詳解“刀片電池”，比亞迪的“攻城利器”？

因電池?zé)崾Э囟鴮?dǎo)致的起火和爆炸，已經(jīng)成為阻礙我國乃至全球新能源汽車發(fā)展最大隱患。對此，普通消費(fèi)者尤其關(guān)注。每當(dāng)有新能源汽車失火的消息傳出，都會引發(fā)人們的廣泛討論?！半妱榆囯姵夭话踩?，成為了“電動黑”們的口頭禪。

3月29日，在經(jīng)歷了漫長的蓄勢和等待后，比亞迪的刀片電池技術(shù)終于對外亮相。該公司董事長王傳福表示，刀片電池相比較其他電池技術(shù)最大的突破在于，通過了動力電池領(lǐng)域最為嚴(yán)苛的安全測試——針刺測試，“將自燃從新能源汽車的字典里徹底抹掉”。而在安全之外，刀片電池還能夠改善車輛電池包內(nèi)部的空間利用率，讓能量密度較低的磷酸鐵鋰電池包，也達(dá)到了接近三元鋰電池的水平，從而改善車輛續(xù)航里程。

對于刀片電池的優(yōu)勢和效果，王傳福和刀片電池的生產(chǎn)商——弗迪電池公司的董事長何龍進(jìn)行了兩個(gè)小時(shí)的“安利”。不過這項(xiàng)黑科技從技術(shù)原理上看，是如何實(shí)現(xiàn)的呢？為何該技術(shù)對于比亞迪而言是最重要的殺手锏？

（比亞迪刀片電池結(jié)構(gòu)原理）

“刀片電池”這個(gè)名字的來歷，便是獨(dú)樹一幟的電池形狀。與傳統(tǒng)的方形電池不同，刀片電池的正極片、負(fù)極片和隔膜都做成了長方形的片狀結(jié)構(gòu)。其中，正負(fù)極片的尺寸如圖所示，長寬比超過了10：1的地步。在疊片并裝配蓋板、側(cè)板、隔圈etc后套殼構(gòu)成電芯。相比較整個(gè)電芯接近1米的長度和9厘米的寬度，電芯厚度僅為13．5毫米，因此所謂“刀片電池”倒也名副其實(shí)。

比亞迪這樣做的原因有不少，其核心目的有三個(gè)：提升電池安全性，增加電池包空間利用率，以及增加其所主打的磷酸鐵鋰電池的競爭力。首先是安全方面，在采用了疊片結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，比亞迪還在刀片電池上運(yùn)用了高溫“陶瓷電池”技術(shù)，即在高風(fēng)險(xiǎn)安全位點(diǎn)全面使用了耐高溫和擁有絕緣性能的高溫陶瓷圖層（覆蓋了極耳和極柱）。這些措施讓電芯在發(fā)生內(nèi)部短路時(shí)，不會發(fā)生像三元鋰電池那樣劇烈的反應(yīng)。事實(shí)上即使在堪稱業(yè)界“最嚴(yán)格”的針刺實(shí)驗(yàn)下，刀片電池的最高溫度也僅在60攝氏度左右。結(jié)合結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定的磷酸鐵鋰電池材料，刀片電池因熱失控而發(fā)生自燃的幾率被大幅降低。

（刀片電池?zé)岱€(wěn)定性對比）

不過即使是能量密度最高的NCM811三元鋰電池，因電池?zé)崾Э囟鴮?dǎo)致的火災(zāi)案例也并不多。實(shí)際上，外界過分的渲染讓電動汽車這項(xiàng)新生事物承擔(dān)了太多不可承受之重。事實(shí)上，現(xiàn)階段阻礙其走入尋常百姓家的最大原因，在于人們的續(xù)航焦慮問題無法解決。尤其是對于能量密度存在“天生短板”的磷酸鐵鋰電池來說，要改善電池包的系統(tǒng)能量密度，也許只能從工程結(jié)構(gòu)角度下手，刀片電池便是這一路線的最新成果。

眾所周知，無論是三元鋰電池，還是傳統(tǒng)的方形磷酸鐵鋰電池，其都需要由電芯構(gòu)成模組，再由模組排列組成電池包。這其中，電池包內(nèi)部還需要加入橫向和縱向的梁以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。此外，模組之間還需要線束的連接，這些結(jié)構(gòu)件都占用了本已寶貴的電池包內(nèi)部空間。而刀片電池?zé)o需模組，可以直接由電芯構(gòu)成電池包。更重要的是，借助緊密排列的電池結(jié)構(gòu)以及蜂窩鋁板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，刀片電池的電池包不論在橫向還是縱向，都有更好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。更重要的是，這種模式省去了電池包內(nèi)的橫縱梁，提升了整體空間利用率。據(jù)介紹，傳統(tǒng)電池的空間利用率約為40％，而刀片電池的電池包則能夠提升至60％。

（刀片電池的電池包和傳統(tǒng)電池包對比）

最后在提升磷酸鐵鋰電池競爭力方面，刀片電池有望幫助比亞迪的“絕活”——磷酸鐵鋰電池再次迎來榮光。要知道，目前目前比亞迪為中國乃至全球各大城市提供的純電動公交車，都使用的是磷酸鐵鋰電池。除了降低整車成本之外，其核心目的是安全。畢竟，對于動輒搭載幾十乃至上百名乘客，每天長時(shí)間運(yùn)行的公交車來說，安全比什么都重要。而在乘用車尤其是私家車領(lǐng)域，受制于過去國家和地方新能源汽車補(bǔ)貼追求高能量密度的“指揮棒”效應(yīng)，汽車企業(yè)和電池廠商都在重點(diǎn)尋求提升電池能量密度。于是，哪怕是此前專注磷酸鐵鋰電池的比亞迪也開始發(fā)力三元鋰電池。

不過隨著補(bǔ)貼的退坡，擁有了更好電池包能量密度的刀片電池，顯然迎來更好的市場前景。畢竟，即使是特斯拉也在發(fā)力無鈷電池，以便降低整車成本。因此，已經(jīng)經(jīng)歷了市場檢測的磷酸鐵鋰電池，有望重獲往日的榮光。

對于電動汽車的電池安全和成本控制，比亞迪交出了刀片電池這一“硬核”答案。按照該公司規(guī)劃，這一全新電池技術(shù)將在今年上市的新車，迄今為止比亞迪產(chǎn)品線上最高端車型——“漢”上搭載。據(jù)悉，這是一款NEDC續(xù)航里程突破600公里，百公里加速3．9秒的C級轎車。顯然，刀片電池將與漢車型構(gòu)成組合拳，成為了比亞迪汽車在2020年的核心戰(zhàn)略。

（比亞迪“漢”預(yù)覽圖）

盡管我國政府剛剛宣布新能源汽車的購置稅和補(bǔ)貼政策將延續(xù)到2022年，但后補(bǔ)貼時(shí)代里，每家車企都需要找到自己在新能源汽車領(lǐng)域的核心競爭力。畢竟，政策的影響正逐步褪去，市場將成為檢驗(yàn)電動汽車競爭力的唯一標(biāo)準(zhǔn)。而作為掌握電池這一核心零部件能力的汽車企業(yè)，比亞迪的未來顯然更具看點(diǎn)。

作者：周到