深度科普贴:比亚迪刀片电池与传统磷酸铁锂电池和三元电池到底差异在哪些地方!

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深度科普贴:比亚迪刀片电池与传统磷酸铁锂电池和三元电池到底差异在哪些地方!

2024-07-14 10:04| 来源: 网络整理| 查看: 265

昨天下午刚到北京酒店,几个粉丝早就等在那边了,北京人实在是太热情!感觉太亲切了!正好有几个北京土著刚好也在广安门附近,就约着一起找个茶馆喝喝茶聊聊人生和理想,结果一个校友拿着厚厚的几个问题问我,我一度很尴尬,花了一个多小时和大家一起探讨这些问题。

我的本意并不是正儿八经的投资交流会,而是交友性质的茶话会,实在是因为三年没来北京了,想这边的朋友们!有些朋友从我在法国读书时候就认识了,一晃5-6年过去了,很夸张的情谊,礼轻情意重人生能有几个5年?

我印象最深的是有公司高管还在中途忙着开视频会议,有钱人比我们还努力这是最可怕的!也有我左手边的史家小学的优秀老师长得像林志颖

还有十几个北京朋友说还在外地旅游,我想在10号左右再来有需要私信我。

关于问题的答案后续有时间慢慢说,今天主要话题是比亚迪刀片电池与传统磷酸铁锂电池和三元电池到底差异在哪些地方!

上次讲到磷酸铁锂和三元电池的差异,大家反响不错,纷纷要求我就再深入讲讲电池,这次主要说说刀片电池

比亚迪推出的“刀片电池”,其实叫做超级磷酸铁锂电池,之所以称它为刀片电池,是因为它的排布方式像是刀片一样插入电池包内。具体产品结构来看,将动力电池的电芯加长,使单个电芯形状扁平、窄小,虽仍保留了模组的结构,但其通过多个"刀片"捆扎形成模组,通过少数几个大模组的组合成电池。

 

刀片电池相对于传统磷酸铁锂电池的改进:

提高了能量密度!在传统的磷酸铁锂电池的能量密度短板上做了提升

1 刀片电池在电芯上直接组成电池包,减少了模组结构和单体连接线束,提升了封装效率,进一步增加集成化。此外,由于刀片电池形状的特殊性和材料的稳定性,密集排布的刀片电池可以充当简单的结构件,进一步提升空间利用率。通过这两项技术,刀片电池的空间利用率由原来传统电池的40%提升到60%。

空间利用率增大了,那么与传统磷酸铁锂电池同样的大小上能装的下更多电池,提高了能量密度!磷酸铁锂电池最大的缺点就是体积能量密度过小以致被市场边缘化,如今刀片电池在物理层面的结构优化,解决了这个缺点。刀片电池的续航达到600公里,而且同时具备高安全、长寿命的先天优势。

 

2 改善了磷酸铁锂电池耐低温差的缺点!

磷酸铁锂耐低温性差一直是被垢后的一个缺点,刀片电池在这方面也是做了改善。比亚迪的“刀片电池”采用了更为科学的热管理系统,让换热效率方面维持在较高水平,电池内部的温度即使在低温情况下,也可以减缓低温环境对电池性能的影响,从而大大改善了磷酸铁锂电池低温续航衰减的问题。

3 生产成本减低了,续航能力提高!

据比亚迪专利显示,将电芯进行扁平化设计使得刀片电池长度可达2500mm,是传统磷酸铁锂电池的10倍以上,可极大提升电芯的重组效率——这同时意味着可提高电池包的能量密度。据国家知识产权局公布的数据,比亚迪刀片电池可使普通电池包体积比能量密度从251Wh/L提升至332Wh/L,且由于制作工艺更加简单,也降低了生产成本。

由于零部件的减少,带来重量的减少,因此单位质量能量密度也能够提高,整车续航里程也能提高。采用CTP技术的电池PACK,带电量约增加20%-30%,续航里程也能提升20%-30%。

但是刀片电池被碰撞后修复更为困难!

