比亚迪刀片电池创始无模组电池包能量密度安全性再打破

3月29日，比亚迪宣告正式推出“刀片电池”。望文生义，刀片电池是指内部电池单体形似刀片的新式电池包，正极资料依旧是比亚迪最拿手的磷酸锂铁，兼具长寿数和长续航的特征。一起，刀片电池特别的结构优势，还使其彻底摆脱了传统动力电池在针刺穿透测验时可能会发作的“热失控”噩梦，从头界说了新动力轿车的安全规范, 引领全球动力电池安全新高度。

比亚迪集团董事长兼总裁王传福表明：“‘刀片电池’表现了比亚迪彻底完结新动力轿车安全痛点的决计，更有才能将引领全球动力电池技能道路重回正路，把‘自燃’这个词重新动力轿车的字典里彻底抹掉。”

什么是“刀片电池”？

刀片电池是一种针对电池包的规划专利，它的内部将许多形似刀片的电池单体集组成电池阵列，所以被称作刀片电池。与传统的电池包比较，刀片电池最大的改动便是改动了电池单体的形状，不需求模组，能够直接安置在电池包内，简化了制作流程与工艺、组装杂乱度、出产所带来的本钱、分量，并进步电池包的能量密度。

传统的电池包封装首要有三大部分：电池单体→电池模组→电池包。

传统的单体动力电池遍及都选用圆柱形结构，因其体积很小，不易安置，需求先将许多单体电池装到一个立方体模组内，再安装进电池包。比方，现在干流的21700三元锂电池，是指直径为21毫米，高度为70毫米的圆柱形电池。特斯拉老款85千瓦时电池包，内部足有约7104节18650三元锂电池。

（传统有模组的电池包）

这种有模组的电池包有两大缺陷：

其一，资料和空间消耗较高，并且安装过程杂乱。传统动力电池包由于需求电池模组，不光需求消耗时刻将单体电池安装进模组内，模组壳体、电池包横梁和纵梁、BMS电池办理体系为了监控到每个电池单体所需的线束和传感器，都是一笔不小的费用。别的，传统动力电池包内圆柱形电池单体之间、电池模组之间都存在空隙，需求为结构梁预留方位，这些被糟蹋掉的空间成为了下降电池包能量密度的首恶。

其二，故障率、办理和修理本钱高。传统动力电池包内电池单体数量巨大，潜藏的故障率给BMS电池办理体系带来了巨大的作业所接受的压力，怎么及时监控并办理好每个单体电池，一贯都是困扰车企的难题。并且，传统动力电池包杂乱的内部结构，也成为了后期保护保养、替换电池单体时的担负。

比亚迪的刀片电池是根据无模组理念开发而来，它对电池单体进行了改善，运用形似刀片的硬壳长电池单体，省去组装模组的过程，直接将电池单体安装在电池包内。

刀片电池（无模组电池包）封装可分为两大部分：电池单体→电池包。

专利显现，刀片电池单体的长度可在600毫米到2500毫米之间。由于这种电池单体尺度很长，无需组成模组就能够直接安装在电池包内，并且其还选用了硬壳结构，能够终究靠电池单体自身进步电池组刚度，使电池组在外力效果下不易发作形变，从而削减乃至彻底省去电池包内的横梁和纵梁。

无模组电池包的一大不行忽视的优点便是能够进步电池包内的空间运用率。比亚迪官方表明，传统的有模组电池包内空间运用率仅有40%，刀片电池的空间运用率可达60%-80%，进步了50%以上。

在大幅进步体系质量能量密度以及体积能量密度的一起，去掉模组这一层中心结构，也使电池包杂乱度大幅下降，由此也带来了更高的产品稳定性和更低的故障率。比亚迪股份有限公司副总裁、弗迪电池有限公司董事长何龙在发布会上介绍，比亚迪刀片电池内仅有100个电池单体。

为何挑选“磷酸锂铁”？

当时新动力轿车里选用的干流动力电池有两种：三元锂电池和磷酸锂铁电池。

三元锂电池由于电池比能量高，能够带来更大的续航才能，且更易满意国家补贴规范，运用较多。但其下风也很显着，三元锂电池热稳定性较差，在250-300℃高温就会分化发作很多游离态氧，并且由于三元锂资料的化学反应特别激烈，一旦开释氧分子，电解液在高温效果下就会敏捷焚烧，随即发作爆燃现象。

比较之下，磷酸锂铁电池尽管电池比能量相对偏低，但其磷酸铁锂晶体中的P-O键安定，难以分化。即便在高温或过充状态下，也不会像钴酸锂相同结构坍塌发热或是构成强氧化性物质，具有杰出的安全性。

三种动力电池针刺对照测验成果：

比亚迪前不久还进行了一次三元(参数|图片)锂电池、磷酸锂铁块状电池、刀片电池的比照针刺穿透测验。这项针对电池热失控的测验，由于会使电池内部发作短路现象，导致电池内部温度和压力敏捷上升，乃至引发起火爆破，一贯都被车企视作噩梦。乃至有传言称，最新的强制性国标《电动轿车用锂离子动力蓄电池安全要求》征求意见稿，撤销电芯针刺实验，首要是由于三元锂电池由于热稳定性较差，无法经过这项测验。

比亚迪这次的测验成果差异显着，也证明了两种正极资料的热稳定性差异。热稳定性较差的三元锂电池在针刺穿透往后立刻爆破起火，电池外表的鸡蛋也被炸飞；磷酸锂铁块状电池无明火、有烟，外表温度200℃-400℃；比亚迪刀片电池针刺穿透后，无火、无烟，外表温度30℃-60℃，显着优于三元锂电池和磷酸锂铁电池。

磷酸锂铁电池优于三元锂电池，是由于热稳定性更好。相同选用磷酸锂铁作为正极资料的比亚迪刀片电池优于磷酸锂铁块状电池，则是由于其刀片形状的结构，使内部电极卷数显着小于块状电池，所以被刺穿时内部因短路发作的热量也就更少，并且更大面积的外壳也有助于散热。

别的，磷酸锂铁电池的寿数也要更长，循环寿数遍及可达2000次以上，而三元锂电池的循环寿数则遍及在1200次以上。也便是说，磷酸锂铁电池即使是每天彻底充放电一次，也能够正常的运用5.48年。

写在最终：

严厉意义上讲，比亚迪刀片电池更像是电池包形状的立异，而不是一种电池单体技能的立异。由于，刀片电池的最大改动不在技能，而是变为刀片形状的电池单体，能够省去部分工序和制作本钱，具有更高的能量密度和稳定性。

据王传福现场泄漏，刀片电池现在仅计划在比亚迪汉(参数|图片)EV车型上搭载运用，其他车型暂无规划。汉EV是比亚迪计划在本年年中推出的一款纯电动中大型轿车，归纳续航路程可达605公里，百公里加快时刻3.9秒。