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比亚迪刀片电池引争议:300项核心专利真的存在吗?

时间:2020-01-16 作者:网络整理 阅读:
日前,比亚迪董事长兼总裁王传福表示,比亚迪正在开发新一代磷酸铁锂电池――“刀片电池”将会在今年3月量产,利好消息下,比亚迪股票连日大涨。王传福的这一番话就引来了质疑,微信公众号“国际投行研究报告”发表文章,直言300多个核心专利是弥天大谎,误导投资者,王传福本人也涉嫌信披违规……

1月11日,比亚迪董事长兼总裁王传福在中国电动汽车百人会论坛(2020)上发言时表示,比亚迪正在开发新一代磷酸铁锂电池――“刀片电池”将会在今年3月量产。cz3ednc

据介绍,“刀片电池”拥有300多项核心专利,在体积比能量密度上比传统铁电池提升了50%,成本能下降20%-30%,放电倍率将大幅提升,寿命长达8年120万公里。cz3ednc

对于电动车整体销量并不乐观的比亚迪来说,该消息无疑是重大利好,加上王传福本人的影响力,周一(14日)和周二(15日),比亚迪股价应声大涨,涨幅达13.55%,市值再上一台阶。cz3ednc

但是很快,王传福的这一番话就引来了质疑,微信公众号“国际投行研究报告”发表文章,直言300多个核心专利是弥天大谎,误导投资者,王传福本人也涉嫌信披违规。cz3ednc

该文章也引起了较大反响,有网友认为言之有理,也有人认为这就是一篇抹黑比亚迪的文章。cz3ednc

据股吧及电池网消息,针对专利数的质疑,比亚迪回应称,在刀片电池领域,比亚迪申请专利320多项,其中大部分为发明专利,这些专利优先在国内申请,海外专利也在同步申请中。此外,刀片电池作为公司不断推出的新产品之一,不适于内幕信息或须履行信息披露义务的重大事件。cz3ednc

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刀片电池真的拥有300项核心专利吗?

大概率没有。cz3ednc

专利,有“基础专利”和“核心专利”之分。简单来说,制造某种产品必须使用的技术专利,且无法通过规避设计手段绕开,就是核心专利。cz3ednc

如果一个企业的核心专利足够多,足够强大,将给企业带来不小的收入。例如华为,华为曾表示拥有超过20%的5G核心专利,自2015年起,华为获得了超过14亿美元的知识产权收入。cz3ednc

通过查询国家知识产权局,我国铁电池相关专利共有2596条,比亚迪与铁电池相关的专利有19条,比亚迪并没有专门的“刀片电池”专利。cz3ednc

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另据《中国能源报》 2019年11月1日的报道,截至2018年底,锂我国在锂离子电池电芯核心材料全球申请原创国里排名第二,但缺少核心技术专利也是目前我国动力电池知识产权现状中的一大短板。cz3ednc

中国汽车技术研究中心有限公司情报所高级知识产权经理吕惠表示,虽然总体来说,我国在专利数量上做得很不错,但一到最核心的技术点上,中国的排名就整体往后掉。“统计了国际上的专利数量排名后,我们发现,越是动力电池领域内真正具体的核心技术点,我们越是没有相关专利。”cz3ednc

而且我国企业在境外申请相关专利的数量也不多,以比亚迪为例,截至2019年4月,比亚迪共拥有1209件国内锂离子电池专利,甚至在最近三年中,每年锂离子电池相关专利申请数量均在百件左右,但比亚迪在其他国家的专利申请却没能检索到。cz3ednc

也就是说,至少截至2019年4月,不管是刀片电池还是其他领域,比亚迪在其他国家都没有专利。cz3ednc

值得注意的是,比亚迪回应在上述回应中不再使用“核心专利”的说法,而改用“发明专利”。cz3ednc

专利法第二条第二款明确,发明,是指对产品、方法或者其改进所提出的新的技术方案。 也就是说,核心专利一定是发明专利,但是发明专利不一定是核心专利。cz3ednc

比亚迪刀片电池所涉及的专利数,可能确实有320项,但是核心专利,恐怕远没有这么多。cz3ednc

专为中国人:刀片电池只是商品推销名

据国际投行研究报告指出,事实上,这个所谓刀片电池并不是字面上理解的一种新型的创新电池,它只是物理改造,比亚迪没有任何电池革命。cz3ednc

刀片电池是个什么鬼?cz3ednc

01、中国国家专利局的查询只有二有关,而且都和比亚迪无关cz3ednc

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02、其实比亚迪申请的是电池包、车辆和储能装置cz3ednc

