NIKKEI——日本經濟新聞中文版

      圖為比亞迪（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”。

圖1 從比亞迪海豹上拆下來的刀片電池 尺寸為長945mm×寬90mm×厚14mm，重量為2600克。（攝影：ATTACCATO）

      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，確認其品質能量密度為約185Wh/kg，體積能量密度為約400Wh/L。

      設計上難以拆解

      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。

      本次拆解電池組並取出電池單元的工作，是在與美國特斯拉（Tesla）的EV“Model 3”及德國大眾（Volkswagen）的EV“ID.3”拆解項目的同一據點進行的（表格）。負責本次拆解工作的技術人員此前也有拆解過特斯拉和大眾的電池的經驗。

表格 拆解的EV電池對比 對比電池單元後發現，比亞迪的刀片電池明顯較大。（資料來源：日經XTECH）

      “有點難啊，要放棄嗎……”，比亞迪海豹配備的電池組採用了很難拆解的設計，以至於拆解人員説出了這樣的泄氣話。

      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個電池模組。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粘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”。

      用起重機揭開頂板

      比亞迪的電池組在底面一側設置了用來輸送冷媒的流道板。在車輛後方一側配置了DC-DC連接器。這部分放在後面再拆，先從擰下用來固定電池組頂板的螺栓開始拆解。

      把螺栓全部擰下，然後試著拉拽頂板的一角。僅僅在一開始的時候能順利揭開，後來不管用鉗子拉拽，還是用撬桿撬，頂板都紋絲不動（圖2）。頂板和電池之間似乎採用填充樹脂的方式進行固定。

圖2 揭下電池組的頂板 電池和頂板之間用樹脂粘合。（攝影：日經XTECH）

      拆解人員試著用更大的力量拉拽頂板。這次使用的是車間的橋式起重機。將頂板和起重機連接，一點點向上拉（圖3、圖4）。其後，伴隨著“啪啦啪啦”的聲音，頂板開始剝離。由於粘合得很牢固，需要10個成年人按著電池組，否則整個電池組就會和頂板一起被吊起來。電池組的重量為560公斤。

圖3 用橋式起重機拉起頂板 電池組被固定得很結實，不按住就會被吊起來。（攝影：日經XTECH）

圖4 頂板一側緊貼電池，無法分離 頂板採用由鐵板和強化玻璃纖維塑膠（GFRP）組成的兩層結構。（攝影：日經XTECH）

      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。

圖5：比亞迪海豹的電池組 有172個刀片電池。（攝影：日經XTECH）

      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組，將模組綁定成電池組。比如，大眾ID.3的電池使用9個模組，每個模組包含24個電池單元。

      CTB技術摒棄了模組，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組間的隔板等，因此能夠增加電池組的電池搭載量以及提高能量密度。

    CTB不適合重復利用和回收利用

      “其實由43個電池單元構成的部分就是模組，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。

      切斷車輛前方一側的包圍電池組的鋁合金框架（圖6）。嘗試向電池與底面板的間隙處打入楔子，但紋絲不動。為了找突破口，細心觀察後，技術人員試著將電池組倒過來。電池的自重也沒有使電池與底面板處出現縫隙。

圖6 電池組框架的截面 照片右邊是車輛的側面，採用了側面碰撞時吸收衝擊的構造。（攝影：日經XTECH）

      作為取出頑固電池的最終手段，技術人員切除了電池組底面的冷媒流道板的一部分（圖7），露出了15個左右的電池單元。稍微用吊車往上吊起電池組，將露出的電池往下壓。該操作多次重復後，電池才得以被拆下。

圖7 切除底面的冷媒流道板 流道板是鋁合金材質。與電池單元密切相連，因此導熱性很高。（攝影：日經XTECH）

      “根本沒有考慮電池單元的更換和重復利用等場景”，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組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，從重復利用及回收利用等角度，處理起來很困難（圖8）。在迴圈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。

圖8 辛苦取出的刀片電池 從電池組中取出電池單元進行重復利用並不現實。（攝影：日經XTECH）

      久米 秀尚 日經XTECH/日經Automotive

      資料來源：日經XTECH

      https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/02462/070500017/

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