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  • 1 # 評車專家

    這位朋友,你說的這個洩密影片我也看了。刀片電池針刺試驗後表面溫度看樣子確實只有30攝氏度,我覺得之所以會有很大大咖對此質疑,還是因為他們對比亞迪刀片電池的技術瞭解的不夠全面。

    要回答刀片電池安全靠不靠譜,我們要先弄明白是什麼在影響著電池的安全。電池的安全事故,基本都是因為熱失控引起的。引發熱失控的原因,有內因和外因。內因包括電芯老化等問題。外因就是例如碰撞衝擊電池包,或者過充過放,使用不當,都會引起熱失控事故。

    對於電池的安全性來說,引發熱失控的外因往往是主要原因。那麼刀片電池是如何應對這些外因的呢。

    首先,比亞迪刀片電池,因為它特殊的電芯形態以及在電池包內的排列方式,使得它在一定程度上充當了電池包的加固橫樑和縱梁,這也使得刀片電池的電池包具備更高的抗撞擊力,耐擠壓和穿刺的能力也更強,這樣在面對一些事故時,刀片電池包可以避免因為外因造成的內部短路情況。

    假如真的發生內部短路的問題,刀片電池也可以做到避免發發生熱失控事故。刀片電池的磷酸鐵鋰電池的熱失控溫度在500度左右,而根據最近網路露出的影片,刀片電池模擬穿刺短路後的表面溫度僅為30度,距離500度的熱失控溫度相去甚遠。

    還有一點,就是比亞迪經過多年的新能源積累,有一套完整的電池安全管控體系,從過充、高壓防護等方面進行防護,安全性毋容置疑。

  • 2 # 天和Auto

    「刀片型」磷酸鐵鋰電池安全性毋庸置疑宇宙中什麼元素最穩定?

    標準答案為:鐵。宇宙中最穩定的物質毫無疑問是鐵,因為連恆星最終的宿命都是成為“鐵球”。比如由各種分子聚集形成的星體,在引力的作用下會不斷的自行壓縮(塌縮);隨著星體中心溫度與壓力的不斷提升,分子之間的間隙會被壓縮的越來越小,最終引起地核聚變形成恆星。然而等待到「恆星死亡」的節點,星體的密度會達到極限高,最終成為「FE-26鐵元素」的超高質量大鐵球!

    知識點:聚變反應的後的物質是「FE-26 鐵」

    物質的最終形態是鐵,那麼用這種物質製造的「磷酸鐵鋰電池」難道不是最安全的選項嗎?要知道普通的三元鋰正極材料都是挺“活潑”的,比如熱失控溫度不夠高的鎳鈷錳三元鋰,以及失控溫度足夠低的鎳鈷鋁三元鋰,這些電池在進行穿刺試驗時一旦短路就很容易燃爆了。所以磷酸鐵鋰電池的優勢非常突出,而刀片型鐵電池理論上還有結構優勢。

    結構「補強」

    比亞迪磷酸鐵鋰電池首次採用了「刀片型」(矩形結構),足夠長的單體電池並不是能承受穿刺不起火的核心因素,技術層面的解析會比較複雜。矩形的電池組的核心優勢應在於「結構加強」,比如佈局在底盤位置不僅不會造成“拖累”(更快速度造成車架金屬疲勞);其功能反而是利用強度足夠高的電池包殼體,銜接底盤橫縱梁進行抗扭剛度的加強。雖然比亞迪沒有進行電池包和鋼針硬度的“對抗試驗”,不過這種設計概念似乎已經開始普及。

    綜上所述,刀片型磷酸鐵鋰電池組並不是“單獨外掛”,而是以「平臺造車」的標準,透過計算電池包的總體強度對車身強度進行有效提升。所以在碰撞測試中才能保證安全無虞,而且電池包的佈局足夠合理,在託底、側面碰撞以及各種刁鑽角度的碰撞中很難出現破損。至於“穿刺”碰撞似乎是不用贅述了,穿刺後的短路溫度連個雞蛋都煎不熟,這要比強烈光線下的引擎蓋溫度還要低呢。

    重量「均衡」磷酸鐵鋰電池的缺點:質量較大

    以鐵元素為主的磷酸鐵鋰質量(重量)比較誇張,這會一定程度的影響整備質量與續航里程。好在「刀片電池」的系統能量密度高達“160Wh/kg”,這已經是優秀的鎳鈷錳三元鋰的標準了。所以在續航方面並不用擔心,尤其是加上自主研發的高效率「IGBT4.0」後表現會更好,不過鐵電池的作用還不僅於此。

