比亚迪“刀片电池”引领全球动力电池安全新高度

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“把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。”3月29日,比亚迪集团董事长兼总裁王传福在“刀片电池”发布会上喊出了很多新能源车消费者的心里话。此前从未有人喊过的这句话,很可能会推动电动汽车行业的安全性变革。
1“刀片电池”业内首次通过针刺实验 发布会上,比亚迪播放了一段三种电池针刺实验对比视频。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℃,并发生极端热失控的剧烈燃烧现象,电池表面的鸡蛋被炸飞;传统块状磷酸铁锂电池在被穿刺后无明火,有烟,表面温度达到了200℃~400℃,电池表面的鸡蛋被高温烤焦;“刀片电池”在穿透后无明火、无烟,电池表面的温度仅有30-60℃左右,电池表面的鸡蛋无变化,仍处于可流动的液体状态。
这组对比实验表明,比亚迪的“刀片电池”已经摆脱了传统动力电池潜在的“热失控”隐患,电池的安全性和稳定性有着独有优势。中国科学院院士欧阳明高分析指出,“刀片电池”的设计使得它在短路时产热少、散热快,表现“非常优异”。
据了解,针刺试验是模拟锂离子电池内部短路、导致热失控、进而爆炸起火的试验方法。需要指出的是,由于针刺实验的标准严苛,目前三元锂电池还是磷酸铁锂电池都无法通过实验。因此,国家暂时把针刺实验作为一种非强制标准,不做强制要求。尽管如此,比亚迪“刀片电池”还是挑战了针刺实验,并完美通过。比亚迪“刀片电池”顺利通过针刺实验,无疑给国内电动汽车的安全性做了一次很好的背书。
2“刀片电池”已经领先对手一个身位 虽然近几年来电动汽车的销量不断增加,但续航短、安全隐患和充电难这三大原罪还是让更多消费者对电动汽车敬而远之。而且,安全隐患已经成为电动汽车的原罪之首。
2019年,国内电动汽车出现了多起安全事故,自燃成了其中最重要的安全隐患。汽车门网整理的数据显示,搭载三元锂动力电池的车辆占到了自燃车辆的85%以上,而搭载磷酸铁锂电池的车辆占比仅为7%。在中国工程院院士杨裕生看来,电动汽车频繁燃烧的根源,第一个就是电池技术的原因。
目前,三元锂电池和硫酸铁锂电池成为动力电池市场上最主要的两大动力电池选择。相比之下,三元锂电池的能量密度更高,但安全性较差。受国家政策的影响,三元锂电池过度追求高能量密度,导致安全性迅速下降,最终引发了2019年的多起自燃事件。而磷酸铁锂的能量密度虽低,但在安全性和稳定性方面有着先天优势。此次通过针刺实验的“刀片电池”,正是比亚迪最新研发的超级磷酸铁锂电池。
作为全球最大的磷酸铁锂电池生产厂家,比亚迪长期致力于磷酸铁锂电池的研发,在磷酸铁锂电池技术储备方面有着深厚的积淀。据悉,比亚迪“刀片电池”比亚迪采用了全方位高温“陶瓷电池”技术,在高风险安全位点都采用了耐高温和绝缘性能优异的高温陶瓷涂层,大幅提升了池的安全性和稳定性。而这,也正式比亚迪“刀片电池”敢于挑战针刺实验的底气所在。
“不管别的国家或者别的地区有不同的一些标准,作为比亚迪内部评估来说的话,我们还坚持用电动车电池里面最苛刻的标准来衡量我们的电池,特别是刀片电池我们开发之初就把安全的标准放在首位,特别把针刺的标准放在首位。”在王传福看来,电动汽车的安全性是第一位的。
3“刀片电池”的能量密度已比肩三元锂电池 除了无可比拟的安全性意外,“刀片电池”还在制造工艺、能量密度、制造成本和轻量化等方面取得了重大突破,优势进一步显现。
“刀片电池”采用比亚迪自家研发的大电芯,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 2100mm),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。这让刀片电池在成组时可以直接跳过“模组”,直接组成电池包。
通过结构创新,“刀片电池”在成组时可以跳过“模组”,大幅提高了电池包的空间利用率,最终实现了同等容积装入更多电芯的设计目标。相较传统的带模组电池包,“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。
不仅如此,“刀片电池”在大幅提升系统质量能量密度和体积能量密度的同时,去掉了“模组”这一层中间结构,因此大幅降低了电池系统的复杂度,进而带来了更高的稳定性和更低的故障率,同时减轻了重量。
业内人士指出,基于“刀片电池”技术的比亚迪超级磷酸铁锂电池系统在能量密度上已经可以与市面上主流的三元电池相匹敌。与此同时,磷酸铁锂电芯成本就更低,且安全性和稳定性更强。也会进一步的使成本更有竞争力。
据王传福透露,刀片电池只在比亚迪汉纯电车型搭载应用,其他车型暂无规划。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演绎出全新的家族设计语言,描绘了比亚迪品牌朝向豪华与科技不懈创新的未来。
4“刀片电池”将推动动力电池技术多元化竞争 值得注意的是,比亚迪此次发布的“刀片电池”由比亚迪旗下的弗迪电池公司推出。这是比亚迪拆分动力电池业务后成立的独立电池制造实体。王传福在发布会上说,“刀片电池”也是弗迪公司的首款产品。
不久前,比亚迪已经成立了五家弗迪系公司。此举标志着比亚迪的新能源汽车核心零部件完成了业务分拆。未来,比亚迪新能源汽车零部件业务将独立对外供应。五家弗迪公司之一的弗迪电池,主要业务便是动力电池的研发、设计和生产。目前来看,“刀片电池”已经获得了主机厂的认可。
“几乎你能想到的所有汽车品牌,都在和我们探讨基于刀片电池技术的合作方案,相信大家很快就能看到、听到刀片电池更多精彩的消息。”比亚迪集团副总裁兼弗迪电池董事长何龙表示。我们注意到的一个事实是,在最新发布的新能源汽车申报信息里面,很多车企都申报了搭载磷酸铁锂电池的版本。
可以预见的是,随着弗迪磷酸铁锂刀片电池的市场参与度不断提高,未来很多新能源汽车将搭载安全稳定、能量密度更高但价格更便宜的比亚迪“刀片电池”。这个足以改变动力电池竞争格局的举动,很可能推动新能源汽车产业迎来一次变革。
写在最后:
“刀片电池将改变行业对于三元锂电池的依赖,将动力电池技术路线拉回正道,并重新定义新能源汽车的安全标准。”正如比亚迪董事长王传福说:“今天的刀片电池,是比亚迪给行业的一份大礼。”隐隐可以看出,比亚迪“刀片电池”将引领全球动力电池安全新高度。

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