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“長續(xù)航”與“高安全”的完美兼顧 比亞迪刀片電池全面解決世紀(jì)難題

來源:新能源汽車網(wǎng)
時(shí)間:2020-04-06 19:01:41
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“長續(xù)航”與“高安全”的完美兼顧 比亞迪刀片電池全面解決世紀(jì)難題新能源汽車的發(fā)展速度一直在持續(xù)加快,尤其是特斯拉進(jìn)入中國市場(chǎng)之后,激發(fā)了很多新能源車企在技術(shù)層面的不斷提升。之前,新

新能源汽車的發(fā)展速度一直在持續(xù)加快,尤其是特斯拉進(jìn)入中國市場(chǎng)之后,激發(fā)了很多新能源車企在技術(shù)層面的不斷提升。之前,新能源車企主要將技術(shù)研發(fā)的重心圍繞“續(xù)航”展開,發(fā)現(xiàn)能量密度較高的三元鋰電池可以給車輛帶來更長的續(xù)航里程,但是問題也隨之而來,車輛發(fā)生自燃的問題也變得稀松平常,此時(shí)大眾才開始“幡然醒悟”為什么之前將最重要的安全性拋之腦后。

3月29日,比亞迪正式宣布推出超級(jí)磷酸鐵鋰電池——"刀片電池"。刀片電池?fù)碛衅渌鼊?dòng)力電池?zé)o法企及的安全性,并且兼具長壽命和長續(xù)航。它的誕生重新定義新能源汽車的安全標(biāo)準(zhǔn), 也從源頭上解決了“安全”與“續(xù)航”兩者難以兼顧的世紀(jì)難題,引領(lǐng)了全球動(dòng)力電池安全新高度。

當(dāng)下的新能源車型主要還是采用三元鋰電池,其最大優(yōu)勢(shì)就是高能量密度帶來的長續(xù)航。但是安全性卻是它的最大“軟肋”,三元鋰電池主要有鎳鈷鋁酸鋰電池、鎳鈷錳酸鋰電池等,由于鎳鈷鋁的高溫結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,導(dǎo)致高溫安全性差,且pH值過高易使單體脹氣,進(jìn)而引發(fā)自燃危險(xiǎn)。這種情況在新能源汽車的使用過程中,變得十分常見。在去年3月,廣州市天河區(qū)匯景新城小區(qū)地下車庫,一輛特斯拉Model S發(fā)生自燃,車輛受損嚴(yán)重,現(xiàn)場(chǎng)一片狼藉。時(shí)隔僅僅一個(gè)月時(shí)間,在上海某小區(qū)地庫,一臺(tái)靜止停放的特斯拉Model S在極短時(shí)間內(nèi)自燃起火并引發(fā)爆炸,萬幸的是沒有造成人員傷亡。

凡此種種,新能源車企一昧追求高能量密度,而忽視更為重要的安全性能是非常不明智的舉動(dòng)。對(duì)于如何有效降低事故發(fā)生率這個(gè)問題,比亞迪給出的答案是“重啟”磷酸鐵鋰電池,推出刀片電池。磷酸鐵鋰的電池密度雖然不及三元鋰,穩(wěn)定性表現(xiàn)上卻遠(yuǎn)超三元鋰,關(guān)鍵是磷酸鐵鋰晶體中的P-O鍵穩(wěn)固,難以分解,即便在高溫或過充狀態(tài)下也不會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性崩塌、發(fā)熱或是形成強(qiáng)氧化性物質(zhì),其分解溫度約600℃。此外,磷酸鐵鋰電池同樣有著壽命長、充放電倍率大、安全性好、高溫性好、元素?zé)o害等諸多優(yōu)勢(shì)。

為了證明“刀片電池”在安全性表現(xiàn)方面的突出優(yōu)勢(shì),比亞迪采用了電池界最嚴(yán)苛的極端測(cè)試方法:針刺實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)共提供三個(gè)對(duì)比樣本,分別是三元鋰電池、常規(guī)磷酸鐵鋰電池、刀片電池,為了讓測(cè)試結(jié)果展現(xiàn)的更加直觀,比亞迪在三塊電池上都各擺放上雞蛋。

在同樣的測(cè)試條件下,三元鋰電池在針刺瞬間出現(xiàn)劇烈的溫度變化,表面溫度迅速超過500℃,并發(fā)生極端熱失控,開始劇烈燃燒,電池表面的雞蛋被炸飛;傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池在被穿透后無明火,有煙霧從電池卸壓閥噴出,表面溫度達(dá)到了200℃~400℃,電池表面的雞蛋被高溫烤焦;比亞迪”刀片電池”在穿透后無明火,甚至無煙霧,電池表面的溫度僅有30℃左右,電池表面的雞蛋無變化。

為什么只有刀片電池能做到讓雞蛋保持原狀?因?yàn)榈镀姵氐碾姌O材料是熱穩(wěn)定性高的磷酸鐵鋰,電芯使用了全方位高溫“陶瓷電池”技術(shù),讓比亞迪刀片電池的安全性能得到極大的提升。而單位空間內(nèi)能量密度大,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大,電池的表面積更大,散熱性能更好。

安全性能的大幅度提升,讓比亞迪有著絕對(duì)的自信可以一次搞定針刺實(shí)驗(yàn)。為此,比亞迪內(nèi)部曾多次對(duì)刀片電池進(jìn)行針刺實(shí)驗(yàn),得到的結(jié)果是比亞迪刀片電池的安全性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)預(yù)期,達(dá)到讓人“恐怖”程度。

比亞迪“刀片電池”通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,在成組時(shí)可以跳過“模組”,大幅提高了體積利用率,最終達(dá)成在同樣的空間內(nèi)裝入更多電芯的設(shè)計(jì)目標(biāo)。相較傳統(tǒng)的有模組電池包,“刀片電池”的體積利用率提升了50%以上,續(xù)航里程已經(jīng)達(dá)到了高能量三元鋰電池的同等水平。目前,比亞迪刀片電池已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)階段。比亞迪的資料顯示,刀片電池的體積能量密度與811三元鋰電池接近,高體積密度可以在較小的空間布置大容量的電池,單次充電可滿足600公里續(xù)航需求。在電池壽命方面,比亞迪刀片電池充放電3000次以上,行駛120萬公里。

目前,“刀片電池”只在比亞迪漢純電車型搭載應(yīng)用,比亞迪漢EV作為統(tǒng)領(lǐng)“王朝家族”的旗艦級(jí)轎車,其綜合工況下的續(xù)航里程達(dá)到605公里,百公里加速3.9秒,在整車設(shè)計(jì)特別是內(nèi)飾部分體現(xiàn)了全新的家族設(shè)計(jì)語言,描繪出比亞迪品牌向著豪華與科技不懈進(jìn)發(fā)的藍(lán)圖。

寫在最后:當(dāng)下,受到疫情與補(bǔ)貼退坡等內(nèi)外因素的影響,新能源汽車發(fā)展也是陷入了瓶頸,比亞迪刀片電池的到來,如同一道耀眼的光芒射穿了籠罩在行業(yè)上空的陰霾。刀片電池的全新技術(shù),讓“高安全”、“長續(xù)航”的優(yōu)勢(shì)展現(xiàn)的一覽無遺,相信在補(bǔ)貼完全退坡的后新能源汽車時(shí)代,更具有劃時(shí)代的意義。