    「黃金配重比」將會出現在比亞迪的王朝系列汽車上,因為笨重的電池包可以自由的隨著軸距調整佈局。後驅車可以實現“40:60”,四驅車能達到“黃金分割點”,前驅車倒是無所謂如何。這組電池包提升了雙擎後驅加四驅與三擎四驅平臺的操控感,而汽車的操控極限也是“失控極限”,從安全駕駛的角度分析似乎也是一種提升。這就是刀片電池的意義,對於整個行業都會是一次轉型的推動力,在不會很長的時間內會出現一批優秀的效能車,同時也會有物美價廉的入門級新能源可選。

  • 3 # 威馬汽車車友會

    比亞迪在今年3月29日釋出了刀片電池,並公佈了刀片電池針刺實驗的測試影片,影片顯示三元鋰電池受到針刺後失控著火,而刀片電池僅僅是隻是溫度升高電壓小幅跳動,一時間引起了熱議,所有目光都聚焦在了這塊細長的刀片電池上。

    實際上刀片電池安全性比三元鋰電池高一點都不意外,因為刀片電池本質上還是磷酸鐵鋰電池,而磷酸鐵鋰電池安全性比三元鋰電池高是公認的事情,只不三元鋰電池在能量密度方面和抗低溫效能方面要優於磷酸鐵鋰電池,同等體積下,能量密度越高,電池容量越高,續航里程也越高,而電動汽車的續航是最重要的一項指標,所以導致近幾年都是以三元鋰電池為主導,磷酸鐵鋰電池逐漸被邊緣化。

    這次刀片電池亮相正好抓住了三元鋰電池不夠穩定的把柄給予重擊,另外由於刀片電池在電池結構上的改變使得單個電芯的能量密度有了質的飛躍,已經基本接近了三元鋰電池的能量密度,同等續航下,肯定是安全性更高的產品越受歡迎,所以才有了刀片電池的逆襲。

  • 4 # 皆電GeekNEV

    在聊刀片電池為什麼更安全之前,有必要先說明,為什麼鋰電池安全性總會被拿出來挑刺。

    因為鋰電池活潑、易燃燒是其天性,鋰離子電池含有易燃溶劑,這是先天化學性質決定的。

    結構上,鋰離子電池主要由正極、鋁箔、負極、銅箔、隔膜和電解液等六部分組成,電解液含有大量有機物,你比如說有碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯,這些酯類名字複雜記不住不要緊,但是他們都自備燃爆屬性。在充放電時,內阻會迅速發熱、甚至短路,一般充放電時熱量大部分產生於內阻較大的正極,不管你是鎳鈷鋁還是鎳鈷錳、錳酸鋰還是磷酸鐵鋰,都不能百分百避免。當這些熱量聚積到一定程度之時就會產生火花。

    有道是正極電位越高氧化性越強,過充則更強,引起化學反應、熱失控溫度攀升,如果這時候BMS(電池管理系統)照顧的不夠周全,就極有可能發生各類意外;不僅如此,偏偏高溫時三元材料繼續分解還會自動分離出氣體(含氧),起到火上澆油的效果。

    為什麼刀片電池安全性會更好?效能會損失多少?

    搞明白了鋰電池熱失控的本質,刀片電池提升安全性也就不難理解,因為比亞迪刀片電池從電芯材料以及疊片工藝兩個源頭上,都提升了安全性。

    就材料本身,LFP磷酸鐵鋰材料先天就比NCM鎳鈷錳三元鋰要更穩定,釋放的熱量更少、放熱速率更慢。尤其是加入電解液材料之後,差距將進一步拉大,NCM材料分解時會釋放氣體(含氧),將加劇極端情況下的危險性。其次疊片工藝本身,也能夠加強隔膜的防護性,進一步減少熱量的聚集,對於減少熱失控也有助攻。

