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刀片电池在全球是否属于性能最优?刀片电池的定义及其优缺点

作者:机械网
文章来源:本站

  在今年年初,比亚迪董事长王传福就曾经在中国电动汽车百人会论坛上发言,表示比亚迪正在开发新一代碳酸铁锂电池,刀片电池。并且会在今年3月完全量产,那么刀片电池实际上本身就拥有了300多项的核心专利,从体积能量密度上比传统的碳酸锂电池提升了近50%,而且成本整体能够下降20%以上。在电池整个的寿命方面也可以长达8年,甚至是120万公里。

  所以从这些核心数据我们不难了解刀片电池。在全球电动汽车电池行业,处在一个领先的地位,当然至于是不是属于全球最优,那么我们在这里是不好说。但是通过它超长的一个寿命和超长的里程续航能力,那么也足以说明新的刀片电池相比于,传统的汽车电池来讲具有很大的提升。

  那么出现这样的一种核心电池之后,对于动力汽车的发展也奠定了一个非常好的基础。因为毕竟电动汽车的核心部件就是来源于电池,如果你没有一个好的电池,甚至来讲都不能够让汽车正常的使用,比方说你的续航能力非常差,那么你在走着走着可能就因为没有电量而导致抛锚。

  但是出现了刀片电池以后,那么其最大的优势就是超常的一个续航能力,这一点完全解决了车主的后顾之忧,你比方说自己的汽车,如果说要开出城区去一些跨地区的旅行,那么我们完全不用担心它的续航能力,完全可以保证我们正常的日常使用,所以说刀片电池的诞生对于汽车的续航起到了一个关键的作用,那么刀片电池的性能自然是毋庸置疑的。

  个人认为,是的,刀片电池在技术上实现了提高能量密度、循环使用寿命更长、增加续航里程也不遑多让,最主要的还是安全系数依然提高。

  评价一款电池的性能,我觉得需要从安全性,使用寿命,续航里程和生产成本综合考虑。各方面都胜出,才能称之为性能最优。

  先来看安全性。刀片电池通过了有着电池测试试验“珠穆朗玛峰”之称的针刺试验,而且表现异常优异。在电池满电、并被1根直径为5-8mm的耐高温钢针

  贯穿的短路状态,刀片电池在长达1个小时的时间内,始终维持着30-60摄氏度,安全性非常高。

  再来看使用寿命。刀片电池的使用寿命特别长,长达8年120万公里。因为刀片电池即“超级磷酸铁锂电池”,从循环寿命的角度来看,磷酸铁锂电池的容量衰减大概是在3000次以上才会出现,而三元锂电池对应的参数是2000次。

  接下来看续航里程。刀片电池的续航里程超过600公里。通过把电芯扁平化,电芯的编组就可以用多个不同尺寸的电芯来布局电池组,继而大幅度的提升电池组的编组效率,能量密度也因而得以增加,大幅强悍了续航里程。

  作为用户的我们,我们现在买新能源汽车更关注的不就是汽车的安全性、电池的寿命、续航里程这些方面吗?比亚迪既然可以做到面面俱到,那说明他的市场竞争力已经提高到很高的水准了,比亚迪刀片电池的研发和推出,令比亚迪汽车更上一个台阶!

  综上,刀片电池在全球性能我认为是最优。

  在锂电池所有细分领域,三元锂电池和磷酸铁锂电池应该说各有各的优势,三元锂电池的主要优势在于能量密度更集中,续航里程更长,一直主打的高端新能源车路线,不过安全性能不佳,而磷酸铁锂电池由于成本更低,安全性能更稳定,不过续航里程又是其短板,一直主打新能源车中低端路线。

  不过在比亚迪研发出新的刀片电池之后,既能够弥补三元锂电池容易自燃的安全隐患问题,大大提升安全性能,又能弥补磷酸铁锂电池续航里程不足的毛病,通过电芯设计的改变,大大改善了能量密度,使得续航里程大幅提升。可以这样说,比亚迪刀片电池的问世,相当于锂电池领域发生了一场巨大的技术革命,在目前锂电池领域,比亚迪刀片电池可以说是综合性价比最高的锂电池。

  比亚迪刀片电池可以这么说,让新能源车电池发展回归了正道,毕竟三元锂电池过分追求能量密度,虽然能量密度取得了突破,但是安全性能就在不断的下滑,而比亚迪刀片电池不仅补足了磷酸铁锂电池能量密度补足的短板,同时安全性能依旧稳定,在安全性和低损耗两点做到了完美的融合,这也必定是新能源车未来发展的真正趋势。而目前市面上也没有在这两者上做的比比亚迪刀片电池做的更好的锂电池产品问世,因此说比亚迪刀片电池属于锂电池动力领域综合性价比最高的产品一点都不夸张。

