防火防爆，告别电池自燃？深度解析比亚迪刀片电池

[车友头条-车友号-嗒嗒电]  在新能源车的动力电池领域，比亚迪一直都有着独特的见解。

近日，比亚迪董事长王传福正式宣布比亚迪推出全新一代的刀片电池。“重新定义行业安全标准”、把“自燃”这个词从新能源汽车的字典里抹掉等词汇一一罗列，用来描述这一项新电池技术。

这款全新的动力电池和比亚迪汉EV一同发布，在搭载了全新的刀片电池之后，比亚迪汉EV的纯电动续航里程将超过600公里。

其实，这已经不是刀片电池这一概念第一次出现在公众面前了。在去年的比亚迪业界交流会上，王传福就提出过“超级磷酸铁锂电池”的概念。而现在提出的刀片电池，其实就是这一概念的商品名化。

从字面意思上来理解，刀片电池最大的优势自然在于体积。比亚迪全新一代的刀片电池体积能量密度将比传统铁锂电池提升50%，成本下降20%到30%，而寿命则达到了8年120万公里。

换言之，在相同的体积和重量下，刀片电池可以提供更长的续航里程。对于电动车而言，很显然这是一个重大的利好。

在新能源车的动力电池领域，比亚迪的磷酸铁锂电池曾经是国内动力电池的开创者。

所谓磷酸铁锂，这里指的是动力电池的正极材料，事实上，我们对于三元锂电池的划分方式，也是根据正极材料来定义的。

比如说，特斯拉所采用的三元锂电池采用的是镍钴铝的正极材料，而目前在国内的新能源车市场上被广泛运用的三元锂电池则是以镍钴锰为正极材料的电池。

而根据镍钴锰的含量配比，镍钴锰三元锂电池又被分为532、622、811等类别。镍含量的占比更高，意味着电池的能量密度越大，但动力电池的稳定性越差。而锰含量越高，动力电池的稳定性越高，但能量密度越低。

而比亚迪的磷酸铁锂电池相比于三元锂电池最大的优点在于稳定性极佳，且充放电寿命更长。

但是其缺点也很明显，能量密度更低。现阶段的新能源车的动力电池技术就是这样，能量密度和稳定性总是会呈现出此消彼长的关系。

所以在相关的政策补贴朝着能量密度更高，车辆续航里程更长的方向倾斜的时候，传统的磷酸铁锂电池也就逐渐被放弃。而比亚迪旗下的车型也开始陆续换装为三元锂电池。

不过，技术这种东西，从来不存在绝对的领先，尤其是对于动力电池领域而言。

传统的磷酸铁锂电池因为能量密度的短板被淘汰，但并不意味着磷酸铁锂电池稳定性高、安全性好且充放电寿命长的优点就应该被否定。尤其是在近年来搭载高能量密度的三元锂电池电动车频频自燃的情况下。

内部短路是动力电池最大的风险所在，特别是在三元锂电池因能量密度优势而被大规模采用的当下。近两年，全球各地接连发生多起新能源汽车自燃、起火事故基本都是由内部短路引起的，也使消费者对于新能源汽车是不是真的安全产生了疑虑。

一般来讲，高钴含量的三元锂电池的热失控温度大约在300摄氏度，而高镍含量的三元锂电池的热失控温度会低于200摄氏度。

而磷酸铁锂电池的热失控温度则普遍在500摄氏度以上。从循环寿命的角度来看，磷酸铁锂电池的容量衰减大概是在3500次以上才会出现，而三元锂电池对应的参数是2000次。

从提升动力电池的性能角度出发，在磷酸铁锂电池的基础上强化能量密度，显然会比强化三元锂电池的稳定性、安全性以及高循环特性方便得多，也会高效得多。

然后，就有了现在我们看到的“刀片电池”。

从此前比亚迪申请的专利上来看，全新的刀片电池所采用的是方形铝壳的长电芯设计方案，将电芯进行扁平化的设计，其电芯的最长长度可以达到2.5米，是传统磷酸铁锂电池的十倍以上。

通过扁平化的电芯布局，电芯的编组就可以用多个不同尺寸的电芯来布局电池组，继而大幅度的提升电池组的编组效率。

这样一来，原本困扰磷酸铁锂电池的能量体积密度问题，就因为空间体积利用率的大幅度提升而得以增加。

我们可以这样理解，比亚迪的刀片电池相当于是把一块面团均匀的进行了摊开，同时充分利用了边角料的剩余空间。

通过单一电芯的扁平化处理，刀片电池也实现了无模组的电池方案，只需要排布电芯的“阵列”，就可以实现不同空间的组合。

根据刀片电池的专利数据显示，在高效的利用了电池组的空间之后，其普通电池包的体积比能量密度从此前的251Wh/L提升到了332Wh/L。这样一来，也就满足了对于电池能量密度的需求。

没错，电芯依旧是那个磷酸铁锂电池的电芯，比亚迪所做的，只是让它更加的高效。

从体积比能量密度的角度来看，刀片电池在能量密度方面已经不亚于三元锂电池了。而安全性、稳定性以及循环寿命的优势则得以保留下来。

比亚迪在发布会当天播放了磷酸铁锂刀片电池接受穿刺试验的视频，在同样的测试条件下，三元锂电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化，表面温度迅速超过500℃，并发生极端的热失控——剧烈燃烧现象。而比亚迪“刀片电池”在穿透后无明火、无烟，电池表面的温度仅有30-60℃左右。

当然，刀片电池技术升级背后更大的一个亮点在于，制造成本大幅度的降低。

根据中信证券的研究报告显示，在替换成刀片电池之后，比亚迪的新能源车电池包平均成本将下降30%，达到0.6元/Wh的水平，这一技术的运用将使得电池组的成本降低约1.5万元。如果再考虑到比亚迪自产等生产层面上的因素，刀片电池的普及将会直接带动比亚迪的新能源动力车型进入到一个低成本运行的阶段。

对于任何一个生产企业而言，一旦进入到低成本的运行模式，那么自然就会对应到更多的市场可能，并提供更为强大的风险应对能力。

很显然，相比于其他的企业，比亚迪的纯电动动力技术已经更多的考虑到了市场化的层面。刀片电池，就是一个很典型的技术推动转型的案例。

不难看出，兼顾成本、性能、安全的电池技术依然是一个需要结合材料、结构和智能化管理的系统工程。在对电池包进行结构改良的同时，宁德时代、三星甚至特斯拉，都在材料领域寻求突破，对三元电池着手无钴化的研发。

特斯拉宣布4月份将举办电池开放日，届时将会公布特斯拉自建电池技术方向，比亚迪的刀片电池能否博弈成功，就让我们拭目以待！（文/车友号 嗒嗒电）