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54)发明名称电池包、车辆和储能装置cz3ednc

(57)摘要本申请公开了一种电池包、车辆和储能装置,所述电池包包括电池阵列及支撑件,所述电池阵列包括若干单体电池,所述单体电池具有第一尺寸,所述第一尺寸为虚拟夹持所述单体电池的两平行平面的间距的最大值;至少一个单体电池满足:600mm≤第一尺寸≤2500mm,且支撑在所述支撑件上;与所述第一尺寸对应的所述两平行平面的法向为Q方向,所述电池包内形成电池放置区,所述电池阵列位于所述电池放置区,所述单体电池沿所述Q方向从所述电池放置区的一侧延伸到所述电池放置区的另一侧。本申请的电池包,通过多个长单体电池形成电池阵列,提高了电池包的电池容量,同时,采用特定范围的第一尺寸,可以提高电池包的空间利用率。cz3ednc

03、这个专利连PCT都没有做,意思是只在中国cz3ednc

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这些图一般人看了就有个大概认识cz3ednc

1、刀片的来源:cz3ednc

以前比亚迪的电池就是一大块,整合在车子的后备箱里面,不去说公交车有几块电池几顿重,一般的家轿也起码有半吨重,所以不管如何车子都是重载了半吨东西在开的。现在呢,做成条形的,根据这个专利说明书,这个电池“至少一个单体电池满足:600mm≤第一尺寸≤2500mm”。所以呢,比亚迪认为这个东西长的像刀片,所以就叫刀片电池。cz3ednc

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2、这个架子放电池组(包)cz3ednc

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3、这就是一组电池cz3ednc

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4、电池放在车子底下cz3ednc

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专利说明书中以铁电池己做了几个实施例,实施的比对案例是说明通过空间的优化,比亚迪能在有限的空间放更多的电池,同时散热性能编好,升温较慢。这就是比亚迪宣传的节约成本、提高能量密度的方法。cz3ednc

我们可以得出这个电池的基本结论cz3ednc

  1. 比亚迪并没有任何电池材料包括正负极等的革命
  2. 提高能力密度的方法是通过增加空间增加电池模组
  3. 比亚迪铁电池的最大缺陷,用1-2年衰减的问题并没有解决。号称600公里的电池,1年后可能只能400,2年后300……
  4. 更重要的是,从专利到实施一般都是一个漫长的过程,但比亚迪从专利申请到量产只有一年多!!

比亚迪是如何提高能量密度的:体积!

最大程度地利用每一寸空间cz3ednc

还是主要要说比亚迪这个提高能量密度的方法。现在业绩只有三种方式,第一种是增大电池,特斯拉就是这样的,电池大了动力肯定大应该比较容易理解。第二种是改变电池的化学反应方式,用不同的正负极等,高镍电池等都是。而第三种方式实际是没改变电池任何东西,就是重新设计电池包,把大电池搞成串,节约空间,多放电池,自然就是了,比亚迪就是这种方式。cz3ednc

所以,比亚迪并没有重新发明铁电池,只是重新设计了外观和电池包。cz3ednc

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什么是能量密度cz3ednc

下面的资料来源于宁德时代新能源:cz3ednc

能量密度(Energy density)是指在单位一定的空间或质量物质中储存能量的大小。电池的能量密度也就是电池平均单位体积或质量所释放出的电能。电池的能量密度一般分重量能量密度和体积能量密度两个维度。cz3ednc

电池重量能量密度=电池容量×放电平台/重量,基本单位为Wh/kg(瓦时/千克)。cz3ednc

电池体积能量密度=电池容量×放电平台/体积,基本单位为Wh/L(瓦时/升)。cz3ednc

电池的能量密度越大,单位体积、或重量内存储的电量越多。cz3ednc

什么是单体能量密度cz3ednc

电池的能量密度常常指向两个不同的概念,一个是单体电芯的能量密度,一个是电池系统的能量密度。cz3ednc

电芯是一个电池系统的最小单元。M个电芯组成一个模组,N个模组组成一个电池包,这是车用动力电池的基本结构。cz3ednc

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单体电芯能量密度,顾名思义是单个电芯级别的能量密度。cz3ednc

根据《中国制造2025》明确了动力电池的发展规划:2020年,电池能量密度达到300Wh/kg;2025年,电池能量密度达到400Wh/kg;2030年,电池能量密度达到500Wh/kg。这里指的就是单个电芯级别的能量密度。cz3ednc

什么是系统能量密度cz3ednc

系统能量密度是指单体组合完成后的整个电池系统的电量比整个电池系统的重量或体积。因为电池系统内部包含电池管理系统,热管理系统,高低压回路等占据了电池系统的部分重量和内部空间,因此电池系统的能量密度都比单体能量密度低。cz3ednc

