在安全性能上刀片电池相比普通锂电池有什么优势？
来源：宝鄂实业
2021-05-01 16:00
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传统电池包内部结构
每一个模组都是由多个相同的小电芯封装组成，图中上半部分为6块模组。最后再将多个模组安装在带有固定横梁与纵梁的结构中，自身从电芯到模组的空间利用率在80%左右，而从模组到电池包要被衔接部件和内部骨架抢占不少空间，空间利用率还要再损失一半，最终电芯只占电池包总体积的40%左右。
但关于原本能量密度难以做高的磷酸铁锂电池来说则明显约束了单体电芯的能量密度以及总容量的提高。关于天然生成能量密度较高的三元锂电池来说还好。
比亚迪刀片电池
比亚迪挑选先从电池的结构下手，对此。突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CTPCelltoPack规划思路，直接取消了电池包内部的结构，经过横向密集摆放的多排电芯，将内部空间的利用率提高到60%左右。
其电池包总能量为76.9kWh能量密度140Wh/kg工信部的续航路程可以达到605km现已达到新能源车续航水平的第一队伍。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。
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，新的CTP规划思路不仅让刀片电池在性能参数上达到平均水平。还降低了部分制作成本，提高制作效率。
刀片电池的安全性
只是因为其电芯形状非常特别，比亚迪的刀片电池和"刀"并没有什么关系。又长又薄，就像刀片一样，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100A h这是之前的电芯形式上从未呈现过的形状。
1外力揉捏
咱们分析过锂电池会产生的最严重的安全性问题便是焚烧甚至爆炸，之前的文章中。呈现这些问题的根源在于电池内部的热失控，而防止热失控首先的要求便是产生碰撞时，防止电芯收到外力揉捏。
能经过变形吸能来抵御对电池包本体的冲击，比亚迪的刀片电池在电池包的外侧仍然规划有类似轿车防撞梁的吸能盒结构。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，就会构成有点类似"一把筷子拧不断"作用，而且面积最大，最容易产生弯折的部分正好面向车头与车尾，外部有更为足够的缓冲区域。
电池包只产生了轻微变形，刀片电池在100-800kN测试规范中。未冒烟和起火，而在三点压强测试中，刀片电池最终可以承受445kN压力，其可承受的碰撞、揉捏强度确实比传统的电池包结构还要强。
2电芯热失控
或因为碰撞揉捏、或因为过充过放，现已产生的新能源电动轿车事端大部分与动力电池的热失控有关。最终导致电芯过热起火。
且正极资料含镍越高就越不稳定（现在能量密度最高的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，普通的三元锂电池在超过200℃时就有可能产生热失控。就非常容易产生焚烧。
500℃以内都有着极高的稳定性，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。超过800℃时才有产生热失控的可能。此外即使产生热失控，磷酸铁锂电池的放热也非常缓慢，且分解时不会开释氧气，减少了起火的危险。
刀片电池的长条结构散热面积大，对比相同资料的传统电池。伴随而来的还有整个电路的回路长，产热能力低。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很多。
比亚迪按照GB/T31485-2015针刺实验办法，针对锂电池最难的针刺实验中。将电池充满电，用直径为5mm耐高温钢针，以（25±5mm/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重时的安全性。
NCM622三元锂离子电池瞬间剧烈焚烧，穿刺后。表面温度超过500℃。传统的磷酸铁锂块状电池在经过时间短的反应时间后，电池开端膨胀并打开了泄压阀，将内部高温液体与气体喷出，虽然没有产生明火，但表面温度也升高至200℃-400℃，虽然也有必定危险，但总体上还在控制规模之内。
而且没有冒烟起火现象，最后刀片电池的电压在穿刺后还只是以很缓慢的速度下降。表面的最高温度也仅停留在30-60℃，非常安全。退一步讲，就算在极点情况下呈现热失控，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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