解读:为什么是“磷酸铁锂”?比亚迪“刀片电池”到底厉害在哪?
从2019年早些时候王传福透露的“超级磷酸铁锂电池”,再到后来确定名称的“刀片电池”,一直受到了业内的广泛关注。比亚迪毕竟是做电池起家,并在短短几年内做到了细分领域的世界第一,所以大家都很好奇,在经历了20多年的潜心研发后,比亚迪这次会放出什么大招?
3月29日,一场以“出鞘·安天下”为主题的发布会,为我们揭开了“刀片电池”的神秘面纱。在发布会上,比亚迪创始人王传福频频语惊四座:“我们要为行业纠偏”、“彻底终结新能源汽车安全痛点”、“颠覆性的安全”……深入了解了刀片电池后,才发现王传福并不是在说大话。
为什么是“磷酸铁锂”?
在新能源市场刚刚兴起的时候,关于动力电池的路线选择其实是多种多样的,主流选择是磷酸铁锂电池和三元锂电池两种。磷酸铁锂电池的优势是安全性高、循环寿命长,但是能量密度偏低;而三元锂电池则正好相反,能量密度更高,但安全性和循环寿命较差。作为新能源汽车最重要的零部件之一,动力电池自然要选择安全性更高的种类。可事实是,随着消费者、厂家对续航里程的盲目攀比,能量密度偏低的磷酸铁锂电池逐渐被市场冷落,甚至比亚迪都要划出一部分产能来生产三元锂电池。
但是新能源汽车要走向成熟,安全肯定是第一位的。就像当前的燃油车,你让消费者在“安全”和“大油箱”之间选,相信都会选择“安全”。磷酸铁锂电池在安全性上有着天然的优势,第一是分解温度高,在750℃左右,而三元锂电池在200℃以上就会分解;第二是分解时无氧析出,即不易发生剧烈燃烧,而三元锂电池在分解时有氧析出,所以往往燃烧时都很剧烈,乘客难有逃生时间。所以在世人都转向三元锂电池的时候,比亚迪一直没放弃对磷酸铁锂电池的研究。
刀片电池厉害在哪?
刀片电池是磷酸铁锂电池的一种,但是却与过往的磷酸铁锂电池都不同。其首先解决的就是磷酸铁锂电池能量密度偏低的劣势。能量密度其实分为电芯能量密度和电池包能量密度,特别是电池包的体积比能量密度,对于乘用车而言尤为重要。传统电池包是采用“电芯-电池组-电池包”的层级组装方式,各种结构件和附加组件占据了较多空间,就像我们住的房子中布满了立柱和各种管道,空间利用率仅为40%左右。而刀片电池采用了“电芯-电池包”的层级组装方式,电芯本身就是结构件,而且电芯与电池包还能形成“蜂窝铝”的结构,使电池包的整体强度再次提升,空间利用率也达到了60%左右。相同的空间里可以装下更多的电芯,整体的能量密度自然也有了明显提升。比如比亚迪即将推出的比亚迪汉,综合工况下的续航里程能达到605km。
刀片电池另一个厉害的地方在于安全,而且比普通的磷酸铁锂电池更加安全。在一项针刺测试的对比实验中可以看出:三元锂电池产生剧烈燃烧,电池表面的鸡蛋被炸飞;磷酸铁锂块状电池无明火、有烟,电池表面的鸡蛋被烤焦;而刀片电池无明火、无烟,电池表面的鸡蛋无变化。蛋白质在60℃就会发生凝固,这意味着进行针刺测试时,刀片电池的表面温度不超过60℃。
中国科学院院士欧阳明高表示,刀片电池的长条结构,在针刺测试中,造成的电池短路回路较长,另一方面刀片电池表面积大,散热快,所以在针刺测试中能有如此出色的表现。也就是说,刀片电池不仅将磷酸铁锂电池的高安全性特点进一步加强,还给电池包提供了媲美三元锂电池的能量密度!
