磷酸鐵鋰刀片電池的純電動轎車有哪些優(yōu)勢
來源：寶鄂實業(yè)
2020-09-26 16:48
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電池安全全方位
可以說為了做到安全，比亞迪從材料到電芯再到電池包進(jìn)行了全方位打造。
（1）電極材料特性就安全
從電極材料上，比亞迪選擇的就是安全性著稱的磷酸鐵鋰電池。磷酸鐵鋰本身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且使用過程中體積變化?。粺岱€(wěn)定性也要高。
到底有多安全，要用科學(xué)和數(shù)據(jù)來說話。
實驗室數(shù)據(jù)顯示，三元電池的自燃溫度是200℃，即到達(dá)此溫度時，三元電池的材料就會開始融化、自燃，直至引發(fā)爆炸。而磷酸鐵鋰電池的自燃溫度則是500-800℃。
其次，磷酸鐵鋰電池不釋放氧氣，就沒有助燃劑。鐵離子氧化能力不強(qiáng)，磷酸鐵鋰電池在充放電時，不會放出氧氣，自然也就難以與電解質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，這使得磷酸鐵鋰電池充放電過程處在一個相對安全的環(huán)境中。沒有了助燃劑，磷酸鐵鋰電池基本在熱失控時只會冒煙。
這就是為何在刀片電池發(fā)布會上，比亞迪敢第一個祭出電池針刺測試。
從測試結(jié)果看，磷酸鐵鋰電池獲勝：三元鋰電池，劇烈燃燒，表面溫度超過500℃，電池表面的雞蛋被炸飛；比亞迪刀片電池?zé)o明火、無煙、表面溫度30-60℃，雞蛋無變化。
也就是說，當(dāng)新能源汽車遭受異物侵入，并傷及電池的時候，比亞迪刀片電池不會發(fā)生爆炸現(xiàn)象，可以有效保護(hù)車內(nèi)人員的安全。
（2）陶瓷電池技術(shù)，安全再提升
只在材料層面做到安全，比亞迪認(rèn)為還不夠。
在電芯方面，比亞迪采用了全方位高溫“陶瓷電池”技術(shù)：在高風(fēng)險安全位點全面使用耐高溫和具有優(yōu)異絕緣性能的高溫陶瓷涂層，將安全性能極大地提升。
例如，航天飛機(jī)表面就使用了高溫陶瓷涂層，其與空氣摩擦能產(chǎn)生1000℃以上的高溫，但這種材料保持艙內(nèi)溫度正常。
刀片電池采用的就是類似材料。
（3）刀片電池，安全結(jié)構(gòu)再加強(qiáng)
結(jié)構(gòu)強(qiáng)度層面，刀片電池采用的是電芯與電池包的一體化設(shè)計。
傳統(tǒng)電池包一般只有4-5根梁，而刀片電池是讓每一個電芯都充當(dāng)結(jié)構(gòu)件，100個電池就是100個梁，側(cè)碰強(qiáng)度有效提升。
刀片電池還借鑒了非常成熟的蜂窩鋁板的結(jié)構(gòu)原理，在100個電池組成的電池堆的上下兩面上，粘貼兩塊高強(qiáng)度的強(qiáng)度板，形成了類似蜂窩鋁板的這種結(jié)構(gòu)，使強(qiáng)度再次升級。
除了電芯材料，比亞迪電池包層面繼續(xù)加強(qiáng)設(shè)計，刀片電池采用直列式排布，并且設(shè)計了合理的排煙/排火通道，降低電池包內(nèi)溫升。
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續(xù)駛里程可達(dá)600公里
除了安全，還有續(xù)駛里程。
人們磷酸鐵鋰電池的普遍認(rèn)識是，安全性突出，遺憾的是體積能量密度不夠，無法做出長續(xù)航車型。
漢的續(xù)駛里程長，能做到NEDC續(xù)駛里程550、605公里，打破了磷酸鐵鋰只能在300-400公里以下使用的瓶頸，滿足消費(fèi)者對更高續(xù)駛里程的追求。
消費(fèi)者可能有疑問，是真能做到還是吹牛？
筆者從技術(shù)角度解析下，消費(fèi)者就明白了。
總體來說，比亞迪的提升不是電芯上做文章，而是在電池包上下功夫。
對電池包進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
發(fā)布會上，比亞迪集團(tuán)副總裁兼弗迪電池董事長何龍對此進(jìn)行了一個形象的比喻，電池包相當(dāng)于一個房子，房子中的梁和柱多了，可利用的空間就小了。比亞迪用刀片電池解決了這個問題。
一般來說，傳統(tǒng)電池包電池模組里面電池的空間利用率只有80%，其他都是模組的結(jié)構(gòu)件，例如端板和側(cè)板等結(jié)構(gòu)。
刀片電池的電芯長而扁，形似刀片。這樣的形狀的優(yōu)勢是，在電池在成組過程中，電芯既是能量體，又可以作為電池包的結(jié)構(gòu)梁。電池包的空間利用率提升了50%，可以達(dá)到60%以上。
使得磷酸鐵鋰的刀片電池體積能量密度，做到與目前量產(chǎn)的單體能量密度最高的811三元電池相接近。
就是說，消費(fèi)者可以花買磷酸鐵鋰電池車輛的價格，享受到最高能量密度三元電池才能做到的續(xù)駛里程。
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低溫、快充都不是問題
消費(fèi)者對電動汽車的最擔(dān)心的還有啥。電池壽命短、充電慢和冬天續(xù)駛里程減半？
這些漢采用的刀片電池也解決了。
（1）磷酸鐵鋰電池壽命長
目前三元材料電池實驗室1C循環(huán)壽命在2500次左右，磷酸鐵鋰電池實驗室1C循環(huán)壽命在3500次以上，部分達(dá)到5000次以上。
當(dāng)然，消費(fèi)者也不用考慮那么多，只要知道正常使用下，磷酸鐵鋰電池的壽命比三元電池長就可以了。因為根據(jù)漢提供的售后政策，首任車主（非營運(yùn)）享受三電終身質(zhì)保。
有問題找比亞迪就可以了。
（2）刀片電池充電速度快
充電速度方面，漢可以在25分鐘內(nèi)將8%剩余電量充到80%；綜合工況下，充電10分鐘，續(xù)航135公里。
一般來說，快充，會導(dǎo)致電池溫度快速、大幅升高，刀片電池的電芯表面積大散熱均勻；而且磷酸鐵鋰這種材料熱穩(wěn)定性很高，這些都為快充和安全就提供了基礎(chǔ)保障。
當(dāng)然，選擇慢充更有利于電池壽命。
（3）刀片電池不怕低溫
低溫方面，如果說刀片電池即便是在-20℃，還能放出90%的電量，消費(fèi)者是不是安心很多？某種程度上，消費(fèi)者可以實現(xiàn)空調(diào)自由了。
怎么做到的？一是在材料層面的優(yōu)化，二是結(jié)構(gòu)層面，多采用保溫材料。
材料層面，比亞迪采用納米化的磷酸鐵鋰。 一般認(rèn)為，納米化減小了材料粒徑，從而縮短鋰離子的遷移路徑，改善功率性能。
系統(tǒng)層面，對電池包進(jìn)行熱管理。刀片電池在結(jié)構(gòu)上，底層有保溫材料，上層有液冷的熱管理系統(tǒng)，再上層還有保溫棉，最大程度上降低低溫環(huán)境對電池的影響。
放電功率方面，漢最大功率可以達(dá)到363kW，提供3.9秒的百公里加速能力。
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