  我觉得比亚迪近年来是发展速度非常的迅猛,凭借包含IGBT、动力电池、电机、软件控制策略等全方位的新能源汽车技术优势,令其成为了国内新能源汽车市场佼佼者。

  又在近期推出的比亚迪“刀片电池”是最新开发的新一代磷酸铁锂超级电池,主要采用自家研发的长度大于 0.6 米的大电芯,使得能量密度是大大增加,而且电池单体同样向大容量发展进化,电芯形状更加扁平、窄小,通过阵列的方式排布在一起,就像“刀片”一样插入到电池包里。刀片这种形式也可以让电池局部热失控时的破坏在电池内部的散播会更缓慢一些,这有利于安全性能的提升,如果出意外,不容易自燃爆炸等。这些都是好处,坏处是工艺难度大大增加,虽然BYD是目前国内锂电池生产设备水平最高的厂家,但是这仍然可以称得上是个挑战。

  比亚迪“刀片电池”在体积比能量密度上比传统铁电池提升了 50 %,使得电池的循环放电次数高达3000次,整车行驶里程也超120万公里以上。

  刀片电池的优势:

  1. 单位体积能量密度提升。2. 散热好,因为可以做的更薄,并且可以让电池更多的表面积接触冷却液或热交换器。3. 由于刀片是铁锂电池,造价要低于三元锂,刀片电池的单位体积能量密度可以直接拉平与三元锂的能量密度差距,甚至反超。

  4.安全性极高,耐用性的提高,使得刀片电池在极端的针刺试验中都没有发生爆炸类情况,所以一般情况下比亚迪的电动车也不会出现太大的电池安全事故,毕竟从比亚迪开始发力新能源电动车以来,全市场还没有一辆比亚迪新能源汽车是因为电池问题发生的安全事故。

  从最近公布的将三元锂电池、普通磷酸铁锂电池、刀片电池的针刺测试来说,确实刀片电池的稳定性是最强的。但要说刀片电池是否在全球属于性能最优,我认为不是的。同级别、相近级别的电池,刀片电池妥妥的是最优的。

  当前市场有两个方向:一个是三元锂电池方向,而另外一个则是磷酸铁理电池方向。对比性能而言,在刀片电池未发布之前,三元锂电池完胜磷酸铁锂电池,不管是能量储备还是稳定性,均是胜出。但,各大厂家对于磷酸铁锂电池一直没有放弃,进而是花大价钱进行研发,期望能实现更为稳定的性能以及更大的能量密度。

  有大价钱的研发,当然也就有着效果体现。比亚迪的刀片电池就是其一,能量密度较传统电池提升50%,这是成效。未来特斯拉的无钴电池可能也有着较传统电池明显的能量密度提升。

  但是,谁能说研发就此结束了呢?个人认为汽车储电池的竞争与研发才刚刚开始,磷酸铁锂电池与三元电池相互之间有着优势,在不同的阶段有着凸显。

  在电池方向,刀片电池或是当前最具有商业价值的电池,但不能说是性能最优的。

  目前动力电池主要有两种,其一是磷酸铁锂电池,其二是三元电池。而刀片电池是比亚迪最新推出的一种动力电池,其电极材料成分为磷酸铁锂电池。那么刀片电池目前在全球是不是属于性能最优,可以通过对其安全性,循环寿命,续航里程,技术含量,充电效率等几个方面来分析。

  1、安全性

  首先,磷酸铁锂对比三元电池本身结构稳定,且使用过程中体积变化小,耐热性强,这是刀片电池安全性能优势之一。

  其次,刀片电池在设计上采用隔烟通道,打造“难以着火的电池”,散热更均匀。这是刀片电池安全性能优势之二。

  2、循环寿命

  刀片电池的循环充放电3000次以上,超过120万公里的行驶里程。循环充放电3000次以上,大家可能没有概念,一年365天,一天一次,大概可以用10年。超过120万公里的行驶里程,大家可能没有概念,那么通常私家车在行驶里程达到60万公里基本就报废。

