“刀片”出,风云起。
去年近百起“自燃”事件造成的阴影,让增速放缓的新能源汽车压力骤增。这一切,都将随着“超级安全”刀片电池的横空出世,而烟消云散。
刀片电池,是比亚迪最新研发的超级磷酸铁锂电池,因形似“刀片”而得名。实验表明,刀片电池的安全性进一步升级,同时,在长寿命、长续航上取得重大突破。
“针刺”测试,是一种模拟极端情况下的动力电池性能测试。它曾列入国家强制标准,因没有一种电池能顺利通过测试而被搁置,新国标更是直接取消了针刺测试。
致力于新能源汽车引领者的比亚迪从没放弃对“针刺”测试的挑战。“针刺测试是我们生产者从客户角度考虑而必须要做的验证。”比亚迪相信,通过电池材料、结构设计的改进,高能量的锂离子电池是能够通过针刺测试的。
3月29日,比亚迪公布了一段“针刺”对比测试视频。这是行业首次公开的“针刺”测试视频。
在同等测试条件下,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,电池表面的鸡蛋被炸飞;传统块状磷酸铁锂电池在被穿刺后无明火,有烟,表面温度达到了200℃~400℃,电池表面的鸡蛋被高温烤焦。
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,电池表面的鸡蛋无变化。这一结果足以证明“刀片电池”安全性具有无可比拟的优势。
比亚迪集团董事长兼总裁王传福说:“刀片电池体现了比亚迪彻底终结新能源汽车安全痛点的决心,更有能力将引领全球动力电池技术路线重回正道,把‘自燃’这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉。”
两大特征:超级安全与超级强度刀片电池,解决了三元锂电池在安全性能上的先天性顽疾。
我们都知道电池是新能源汽车最重要的部件,为了保护电池的安全,厂家把电池包布置在汽车的底部,目的是防止电池包受到撞击破坏。但是放在底部就要面对可能出现的剐蹭问题,如果在高速行车的时候,因为路面不平或者有不明物体挡在路中央,躲避不及电池包就可能被划破,甚至有贯穿动力电池的风险。
这正是刀片电池通过“针刺”测试的意义所在。刀片电池第一次安全、高水平通过针刺测试,对于动力电池行业安全发展具有里程碑的意义。刀片电池的表现,源于电极材料采用了本身结构稳定的磷酸铁锂,电芯则使用了全方位高温“陶瓷电池”技术,在高风险位点全面使用耐高温和强绝缘性能的高温陶瓷涂层,使刀片电池的安全性能得到极大的提升。
同时,电芯与电池包一体化设计带来了高强度。刀片电池,既是能量体,也是结构体。整个电池包类似蜂窝结构,强度好,模态高。
测试数据显示,刀片电池包的设计使体积利用率提升50%以上;同时,刀片电池长电芯结构与壳体及保护结构形成刚度较强的结构体,使电池包不容易发生变形。
两大性能:长寿命与长续航高循环寿命是磷酸铁锂电池的性能优势。刀片电池可循环充放电3000次以上,超过120万公里的行驶里程。
究其原因,具体到电芯层面,磷酸铁锂材料可逆性好、电位低(稳定性好)、充放电过程中膨胀小。同时,刀片电池控制了磷酸铁锂电池铁溶解问题,避免负极材料受到金属影响,减缓电池的容量衰减。
在电池包层面,刀片电池的成组设计,完美解决了单体电池的一致性问题,而且,电池包内电芯排布整齐、均匀,温度一致性较好,无热堆积。而且热管理系统换热效率高,可始终保持电芯工作温度处于最佳工作温度范围;同时,比亚迪的工程师针对电池包的膨胀力进行了大量测试,做了大量可控设计,确保系统全生命周期的膨胀力处于可控状态,从而进一步提升刀片电池的循环寿命。
近二十年的经验表明,磷酸铁锂晶格稳定性好,重复循环依然可以保持稳定的性能;其次在研发生产上,比亚迪具有丰富的磷酸铁锂电池研发经验,从原材料的处理、加工工艺、包覆等工艺方面严格把控生产流程,确保生产高品质电芯,满足新能源汽车八到十年的使用要求,基本覆盖新能源汽车整个生命周期。
“传统的电池包的空间利用率只有 40%,刀片电池的电池包的空间利用率可以达到 60%以上,可以大大提高续航。”比亚迪集团副总裁、弗迪电池董事长何龙表示,刀片电池的体积能量密度与811三元锂电池接近,高体积密度可以在较小的空间布置大容量的电池,单次充电可满足600公里续航需求。
“风暴眼”中的刀片电池初现江湖已聚势,刀片电池已成为动力电池市场中的“风暴眼”。
近几年来,在政策驱动下,新能源汽车行业发展如火如荼。目前,动力电池形成三元锂和磷酸铁锂两强争霸的格局,其中,三元锂电池多应用于乘用车。
可以预见到刀片电池将动力电池的技术路线回归正道,并重新定义新能源汽车的安全标准。比亚迪集团副总裁兼弗迪电池董事长何龙表示,“目前,几乎你能想到的所有汽车品牌都已经在和我们探讨基于刀片电池技术的合作。”
此外,比亚迪表示,刀片电池将会率先搭载在汉 EV 上,新车综合工况下的续航里程达 605 公里,计划于 2020 年 6 月上市。
在新能源汽车增速放缓的时刻,刀片电池给新能源汽车行业的发展注入新的动力,刀片电池将重塑全球动力电池新格局。