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让电动车告别“自燃”,比亚迪刀片电池强在哪?

2020年03月31日 14:26:01
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来源:路咖汽车

现在电动车自燃话题越来越受到人们的关注,毕竟谁也不想自己的车突然就烧了起来,也不希望隔壁车自燃。近日,比亚迪发布了"刀片电池",在发布会上比亚迪董事长王传福发出了豪言壮语:要将"自燃"从电动汽车的字典里抹去。比亚迪的刀片电池究竟强在哪里?可以让王传福发出如此豪言壮语。

动力电池为什么会自燃

在说比亚迪的刀片电池之前,还是先说一下,电动车的动力电池为什么会自燃。比亚迪刀片电池的发布会现场显示了,三元锂电池、传统磷酸铁锂电池和刀片电池的撞针实验视频,可以发现三元锂电池直接发生了爆炸,传统磷酸铁锂电池表面也产生了高温,刀片电池则没有产生高温。

为什么会发生这种情况,还要从三元锂和磷酸铁锂两种电池各自的特点说起,三元锂电池优势在于储能密度和抗低温两个方面,在储能密度上,三元锂电池因为电压高,其能量密度基本能达到240WH/kg,几乎是磷酸铁锂电池140WH/kg的1.7倍。其次则是抗低温上,三元锂电池低温使用下限值为零下30摄氏度,相比磷酸铁锂电池低温下限值零下20摄氏度更有优势。

而磷酸铁锂的优势则在于,安全性会更高,因为磷酸铁锂电池热失控温度普遍在500度以上,三元锂电池则低于300度,一些高镍电池热失控温度甚至低于200度,相比之下磷酸铁锂电池在汽车高速行驶及快速充电过程中自燃风险较低,其次其二是循环寿命更长,因为磷酸铁锂电池充放电循环次数大于3500次后才会开始衰减,也就是说其使用寿命可长达十年左右,但三元锂电池充放电循环次数则仅为2000次,意味着其使用寿命仅为6年,在使用寿命上更加突出,最后就是制造成本更低,因为磷酸铁锂电池没有贵重金属,因而生产成本较低。

刀片电池本质上还是磷酸铁锂电池,只是采用了全新的封装结构,所有磷酸铁锂电池本身安全性的优势还是具备的。而且新的封装结构还可以带来以下几点的好处,单位空间内能量密度大,结构强度大,电池的表面积更大,散热性能更好。其中散热性能好,导致了刀片电池在受到撞击时表面温度更低。

刀片电池的特点

在发布会上,比亚迪宣称刀片电池拥有能量密度高、安全性高的特点。那么比亚迪是如何做到这两点的呢?

在说动力电池为什么会自燃时就有提到,刀片电池本质就是磷酸铁锂电池,那么磷酸铁锂电池的特性在刀片电池上也存在的。不同于传统的磷酸铁锂电池,刀片电池通过结构创新,大幅提高了体积利用率,最终达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。这样一来刀片电池的能量密度就得到了有效提升,一下解决了磷酸铁锂电池能量密度低的问题。据比亚迪称相较传统的有模电池包,刀片电池的重量比能量密度可达到180Wh/kg。相比此前有模电池组提升大约9%,电池在同等体积下能量密度上比传统铁电池提升了约50%。而采用新结构的刀片电池,表面积更大,散热也会更快,所以在发生过热时也可以快速散热,保证安全性。

刀片电池究竟采用了一种什么结构,从而达到以上的优点呢?现在主流的动力电池都是一个个圆柱电芯,并联在电池包内,再通过电池包的结构件使其固定。刀片电池则是采用一种长方体的结构,每个电芯都是一个长方体,然后并排排列在电池包内,就如同一个个刀片插入电池包,刀片电池的名称也是这么来的。这种长方体的电芯外壳本身就有着非常高的强度,这样一来电池包里就可以不用搭设结构件来维持电池包的强度,而且采用了方形电芯,空间利用率会比圆柱电芯更高,从而提高了整个电池包的能量密度。长方形的结构也增大了其的散热面积,快速散热也保证其安全性。

写在最后

比亚迪新的刀片电池本质还是磷酸铁锂电池,可是通过结构的调整,让其在同样体积下有了媲美三元锂电池的能量密度,而且将磷酸铁锂电池的优势进一步深化,这样未来再采用磷酸铁锂电池的车型就可以和采用三元锂电池的车型拥有同样的续航里程了。新的刀片电池将在比亚迪旗下的弗迪电池投产,并开放出售,这样一来未来将会有非比亚迪品牌的车型采用刀片电池。

这些都是对于电池理论的分析,具体装车的表现,还要看比亚迪首款采用刀片电池的"汉"的上市后具体表现。

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