29日,比亚迪在线发布新一代动力电池产品“刀片电池”。公司宣称,通过独特的结构设计,“刀片电池”的空间利用率比传统电池包提升50%,兼具超强安全性以及长寿命、长续航的优势。比亚迪集团董事长兼总裁王传福在发布会上表示,“刀片电池”最大的特点就是安全,比亚迪希望用“刀片电池”捍卫新能源汽车的安全底线。他还透露,搭载“刀片电池”的新能源汽车续航里程可达公里,将于今年6月投产上市。
“刀片电池”是BYD最新开发的新一代磷酸铁锂电池,其采用自家研发的长度大于0.6米的长电芯,电池单体同样向大容量进化,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mm),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,故被称之为“刀片电池”。刀片电池的优势主要体现在在动力电池包的空间利用率。电池体积能量密度可提高50%;重量能量密度也有所提升。体现在成本上,刀片电池较传统结构电池成本下降10%左右,能够有效节约电池成本。该电池首次应用在比亚迪汉EV车型上,电池包的能量密度达到了Wh/kg,以84KWh带电量开创性地跑出公里NEDC续航,是铁锂电池在乘用车领域的新突破。
图1:比亚迪刀片电池结构图
在安全性方面,磷酸铁锂电池的优势突出,BYD刀片电池通过针刺实验。锂电池最难过关的测试项目是针刺实验,按照GB/T-的针刺试验方法,将电池充满电,用直径为5-8mm的耐高温钢针(此次试验采用5mm直径的钢针),以(25±5)mm/s的速度,从垂直于电池极板的方向贯穿,贯穿位置宜靠近所刺面的几何中心,钢针停留在电池中,观察1小时,不起火、不爆炸才算合格。汽车之家发布的信息显示,钢针从刀片电池中央穿透其极板后,电池电压下降和表面温度上升都非常轻微,穿刺位置没有火花、烟雾或电解液喷出,电池壳体也没有出现鼓胀。穿刺后的一小时内,被穿刺刀片电池的电压和表面温度都非常稳定,说明BYD刀片电池单体顺利通过针刺测试,安全性突出。
和普通磷酸铁锂电池相比,刀片电池采用长而薄的设计,内部电极极板卷数较少,在针刺实验中,钢针穿透的电极极板数量也就相对较少,所以出发的内部短路发热量也少,电池内部升温思虑缓慢,叠加外壳散热能力较强,刀片电池在针刺试验中整体温度较低,其热失控安全系数较高。
刀片电池技术和CTP技术对于铁锂电池产业的意义重大。一方面,这种结构的革新使得低能量密度的磷酸铁锂电池在乘用车上进行大容量装机成为可能,为车企利用铁锂电池降低成本,同时不牺牲续航提供了技术上的支持。另一方面,刀片电池在BYD汉EV上使用和宁德时代CTP铁锂在特斯拉车型上使用给整个行业带来更高的