刀片電池磷酸鐵鋰電池技術(shù)的“針刺測(cè)試”

來(lái)源：存能電氣  日期：2020-03-31 09:45  瀏覽量：次

刀片電池磷酸鐵鋰電池技術(shù)的“針刺測(cè)試”。電池領(lǐng)域的最新技術(shù)刀片型磷酸鐵鋰電池能夠通過(guò)動(dòng)力電池測(cè)試中最嚴(yán)苛的“針刺測(cè)試”，進(jìn)而擁有了極高的安全性。刀片型磷酸鐵鋰電池程度上解決了磷酸鐵鋰電池的成組能量密度不如三元鋰電池的問(wèn)題，并將搭載磷酸鐵鋰電池電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程。

什么是刀片電池？

一般來(lái)說(shuō)，電動(dòng)汽車(chē)的電池包由多個(gè)電芯組成的模組構(gòu)成。如特斯拉使用的電芯，就是一個(gè)個(gè)圓柱型的18650電池。為了讓電芯模組在車(chē)內(nèi)保持穩(wěn)定，需要用螺栓、橫梁、縱梁等加以固定。刀片電池的不同之處在于，它省去了模組這一步驟，直接將電芯用陣列方式裝進(jìn)電池包內(nèi)，進(jìn)而提升了內(nèi)部空間利用率。

刀片電池相比傳統(tǒng)電池包省去了模組的步驟，采用了CTP（CelltoPack，無(wú)模組動(dòng)力電池包）設(shè)計(jì)思路，將電芯直接裝到電池包殼體內(nèi)。這種設(shè)計(jì)能夠在保持電池包強(qiáng)度的前提下，省去橫梁、縱梁以及螺栓等附件，提升電池包內(nèi)部空間利用率，實(shí)現(xiàn)電池包總?cè)萘亢湍芰棵芏鹊奶嵘?/span>

刀片磷酸鐵鋰電池的出鞘

在新能源汽車(chē)興起之初，車(chē)企在選擇動(dòng)力電池時(shí)，主要采用三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。憑借自身特性，這兩種電池均獲得車(chē)企青睞。

事實(shí)上，刀片電池的本質(zhì)依然是磷酸鐵鋰電池，只不過(guò)比亞迪在電池結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方面有了創(chuàng)新突破，單體電芯的形狀類(lèi)似刀片，因而取名為刀片電池。雖然刀片電池在材料方面并沒(méi)有新的突破，但是此次比亞迪在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方面的創(chuàng)新也不可小覷。得益于比亞迪將電芯進(jìn)行扁平化設(shè)計(jì)，電池包的空間利用率和體積比能量密度有很大提升。

搭載刀片電池的電池包空間利用率達(dá)到60％，傳統(tǒng)電池包的利用率僅為40％。在體積比能量密度方面，刀片電池比傳統(tǒng)的磷酸鐵鋰電池提升了50％。值得注意的是，由于刀片電池在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方面的創(chuàng)新，使得搭載刀片電池的電池包在組裝的時(shí)候跳過(guò)了電池模組這一環(huán)節(jié)。

刀片電池磷酸鐵鋰電池技術(shù)的“針刺測(cè)試”

刀片電池在安全方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)展，首先便是對(duì)針刺試驗(yàn)的突破。在幾天前的視頻中，比亞迪方面變展示了三元鋰電池、普通磷酸鐵鋰電池以及刀片電池的針刺試驗(yàn)對(duì)比。刀片電池體現(xiàn)了比亞迪徹底終結(jié)新能源汽車(chē)安全痛點(diǎn)的決心，更有能力將引領(lǐng)全球動(dòng)力電池技術(shù)路線(xiàn)重回正道，把‘自燃’這個(gè)詞從新能源汽車(chē)的字典里徹底抹掉。

●當(dāng)鋼針將動(dòng)力電池電芯刺穿導(dǎo)致電芯發(fā)生短路時(shí)，三元鋰電池出現(xiàn)劇烈溫度變化，表面溫度迅速超過(guò)500℃，且發(fā)生極端熱失控（劇烈燃燒）；

●傳統(tǒng)磷酸鋰電池在被刺穿后雖然沒(méi)有明火，但是冒白煙且表面溫度達(dá)到200℃－400℃；

●比亞迪刀片電池在被刺穿的時(shí)候，并沒(méi)有異常表現(xiàn)，結(jié)構(gòu)依舊穩(wěn)定。溫度傳感器顯示，電池表面的溫度只有60攝氏度，安全通過(guò)針刺實(shí)驗(yàn)。由此可見(jiàn)，比亞迪刀片電池在熱失控方面做得更好，為消費(fèi)者在動(dòng)力電池方面提供更好的安全防護(hù)。

呈長(zhǎng)條裝的刀片電池的長(zhǎng)度更大，因此散熱比較好。同時(shí)，其更長(zhǎng)的回路也讓電池的內(nèi)部短路升溫更慢。結(jié)合比亞迪采取的其他安全措施，刀片電池在穿刺試驗(yàn)中取得了合格的表現(xiàn)。

電池安全的確是消費(fèi)者們最關(guān)注的問(wèn)題之一，刀片電池的解決方案加強(qiáng)了這一點(diǎn)，也讓磷酸鐵鋰電池掌握了一些話(huà)語(yǔ)權(quán)。另外據(jù)了解，特斯拉與寧德時(shí)代正在進(jìn)行談判，在中國(guó)生產(chǎn)的特斯拉汽車(chē)中將使用后者生產(chǎn)的無(wú)鈷電池，大概率就是磷酸鐵鋰電池。

總結(jié)：刀片電池的安全性?xún)?yōu)勢(shì)明顯，體積比能量密度高，同時(shí)電池成本也會(huì)有所下降。隨著刀片電池的亮相，磷酸鐵鋰電池滲透率有望提升，我國(guó)自主動(dòng)力電池行業(yè)前景將更為光明。整車(chē)成本也有望隨之降低，改善電動(dòng)車(chē)行業(yè)盈利水平。