比亚迪 国务院新闻办公室就2026年上半年工业和信息化发展情况举行新闻发布会。在列举上半年我国涌现的重大创新成果时,工信部总工程师王卫明特别提到:在新能源汽车领域,第二代刀片电池和兆瓦闪充系统全球首发,打破“快充、高续航、长寿命、低温性能不可兼得”的技术瓶颈。
这是一种很明确的背书了,也恭喜比亚迪,能进入这个明确的支持通道,期待更深入和更全面的发展优化。
老王翻了翻之前的一次技术沟通,二代刀的资料中有个关键词,叫做多级粒径定向构筑,底层原理就是解决一个基础矛盾,能量密度想要变高,电极材料就需要大颗粒,因为大颗粒相对表面积小、副反应少、压实密度可以做高;而倍率性能想要提升,就需要小颗粒,这样锂离子在颗粒内部需要走的距离才能更短,快充性能才能好。所以当时大家本能猜测说第二代刀片电池的正极配方,很可能是小半径的颗粒采用高锰的磷酸锰铁锂来优化容量,那大半径的颗粒是低锰的也就是磷酸铁锂作为快充的支撑,这些颗粒在电极里面混合排布,形成一个多尺度结构。 然后根据估算把它的电压平台从之前的3.2V想象成了3.8V。
那么虽然这次仍然用到的是3.2V的磷酸铁锂的配方,但根据一些研究机构的资料来看,这回比亚迪依然有可能在正极材料中做了一些优化,比如可能是掺杂了极少量的氟元素、硼元素,还有锆去做表面改性,F元素可以理解,很多论文都这么做,主要是降低氧释放特性的,让电池析出气体没有那么多,加入硼应该是稳定导电性用的,然后锆的话,掺杂量会非常的少,但它的作用很大, 因为锆元素在微观视角下可以抑制颗粒膨胀,提升循环寿命,类似的优化,可能都有助于二代刀片电池突破一定的日历寿命。
负极的创新方面呢,之前行业普遍猜测是采用了一种新的硅碳负极,代替了传统石墨,那么关于这个,老王也多方考察,暂时没有很强的迹象显示第二代刀片电池用到了硅碳负极。
那为什么大家这么猜测呢?就是因为这回比亚迪宣传资料中出现了一个关键词叫做“低迂曲度结构”low tortuosity你也可以管这个叫做曲折度,意思就是让锂离子的扩散路径尽量接近直线,而不是在复杂的孔隙里绕来绕去。这方面做得好,是可以明显提升锂离子的传输速度和电池倍率的。
而理论上,硅碳负极在这个方向是更加有优势的,什么是硅碳负极,就是在传统石墨负极里加入一小部分硅材料,用来提升储锂能力和充电速度。传统石墨颗粒大多是片状或准片状结构,堆叠在一起以后,很容易形成像“鱼鳞一样层层叠加”的结构。这样一来,电解液里的锂离子在电极内部扩散时,路径会不断绕弯,真实路径远远大于电极厚度,迂曲度就会比较高。而硅碳负极通常采用的是硅颗粒嵌入碳基骨架的复合结构,电极内部更容易形成三维贯通的孔道网络,让锂离子扩散路径更接近直线,扩散阻力这不就小了么。但硅负极有个很大问题:就是充电时体积会膨胀得厉害。如果结构设计不好,电极内部的通道就会被挤压甚至堵塞,锂离子很难再进入材料内部。
那么比亚迪这一块,其实不用硅碳负极,也可以优化这个迂曲度,因为它大概率是没有用到传统石墨,石墨它的固有形态是层状、片状的结构,如果让石墨颗粒随机排布,离子扩散路径就会很复杂,会像迷宫一样,目前主流的做法就是把传统片状石墨进行一个球型化处理,很多企业会控制颗粒的结构,形成一种双峰的大小颗粒搭配的形式,大颗粒提升压实密度,小颗粒用来填充空隙,但小颗粒过多又会增加迂曲度,所以比例很关键。另外就是有的公司会使用磁场辅助的工艺,让石墨颗粒做一个部分取向排列,这其实也是一个降低迂曲度的一个隐藏手段。
结合前面的正极优化,最终效果就是锂离子进入电极的路径更短、扩散阻力更小,内阻降低。 内阻其实和电池发热量是强相关的,不然的话,也支持不了10%-97%这么大范围的一个闪充。要知道电池除正负极以外,还有一个集流体方面的优化,目前比亚迪并没有说他们的二代刀片用到了复合集流体,但有一个知识点要告诉大家,就是目前全世界的电池都在集流体上下文章,从商业角度,比亚迪不做优化是不可能的,这一块老王后期帮大家盯一下。
另外,根据其他信息来源综合来看,二代刀大概率使用了新的电解液配方,包括溶剂比例、添加剂以及锂盐体系的调整。降低内阻的同时提升充放电效率。
传统体系通常以EC为高介电常数溶剂,配合DMC或EMC等低粘度碳酸酯构成基础溶剂体系。比如VC碳酸亚乙烯酯这种经典的SEI成膜添加剂,用于在石墨负极表面形成稳定界面膜。还有N-heterocycle含氮杂环化合物,简称氮杂环。因为主盐六氟磷酸锂在微量水分存在时会分解生成HF,这种氢氟酸会腐蚀集流体并破坏电极界面。加入氮杂环相当于是微量产酸之后自动中和的添加剂。
一些和比亚迪相关的论文,确实也提到过抑制Mn溶出的离子配位剂,那么至少目前主流的二代刀没有用到磷酸锰铁锂,所以这个知识点我们改天再讲。但我认为电解液方面,比亚迪在做磷酸锰铁锂方面的研究储备是深厚的。在温度耐久方面,确实可能具有一定突破。
但还是那句话,化学的东西,可解释性就不如像车身结构那样一是一二是二,所以更多地是需要行业及舆论的慎重评价,尤其是在你没掌握技术全貌之前。