文\秦叔宝
说起中国的汽车工业从新能源汽车领域实现“弯道超车”。就不得不提到比亚迪电池。比亚迪的刀片电池发布于2020年3月。全称为刀片型磷酸铁锂电池。也是比亚迪研发多年的“超级磷酸铁锂电池”。那么刀片电池到底有哪些不同寻常之处？又是通过什么技术实现的呢？让我们来详解一下！
研发背景
刀片电池的诞生是建立在空间利用率问题之上。电池的空间利用率越高。就代表着能在有限的空间内布置更多的电池。从而提高能量密度和续航里程。而传统电池包。需要由电芯组成电池模组。再由模组组成电池包。其中。结构件和大量的梁结构占去60%的空间。最终电池的有效空间利用率只剩下40%。
影响空间利用率的主要因素是模组和梁。因此。去掉模组和梁就能解决问题。沿着这个思路。比亚迪的工程师们创新性地想到：电芯本身是否既作为发电能量体又作为承重结构件？于是。刀片形状电芯的想法诞生了。
在当时大量车企热捧三元锂电池的情况下。比亚迪一直将安全放在首位。从未放弃对对稳定性更高的磷酸铁锂电池的潜心再研发。比亚迪终于在2020年3月29日发布这个多年的研究成果——刀片电池。
结构解析
刀片电池因其像刀片一样的电芯而得名。比亚迪研发的大电芯长度大约0.6米。厚度仅为13.5毫米。并且像“刀片”一样插入到电池包里。相比传统造型的电芯。刀片电池有效增加了空间利用率。达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。刀片电池的体积利用率提升了50%以上。也就是续航里程提升50%以上。达到了高能量密度三元锂电池的同等水平。
中国科学院院士欧阳明高分析指出。刀片电池的设计使得它在短路时产热少。散热快。并且评价其在“针刺试验”中的表现非常优异。
搭载车型
目前刀片电池搭载在五个车型上。最早是比亚迪汉全系车型。紧接着2021款唐EV。秦PLUS EV。宋PLUS EV及2021款 e2四款纯电车型全面切换搭载刀片电池上市发布。2021年4月7日。比亚迪正式宣布：从即日起。旗下全系纯电动车型。开始全面搭载刀片电池。全面启用针刺测试作为企业标准。未来刀片电池还将在汽车市场上大放异彩。
优势
1。安全至上
近年来电动车安全事故频发。绝大部分的原因是电池起火。而“刀片电池”可以说是市面安全性最好的。根据比亚迪公布的对电池进行的针刺实验。我们可以看出“刀片电池”经过针刺电池温度也能保持在30-60℃之间。这是因为刀片电池回路较长。表面积大且散热快。
2。能量密度高
相比三元锂电池。磷酸铁锂电池安全性更高。循环使用寿命更长。但此前在电池能量密度一直被压一头。现在刀片电池的重量比能量密度虽然比上一代电池提升了9%。体积比能量密度的提升幅度却高达50%。也就是说“刀片电池”的电池容量可以被提高50%。
3。电池寿命长
根据实验表明。刀片电池充电循环寿命超4500次。即电池充电4500次后衰减低于20%。寿命是三元锂电池的3倍以上。刀片电池的等效里程寿命可突破120万公里。
缺点
磷酸铁锂电池也有自己的“顽疾”。那就是在低温环境下。磷酸铁锂电池的放电量仅有70%。而一同测试的三元锂电池却能达到86%。这也将影响汽车在冬季续航的里程。目前。不少观点认为磷酸铁锂的能量密度开发已经在刀片电池上达到了极限。电池容量在现有技术上很难再出现新的突破。但比亚迪还在从其他角度上寻求突破。
2。电池被碰撞后修复困难。因为刀片电池省去了支撑电芯的结构。利用每个电芯自身作为支架。在外力冲击下。很难保证电芯的完整性。一个电芯受损。其余串联的电芯也会受到波及。
小结：
刀片电池在我国新能源领域的发展上留下了浓墨重彩的一笔。并且以此为起点。自主品牌齐发力。长城推出大禹电池。广汽埃安推出弹匣电池。宁德时代推出麒麟电池。越来越多的新技术充盈了我国汽车工艺的新能源领域。