写在最后:比亚迪集团副总裁兼弗迪电池董事长何龙在发布会上表示,“几乎你能想到的所有汽车品牌,都在和我们探讨基于刀片电池技术的合作方案。”相信刀片电池的出现,会给新能源汽车行业带来一番惊人的变化。
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本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
“把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。“3月29日,比亚迪集团董事长兼总裁王传福在“刀片电池”发布会上喊出了很多新能源车消费者的心里话。此前从未有人喊过的这句话,很可能会推动电动汽车行业的安全性变革。
1、“刀片电池”业内首次通过针刺实验
发布会上,比亚迪播放了一段三种电池针刺实验对比视频。在同样的测试条件下,三元锂电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化,表面温度迅速超过500℃,并发生极端热失控的剧烈燃烧现象,电池表面的鸡蛋被炸飞;传统块状磷酸铁锂电池在被穿刺后无明火,有烟,表面温度达到了200℃~400℃,电池表面的鸡蛋被高温烤焦;“刀片电池”在穿透后无明火、无烟,电池表面的温度仅有30-60℃左右,电池表面的鸡蛋无变化,仍处于可流动的液体状态。
这组对比实验表明,比亚迪的“刀片电池”已经摆脱了传统动力电池潜在的“热失控”隐患,电池的安全性和稳定性有着独有优势。中国科学院院士欧阳明高分析指出,“刀片电池”的设计使得它在短路时产热少、散热快,表现“非常优异”。
据了解,针刺试验是模拟锂离子电池内部短路、导致热失控、进而爆炸起火的试验方法。需要指出的是,由于针刺实验的标准严苛,目前三元锂电池还是磷酸铁锂电池都无法通过实验。因此,国家暂时把针刺实验作为一种非强制标准,不做强制要求。尽管如此,比亚迪“刀片电池”还是挑战了针刺实验,并完美通过。比亚迪“刀片电池”顺利通过针刺实验,无疑给国内电动汽车的安全性做了一次很好的背书。
2、安全为先 “刀片电池”已经领先对手一个身位
虽然近几年来电动汽车的销量不断增加,但续航短、安全隐患和充电难这三大原罪还是让更多消费者对电动汽车敬而远之。而且,安全隐患已经成为电动汽车的原罪之首。
2019年,国内电动汽车出现了多起安全事故,自燃成了其中最重要的安全隐患。汽车门网整理的数据显示,搭载三元锂动力电池的车辆占到了自燃车辆的85%以上,而搭载磷酸铁锂电池的车辆占比仅为7%。在中国工程院院士杨裕生看来,电动汽车频繁燃烧的根源,第一个就是电池技术的原因。
目前,三元锂电池和硫酸铁锂电池成为动力电池市场上最主要的两大动力电池选择。相比之下,三元锂电池的能量密度更高,但安全性较差。受国家政策的影响,三元锂电池过度追求高能量密度,导致安全性迅速下降,最终引发了2019年的多起自燃事件。而磷酸铁锂的能量密度虽低,但在安全性和稳定性方面有着先天优势。此次通过针刺实验的“刀片电池”,正是比亚迪最新研发的超级磷酸铁锂电池。
作为全球最大的磷酸铁锂电池生产厂家,比亚迪长期致力于磷酸铁锂电池的研发,在磷酸铁锂电池技术储备方面有着深厚的积淀。据悉,比亚迪“刀片电池”比亚迪采用了全方位高温“陶瓷电池”技术,在高风险安全位点都采用了耐高温和绝缘性能优异的高温陶瓷涂层,大幅提升了池的安全性和稳定性。而这,也正式比亚迪“刀片电池”敢于挑战针刺实验的底气所在。
“不管别的国家或者别的地区有不同的一些标准,作为比亚迪内部评估来说的话,我们还坚持用电动车电池里面最苛刻的标准来衡量我们的电池,特别是刀片电池我们开发之初就把安全的标准放在首位,特别把针刺的标准放在首位。”在王传福看来,电动汽车的安全性是第一位的。
3、“刀片电池”的能量密度已比肩三元锂电
除了无可比拟的安全性意外,“刀片电池”还在制造工艺、能量密度、制造成本和轻量化等方面取得了重大突破,优势进一步显现。
“刀片电池”采用比亚迪自家研发的大电芯,但电芯形状更加扁平、窄小(长边可以定制变化,单体最大稳定长度可以达到 2100mm),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。这让刀片电池在成组时可以直接跳过“模组”,直接组成电池包。
通过结构创新,“刀片电池”在成组时可以跳过“模组”,大幅提高了电池包的空间利用率,最终实现了同等容积装入更多电芯的设计目标。相较传统的带模组电池包,“刀片电池”的体积利用率提升了50%以上,续航里程已经达到了高能量三元锂电池的同等水平。
不仅如此,“刀片电池”在大幅提升系统质量能量密度和体积能量密度的同时,去掉了“模组”这一层中间结构,因此大幅降低了电池系统的复杂度,进而带来了更高的稳定性和更低的故障率,同时减轻了重量。
