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3月29日,比亞迪正式對外發(fā)布了2019年就受行業(yè)重度關注的刀片電池。并在發(fā)布會上傳達了不少了信息:
一、三元鋰電池不安全;二、比亞迪將回到磷酸鐵鋰路徑,潛力挖掘;三、豐田看中比亞迪這個電池技術;四、刀片電池對外放開;五、純電動汽車動力電池要將更換朝代。
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比亞迪股份有限公司董事長兼總裁 王傳福
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什么是刀片電池
比亞迪的刀片電池是比亞迪最新開發(fā)的新一代磷酸鐵鋰電池,其采用自家研發(fā)的長度大于0.6米的大電芯,電池單體同樣向大容量進化,但電芯形狀更加扁平、窄小,通過陣列的方式排布在一起,就像“刀片”一樣插入到電池包里,故被稱之為“刀片電池”。
全新一代刀片電池擁有300多項核心專利,其放電倍率更高,使用壽命都更長。體積能量密度和重量能量密度、設計強度、安全性(鐵鋰具備天然的安全和低膨脹率屬性)以及最重要的成本(預計綜合成本會降低30%)上,都更有優(yōu)勢。
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比亞迪股份有限公司副總裁 弗迪電池有限公司 何龍
從技術的角度來說,改善空間利用率(電池體積比能量密度)就是刀片電池的設計主核心。比亞迪通過將電芯進行扁平化設計,使得電池的電芯能量密度和體積能量密度變得更高(刀片電池的電池包的空間利用率可以達到60%)。
注:
①傳統(tǒng)模組中電池空間利用率80%,其他是結構件。傳統(tǒng)電池包中為了保持安全性有很多梁和柱,模組的空間利用率50%。傳統(tǒng)電池包中留給電池的空間只有40%。
②搭載刀片電池的電池包的空間利用率60%。電池空間利用率提升50%。
③刀片電池側立插入式排布,由100多個電池并列組成,電池堆強度高。
④比亞迪還在刀片電池的電池堆上加了2個類似蜂窩鋁板設計的高強度板。
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刀片電池
刀片在這里既是能量組又是結構件,整個設計下來,比亞迪刀片電池的電芯到pack的成組效率得到了明顯的提高,正極磷酸鐵鋰壓實密度還整整提高近10%。
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它的原理和LG的590模組原理相似,適用度和寧德時代的CTP相似。即:1.做長硬殼電芯;2.電池可根據(jù)需求形成不同尺寸;
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根據(jù)比亞迪專利顯示,刀片電池長度最長可以達到2.5米,是傳統(tǒng)普通磷酸鐵鋰電池的10倍以上,長條狀的電池散熱還更快.....其電芯尺寸非特定設計,為無模組方案,可以基于不同需求,形成不同尺寸的一系列電芯。
比亞迪通過“刀片”電池專利技術,使得普通電池包體積比能量密度(電池的能量與其體積之比)從251Wh/L提升至332Wh/L。
這意味著什么?
這意味著純電時代高續(xù)航電車的主導者,將不再是天生能量密度高,但安全穩(wěn)定性低的三元電池,而是被大家放棄的天生安全穩(wěn)定性極高,但能量密度很低的磷酸鐵鋰電池。
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注:
①三元鋰材料會在更低的200℃左右發(fā)生分解,而磷酸鐵鋰材料是在800℃左右。②三元鋰材料的化學反映更加劇烈,會釋放氧分子,在高溫作用下電解液迅速燃燒,發(fā)生連鎖反應。
③三元鋰材料比磷酸鐵鋰材料更容易出現(xiàn)失控著火,所以強調續(xù)航的新能源乘用車上大多都是用的三元鋰電池。強調安全性的客車和專用車使用的是磷酸鐵鋰電池。
④去年比亞迪曾經(jīng)做過一個針刺實驗,主要系長而薄的設計在鋼針穿透后受創(chuàng)的面積小,因此觸發(fā)的內(nèi)部短路發(fā)熱量也少。故采用磷酸鐵鋰正極的刀片電池只表現(xiàn)了輕微的電壓下降和表面溫度提升,穿刺位置無煙霧、火花出現(xiàn),明顯優(yōu)于普通鐵鋰和三元電池。
1)針刺試驗要求不冒煙、不起火,但此前幾乎沒有電池能做到,最后國標征求意見稿把針刺這一項取消了。這可不是一般的實驗,比亞迪刀片做到此種表現(xiàn),并不是簡單的牛X兩字可以形容。從某種程度上來說,已經(jīng)是權威中的權威了。
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刀片電池的對造電車有什么好處?
1.性能和續(xù)航更強。
關注車的朋友應該還記得,前一段車則曾經(jīng)發(fā)布一個關于使用LFP刀片電池的漢BEV資訊。
漢BEV是比亞迪首款使用刀片電池+磷酸鐵鋰的方案的車型,其電芯長度達到近1m,高度達到了90mm,厚度為13.5mm,在成組率上面,漢BEV 由170Wh/kg壓縮到了140Wh/kg,質量的比例竟然高達為82.3%。
性能和續(xù)航表現(xiàn)呢?后驅版本工況里程已經(jīng)沖到了600km+,零百僅需3.9S左右...比亞迪真的將三元和鐵鋰的性能差距拉到了0,鐵鋰的表現(xiàn)甚至還優(yōu)于三元。
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新車即將上市,是騾子是馬,有機會車則一定會搞一輛給大家試試。
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2.造成價格降低。
2019年三元鋰電池的市場行情大概是1000元/kWh,而磷酸鐵鋰電池的市場行情差不多是680元/kWh,我們以一組50kWh的電池包為例,磷酸鐵鋰電池會比三元鋰電池的便宜1.5萬元左右。
當三元和鐵鋰拉不開性能差距的情況下,對于大部分車企(尤其是補貼退坡后的造車新勢力)而言肯定是首選鐵鋰組成的刀片。
3.適用性變廣。
車企選擇電池,不僅僅需要考慮低成本方案,更要考慮企業(yè)長期的演進。前者是生存問題(在補貼退坡過程中這是首要問題,大家吃上飯才能考慮長遠),后者是品牌和企業(yè)長期發(fā)展的問題。
比亞迪刀片電池電芯最長可達2.5米,這樣體積的電池顯然不是為乘用車準備的,按照比亞迪目前的業(yè)務規(guī)劃,未來比亞迪純電動客車極有可能也會采用刀片電池。
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你以為這樣就結束了嗎?
工科之間的博弈向來都是最好看的。當前,新能源電池主要有:鋰電池,燃料電池,石墨烯電池。比亞的刀片電池依靠以上幾點,不出意外是可以改變整個追求續(xù)航不顧安全的市場。
但....這里還有一個但是,如今已經(jīng)采用寧德時代電池的特斯拉,將在4月將召開“電池日”,推出新能源汽車下一代電池技術。
現(xiàn)在問題來了,三元鋰電池的轉折點會不會也要來了?
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