比亚迪的黑科技——刀片电池,到底是什么?
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发布时间：2022-04-25 20:58
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时间：2022-06-17 08:26
新能源的聚光灯又一次照向了比亚迪。
几天前，比亚迪在线上召开了一次技术发布会，发布会的主角叫作“刀片电池”。按照王传福的说法，它将彻底解决锂电池“自燃”的痛点，改变行业。
刚好，最近闲着无聊看了一些关于电池的论文，所以趁我没有忘掉之前，跟各位聊聊这个所谓的“刀片电池”，到底是何方神圣。
什么是“刀片电池”？
按照正极材料的划分，锂电池大致分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元锂这几种。
但经过多年的尝试，目前市面流行的，或者说被行业所看好的只有磷酸铁锂、三元锂。两者的区别在于，前者能量密度低，安全性高，后者能量密度高，安全性低。
而“刀片电池”，这个看起来有点中二的名字，它本质上属于磷酸铁锂电池的一种。
只是它不同于常规的磷酸铁锂电池，比亚迪用了一种类似宁德时代CTP的技术，取消了传统锂电池原有的电池模组，直接将电芯集成为电池包。
其中，组成电池包的电芯则是一种薄薄的，类似于刀片的形状，所以被叫作“刀片电池”。
“刀片电池”有什么特点？
首先是安全性更高。
这主要有三个原因，一方面磷酸铁锂电池在充电过程中，Li离子不断由从正极脱出，向负极移动，当电量即将达到饱和，Li离子可以完全嵌到负极，从而形成“过充电保护”；
另一方面，磷酸铁锂电池的P-O键稳定，难以分解，即便在高温（390℃以上）也不会导致结构崩塌发热或是形成强氧化性物质；
再者磷酸铁锂电池的燃烧需要外部氧气的供给，一旦发生自燃，只要切断了外部氧气就可以控制火势。而且因为电池材质的缘故，“刀片电池”的燃烧速度较慢，且燃烧的程度也不剧烈。
但以上只是磷酸铁锂电池最基本的特性，而比亚迪的“刀片电池”则是在这基础上，又增加了两种防护手段——
其一是将“刀片电池”采用竖立排放的方式，以此改变电池的弯曲截面，提高电池包的强度；
其二是将两块高强度板，粘贴到电池的上下两面，形成蜂窝铝板结构，加固电池包的强度。
所以，相比三元锂电池，“刀片电池”不会因为温度过高、过充、短路、撞击等原因而产生爆炸或燃烧，即便就算是自燃了，装配“刀片电池”的纯电动车也会有更多的时间让车主逃生。
比亚迪在这次发布会上也表示了“刀片电池”通过了针刺、炉温、挤压、过充四大测试，并且还放出了完整版的针刺视频。
不得不承认，比亚迪是挺大胆的，也有真材实料，毕竟很少会有车企敢把这种测试放出来，这一定得对自己的产品很有信心才行。
但我对此依旧持怀疑态度，毕竟单个“刀片电池”的测试，不能代表整个电池包，这还得看后续市场的检验，当然这也是后话了。
其次，空间利用率好。
前文有提到，比亚迪的“刀片电池”用了一种类似宁德时代CTP的技术。
一般来讲，传统的电池装配是一种“电芯-模组-电池包”的模式，也就是电芯（Cell）会先组合成一个个模组（Mole），之后再将模组按照到电池包（Pack）。
而所谓的CTP，其全称为Cell to Pack，顾名思义也就是取消了中间的模组组装的环节，直接将电芯集成电池包。
而没有了模组的电池包，也就减少了诸多用于组装模组的零部件，也因此降低了电池包制作工艺，节省了物料人工费用，以及一举提高了电池包体积利用率。
同时，这也意味着，比亚迪的“刀片电池”可以通过升单体电池容量、优化PACK结构等方式进一步提高电池的能量密度。
并且这在一定程度上弥补了因为磷酸铁锂电池振实密度与压实密度低的缘故，而产生的能量密度低的问题。
但“刀片电池”也并不是完美的，比如由于颗粒粒径和电解质原料等影响因素，磷酸铁锂电池的低温性能很差，特别是在北方那种冬季基本处于零摄氏度以下地方更为明显，这在一定程度就*了“刀片电池”的适用范围。
而比亚迪在发布会上没有针对电池低温性做一个说明，这就让我又加深了对“刀片电池”低温性能的怀疑。但按理来说，电池研发肯定会做低温测试，所以希望比亚迪后续能够给个说法。
再比如电芯一致性的问题，以及热管理问题等等，都是“刀片电池”所要面临的挑战。
三元锂VS磷酸铁锂
其实，当王传福说出解决自燃，改变行业的时候，我不由的想到了特斯拉。毕竟特斯拉用的就是很容易自燃的三元锂电池，早些时间也因为自燃问题深受困扰。
坦白说，关于三元锂电池和磷酸锂电池的斗争一直都存在。
早些年因为*补贴对续航里程的要求不断增加，导致大家全部一股脑的冲到了三元锂电池上面，包括比亚迪自己也抛弃了此前研发的磷酸铁锂电池，转投三元锂电池的怀抱。
但近两年，随着新能源汽车补贴持续退坡，以及动力电池新技术的加持，再加上CTP技术的出现，磷酸铁锂电池又开始冒了出来。
根据根据工信部2020年第一批推荐目录乘用车的情况显示，搭载磷酸铁锂的乘用车车型占比已经有了18%（2019年也就7.8%）。
所以按照现在的趋势来看，以后的电池格局大概就是三元锂和磷酸铁锂两分天下，但至于孰强孰弱，那还是得看后续各位车企的努力了。
不过可以肯定的是，量产出“刀片电池”的比亚迪，在电池这条路开创了自己的新纪元，也让弯道超车的梦想，看到了曙光。
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