因为刀片电池省去了支撑电芯的结构,利用每个电芯自身作为支架。在外力冲击下,很难保证电芯的完整性。一个电芯受损,其余串联的电芯也会受到波及。

 

总而言之,刀片电池虽有极高的安全性能,但它核心依然是磷酸铁锂,这是一种新技术,但不是革命性产品。单论“刀片电池”,它更像是磷酸铁锂电池技术“补丁”,获得安全方面的“高级强化包”。

因为刀片电池填补了磷酸铁锂的缺点,让它与三元锂电池差距拉小。磷酸铁锂现在被市场追捧也正是因为刀片电池在磷酸铁锂电池上的改进。并且磷酸铁锂成本低,使用磷酸铁锂电池是企业应对补贴全面退出的一种折中做法。三元锂离子电池成本过高,如果补贴全面退出,做新能源汽车还会亏损,这是企业最不愿看到的结果。磷酸铁锂电池作为动力电池一种方案,也是车企控制成本的手段之一。

所以,在三元锂电池没有重大突破之前,我仍十分看好磷酸铁锂电池。

 

那我们再拿刀片电池和三元锂电池做个对比!安全性上刀片电池遥遥领先!

比亚迪的董事长兼总裁王传福曾表示:刀片电池将把自燃这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。那如何判定动力电池的安全性能呢?通过动力电池的”针刺测试”。

针刺试验是通过一个金属针刺穿电池外壳,并完全贯穿电池体,造成电池内部发生短路。

不久前,比亚迪就针对比亚迪汉EV搭载的刀片电池,与传统三元锂电池以及传统磷酸铁锂电池进行了一场针刺试验的对比测试。

同时,为了更为直观的感受电池在针刺后的温度变化,还在三种电池上放置了鸡蛋液作为参照物。

而试验的结果则是,在同样的测试条件下作为目前特斯拉Model 3等大部分电动汽车所使用的动力电池,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°C,并发生极端热失控,开始剧烈燃烧,电池表面的鸡蛋被炸飞。

传统磷酸铁锂电池在被穿透后无明火,有烟雾从电池卸压阀喷出,表面温度达到了200°C~400°C,电池表面的鸡蛋被高温烤焦了。

比亚迪刀片电池在同等条件下,钢针从刀片电池中央穿透其极板后,电池壳体没有出现鼓胀、冒烟,更没有明火,而放置在电池上方的鸡蛋液也基本无变化,此时电池外壳温度仅仅只有30°C左右。

 

刀片电池作为磷酸铁锂的升级版,当然之前磷酸铁锂和三元锂电池的优势,刀片电池仍具有那些优势成本低,寿命长,但这主要是小方面,我就不一一细讲了。     

     

当然,刀片电池的能量密度相比普通磷酸铁锂电池已经有大幅度提升,但是最终从比亚迪汉体现出来的144Wh/kg的能量密度,相比主流三元锂离子电池的180+Wh/kg的能量密度还是有很大差距。即使它有更安全的属性,但也掩盖不了它能量密度还是不高的事实。刀片电池始终还是磷酸铁锂电池充电速度和续航能力确实赶不上三元锂离子电池。

人们对续航里程的追求是永无止境的,也正是因为这一刚性需求,安全性没那么牢靠(只是相对磷酸铁锂而言)的三元锂电池,成为了毫无争议的主流。但刀片电池的出现,似乎刷新了人们的认知。一个兼顾续航里程和安全性的电池,让现阶段的香饽饽三元锂电池黯然失色。

刀片电池是一种电芯形式的创新和成组技术的创新。但是本质还是磷酸铁锂。磷酸铁锂电池的能量密度,就快达到天花板了,即使进步,也很微弱了,估计未来撑死成组能量密度160wh/kg。不过也够用了,刀片电池各方面很均衡。安全性高、成本低、寿命长、能量密度够用。没有明显短板。

反观三元锂电池,虽然能量密度还有很大的进步空间,但是三元锂的安全性也基本到头了。人类科技发展更加完美的电车,只能寄希望于未来的技术了。目前来看,EV车型的电池技术,还是会以磷酸铁锂和三元锂为主存在很久很久。

当然了,我们很乐于看到电池行业能有这般创新的想法,同时也期待真正革命的到来。比如无钴电池和固态电池,或许在不远的未来等着我们呢

到浦东超级工厂回家看看,降价后销量爆表,停车场很空造出来的车都卖光了。目前周产能6000,一个月2万4千台,供不应求。

另外靠南的新厂房已经建成,估计内部正热火朝天地准备生产Model Y,谣传的年底前Model Y上市也许是真的。

大家对刀片电池 三元电池和传统磷酸铁锂电池有任何想法和意见都可以在下面留言,希望和大家一起集思广益多多学习!

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