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說起中國的汽車工業(yè)從新能源汽車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“彎道超車”，就不得不提到比亞迪電池，比亞迪的刀片電池發(fā)布于2020年3月，全稱為刀片型磷酸鐵鋰電池，也是比亞迪研發(fā)多年的“超級磷酸鐵鋰電池”。那么刀片電池到底有哪些不同尋常之處？又是通過什么技術(shù)實(shí)現(xiàn)的呢？讓我們來詳解一下！


研發(fā)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，就代表著能在有限的空間內(nèi)布置更多的電池，從而提高能量密度和續(xù)航里程。而傳統(tǒng)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(jié)構(gòu)件和大量的梁結(jié)構(gòu)占去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。沿著這個(gè)思路，比亞迪的工程師們創(chuàng)新性地想到：電芯本身是否既作為發(fā)電能量體又作為承重結(jié)構(gòu)件？于是，刀片形狀電芯的想法誕生了。

在當(dāng)時(shí)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(wěn)定性更高的磷酸鐵鋰電池的潛心再研發(fā)。比亞迪終于在2020年3月29日發(fā)布這個(gè)多年的研究成果——刀片電池。


結(jié)構(gòu)解析

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

中國科學(xué)院院士歐陽明高分析指出，刀片電池的設(shè)計(jì)使得它在短路時(shí)產(chǎn)熱少、散熱快，并且評價(jià)其在“針刺試驗(yàn)”中的表現(xiàn)非常優(yōu)異。


搭載車型

目前刀片電池搭載在五個(gè)車型上，最早是比亞迪漢全系車型，緊接著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(fā)布。2021年4月7日，比亞迪正式宣布：從即日起，旗下全系純電動車型，開始全面搭載刀片電池，全面啟用針刺測試作為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。未來刀片電池還將在汽車市場上大放異彩。


優(yōu)勢

1、安全至上

近年來電動車安全事故頻發(fā)，絕大部分的原因是電池起火。而“刀片電池”可以說是市面安全性最好的。根據(jù)比亞迪公布的對電池進(jìn)行的針刺實(shí)驗(yàn)，我們可以看出“刀片電池”經(jīng)過針刺電池溫度也能保持在30-60℃之間，這是因?yàn)榈镀姵鼗芈份^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(huán)使用壽命更長，但此前在電池能量密度一直被壓一頭。現(xiàn)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(dá)50%。也就是說“刀片電池”的電池容量可以被提高50%。

3、電池壽命長

根據(jù)實(shí)驗(yàn)表明，刀片電池充電循環(huán)壽命超4500次，即電池充電4500次后衰減低于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(diǎn)

磷酸鐵鋰電池也有自己的“頑疾”，那就是在低溫環(huán)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(dá)到86%，這也將影響汽車在冬季續(xù)航的里程。目前，不少觀點(diǎn)認(rèn)為磷酸鐵鋰的能量密度開發(fā)已經(jīng)在刀片電池上達(dá)到了極限，電池容量在現(xiàn)有技術(shù)上很難再出現(xiàn)新的突破。但比亞迪還在從其他角度上尋求突破。

電池被碰撞后修復(fù)困難。因?yàn)榈镀姵厥∪チ酥坞娦镜慕Y(jié)構(gòu),利用每個(gè)電芯自身作為支架。在外力沖擊下,很難保證電芯的完整性，一個(gè)電芯受損,其余串聯(lián)的電芯也會受到波及。

原標(biāo)題：電池技術(shù)哪家強(qiáng)？中國比亞迪有保障——詳解刀片電池