系统能量密度=电池系统电量/电池系统重量OR电池系统体积cz3ednc

什么限制了电池的能量密度cz3ednc

究竟是什么限制了锂电池的能量密度?电池背后的化学体系是主要原因难逃其咎。cz3ednc

一般而言,锂电池的四个部分非常关键:正极,负极,电解质,膈膜。正负极是发生化学反应的地方,相当于任督二脉,重要地位可见一斑。cz3ednc

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方壳电芯结构图cz3ednc

我们都知道以三元锂为正极的电池包系统能量密度要高于以磷酸铁锂为正极的电池包系统。这是为什么呢?cz3ednc

现有的锂离子电池负极材料多以石墨为主,石墨的理论克容量372mAh/g。正极材料磷酸铁锂理论克容量只有160mAh/g,而三元材料镍钴锰(NCM)约为200mAh/g。cz3ednc

根据木桶理论,水位的高低决定于木桶最短处,锂离子电池的能量密度下限取决于正极材料。cz3ednc

磷酸铁锂的电压平台是3.2V,三元的这一指标则是3.7V,两相比较,能量密度高下立分:16%的差额。cz3ednc

当然,除了化学体系,生产工艺水平如压实密度、箔材厚度等,也会影响能量密度。一般来说,压实密度越大,在有限空间内,电池的容量就越高,所以主材的压实密度也被看做电池能量密度的参考指标之一。cz3ednc

如果你能坚持每行读下来一直读到这里。恭喜,你对电池的理解已经上了一次。cz3ednc

如何提高能量密度cz3ednc

新材料体系的采用、锂电池结构的精调、制造能力的提升是研发工程师“长袖善舞”的三块舞台。下面,我们会从单体和系统两个维度进行讲解。cz3ednc

1.增大电池尺寸cz3ednc

电池厂家可以通过增大原来电池尺寸来达到电量扩容的效果。我们最熟悉的例子莫过于:率先使用松下18650电池的知名电动车企特斯拉将换装新款21700电池。cz3ednc

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但是电芯“变胖”或者“长个”只是治标,并不治本。釜底抽薪的办法,是从构成电池单元的正负极材料以及电解液成分中,找到提高能量密度的关键技术。cz3ednc

2.化学体系变革cz3ednc

前面提到,电池的能量密度受制于由电池的正负极。由于目前负极材料的能量密度远大于正极,所以提高能量密度就要不断升级正极材料。cz3ednc

高镍正极cz3ednc

三元材料通指镍钴锰酸锂氧化物大家族,我们可以通过改变镍、钴、锰这三种元素的比例来改变电池的性能。cz3ednc

在图中几种典型三元材料中可以看出,镍的占比越来越高,钴的占比越来越低。镍的含量越高,意味着电芯的比容量就越高。另外,由于钴资源稀缺,提高镍的比例,将降低的降低钴的使用量。cz3ednc

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硅基负极材料的比容量可以达到4200mAh/g,远高于石墨负极理论比容量的372mAh/g,因此成为石墨负极的有力替代者。cz3ednc

目前,用硅碳复合材料来提升电池能量密度的方式,已是业界公认的锂离子电池负极材料发展方向之一。特斯拉发布的Model3(参数|图片)就采用了硅碳负极。cz3ednc

在未来,如果想要百尺竿头更进一步——突破单体电芯350Wh/kg的关口,业内同行们可能需要着眼于锂金属负极型的电池体系,不过这也意味着整个电池制作工艺的更迭与精进。cz3ednc

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锂离子电池电池体系的高能化发展趋势cz3ednc

3.系统能量密度:提升电池包的成组效率cz3ednc

电池包的成组考验的是电池“攻城狮“们对单体电芯和模组排兵布阵的能力,需要以安全性为前提,最大程度地利用每一寸空间。cz3ednc

电池包的“瘦身”主要有以下几种方式。cz3ednc

  1. 优化排布结构:从外形尺寸方面,可以优化系统内部的布置,让电池包内部零部件排布更加紧凑高效
  2. 拓扑优化:我们通过仿真计算在确保刚强度及结构可靠性的前提下,实现减重设计。通过该技术,可以实现拓扑优化和形貌优化最终帮助实现电池箱体轻量化。我们可以选择低密度材料,如电池包上盖已经从传统的钣金上盖逐步转变为复合材料上盖,可以减重约35%。针对电池包下箱体,已经从传统的钣金方案逐步转变为铝型材的方案,减重量约40%,轻量化效果明显。
  3. 整车一体化设计:整车一体化设计与整车结构设计通盘考虑,尽可能共享、共用结构件,例如防碰撞设计,实现极致的轻量化

针对质疑,比亚迪计划在3月将举办技术解析会

针对国际投行研究报告“这300项核心专利是比亚迪撒谎”这一质疑,比亚迪方面不仅发出了上述回应。cz3ednc

比亚迪方面表示,刀片电池的能量密度提升不仅来自电芯的尺寸和pack的优化,更有电芯及内部的设计及生产工艺的革新,并称计划在3月将举办技术解析会,将会对刀片电池技术进行详细的介绍。cz3ednc

(综合整理自同花顺财经、新浪财经、国际投行研究报告:责编:Demi Xia)cz3ednc

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