业内人士指出,基于“刀片电池”技术的比亚迪超级磷酸铁锂电池系统在能量密度上已经可以与市面上主流的三元电池相匹敌。与此同时,磷酸铁锂电芯成本就更低,且安全性和稳定性更强。也会进一步的使成本更有竞争力。
据王传福透露,刀片电池只在比亚迪汉纯电车型搭载应用,其他车型暂无规划。比亚迪汉EV作为统领“王朝家族”的旗舰级轿车,其综合工况下的续航里程达到605公里,百公里加速3.9秒,在整车设计特别是内饰部分演绎出全新的家族设计语言,描绘了比亚迪品牌朝向豪华与科技不懈创新的未来。
4、“刀片电池”将推动动力电池技术多元化竞争
值得注意的是,比亚迪此次发布的“刀片电池”由比亚迪旗下的弗迪电池公司推出。这是比亚迪拆分动力电池业务后成立的独立电池制造实体。王传福在发布会上说,“刀片电池”也是弗迪公司的首款产品。
不久前,比亚迪已经成立了五家弗迪系公司。此举标志着比亚迪的新能源汽车核心零部件完成了业务分拆。未来,比亚迪新能源汽车零部件业务将独立对外供应。五家弗迪公司之一的弗迪电池,主要业务便是动力电池的研发、设计和生产。目前来看,“刀片电池”已经获得了主机厂的认可。
“几乎你能想到的所有汽车品牌,都在和我们探讨基于刀片电池技术的合作方案,相信大家很快就能看到、听到刀片电池更多精彩的消息。”比亚迪集团副总裁兼弗迪电池董事长何龙表示。我们注意到的一个事实是,在最新发布的新能源汽车申报信息里面,很多车企都申报了搭载磷酸铁锂电池的版本。
可以预见的是,随着弗迪磷酸铁锂刀片电池的市场参与度不断提高,未来很多新能源汽车将搭载安全稳定、能量密度更高但价格更便宜的比亚迪“刀片电池”。这个足以改变动力电池竞争格局的举动,很可能推动新能源汽车产业迎来一次变革。
写在最后:
“刀片电池将改变行业对于三元锂电池的依赖,将动力电池技术路线拉回正道,并重新定义新能源汽车的安全标准。”正如比亚迪董事长王传福说:“今天的刀片电池,是比亚迪给行业的一份大礼。”隐隐可以看出,比亚迪“刀片电池”将引领全球动力电池安全新高度。
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有人说刀片电池其实并非突破,而是投机取巧的一种创新,某品牌的刀片电池就是通过改良后的磷酸铁锂电池,它的创新来自于不同材料管理结构和制造技术工艺上的改变,其实就是使电池更薄,更长和更平坦,有人说刀片电池是为行业送上一份重量级的礼物,依靠不断的技术创新,正在推动新能源汽车产业的良性健康发展,其实刀片电池并非突破,而是投机取巧,动力电池的专家也曾经说过,刀片电池并不是电池技术上的突破,而是电子结构设计上的创新,因为他提高了电池组的效率。
其实不管是创新还是突破这个品牌的刀片电池,最终还算是比较成功的,因为这种刀片电池的诞生也让该公司在新能源技术方面取得了一些新的优势,其实有很多人都会选择去购买新能源的汽车,因为能源汽车可能比较省钱,最重要的就是不需要加油,唯一不方便的就是充电这个问题,但是新能源汽车已经逐渐普及了,所以现在基本上很多加油站和地下停车场都会有充电桩,对于这个问题大家完全没有必要担心,如果是出远门的话,一定要提前考虑好电池的这个问题,或者提前找到充电桩。
也有人说刀片电池是一次电池小革命,下一代的电池方向到底是什么呢,对于新能源汽车来说,最重要的也就是最核心的部分,当然是电池了,大家最关心的问题也是电池的使用寿命以及使用的时间,因为新能源汽车的电池价格是比较昂贵的,如果想要更换一块电池的话,可能需要大几万,如果使用寿命不长的话那就得不偿失了,其实像这样的刀片电池也算是一支革命上的颠覆。
高端智能纯电小车焕新 2022款零跑T03正式上市
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2022款零跑T03搭载高性能磷酸铁锂电池,NEDC综合续航可达403km ,pack能量密度达136.6Wh/kg,搭配能量回收系统,在多数条件下可实现单踏板控制,可提升15-25%的续航里程。
零跑T03拥有快充/慢充两种充电方式,交流标准充电(30-80%)≥3.5h,直流快充充电(30-80%)≥36min,在慢充效率方面领先同级产品,大大节约充电等待时间与充电便捷性,并且可以进行充电时间和充电限值的设置,有益于延长动力电池寿命,延缓动力电池衰减。
同级唯一L2级别智能驾驶辅助功能
零跑T03传承零跑全域自研智能科技基因,全车具备“3摄像头+1毫米波雷达+11超声波雷达”硬件基础,并搭载Leap Pilote2.0智能驾驶辅助系统,可实现ACC自适应巡航、人脸识别启动、自动泊车等10项L2级别智能驾驶辅助功能。
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