鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：709次 | 2021年12月13日
比亞迪即將舉辦刀片電池公布會 深度解碼比亞迪刀片電池
根據(jù)比亞迪官網(wǎng)微博的消息，比亞迪將于3月29日14:30在深圳衛(wèi)視舉行刀片電池超級發(fā)布會。比亞迪表示，中科院院士歐陽明高，比亞迪創(chuàng)始人王傳福和比亞迪副總裁何龍將在發(fā)布會上解析這項(xiàng)新能源汽車電池技術(shù)。2月份，比亞迪董事長王傳福透露，比亞迪近期開發(fā)的“刀片電池”將首次量產(chǎn)，并應(yīng)用在新車型比亞迪“漢”中。在搭載了全新的刀片電池之后，比亞迪漢EV的純電動續(xù)航里程將超過600公里。
比亞迪作為中國最早的新能源汽車品牌，近年來在新能源汽車領(lǐng)域取得了長足的進(jìn)步。特別是比亞迪最熟練的磷酸鐵鋰電池，在刺穿、起火、槍彈射擊等極端測試中都能保持穩(wěn)定，從而將電動汽車自燃的風(fēng)險降到最低。
目前市面上主流的動力電池分兩種：三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。三元鋰電池的安全性相對要差一些，據(jù)統(tǒng)計自去年5月以來新能源汽車自燃事故中，86%采用的是三元鋰電池，7%采用的是磷酸鐵鋰電池。
去年8月，比亞迪宣布將推出新一代“超級磷酸鐵鋰電池”，不僅可以延續(xù)磷酸鐵鋰電池的穩(wěn)定性和低成本優(yōu)勢，還可以將“體積比能量密度”提高50%。而現(xiàn)在提出的刀片電池，其實(shí)就是這一概念的商品名化。從字面意思上來理解，刀片電池最大的優(yōu)勢自然在于體積。
王傳福曾透露，新一代“刀片電池”通過將電芯進(jìn)行扁平化設(shè)計，不僅能夠使單位體積能量密度比傳統(tǒng)鐵鋰電池將提升50%，還能夠使整車電池壽命可達(dá)8年120萬公里以上，并計劃在未來兩年內(nèi)規(guī)劃單體能量密度提升至180Wh/kg，系統(tǒng)能量密度提升至160Wh/kg，由此下降單位生產(chǎn)成本30%。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在比亞迪新旗艦“哈涅夫”中，我們看到了這款刀片電池。外界對“刀片電池”寄予厚望，但從哈涅夫披露的數(shù)據(jù)來看，電池能量密度為140wh/kg，綜合工況持續(xù)605km。
圖為比亞迪刀片電池的“真身”，其外形與傳統(tǒng)的動力電池差異很大，長度近1米，寬度10厘米作用，而厚度則只有2厘米。一輛純電動汽車的電池包由超過200塊這樣的刀片電池單體組成。
根據(jù)中國電動汽車百人會論壇所傳遞的信息顯示，比亞迪全新一代的刀片電池體積能量密度將比傳統(tǒng)鐵鋰電池提升50%，成本下降20%到30%，而壽命則達(dá)到了8年120萬公里。
換言之，在相同的體積和重量下，刀片電池可以提供更長的續(xù)航里程。對于電動車而言，很顯然這是一個重大的利好。
近日，比亞迪發(fā)布了一些關(guān)于刀片電池的內(nèi)部信息。由此我們可以看出，刀片電池至少有兩大優(yōu)勢，競爭對手很難與之匹敵。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備
首先，刀片電池比普通磷酸鐵鋰電池更安全，刺穿后電池溫度（電池內(nèi)部短路）只有60℃左右。普通磷酸鐵鋰電池雖然不會爆炸起火，但會在局部冒煙產(chǎn)生高溫，但刀片電池刺穿后可以很好地控制溫度。
第二個優(yōu)勢是突破快速充電瓶頸。眾所周知，電動汽車所謂的快速充電時間是從20%到80%。這是因?yàn)榍?0%的恒流充電只能對三元鋰電池進(jìn)行，后20%只能進(jìn)行恒壓充電（電流逐漸減?。?，所以后20%的充電時間會很長。比亞迪晶片電池可以在恒流狀態(tài)下充電至完全充電，大大提高了充電速度。
比亞迪刀片電池針刺實(shí)驗(yàn)
針刺實(shí)驗(yàn)的原理是鋼針插入電池內(nèi)部造成電池短路進(jìn)而熱失控，是檢驗(yàn)電池安全性的一個重要手段。規(guī)則是先將電池充滿電，然后用直徑在5-8毫米的耐高溫鋼針從其幾何中心處將電池刺穿，鋼針停留在電池中，觀察一個小時，不起火不爆炸才算合格。
這一次分別對三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、刀片電池做了穿刺實(shí)驗(yàn)，為了讓大家更直觀地看到溫度差異，還在實(shí)驗(yàn)電池上各放了一枚打開的生雞蛋。
