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“长续航”与“高安全”的完美兼顾 比亚迪刀片电池全面解决世纪难题

来源:新能源汽车网
时间:2020-04-06 19:01:41
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“长续航”与“高安全”的完美兼顾 比亚迪刀片电池全面解决世纪难题新能源汽车的发展速度一直在持续加快,尤其是特斯拉进入中国市场之后,激发了很多新能源车企在技术层面的不断提升。之前,新

新能源汽车的发展速度一直在持续加快,尤其是特斯拉进入中国市场之后,激发了很多新能源车企在技术层面的不断提升。之前,新能源车企主要将技术研发的重心围绕“续航”展开,发现能量密度较高的三元锂电池可以给车辆带来更长的续航里程,但是问题也随之而来,车辆发生自燃的问题也变得稀松平常,此时大众才开始“幡然醒悟”为什么之前将最重要的安全性抛之脑后。

3月29日,比亚迪正式宣布推出超级磷酸铁锂电池——"刀片电池"。刀片电池拥有其它动力电池无法企及的安全性,并且兼具长寿命和长续航。它的诞生重新定义新能源汽车的安全标准, 也从源头上解决了“安全”与“续航”两者难以兼顾的世纪难题,引领了全球动力电池安全新高度。

当下的新能源车型主要还是采用三元锂电池,其最大优势就是高能量密度带来的长续航。但是安全性却是它的最大“软肋”,三元锂电池主要有镍钴铝酸锂电池、镍钴锰酸锂电池等,由于镍钴铝的高温结构不稳定,导致高温安全性差,且pH值过高易使单体胀气,进而引发自燃危险。这种情况在新能源汽车的使用过程中,变得十分常见。在去年3月,广州市天河区汇景新城小区地下车库,一辆特斯拉Model S发生自燃,车辆受损严重,现场一片狼藉。时隔仅仅一个月时间,在上海某小区地库,一台静止停放的特斯拉Model S在极短时间内自燃起火并引发爆炸,万幸的是没有造成人员伤亡。

凡此种种,新能源车企一昧追求高能量密度,而忽视更为重要的安全性能是非常不明智的举动。对于如何有效降低事故发生率这个问题,比亚迪给出的答案是“重启”磷酸铁锂电池,推出刀片电池。磷酸铁锂的电池密度虽然不及三元锂,稳定性表现上却远超三元锂,关键是磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固,难以分解,即便在高温或过充状态下也不会产生结构性崩塌、发热或是形成强氧化性物质,其分解温度约600℃。此外,磷酸铁锂电池同样有着寿命长、充放电倍率大、安全性好、高温性好、元素无害等诸多优势。

为了证明“刀片电池”在安全性表现方面的突出优势,比亚迪采用了电池界最严苛的极端测试方法:针刺实验。实验共提供三个对比样本,分别是三元锂电池、常规磷酸铁锂电池、刀片电池,为了让测试结果展现的更加直观,比亚迪在三块电池上都各摆放上鸡蛋。

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,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℃~400℃,电池表面的鸡蛋被高温烤焦;比亚迪”刀片电池”在穿透后无明火,甚至无烟雾,电池表面的温度仅有30℃左右,电池表面的鸡蛋无变化。

为什么只有刀片电池能做到让鸡蛋保持原状?因为刀片电池的电极材料是热稳定性高的磷酸铁锂,电芯使用了全方位高温“陶瓷电池”技术,让比亚迪刀片电池的安全性能得到极大的提升。而单位空间内能量密度大,结构强度大,电池的表面积更大,散热性能更好。

安全性能的大幅度提升,让比亚迪有着绝对的自信可以一次搞定针刺实验。为此,比亚迪内部曾多次对刀片电池进行针刺实验,得到的结果是比亚迪刀片电池的安全性能远远超过设计预期,达到让人“恐怖”程度。

比亚迪“刀片电池”通过结构创新,在成组时可以跳过“模组”,大幅提高了体积利用率,最终达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。相较传统的有模组电池包,“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。目前,比亚迪刀片电池已经进入量产阶段。比亚迪的资料显示,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。在电池寿命方面,比亚迪刀片电池充放电3000次以上,行驶120万公里。

目前,“刀片电池”只在比亚迪汉纯电车型搭载应用,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体现了全新的家族设计语言,描绘出比亚迪品牌向着豪华与科技不懈进发的蓝图。

写在最后:当下,受到疫情与补贴退坡等内外因素的影响,新能源汽车发展也是陷入了瓶颈,比亚迪刀片电池的到来,如同一道耀眼的光芒射穿了笼罩在行业上空的阴霾。刀片电池的全新技术,让“高安全”、“长续航”的优势展现的一览无遗,相信在补贴完全退坡的后新能源汽车时代,更具有划时代的意义。