刀片電池與三元鋰電池比較有什么優(yōu)勢(shì)
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2021-04-22 11:24
點(diǎn)擊量：次
關(guān)于天然生成能量密度較高的三元鋰電池來說還好，但關(guān)于原本能量密度難以做高的磷酸鐵鋰電池來說則顯著約束了單體電芯的能量密度以及總?cè)萘康奶岣摺?/div>
比亞迪刀片電池
對(duì)此，刀片電池挑選先從結(jié)構(gòu)入手，打破傳統(tǒng)電池結(jié)構(gòu)的約束，打造了長條形的磷酸鐵鋰電芯，經(jīng)過CTP（Cell to Pack）規(guī)劃思路，直接取消了電池包內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，經(jīng)過橫向密布擺放的多排電芯，將內(nèi)部空間的利用率提高到了60%左右。
最為直接的結(jié)果便是電池包全體的能量密度以及容量的提高。以搭載最新刀片電池的比亞迪漢EV為例，其電池包總能量為76.9kWh，能量密度140Wh/kg，工信部的續(xù)航里程能夠達(dá)到605km，現(xiàn)已達(dá)到了新能源車?yán)m(xù)航水平的第一梯隊(duì)。 新的CTP規(guī)劃思路不僅讓刀片電池在性能參數(shù)上達(dá)到了平均水平，因?yàn)闇p少了電池組裝模組的端板、側(cè)板以及用于固定模組的結(jié)構(gòu)、螺栓等緊固件，還降低了部分制作本錢，提高制作效率。
刀片電池的安全性
刀片電池和“刀”并沒有什么關(guān)系，只是因?yàn)槠潆娦拘螤钍痔貏e，又長又薄，就像刀片相同，故稱之為“刀片電池”。應(yīng)用在比亞迪漢EV車型上的電芯長度為1米，寬約10厘米，厚度僅為2厘米，單體電壓3.34V，容量可達(dá)100Ah，這是之前的電芯形式上從未出現(xiàn)過的形狀。外力揉捏 在之前的文章中，咱們分析過鋰電池會(huì)發(fā)生的最嚴(yán)峻的安全性問題便是焚燒乃至爆炸，出現(xiàn)這些問題的本源在于電池內(nèi)部的熱失控，而防止熱失控首先的要求便是在發(fā)生磕碰時(shí)，防止電芯受到外力揉捏。
刀片電池在電池包的外側(cè)仍然規(guī)劃有相似轎車防撞梁的吸能盒結(jié)構(gòu)，能經(jīng)過變形吸能來抵擋對(duì)電池包本體的沖擊，而刀片電芯則直接豎向緊密擺放，并固定在電池包的邊框上，讓每塊電芯自身也變成結(jié)構(gòu)件，成為支撐電池包的橫梁。一根薄薄的橫梁起不到什么作用，但橫梁數(shù)量一多，就會(huì)構(gòu)成有點(diǎn)相似“一把筷子擰不斷”的作用，并且面積最大，最容易發(fā)生彎折的部分正好面向車頭與車尾，外部有更為充足的緩沖區(qū)域。
刀片電池在100-800kN的測(cè)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中，電池包只發(fā)生了細(xì)微變形，未冒煙和起火，而在三點(diǎn)壓強(qiáng)測(cè)驗(yàn)中，刀片電池終究能夠接受445kN的壓力，其可接受的磕碰、揉捏強(qiáng)度確實(shí)比傳統(tǒng)的電池包結(jié)構(gòu)還要強(qiáng)。
電芯熱失控 現(xiàn)已發(fā)生的新能源電動(dòng)轎車事故大部分與動(dòng)力電池的熱失控有關(guān)，或因?yàn)榭呐鋈嗄蟆⒒蛞驗(yàn)檫^充過放，終究導(dǎo)致電芯過熱起火。
一般的三元鋰電池在超越200℃時(shí)就有或許發(fā)生熱失控，且正極資料含鎳越高就越不穩(wěn)定（目前能量密度最高的NCM811電池表明正極的鎳、鈷、錳配比為8:1:1，理論上最不穩(wěn)定），若BMS無法及時(shí)斷電散熱，就十分容易發(fā)生焚燒。
而磷酸鐵鋰正極資料自身的熱穩(wěn)定性就比三元鋰要好不少，在500℃以內(nèi)都有著極高的穩(wěn)定性，超越800℃時(shí)才有發(fā)生熱失控的或許。此外即便發(fā)生熱失控，磷酸鐵鋰電池的放熱也十分緩慢，且分解時(shí)不會(huì)開釋氧氣，減少了起火的風(fēng)險(xiǎn)。
對(duì)比相同資料的傳統(tǒng)電池，刀片電池的長條結(jié)構(gòu)散熱面積大，隨同而來的還有整個(gè)電路的回路長，產(chǎn)熱才能低?？偨Y(jié)起來便是：發(fā)熱量低和散熱性能好，那么熱失控或自燃的概率也就小了許多。
在針對(duì)鋰電池最難的針刺實(shí)驗(yàn)中，比亞迪依照GB/T 31485-2015的針刺實(shí)驗(yàn)辦法，將電池充滿電，用直徑為5mm的耐高溫鋼針，以（25±5）mm/s的速度，從垂直于電池極板的方向貫穿整塊電池，人為的創(chuàng)造一個(gè)極限情況下的短路環(huán)境，來考驗(yàn)電池受損最嚴(yán)峻時(shí)的安全性。
在穿刺后，NCM622三元鋰離子電池瞬間劇烈焚燒，表面溫度超越500℃。傳統(tǒng)的磷酸鐵鋰塊狀電池在經(jīng)過短暫的反應(yīng)時(shí)間后，電池開始脹大并打開了泄壓閥，將內(nèi)部高溫液體與氣體噴出，盡管沒有發(fā)生明火，但表面溫度也升高至200℃-400℃，盡管也有一定風(fēng)險(xiǎn)，但總體上還在操控規(guī)模之內(nèi)。
終究刀片電池的電壓在穿刺后還只是以很緩慢的速度下降，并且沒有冒煙起火現(xiàn)象，表面的最高溫度也僅停留在30-60℃，十分安全。退一步講，就算在極端情況下出現(xiàn)熱失控，搭載刀片電池的車型也能供給更長的逃生及救援時(shí)間。
聲明： 本網(wǎng)站所發(fā)布的文章，均來自于互聯(lián)網(wǎng)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除。
下一篇：沒有了