先看看三元鋰電池的表現(xiàn)，經(jīng)過穿刺后，電池殼體迅速鼓脹，然后泄壓閥打開，內(nèi)部高溫高壓內(nèi)容物噴出，隨后電池發(fā)生了爆炸起火，雞蛋也炸飛了。此過程中電池外殼最高溫度達(dá)到420度。
再看看普通的磷酸鐵鋰電池，殼體發(fā)生一定程度鼓脹，隨后泄壓閥開啟，內(nèi)部高溫高壓物噴出，但并沒有發(fā)生起火爆炸，對熱失控的管理比三元鋰電池強(qiáng)很多。
這是測試完畢后的磷酸鐵鋰電池，可以看出電池外殼只有輕微變形，放置雞蛋的容器沒有滑落，但雞蛋溢出到電池上的部分被燙熟了，可見殼體的溫度也是挺高的。
最后看看刀片電池，在電池被刺穿后，電壓下降和殼體溫度上升都非常輕微，穿刺位置沒有火花、煙霧或電解液噴出，電池殼體也沒有出現(xiàn)鼓脹。在實(shí)驗(yàn)過程中電池外殼溫度一直穩(wěn)定在30度左右，放置在穿刺位置附近的生雞蛋完全沒有受影響。
從技術(shù)的角度來看，沒有哪一種技術(shù)的絕對落后的，也沒有哪一種技術(shù)是絕對先進(jìn)的，只有最適合的。
在新能源車的動力電池領(lǐng)域，比亞迪的磷酸鐵鋰電池曾經(jīng)是國內(nèi)動力電池的開創(chuàng)者。
所謂磷酸鐵鋰，這里指的是動力電池的正極材料，事實(shí)上，我們對于三元鋰電池的劃分方式，也是根據(jù)正極材料來定義的。
比亞迪的磷酸鐵鋰電池相比于三元鋰電池最大的優(yōu)點(diǎn)在于穩(wěn)定性極佳，且充放電壽命更長。
但是其缺點(diǎn)也很明顯，能量密度更低?，F(xiàn)階段的新能源車的動力電池技術(shù)就是這樣，能量密度和穩(wěn)定性總是會呈現(xiàn)出此消彼長的關(guān)系。
傳統(tǒng)的磷酸鐵鋰電池因?yàn)槟芰棵芏鹊亩贪灞惶蕴?，但并不意味著磷酸鐵鋰電池穩(wěn)定性高、安全性好且充放電壽命長的優(yōu)點(diǎn)就應(yīng)該被否定。尤其是在近年來搭載高能量密度的三元鋰電池電動車頻頻自燃的情況下。
舉個例子，或許就能夠到磷酸鐵鋰電池的優(yōu)勢。一般來講，高鈷含量的三元鋰電池的熱失控溫度大約在300攝氏度，而高鎳含量的三元鋰電池的熱失控溫度會低于200攝氏度。
而磷酸鐵鋰電池的熱失控溫度則普遍在500攝氏度以上。從循環(huán)壽命的角度來看，磷酸鐵鋰電池的容量衰減大概是在3500次以上才會出現(xiàn)，而三元鋰電池對應(yīng)的參數(shù)是2000次。
從此前比亞迪申請的專利上來看，全新的刀片電池所采用的是方形鋁殼的長電芯設(shè)計方案，將電芯進(jìn)行扁平化的設(shè)計，其電芯的最長長度可以達(dá)到2.5米，是傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池的十倍以上。
通過扁平化的電芯布局，電芯的編組就可以用多個不同尺寸的電芯來布局電池組，繼而大幅度的提升電池組的編組效率。
這樣一來，原本困擾磷酸鐵鋰電池的能量體積密度問題，就因?yàn)榭臻g體積利用率的大幅度提升而得以增加。
我們可以這樣理解，比亞迪的刀片電池相當(dāng)于是把一塊面團(tuán)均勻的進(jìn)行了攤開，同時充分利用了邊角料的剩余空間。
通過單一電芯的扁平化處理，刀片電池也實(shí)現(xiàn)了無模組的電池方案，只需要排布電芯的“陣列”，就可以實(shí)現(xiàn)不同空間的組合。
根據(jù)刀片電池的專利數(shù)據(jù)顯示，在高效的利用了電池組的空間之后，其普通電池包的體積比能量密度從此前的251Wh/L提升到了332Wh/L。這樣一來，也就滿足了對于電池能量密度的需求。
沒錯，電芯依舊是那個磷酸鐵鋰電池的電芯，比亞迪所做的，只是讓它更加的高效。
從體積比能量密度的角度來看，刀片電池在能量密度方面已經(jīng)不亞于三元鋰電池了。而安全性、穩(wěn)定性以及循環(huán)壽命的優(yōu)勢則得以保留下來。
當(dāng)然，刀片電池技術(shù)升級背后更大的一個亮點(diǎn)在于，制造成本大幅度的降低。
對于任何一個生產(chǎn)企業(yè)而言，一旦進(jìn)入到低成本的運(yùn)行模式，那么自然就會對應(yīng)到更多的市場可能，并提供更為強(qiáng)大的風(fēng)險應(yīng)對能力。
很顯然，相比于其他的企業(yè)，比亞迪的純電動動力技術(shù)已經(jīng)更多的考慮到了市場化的層面。刀片電池，就是一個很典型的技術(shù)推動轉(zhuǎn)型的案例。
