刀片电池磷酸铁锂电池技术的“针刺测试”

来源：存能电气  日期：2020-03-31 09:45  浏览量：次

刀片电池磷酸铁锂电池技术的“针刺测试”。电池领域的最新技术刀片型磷酸铁锂电池能够通过动力电池测试中最严苛的“针刺测试”，进而拥有了极高的安全性。刀片型磷酸铁锂电池程度上解决了磷酸铁锂电池的成组能量密度不如三元锂电池的问题，并将搭载磷酸铁锂电池电动汽车的续航里程。

什么是刀片电池？

一般来说，电动汽车的电池包由多个电芯组成的模组构成。如特斯拉使用的电芯，就是一个个圆柱型的18650电池。为了让电芯模组在车内保持稳定，需要用螺栓、横梁、纵梁等加以固定。刀片电池的不同之处在于，它省去了模组这一步骤，直接将电芯用阵列方式装进电池包内，进而提升了内部空间利用率。

刀片电池相比传统电池包省去了模组的步骤，采用了CTP（CelltoPack，无模组动力电池包）设计思路，将电芯直接装到电池包壳体内。这种设计能够在保持电池包强度的前提下，省去横梁、纵梁以及螺栓等附件，提升电池包内部空间利用率，实现电池包总容量和能量密度的提升。

刀片磷酸铁锂电池的出鞘

在新能源汽车兴起之初，车企在选择动力电池时，主要采用三元锂电池和磷酸铁锂电池。凭借自身特性，这两种电池均获得车企青睐。

事实上，刀片电池的本质依然是磷酸铁锂电池，只不过比亚迪在电池结构和设计方面有了创新突破，单体电芯的形状类似刀片，因而取名为刀片电池。虽然刀片电池在材料方面并没有新的突破，但是此次比亚迪在设计结构方面的创新也不可小觑。得益于比亚迪将电芯进行扁平化设计，电池包的空间利用率和体积比能量密度有很大提升。

搭载刀片电池的电池包空间利用率达到60％，传统电池包的利用率仅为40％。在体积比能量密度方面，刀片电池比传统的磷酸铁锂电池提升了50％。值得注意的是，由于刀片电池在设计结构方面的创新，使得搭载刀片电池的电池包在组装的时候跳过了电池模组这一环节。

刀片电池磷酸铁锂电池技术的“针刺测试”

刀片电池在安全方面取得了长足进展，首先便是对针刺试验的突破。在几天前的视频中，比亚迪方面变展示了三元锂电池、普通磷酸铁锂电池以及刀片电池的针刺试验对比。刀片电池体现了比亚迪彻底终结新能源汽车安全痛点的决心，更有能力将引领全球动力电池技术路线重回正道，把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。

●当钢针将动力电池电芯刺穿导致电芯发生短路时，三元锂电池出现剧烈温度变化，表面温度迅速超过500℃，且发生极端热失控（剧烈燃烧）；

●传统磷酸锂电池在被刺穿后虽然没有明火，但是冒白烟且表面温度达到200℃－400℃；

●比亚迪刀片电池在被刺穿的时候，并没有异常表现，结构依旧稳定。温度传感器显示，电池表面的温度只有60摄氏度，安全通过针刺实验。由此可见，比亚迪刀片电池在热失控方面做得更好，为消费者在动力电池方面提供更好的安全防护。

呈长条装的刀片电池的长度更大，因此散热比较好。同时，其更长的回路也让电池的内部短路升温更慢。结合比亚迪采取的其他安全措施，刀片电池在穿刺试验中取得了合格的表现。

电池安全的确是消费者们最关注的问题之一，刀片电池的解决方案加强了这一点，也让磷酸铁锂电池掌握了一些话语权。另外据了解，特斯拉与宁德时代正在进行谈判，在中国生产的特斯拉汽车中将使用后者生产的无钴电池，大概率就是磷酸铁锂电池。

总结：刀片电池的安全性优势明显，体积比能量密度高，同时电池成本也会有所下降。随着刀片电池的亮相，磷酸铁锂电池渗透率有望提升，我国自主动力电池行业前景将更为光明。整车成本也有望随之降低，改善电动车行业盈利水平。