比亚迪刀片电池介绍 三元电池变得不香了？

为了刀片电池，三月二十九日比亚迪专门召开了名为刀片电池出鞘安天下的线上公布会，王传福更是亲自坐镇，可见其重视程度。据官方称，这是一款凝结了比亚迪在动力锂离子电池范畴近二十年研发和使用相关经验，集成比亚迪从电池原材料制取到动力锂离子电池组制造全产业链优点的明星产品。

公布会的内容很紧凑，但核心是公布了三种不同动力锂离子电池的针刺实验结果。试验用三根钢针对三种洋溢电的动力锂离子电池进行穿刺试验，结果是三元锂电池瞬间剧烈燃烧，表面温度超过500℃；传统的块状磷酸铁锂电池在经过短暂的反应时间后，也出现了浓烟，虽没出现明火，但表面温度也升高至200℃-400℃；而比亚迪最新研发的刀片电池，几乎没有任何反应，表面温度探测后在30℃-60℃。

这个试验告诉我们，刀片电池的核心竞争力有哪些？安全。刀片电池只是通过它的形状取得名字，它的本质依旧是磷酸铁锂电池，相比于三元锂电池，磷酸铁锂材电池的热失控发生在800摄氏度左右，三元电池的热失控温度在200摄氏度。刀片电池呢，使得原本就在安全性上就比三元锂电池更出色的磷酸铁锂电池，通过结构的改变，新增了散热面积，短路之后回路更长，不易集中热量，让安全性又进一步提升。但磷酸铁锂也相应有短板，就是能量密度低。所以一般磷酸铁锂都用在不缺空间的商用车上，比如纯电大巴。这里插一句题外话，比亚迪纯电大巴和特种作业车辆远销世界各地，至今一直保持了0电池事故。这也侧面说明了磷酸铁锂材料电池的稳定性。

（NCM为三元电池LFP为磷酸铁锂电池）

磷酸铁锂电池更安全，在新能源范畴可以说人尽皆知。但我们看上图，为外媒的电池装配量预测图，三元电池（该图示为镍钴锰三元电池）的装配量和上升量都要碾压磷酸铁锂电池。究其原由，还是因为它的短板：能量密度低。今朝大家都更关注续航里程，所以三元电池成为了市场的主流。

比亚迪怎么处理能量密度低的问题？

问题来了，比亚迪汉的NEDC工况续航里程可是超过了600km，说好的能量密度低呢？这一点不像能量密度低的样子啊？这要说到刀片电池的另一个优点了：高度集成化。

之前的纯电动车，大多都是电芯组成模组，模组再集成为电池组。比亚迪将电芯笔直组成电池组（CelltoPack），没有了模组，进一步新增集成化。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。得益于这两项技术，刀片电池的空间利用率由原来传统电池的40%提升到60%。简单来说，就是能量密度不够，我们通过塞入更多电池来凑。

为甚么不做一整块大电池？那不就更省空间了？

我们可以看到，三元锂电池的单体都做的比较小，这也是因为热失控特性比较分明的原由。

相较三元锂电池，磷酸铁锂电池由于几乎无热失控的特性（热失控温度超过800度），电池材料特性也相对安全，所以能做大尺寸的电芯。但这里的大是相对的，电芯不可能做的毫无顾忌的大。紧要有三个原由：

1、由于电流重叠原理，锂电池极耳附近是电流重叠的汇集点，这会使大单体电池级板的各处电流密度不平均，进而局部温度过高。

2、电池在工作中，中心位置的温度是很高的，电池体积越大，由内到外的温度梯度就越大，内外温差越大，因此依据热力学第二定律，外部电池温度相同的情况下，大容量电池的内部中心温度会很高。

3、电池内的化学物质反应发生变化会导致体积变化，电池体积越大，极板变形就越厉害，引起电流的不平均变化。

将来是三元还是磷酸铁锂的天下？

NCM能量密度的不断提高，材料的热稳定性会越来越差

就目前来看，人们追求高续航的脚步短时间内不会停歇，这也就意味着三元锂电池在很长时间内，或许依然是众多新能源车型的首选。而且就近年来的趋势可以看出，高镍三元材料由于在比能量上有更大的优点，成为了更多厂商追逐的对象。从333、532，到622，再到811（镍、钴、锰三者的比例），三元材料高镍进程根本停不下来。但随着NCM能量密度的不断提高，材料的热稳定性会越来越差，从上面的图例就可以看出。在我们追逐高比能量的同时，安全性也不容忽视。据专家解析，三元高镍材料的安全性或许可以通过材料改性、表面包覆和调整电解液等方式来处理。我们也期望三元电池范畴能有刀片电池这种创新型电池的出现。

总结：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，仿佛刷新了人们的认知。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。当然了，我们很乐于看到电池行业能有这般创新的想法，同时也期望真正革命的到来。比如无钴电池和固态电池，或许在不远的将来等着我们呢。

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