拆解比亞迪海豹(15)「刀片電池」不適合再利用
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比亞迪(BYD)自主研發的「刀片電池(blade battery)」(圖1)。 雖被形容為方形罐狀的鋰離
子電池,但實際上又長又重。 有電池專家認為,比亞迪的刀片電池在量産型純電動汽車(EV)電池
中可以説是「異類的存在」。
從比亞迪EV「海豹(SEAL)」上拆下來的電池單元的尺寸為長945mm×寬90mm×厚14mm,重
量為2600克。 是正極材料使用磷酸鐵鋰,負極使用石墨的的LFP電池。 本次在從事電池研發的
ATTACCATO的協助下對電池單元的性能進行分析,確認其質量能量密度為約185Wh/kg,體積能
量密度為約400Wh/L。
設計上難以拆解
大眾的電池組只需拆下用來固定外殼的螺栓和接頭,就能輕鬆取出9個電池模塊。 特斯拉的電池組只
有部分地方需要強力拆卸,比如要用撬桿把與電池組黏合在一起的頂板撬下來。 而負責拆解的技術
人員則認為比亞迪的電池組「非常難拆,其他品牌電池組不可與其相提並論」。
揭開頂板後露出真面目的電池單元分為4大塊。 每塊有43個單元,整齊地排列著共計172個刀片電
池。
電池組被分成前部和後部(圖5),中間是一塊鋁合金隔板。 隔板厚度約為20mm,固定車體和電
池組的螺栓通孔有4個。
得出以上結果看似簡單,但實際的拆解調查工作卻相當困難。
比亞迪海豹採用了「CTB技術(電池車身一體化技術)」,該技術讓電池也成為汽車的結構件。 這
個隔板被認為是賦予了提高車身抗扭剛性及保證側面碰撞強度等作用。
CTB技術的另一優點是可以配備更多電池。 車載電池一般是將多個電池單元整合成模塊,將模塊綁
定成電池組。 比如,大眾ID.3的電池使用9個模塊,每個模塊包含24個電池單元。
CTB技術摒棄了模塊,是在電池組內直接排列電池單元的「CTP技術(Cell To Pack)」的一種。
由於去掉了模組化時需要的外殼和模塊間的隔板等,因此能夠增加電池組的電池搭載量以及提高能量
密度。
CTB不適合重覆利用和回收利用
「其實由43個電池單元構成的部分就是模塊,或許可以直接取出」,這種小小的期待立即化為泡
影。 雖然已經預想到了,實際上電池組的底面也被結實地連接著。
「根本沒有考慮電池單元的更換和重覆利用等場景」,見證了這一系列操作的電池專家得出了這樣
的結論。 的確,只將出現故障的電池單元拆下來替換或者將老化較少的舊電池單元重新組成電池模
塊移作它用幾乎是不可能的。 想要回收稀有金屬,也需要對電池組整體進行處理。
CTB或CTP技術可以增加電池搭載量,是特斯拉及歐洲汽車廠商等也在關注的技術。 不過,通過此
次的拆解調查發現,從重覆利用及回收利用等角度,處理起來很困難(圖8)。 在循環經濟浪潮愈
發猛烈的背景下,什麼才是電池組的最優方案? 包括比亞迪在內,各家企業的摸索似乎仍在繼續。