可以說(shuō),在磷酸亞鐵鋰的支持下,刀片電池憑借其優(yōu)異的熱擴(kuò)散性和更長(zhǎng)的短路時(shí)間,可以擁有更好的安全系數(shù),這也是刀片電池最大的優(yōu)勢(shì)之一。
問(wèn)題2:刀片電池尺寸固定嗎?三元鋰電池能做成刀片電池嗎?
在電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)上,三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的較量從未停止過(guò),但由于各自鮮明的特點(diǎn),兩者實(shí)際上都是相對(duì)被壓制的,從來(lái)沒(méi)有人在臺(tái)面上指責(zé)過(guò)任何人。
但磷酸亞鐵鋰在安全性上略勝一籌,不受鈷等貴金屬的限制,因此在成本上也有優(yōu)勢(shì),所以似乎以磷酸亞鐵鋰為核心的刀片電池優(yōu)勢(shì)明顯。
既然刀片電池結(jié)構(gòu)有這么多優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)秀的熱故障控制,是否可以安排為三元鋰電池?當(dāng)然,答案是肯定的。
三元鋰電池也可以做成刀片電池。比亞迪承認(rèn),以三元鋰電池作為電池的刀片電池理論上會(huì)有更強(qiáng)的續(xù)航能力,但將其制成刀片電池,在碰撞方面還需要更多的研究。
事實(shí)上,中國(guó)品牌廠商已經(jīng)聯(lián)系了比亞迪,搭載刀片電池的非比亞迪車(chē)型即將與我們見(jiàn)面。
問(wèn)題3:刀片電池在低溫下如何使用?
目前刀片電池采用磷酸亞鐵鋰為核心,所以其低溫性能其實(shí)比能量密度更受關(guān)注。當(dāng)然,目前我們還沒(méi)有對(duì)韓進(jìn)行實(shí)際的冷測(cè),但是可以對(duì)相關(guān)的官方資料有一個(gè)簡(jiǎn)單的了解。
為了提高冬季刀片電池的性能,比亞迪首先在熱管理方面做了很多改進(jìn)。例如,在刀片電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中:
工程師在電芯外增加了保溫材料,緊接著在電芯附近設(shè)置了完整的熱管理系統(tǒng),并在熱管理系統(tǒng)外布置了一層保溫棉。整個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)成了完整的刀片電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。
因此,根據(jù)比亞迪的說(shuō)法,刀片電池在寒冷天氣下做了很多改進(jìn)和技術(shù)升級(jí),尤其是在熱管理方面。真的是這樣嗎?我們還需要等到冬天才能進(jìn)行實(shí)際測(cè)試。
問(wèn)題4:省略了橫梁和縱梁的電池組。光靠刀片電池能保證碰撞安全嗎?
電動(dòng)車(chē)碰撞起火是網(wǎng)友最關(guān)心的問(wèn)題。對(duì)于刀片電池,使用該電池的電池組取消了橫梁和縱梁。最后,刀片電池充當(dāng)電池組的橫梁和縱梁,因此電池組的強(qiáng)度基于刀片電池的強(qiáng)度。
然后,當(dāng)問(wèn)題來(lái)臨時(shí),如果發(fā)生碰撞,刀片電池會(huì)直接受力,這種受力可能是擠壓、彎曲甚至刺穿。刀片電池能承受這些損壞嗎?比亞迪認(rèn)為沒(méi)有問(wèn)題。工程師通過(guò)彎曲一根筷子和多根筷子來(lái)解釋壓力情況。當(dāng)許多筷子在一起時(shí),你不能折斷它們。由刀片電池組成的電池組也是如此。
此外,比亞迪還測(cè)試了刀片電池的沖擊和擠壓。其中,碰撞測(cè)試是模擬車(chē)輛碰撞的場(chǎng)景,測(cè)試速度為45公里/小時(shí),碰撞后電池沒(méi)有起火爆炸。擠壓試驗(yàn)采用100-800千牛頓的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),電池包輕微變形,無(wú)煙無(wú)火。在三點(diǎn)壓力測(cè)試中,刀片電池最終能承受445kN,大概是一輛45噸的卡車(chē)。
因此,根據(jù)比亞迪給出的測(cè)試數(shù)據(jù),雖然取消了橫梁和縱梁結(jié)構(gòu),但刀片電池可以保持更強(qiáng)的電池強(qiáng)度,滿足碰撞安全要求。
最后一部分:刀片電池的誕生和未來(lái)的發(fā)展方向?
最后,讓我們簡(jiǎn)單看看刀片電池是如何生產(chǎn)的,以及未來(lái)會(huì)發(fā)生什么再進(jìn)化。目前,刀片電池的主產(chǎn)區(qū)來(lái)自重慶璧山的工廠,投資100億元,2021年2月開(kāi)工建設(shè)。我上周參觀的時(shí)候,電池生產(chǎn)線已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)了,但是整個(gè)園區(qū)的建設(shè)還在有條不紊的進(jìn)行著。當(dāng)然動(dòng)力電池的年產(chǎn)量還沒(méi)有達(dá)到20GWh,但是當(dāng)整個(gè)園區(qū)完善之后,很快就能實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。
第二個(gè)印象深刻的是,生產(chǎn)機(jī)器極其自制。王傳福總是喜歡給自己做一個(gè)零配件供應(yīng)商。比如比亞迪自己的汽車(chē)零部件公司就讓人印象深刻。事實(shí)上,在電池生產(chǎn)方面更糟糕。動(dòng)力電池芯的層壓機(jī)和軋制過(guò)程中使用的機(jī)器都是比亞迪自研的。這種方式不僅可以節(jié)省成本,還可以防止競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手陷入困境。更重要的是,它可以更自由地定制電池。這些其實(shí)都是比亞迪多年積累的成果。
電池的未來(lái)
雖然刀片電池今年剛剛發(fā)布,但比亞迪工程師透露了一點(diǎn)關(guān)于刀片電池的未來(lái),其中之一就是嵌入式鋰電技術(shù)。
在鋰離子電池首次充電過(guò)程中,來(lái)自正極的鋰會(huì)被永久消耗,這將降低鋰離子電池的容量和能量密度。為了解決這個(gè)問(wèn)題,科學(xué)家們研究了前鋰化技術(shù)。通過(guò)預(yù)鋰化,將鋰添加到電極材料中,以抵消上述不可逆的鋰損失,從而提高電池的總?cè)萘亢湍芰棵芏取?/p>
比亞迪認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)非常適合磷酸鐵鋰電池,并且坦言在嵌入式鋰電技術(shù)方面取得了“精彩”的進(jìn)展,非常令人振奮。
總結(jié):雖然刀片電池的出現(xiàn)并不是化學(xué)改良,但電池殼的設(shè)計(jì)變化確實(shí)引起了業(yè)內(nèi)的討論,有趣的是,蜂巢、三星等電池廠商其實(shí)也針對(duì)這一設(shè)計(jì)對(duì)電池進(jìn)行了調(diào)整,有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,這種電芯設(shè)計(jì)將是未來(lái)重要的發(fā)展方向。磷酸鐵鋰電池將憑借這種設(shè)計(jì)大大拉近與三元鋰電池的距離。至于比亞迪,他們掌握了從制造機(jī)器到制造產(chǎn)品的整套技術(shù),沒(méi)有外部因素制約其電池的發(fā)展,這也是比亞迪應(yīng)對(duì)未來(lái)市場(chǎng)的重要保障。