区别。

显然，宁德时代在研究如何被刺而不热失控（短路），而不是热失控后的表现，从而犯了逻辑错误。但宁德时代方面似乎不以为然，还称，很快将有第三则视频放出。

宁德头铁

三元锂电池因为在200℃以上会释放大量游离氧，因此一旦到了这个温度，剧烈化学反应将不可遏制，将会发生爆燃。众所周知，电池的热稳定性，材料化学特性是决定性因素。热稳定性从差到好的顺序为：钴酸锂<镍钴锰<锰酸锂<磷酸铁锂。前两者都是三元锂电池。

值得一提的是，工信部在2018年1月发布《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求》征求意见稿，但时至今日仍未发布正式文本。

《要求》意见稿中，仍“推荐”针刺作为候选方法。其实不论针刺、挤压、碰撞，都是为了激发电池的热失控。而电池内部的支晶生长，刺破隔膜后也能引发热失控。此时无论多坚硬的外壳，都无济于事。

业内同样心知肚明的是，三元锂电池过不了针刺这一关，定稿的强制标准，预计要把“针刺”拿掉，或者让厂家二选一。

三元锂电池的能量密度高，低温性能相对好；而磷酸铁锂电池化学稳定性好，因为无钴，成本低20%以上，两者各有所长。现在“刀片”来搅局，局面就有点乱。

宁德时代头铁接下这么一个明显对自己不利的挑战，结果可想而知。参与制定国标的宁德时代，居然会犯这种低级错误，被对手带偏节奏，简直匪夷所思。

两条路线的斗争长期化

今年Q1，宁德时代丧失了维系3年的全球头号动力锂电池供应商位置。去年宁德时代还占了国内动力电池装机量的半壁江山，达到51%。

特斯拉国产化成了国内动力电池市场最大的变数。国产Model 3采用磷酸铁锂方案后，能量密度为160Wh/kg，这还是宁德时代优化了单体到电池包结构之后的结果。

磷酸铁锂电池虽然便宜，但较低的能量密度，导致只有更重的电池包才能维持原有续航能力。虽然装有宁德时代磷酸铁锂电池，在5月14日进了工信部新车申报目录，但宁德时代更有动力推自家的三元锂电池方案，而特斯拉方面显然更在意400公里续航节省的5600元成本。而且，国产Model 3使用的三元锂电池已经由LG包揽。后者签的是保障性合同，与宁德时代不同。

而比亚迪方面声称，刀片电池利用电芯本身的强度，跳过模组，直接组装成电池包，节省40%空间，体积利用率由传统架构的40%，提升为60%。也就是说，续航提升50%，从而靠特殊结构追上三元电池能量密度。

而且，比亚迪有意将电池公司拆分出去，加强向第三方供货。眼下，因为钴金属的全球储量集中于非洲，基本上不掌握在我国企业手里，涨价太快，而且含钴电池报废后处理很麻烦，所以今年掀起了空前的“无钴”热潮。以前落下风的磷酸铁锂方案，回到舞台中央，就是热潮的具体呈现。拿到特斯拉非保障合同的宁德时代，当然坐不住了。

宁德时代同时具备两种技术，按理说哪种方案占上风，它都能应对，但它视比亚迪为首当其冲的挑战者。设计欠妥的针刺试验，透露了宁德时代面对“无钴热潮”的心态有点失衡。本来缺乏实证的吃瓜媒体，反而坐实了刀片电池拥有“大杀伤力”的印象。

国内动力电池的新格局，正在演变为日韩的三元锂电池与比亚迪的磷酸铁锂电池对抗。作为昔日龙头老大的宁德时代，虽然两边下注，但其实首鼠两端。这是否预示着明年动力电池排名的继续动荡，值得关注。