電池技術哪家強？中國比亞迪有保障——詳解刀片電池

文\秦叔寶

説起中國的汽車工業從新能源汽車領域實現“彎道超車”，就不得不提到比亞迪電池，比亞迪的刀片電池發佈於2020年3月，全稱為刀片型磷酸鐵鋰電池，也是比亞迪研發多年的“超級磷酸鐵鋰電池”。那麼刀片電池到底有哪些不同尋常之處？又是通過什麼技術實現的呢？讓我們來詳解一下！

研發背景

刀片電池的誕生是建立在空間利用率問題之上。電池的空間利用率越高，就代表着能在有限的空間內佈置更多的電池，從而提高能量密度和續航里程。而傳統電池包，需要由電芯組成電池模組，再由模組組成電池包。其中，結構件和大量的梁結構佔去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題。沿着這個思路，比亞迪的工程師們創新性地想到：電芯本身是否既作為發電能量體又作為承重結構件？於是，刀片形狀電芯的想法誕生了。

在當時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，從未放棄對對穩定性更高的磷酸鐵鋰電池的潛心再研發。比亞迪終於在2020年3月29日發佈這個多年的研究成果——刀片電池。

結構解析

刀片電池因其像刀片一樣的電芯而得名，比亞迪研發的大電芯長度大約0.6米，厚度僅為13.5毫米，並且像“刀片”一樣插入到電池包裏。相比傳統造型的電芯，刀片電池有效增加了空間利用率，達成在同樣的空間內裝入更多電芯的設計目標，刀片電池的體積利用率提升了50%以上，也就是續航里程提升50%以上，達到了高能量密度三元鋰電池的同等水平。

中國科學院院士歐陽明高分析指出，刀片電池的設計使得它在短路時產熱少、散熱快，並且評價其在“針刺試驗”中的表現非常優異。

搭載車型

目前刀片電池搭載在五個車型上，最早是比亞迪漢全系車型，緊接着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佈。2021年4月7日，比亞迪正式宣佈：從即日起，旗下全系純電動車型，開始全面搭載刀片電池，全面啓用針刺測試作為企業標準。未來刀片電池還將在汽車市場上大放異彩。

優勢

1、安全至上

近年來電動車安全事故頻發，絕大部分的原因是電池起火。而“刀片電池”可以説是市面安全性最好的。根據比亞迪公佈的對電池進行的針刺實驗，我們可以看出“刀片電池”經過針刺電池温度也能保持在30-60℃之間，這是因為刀片電池迴路較長，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、循環使用壽命更長，但此前在電池能量密度一直被壓一頭。現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50%。也就是説“刀片電池”的電池容量可以被提高50%。

3、電池壽命長

根據實驗表明，刀片電池充電循環壽命超4500次，即電池充電4500次後衰減低於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120萬公里。

缺點

磷酸鐵鋰電池也有自己的“頑疾”，那就是在低温環境下，磷酸鐵鋰電池的放電量僅有70%，而一同測試的三元鋰電池卻能達到86%，這也將影響汽車在冬季續航的里程。目前，不少觀點認為磷酸鐵鋰的能量密度開發已經在刀片電池上達到了極限，電池容量在現有技術上很難再出現新的突破。但比亞迪還在從其他角度上尋求突破。

2、電池被碰撞後修復困難。因為刀片電池省去了支撐電芯的結構,利用每個電芯自身作為支架。在外力衝擊下,很難保證電芯的完整性，一個電芯受損,其餘串聯的電芯也會受到波及。

小結：

刀片電池在我國新能源領域的發展上留下了濃墨重彩的一筆，並且以此為起點，自主品牌齊發力，長城推出大禹電池，廣汽埃安推出彈匣電池，寧德時代推出麒麟電池，越來越多的新技術充盈了我國汽車工藝的新能源領域。