說(shuō)起中國(guó)的汽車工業(yè)從新能源汽車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“彎道超車”,就不得不提到比亞迪電池,比亞迪的刀片電池發(fā)布于2020年3月,全稱為刀片型磷酸鐵鋰電池,也是比亞迪研發(fā)多年的“超級(jí)磷酸鐵鋰電池”。那么刀片電池到底有哪些不同尋常之處?又是通過(guò)什么技術(shù)實(shí)現(xiàn)的呢?讓我們來(lái)詳解一下!
研發(fā)背景
刀片電池的誕生是建立在空間利用率問(wèn)題之上。電池的空間利用率越高,就代表著能在有限的空間內(nèi)布置更多的電池,從而提高能量密度和續(xù)航里程。而傳統(tǒng)電池包,需要由電芯組成電池模組,再由模組組成電池包。其中,結(jié)構(gòu)件和大量的梁結(jié)構(gòu)占去60%的空間,最終電池的有效空間利用率只剩下40%。
影響空間利用率的主要因素是模組和梁。因此,去掉模組和梁就能解決問(wèn)題。沿著這個(gè)思路,比亞迪的工程師們創(chuàng)新性地想到:電芯本身是否既作為發(fā)電能量體又作為承重結(jié)構(gòu)件?于是,刀片形狀電芯的想法誕生了。
在當(dāng)時(shí)大量車企熱捧三元鋰電池的情況下,比亞迪一直將安全放在首位,從未放棄對(duì)對(duì)穩(wěn)定性更高的磷酸鐵鋰電池的潛心再研發(fā)。比亞迪終于在2020年3月29日發(fā)布這個(gè)多年的研究成果——刀片電池。
結(jié)構(gòu)解析
刀片電池因其像刀片一樣的電芯而得名,比亞迪研發(fā)的大電芯長(zhǎng)度大約0.6米,厚度僅為13.5毫米,并且像“刀片”一樣插入到電池包里。相比傳統(tǒng)造型的電芯,刀片電池有效增加了空間利用率,達(dá)成在同樣的空間內(nèi)裝入更多電芯的設(shè)計(jì)目標(biāo),刀片電池的體積利用率提升了50%以上,也就是續(xù)航里程提升50%以上,達(dá)到了高能量密度三元鋰電池的同等水平。
中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高分析指出,刀片電池的設(shè)計(jì)使得它在短路時(shí)產(chǎn)熱少、散熱快,并且評(píng)價(jià)其在“針刺試驗(yàn)”中的表現(xiàn)非常優(yōu)異。
搭載車型
目前刀片電池搭載在五個(gè)車型上,最早是比亞迪漢全系車型,緊接著2021款唐EV、秦PLUS EV、宋PLUS EV及2021款 e2四款純電車型全面切換搭載刀片電池上市發(fā)布。2021年4月7日,比亞迪正式宣布:從即日起,旗下全系純電動(dòng)車型,開(kāi)始全面搭載刀片電池,全面啟用針刺測(cè)試作為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。未來(lái)刀片電池還將在汽車市場(chǎng)上大放異彩。
優(yōu)勢(shì)
1、安全至上
近年來(lái)電動(dòng)車安全事故頻發(fā),絕大部分的原因是電池起火。而“刀片電池”可以說(shuō)是市面安全性最好的。根據(jù)比亞迪公布的對(duì)電池進(jìn)行的針刺實(shí)驗(yàn),我們可以看出“刀片電池”經(jīng)過(guò)針刺電池溫度也能保持在30-60℃之間,這是因?yàn)榈镀姵鼗芈份^長(zhǎng),表面積大且散熱快。
2、能量密度高
相比三元鋰電池,磷酸鐵鋰電池安全性更高、循環(huán)使用壽命更長(zhǎng),但此前在電池能量密度一直被壓一頭?,F(xiàn)在刀片電池的重量比能量密度雖然比上一代電池提升了9%,體積比能量密度的提升幅度卻高達(dá)50%。也就是說(shuō)“刀片電池”的電池容量可以被提高50%。
3、電池壽命長(zhǎng)
根據(jù)實(shí)驗(yàn)表明,刀片電池充電循環(huán)壽命超4500次,即電池充電4500次后衰減低于20%,壽命是三元鋰電池的3倍以上,刀片電池的等效里程壽命可突破120萬(wàn)公里。
缺點(diǎn)
磷酸鐵鋰電池也有自己的“頑疾”,那就是在低溫環(huán)境下,磷酸鐵鋰電池的放電量?jī)H有70%,而一同測(cè)試的三元鋰電池卻能達(dá)到86%,這也將影響汽車在冬季續(xù)航的里程。目前,不少觀點(diǎn)認(rèn)為磷酸鐵鋰的能量密度開(kāi)發(fā)已經(jīng)在刀片電池上達(dá)到了極限,電池容量在現(xiàn)有技術(shù)上很難再出現(xiàn)新的突破。但比亞迪還在從其他角度上尋求突破。
電池被碰撞后修復(fù)困難。因?yàn)榈镀姵厥∪チ酥坞娦镜慕Y(jié)構(gòu),利用每個(gè)電芯自身作為支架。在外力沖擊下,很難保證電芯的完整性,一個(gè)電芯受損,其余串聯(lián)的電芯也會(huì)受到波及。
原標(biāo)題:電池技術(shù)哪家強(qiáng)?中國(guó)比亞迪有保障——詳解刀片電池