刀片电池与三元锂电池比较有什么优势
来源：宝鄂实业
2021-04-22 11:24
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关于天然生成能量密度较高的三元锂电池来说还好，但关于原本能量密度难以做高的磷酸铁锂电池来说则显着约束了单体电芯的能量密度以及总容量的提高。
比亚迪刀片电池
对此，刀片电池挑选先从结构入手，打破传统电池结构的约束，打造了长条形的磷酸铁锂电芯，经过CTP（Cell to Pack）规划思路，直接取消了电池包内部的结构，经过横向密布摆放的多排电芯，将内部空间的利用率提高到了60%左右。
最为直接的结果便是电池包全体的能量密度以及容量的提高。以搭载最新刀片电池的比亚迪汉EV为例，其电池包总能量为76.9kWh，能量密度140Wh/kg，工信部的续航里程能够达到605km，现已达到了新能源车续航水平的第一梯队。 新的CTP规划思路不仅让刀片电池在性能参数上达到了平均水平，因为减少了电池组装模组的端板、侧板以及用于固定模组的结构、螺栓等紧固件，还降低了部分制作本钱，提高制作效率。
刀片电池的安全性
刀片电池和“刀”并没有什么关系，只是因为其电芯形状十分特别，又长又薄，就像刀片相同，故称之为“刀片电池”。应用在比亚迪汉EV车型上的电芯长度为1米，宽约10厘米，厚度仅为2厘米，单体电压3.34V，容量可达100Ah，这是之前的电芯形式上从未出现过的形状。外力揉捏 在之前的文章中，咱们分析过锂电池会发生的最严峻的安全性问题便是焚烧乃至爆炸，出现这些问题的本源在于电池内部的热失控，而防止热失控首先的要求便是在发生磕碰时，防止电芯受到外力揉捏。
刀片电池在电池包的外侧仍然规划有相似轿车防撞梁的吸能盒结构，能经过变形吸能来抵挡对电池包本体的冲击，而刀片电芯则直接竖向紧密摆放，并固定在电池包的边框上，让每块电芯自身也变成结构件，成为支撑电池包的横梁。一根薄薄的横梁起不到什么作用，但横梁数量一多，就会构成有点相似“一把筷子拧不断”的作用，并且面积最大，最容易发生弯折的部分正好面向车头与车尾，外部有更为充足的缓冲区域。
刀片电池在100-800kN的测验标准中，电池包只发生了细微变形，未冒烟和起火，而在三点压强测验中，刀片电池终究能够接受445kN的压力，其可接受的磕碰、揉捏强度确实比传统的电池包结构还要强。
电芯热失控 现已发生的新能源电动轿车事故大部分与动力电池的热失控有关，或因为磕碰揉捏、或因为过充过放，终究导致电芯过热起火。
一般的三元锂电池在超越200℃时就有或许发生热失控，且正极资料含镍越高就越不稳定（目前能量密度最高的NCM811电池表明正极的镍、钴、锰配比为8:1:1，理论上最不稳定），若BMS无法及时断电散热，就十分容易发生焚烧。
而磷酸铁锂正极资料自身的热稳定性就比三元锂要好不少，在500℃以内都有着极高的稳定性，超越800℃时才有发生热失控的或许。此外即便发生热失控，磷酸铁锂电池的放热也十分缓慢，且分解时不会开释氧气，减少了起火的风险。
对比相同资料的传统电池，刀片电池的长条结构散热面积大，随同而来的还有整个电路的回路长，产热才能低。总结起来便是：发热量低和散热性能好，那么热失控或自燃的概率也就小了许多。
在针对锂电池最难的针刺实验中，比亚迪依照GB/T 31485-2015的针刺实验办法，将电池充满电，用直径为5mm的耐高温钢针，以（25±5）mm/s的速度，从垂直于电池极板的方向贯穿整块电池，人为的创造一个极限情况下的短路环境，来考验电池受损最严峻时的安全性。
在穿刺后，NCM622三元锂离子电池瞬间剧烈焚烧，表面温度超越500℃。传统的磷酸铁锂块状电池在经过短暂的反应时间后，电池开始胀大并打开了泄压阀，将内部高温液体与气体喷出，尽管没有发生明火，但表面温度也升高至200℃-400℃，尽管也有一定风险，但总体上还在操控规模之内。
终究刀片电池的电压在穿刺后还只是以很缓慢的速度下降，并且没有冒烟起火现象，表面的最高温度也仅停留在30-60℃，十分安全。退一步讲，就算在极端情况下出现热失控，搭载刀片电池的车型也能供给更长的逃生及救援时间。
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