比亚迪新出的电池为什么叫刀片电池?

科技Alex


因为该电池相比于传统的方形电池,单体外形更加扁平,如刀一般,所以形象地被称为“刀片电池”。刀片电池本质上是磷酸铁锂电池,故比亚迪官方也叫它为“超级铁锂电池”。它实现了高续航性和高安全性,可以说是当前市场上非常理想的新能源汽车电池。

续航性方面,刀片电池的能量密度比传统铁电池提升了50%,续航能力更强,与主流的三元锂电池水平相当。

一般来说,传统电池包的生产分两个步骤,一是由电池组装成模组;二是把组装好的模组排布在托盘上,组成电池包。

而刀片电池跳过“模组”组装的步骤,去掉了“模组”这一层中间结构,省去传统电池模组结构件占用的空间,并通过增大电芯长度,以阵列的形式把电芯插入到电池包里面,大幅提高体积利用率,实现在同样的空间内装入更多电芯的目标,从而改进电池性能。

传统电池包的整体空间利用率仅为40%,而刀片电池包的空间利用率达到60%以上。电池包的空间利用率越高,其能量密度越高(能量密度即电池平均单位体积或质量所释放出的电能),相对应的电动车续航能力就越好。据悉,2020年刀片电池的重量比能量密度PACK>140Wh/kg,2021年预计可达150-160Wh/kg。

安全性方面, 三元锂电池的化学性质不够稳定,特殊情况下容易自燃,安全性不高;而磷酸铁锂电池本身就更加稳定,寿命也更长,加上刀片电池简化的结构设计,短路时产热少、散热快,故有着更高安全性的明显优势。

针刺测试可证实这一点。在三种动力电池针刺测试对比结果中,比亚迪刀片电池针刺测试后无起火爆炸等现象,甚至针刺点附近位置仅有较低程度的的温升变化,表现出较好的安全特性。


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“刀片电池”到底是是什么概念,为什么会叫刀片电池呢?相信很多人会产生这个疑惑。刀片电池因为外形酷似刀片扁平的结构,因此被称之为“刀片电池”。

“刀片电池”和传统的电池的区别在于:传统电池是先将电池组成电池模组,除了电池的成分,还有模组结构件的存在,模组之间会有很多的横纵梁来保证电池包的稳定和强度,整个电池包的空间利用率只有40%左右,存在很大的浪费现象。

而刀片电池,是直接跳过模具这个过程,因此整体空间的利用率能够达到60%,比传统电池高出20%,大大增加了空间的利用率和稳定性。

刀片电池的结构设计克服了传统电池能量低的劣势,同时续航方面,不输高能量三元锂电池水平,电池的使用寿命也有效的延长了。


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“刀片电池”是比亚迪最近对外宣传新一代磷酸铁锂电池的一个名称,其实就是比亚迪研发多年的“超级磷酸铁锂电池”,或许是厂家希望通过一个犀利而相对具象化的名称,来获得更大的声量。

所谓“刀片电池”,实为比亚迪开发的长度大于0.6 m的大电芯,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面。一方面可提高动力电池包的空间利用率、增加能量密度;另一方面能够保证电芯具有足够大的散热面积,可将内部的热量传导至外部,从而匹配较高的能量密度。\r

而相比比亚迪此前的磷酸铁锂电池,“刀片电池”的升级重点在于该电芯可实现无模组,直接集成为电池包(即CTP技术),从而大幅提升集成效率。



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比亚迪的刀片电池相对于传统电池而言,电芯更趋向于扁平化的设计,外形更像刀片。虽然它本质上也是磷酸铁锂电池,但是相对于普通的磷酸铁锂电池而言,它却更具有优势。甚至可以说,它是磷酸铁锂电池里的超强版,更算的上是当今市场上非常理想的新能源汽车电池。

