刀片電池磷酸鐵鋰電池技術的“針刺測試”

來源：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的“針刺測試”。電池領域的最新技術刀片型磷酸鐵鋰電池能夠通過動力電池測試中最嚴苛的“針刺測試”，進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題，并將搭載磷酸鐵鋰電池電動汽車的續航里程。

什么是刀片電池？

一般來說，電動汽車的電池包由多個電芯組成的模組構成。如特斯拉使用的電芯，就是一個個圓柱型的18650電池。為了讓電芯模組在車內保持穩定，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電池包內，進而提升了內部空間利用率。

刀片電池相比傳統電池包省去了模組的步驟，采用了CTP（CelltoPack，無模組動力電池包）設計思路，將電芯直接裝到電池包殼體內。這種設計能夠在保持電池包強度的前提下，省去橫梁、縱梁以及螺栓等附件，提升電池包內部空間利用率，實現電池包總容量和能量密度的提升。

刀片磷酸鐵鋰電池的出鞘

在新能源汽車興起之初，車企在選擇動力電池時，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企青睞。

事實上，刀片電池的本質依然是磷酸鐵鋰電池，只不過比亞迪在電池結構和設計方面有了創新突破，單體電芯的形狀類似刀片，因而取名為刀片電池。雖然刀片電池在材料方面并沒有新的突破，但是此次比亞迪在設計結構方面的創新也不可小覷。得益于比亞迪將電芯進行扁平化設計，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到60％，傳統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，由于刀片電池在設計結構方面的創新，使得搭載刀片電池的電池包在組裝的時候跳過了電池模組這一環節。

刀片電池磷酸鐵鋰電池技術的“針刺測試”

刀片電池在安全方面取得了長足進展，首先便是對針刺試驗的突破。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對比。刀片電池體現了比亞迪徹底終結新能源汽車安全痛點的決心，更有能力將引領全球動力電池技術路線重回正道，把‘自燃’這個詞從新能源汽車的字典里徹底抹掉。

●當鋼針將動力電池電芯刺穿導致電芯發生短路時，三元鋰電池出現劇烈溫度變化，表面溫度迅速超過500℃，且發生極端熱失控（劇烈燃燒）；

●傳統磷酸鋰電池在被刺穿后雖然沒有明火，但是冒白煙且表面溫度達到200℃－400℃；

●比亞迪刀片電池在被刺穿的時候，并沒有異常表現，結構依舊穩定。溫度傳感器顯示，電池表面的溫度只有60攝氏度，安全通過針刺實驗。由此可見，比亞迪刀片電池在熱失控方面做得更好，為消費者在動力電池方面提供更好的安全防護。

呈長條裝的刀片電池的長度更大，因此散熱比較好。同時，其更長的回路也讓電池的內部短路升溫更慢。結合比亞迪采取的其他安全措施，刀片電池在穿刺試驗中取得了合格的表現。

電池安全的確是消費者們最關注的問題之一，刀片電池的解決方案加強了這一點，也讓磷酸鐵鋰電池掌握了一些話語權。另外據了解，特斯拉與寧德時代正在進行談判，在中國生產的特斯拉汽車中將使用后者生產的無鈷電池，大概率就是磷酸鐵鋰電池。

總結：刀片電池的安全性優勢明顯，體積比能量密度高，同時電池成本也會有所下降。隨著刀片電池的亮相，磷酸鐵鋰電池滲透率有望提升，我國自主動力電池行業前景將更為光明。整車成本也有望隨之降低，改善電動車行業盈利水平。