    如果我們強行讓刀片電池發生熱失控會怎樣呢?其最高溫度約為350℃,電池背面溫度最高為80℃,有煙、無明火、當然也並未爆炸。

    正是由於電芯材料先天安全性上的差異,因此我們習慣上認為磷酸鐵鋰電池能量密度遠低於三元鋰電池,因此在空間有限的乘用車領域,三元鋰電池一直都佔據著統治地位。

    而刀片電池的結構能夠極大幅度的提升電池包的實際體積利用率,將此前45%的利用率大幅提升至60%,結果就是目前的刀片電池包能量密度提升到了140Wh/kg,在1~2年內的時間有望提升到170Wh/kg,縮短甚至消除了與三元鋰電池在能量密度上的差異,極大提升安全性。

    至於充電效能,同樣的低溫環境下,高SOC時磷酸鐵鋰電池與NCM-811電池的充電功率相當;但是在50% SOC下充電功率大約為NCM-811電池的一半,假如NCM-811電池充電功率達到140kW時,LFP電池大約為70kW。極限充電功率滿足使用需求,但是相比NCM-811電池有一定差距。

    放電效能則完全是相反的情況,低溫環境低SOC值情況下,磷酸鐵鋰電池放電功率將遠遠優於NCM-811電池,可以理解為低溫低電量下效能表現更優。

    迴圈壽命則屬於磷酸鐵鋰電池的常規優勢,迴圈壽命明顯優於NCM-811電池,可以理解為電池效能更加持久,效能衰減明顯更慢。

    既然刀片電池具有優勢,為何此前不見推廣普及?

    說白了,還是門檻和成本問題。

    刀片電池本身所採用的疊片工藝好處眾多,既能夠提升電池包能量密度也能夠提升迴圈壽命,本身就是電池製造未來的主流發展方向,無論是磷酸鐵鋰電池還是三元鋰電池,莫不如此。根據電哥掌握的資訊,松下、三星SDI、CATL等行業巨頭都有在2022年前後匯入疊片工藝的計劃。

    拋開刀片電池本身的技術專利不談,想要推廣刀片電池就必須要有無塵、恆溫、乾燥的全新車間,這其中最大的麻煩就受制於裝置、工藝,所產生的製造、效率瓶頸。

    一般來說刀片電池需要配料、塗布、輥壓、疊片、裝配、烘烤、注液、檢測8大工藝,單單說這疊片工藝,就在實際的產業化應用中就面臨著諸多難題,其中最凸顯的就是疊片工藝的生產效率,目前中國產動力電池疊片機效率普遍在1-1.2s/片/單工位,單工位效率低,製造成本高,相比來看卷繞明顯成熟、便宜的多。

    疊片工藝領域目前進展較快的有國內的蜂巢能源,但也處於平均單工位0.6sec的水平。而比亞迪的碟片效率目前業界最高,達到0.3s/pcs的水平,已經基本達到了與卷繞工藝效率平衡的臨界點。

    更重要的是,這一重要工藝所使用的疊片機,完全由比亞迪自研自造,再加上自家生產的磷酸鐵鋰電池在電芯成本上也具有優勢,因此比亞迪就手握刀片電池、或者說疊片工藝電池整個生產鏈條閉環,在成本、效能、安全性三個維度求得了平衡。

    並非它人不知刀片電池、疊片工藝的妙處,只是比亞迪能將它率先落地,而其他人暫時不能,僅此而已。

  • 5 # 新能源汽車老羅

    磷酸鐵鋰本身就比三元鋰電池更安全,比亞迪的刀片電池又比普通的磷酸鐵鋰電池安全,所以可以約等於刀片電池是目前最安全的電池。

  • 6 # 足量地球

    比亞迪的王傳福說把自燃從電動車的字典裡抹掉,刀片電池相對三元是安全了一些,但感覺比亞迪還是狂妄了點,引來寧德時代的不滿,爆發了“比寧大戰”。

    電池的安全性,涉及到很多方面。

    1.電池所用的正負極材料,磷酸鐵鋰相對於三元電池而言,磷氧鍵的穩定性更高,所以有了更安全的基石。

    2.電池裡還有隔膜和電解液,不當應用也會引起電池的安全。

    3.除了電池本身的化學材料特性,還有電池的結構設計,比亞迪刀片電池,就是結構創新。

    4.包括電池的管理系統(BMS),那麼多電池串並聯在一起,BMS要能管的到且管的好,個別電池出問題,及時隔離並報告。

    5.成模組後後還有整車設計時系統匹配,位置設計等等,都會影響電池的安全性。

    以上幾個方面出問題,都可能導致自燃,但相對而言,磷酸鐵鋰刀片電池的安全性會更高。

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