而它被定义为刀片电池,其实跟它的“刀片”电池专利技术脱不了干系,这项技术使普通电池包体积比能量密度有了大幅度的提高,就连续航能力和安全性在市场上都更具有竞争力。

除此之外,刀片电池还跳过了繁琐且占空间的模组组装步骤,大幅度的提高了体积利用率,改进电池性能。可以说,这款电池是很占据优势的。


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刀片电池,顾名思义,即像刀片一样扁平且长条的电池,如下图。


刀片电池是比亚迪推出不久的新型动力电池,为了让电池更适用于整车研发,比亚迪此次一改传统电池的“厚重”,采用了扁平化设计,将电池拉长做成刀片的结构,以提升驾乘人员的人机体验,降低整车风阻,提高整车离地高度从而减少刮碰,在整个寿命周期内的生产、储存、运输、梯次利用等环节提高空间利用率。


那么刀片电池的扁平化是如何实现的呢?这得归功于比亚迪巧妙的电池结构设计。


传统电池先将电池组成电池“模组”,在这一过程中除了电池还需要电池“模组”的结构件,这导致整个电池包的空间利用率仅为40%,造成相当大的浪费。而刀片电池跳过“模组”,自己充当结构件,完全无模组化。并通过直列式排布结构将电池拉长做成刀片的结构,大幅提高体积利用率,整体空间利用率达到60%,比传统有“模组”的电池包提升50%以上。



刀片电池的扁平化设计除了能大大提高电池的空间利用率外,还利于电池的散热,从而提高电池的耐热性。得益于直列式排布结构,刀片电池内电芯排布整齐、均匀,温度一致性较好,无热堆积。而叠加的液冷板,不仅能导热散热,还能起到固定电池的作用。



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目前新能源车主要有两种车型,一种是磷酸铁锂电池,另一种是三元锂电池。三元锂电池能量的密度会比较高,低温性能出色,但是化学性质却不够稳定,特殊情况下会产生自燃。而磷酸铁锂电池虽然寿命长,但能量密度却更小。说到底,这两款电池都有瑕疵。

但是比亚迪的刀片电池却综合了两者的优势,也补足了短板,可以说是市面上非常理想的新能源汽车车型了。


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刀片电池叫刀片电池主要是因为在外观更加的方正和轻薄,和日常所用的刀片很像,所以叫做电池。

刀片电池之所以能够做薄,是因为在结构上,它去除了“模组”从而让其体积减小,但是空间利用率却得到了有效的提升,高达60%以上。

懂车的朋友都知道,电池包利用率越高那么它的能量密度就越大,续航也就越强。刀片电池的能量密度远超传统铁电池,续航丝毫不弱于传统三元锂电池。

在安全性上,刀片电池可以说是很出色了。与在特殊情况下,化学物质不稳定容易自燃的三元锂电池相比,刀片电池因为是磷酸铁锂电池,可逆性好、电位低、充电过程中膨胀小、电池包中的电芯排布整齐、均匀、温度一致性较好,没有热堆积,因而安全性能是相当出色的。

在针刺测试中也可以明显发现,刀片电池被针刺部位只有小幅的温度上升,整体来说比亚迪刀片电池的表现还是相当稳定的。


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刀片电池实际上是采用了磷酸铁锂作为电极材料的磷酸铁锂电池,因为在外观造型方面比普通的铁电池更薄像是一把刀片。这块电池最出色的地方就是安全和续航了,能量密度比普通铁电池高了50%,与主流三元锂电池不相上下,但却比三元锂电池更加稳定安全。


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比亚迪新出的新能源电池因为去除了“模组”这个结构,使用了叠片工艺,让电池造型更加的扁平,如同一把刀片。同时,这样设计不但提升了能量密度也让电池包的空间利用率达到了60%以上,续航能力堪比主流的三元锂电池。


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这个名字取得很直接,因为它外形类似于刀片,所以直接叫刀片电池。但是它相对于传统的方形电池而言,却更具优势。因为它外形小,大幅度的提高了体积利用率,也就实现在同样的空间内装入更多电芯的目标,从而改进电池性能。


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