  另外,磷酸铁锂材料可逆性好,又可以避免负极材料受到金属影响,减缓电池的容量衰减。而刀片电池在电池包层面做了成组设计,可始终保持电芯工作温度处于最佳工作温度范围。

  3、续航

  刀片电池的体积能量密度与811三元锂电池接近,高体积密度可以在较小的空间布置大容量的电池,单次充电可满足600公里续航需求。

  大家可能会说,特斯拉的长续航版续航可以高达660km,但是你要知道特斯拉采用的三元电池,其安全性热稳定性远不如磷酸铁锂电池好,而使用寿命还比磷酸铁锂电池低。

  4、技术含量

  刀片电池是比亚迪磷酸铁锂电池采用刀片电池技术,完全无模组化,集成效率大幅提高。在体积比能量密度上比传统铁电池提升了50%。

  5、充电效率

  刀片电池的充电速率:正常充电:0.5C;快充:1.5C,快充能到1.5C算是行业领先。

  因此,我认为目前刀片电池在全球已经属于性能最优的动力电池。

  目前电动车电池分为铅酸电池、三元锂、磷酸铁锂还有燃料电池,市场上用的比较广的就是三元锂电池,尤其是特斯拉还在用三元锂电池,但是三元锂电池在针刺试验中表现出的却是热失控和爆炸的现象,这也是为什么特斯拉在去年一年内发生了几次爆炸事故的原因。而国外很多新能源车企包括国内的新能源车企虽然都在研发电动电池,但仍然是三元锂和磷酸铁锂为主,比亚迪的刀片电池横空出世后受到关注就在于刀片电池的性能是最优的。

  刀片电池解决了电池的安全稳定问题,这是目前三元锂电池仍存的问题,对磷酸铁锂电池进行深度研发后推出超级酸铁锂电池满足了600公里续航,并且能量密度提升了50%,可以说在全球还在大范围使用三元锂和酸铁锂电池之际比亚迪的刀片电池已经是属于性能最优。

  我们回到电池的基本性能来说,电池有几个关键的要素是最重要的。

  第一个是电池的安全性,因为如果不安全根本就不会有人使用,所以安全是电池性能的基础性条件。而刀片电池所采用的磷酸铁锂已经被证明是非常安全的产品,在比亚迪多个系列的电动汽车和车型中已经证明,在这一点上,相信刀片电池的优势还会持续,毕竟比亚迪在这方面技术上拥有深厚的底蕴。

  第二个是能量密度,能量密度决定了里程,如果车的里程不足,经常需要更换电池或者充电,那么这个汽车很难满足现实生活的需要,即使用成本太大,不利于普及。而刀片电池相对于传统的磷酸铁锂实现了能量密度50%的提升,据说里程可以达到600公里,这就基本满足了大多数私家车的行使需求。虽然还有继续提升的要求,但是与市面上的电池相比,已经非常优秀。

  第三个是充电速度,因为充电速度的快慢也是电动汽车普及的另一个关键因素,目前燃油车加油甚至不需要1分钟,如果充电的速度过慢,就会占用大量的空间,而城市空间是非常昂贵的。但是问题在于目前磷酸铁锂的充电速度还是要稍微慢一些。

  从总体上来看,刀片电池在安全性、能量密度以及充电速度三个层面都达到了一个相当不错的平衡,未来虽然还有很多的进步空间,但就目前推广电动汽车的需求来说,已经可以满足,而且可以成为比亚迪的一个巨大优势,可以说是第一名。

  比亚迪的刀片电池是一种新型的磷酸铁电池,之所以称之为新型,主要是比亚迪改变了电池的结构,这是比亚迪为了优化电池适应汽车构造的一个创新,据比亚迪称这种改良后的的电池性能提升了30%。

  据我所知,刀片电池仅仅只是改变了电池的形状而已,磷酸铁电池仅仅通过改变形状就突破了几十年都未突破的瓶颈了吗?这么简单的问题怎么会到现在才被发现?而比亚迪刀片电池的专利也都是集中在形状的改变上和优化汽车构造上,所以刀片电池就是商家宣传产品的噱头。

  目前来看,刀片电池的性能在全球是十分领先的。首先在能力密度方面,刀片电池采用的叠片结构技术让磷酸铁锂电池组的体积比能量密度获得了极大的提升,提升超过了50%,有力证明就是比亚迪将推出的新车比亚迪汉EV。这一台中大型A级轿车在搭载刀片电池后,续航达到了600公里以上。其次是安全性方面,磷酸铁锂电池的耐高温性能相较于主流的三元锂电池来说优势很大,加上比亚迪特有的电池保护系统,使得刀片电池的安全性在全球首屈一指。最后就是寿命了,电池成本在电动车中占比很大,电池的寿命很大程度了决定了电动车的使用年限,目前市场的高端的电动车如特斯拉,其寿命一般是60万公里左右,然而刀片电池的寿命达到了120万公里,实现了质的飞跃。综上来看,目前的刀片电池确实可以称得上全球性能最优。

  

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