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长刀短刀在演武侠片?最近一系列刀片电池技术本质到底是什么?

07-10 15340 陈靖航  




前几天,吉利汽车召开了发布会,宣布他们推出了一种叫“神盾短刀电池”的新电芯。而且吉利在发布会上直接拿比亚迪的刀片电池来对比,说自己的短刀电池比对方的长刀电池更好,能量密度更高,能承受8针同刺的穿刺实验,还通过了各种残酷考验,反正就是很强,比对手的刀片电池更强。

 


这里我们暂时先不去纠结到底谁的刀片电池更强这个永远没有结果的问题(参考系不同,得出来的结论会完全不同)。我们只想问几个问题:刀片电池是现阶段,在固态电池出来之前的最优解吗?长刀短刀到底都啥意思?以及一个最受人关注的问题:现在的刀片电池都是磷酸铁锂,能量密度赶上三元锂了吗?

 


 


首先大家需要明确的是,无论是早期特斯拉那种18650电芯、后来的21700电芯,还是15-20年间车企们大规模采用的VDA方形电芯,再到特斯拉和宁德时代后面力推的4680大圆柱电芯,又或者是比亚迪首推,广汽和吉利先后跟进的刀片状电芯,所有这些形态各异的电芯,说白了都是电芯的封装形态而已。

 


三元锂电池也好,磷酸铁锂电池也罢,这些词说的是电芯的正极材料。之后出现的石墨电池,指的是电池的负极材料。但不管正极和负极材料怎么优化,这些电池都是采用液态电解质的锂电池,所以它们的结构是一样的。正负两极,中间是纯水之类的液体电解质,电池中间有一张很薄很薄的,上面打满了要用高倍显微镜才能看到的小孔的隔膜。这就是电池的基本结构。

 


圆柱形电芯是最方便引出正负极的封装结构,后面的VDA方形电芯多少参考了车用磷酸蓄电池的结构,在结构布局上也很好处理,但在电池的能量密度进一步提升之后,要想在保证更高安全要求的同时做好电芯封装,这里就很有讲究了。

 


对于三元材料来说,考虑到它本身化学性质不稳定,长条状封装尽管拉长了正负极之间的距离,但会使得电池的Y轴方向长度大幅削减,这对于三元材料为基底的电池来说,是有可能激发热失控风险的(三元材料温升比磷酸铁材料猛很多)。所以直到现在,所有的三元材料的锂电池采用的还是传统的方形电芯,或者是特斯拉推行的4680大圆柱封装结构。

 


但磷酸铁材料因本身化学性质稳定(又或者说存在部分惰性),所以即便电芯体封装削减Y轴长度,也不会产生严重的温升风险,实际上在如今的石墨负极技术下,磷酸铁材料的温升问题已经可以完全解决了。所以这就是从结构上,刀片状电池诞生的根本支持。

 


比亚迪在电池领域有着极为强悍的技术储备,而且哪怕和宁德时代等电池巨头相比,比亚迪还有着丰富的,为3C产品制造小体积轻薄型高能量密度电池的能力,这是其他车用动力电池企业不具备的。他们最早解决了温升等问题,因此比亚迪是业内第一家推出刀片状电池的。

 


而在比亚迪之后,其他几家电池经过不断的技术研究,也陆续研发出了自己的刀片状电芯。其中广汽和比亚迪一样,采用的是长条状设计,而吉利得益于正负极材料的进一步研发,以及对电解液配方的调剂,成功地增加了磷酸铁锂电池的能量密度,在更高能量密度的前提下,吉利的刀片状电池的X轴长度得以大幅度减小。这也就是吉利对于这个短刀电池在营销上的两个主要卖点:高能量密度和“短刀”的根源了。

 


 

很遗憾,刀片电池在能量密度上,尽管经过多年发展,已经从一开始的130左右提高到现在的192,但和如今刀片电池动辄260以上的能量密度还是完全无法相提并论的。这并不是磷酸铁锂技术发展不够,而是这种正极材料本身在电子嵌套上就远远弱于三元锂材料。三元锂材料尽管被外界熟知的特性是化学性质不稳,但这种不稳的另一面,则是三元材质,无论配比如何,它的电子嵌套量是远远高于磷酸铁材质的。

 


这是先天差异,根本没有可能逆转。哪怕三元锂材质从今天开始停止研发原地踏步,磷酸铁材质也不太可能达到如今三元锂材料的能量密度水平。所以说白了,磷酸铁锂电池,无论是不是刀片电池形态,它的定位是更低成本,而不是高能量密度高电量储存。

 


只不过现在车企们热衷于刀片电池的原因在于,在相同的电池仓空间下,如果用刀片电池,同样的地方可以塞下更多电芯,在某个方面可以说增大了电池包的电能储存能力,但这个能力是依靠塞下更多电芯来实现的,而不是依靠电芯本身的高能量密度。而且这种高密度电芯排列会带来重量和散热两个方面的问题,对于车企的电池包设计水平也是个考验。

 


但三元锂电池就很简单粗暴了。只要三元锂几种材料的配比合理,正负极用上现在最先进的技术,这种电池包就可以实现非常高的电能储备。所以大家也可以很明显地看到,现在几乎所有100度以上的电池包,清一色都是三元锂,没有一个磷酸铁锂。这就是原因。

 


 

目前根据已经量产的车的数据来看,磷酸铁锂的极限大概在80度左右,而且那台车用的,甚至还不是刀片电池技术。

 

 

 

 


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全部评论
反正什么品牌都是:大改款之后的每个车型新款都是一个系列的!
MrJ频道88257196
2024-07-10
为自己国家的车点赞吧,你值得拥有一辆
afsyb3
2024-07-10
就是感觉特斯拉车的动力没有那么好,小问题也不少
诺依观测者
2024-07-10
混动车现在很吃香啊,油电两用,没有必要去买特斯拉这种电动车
坏坏小哥哥
2024-07-10
新能源车还是国产好,跑得快颜值高配置丰富续航持久
刀客489190
2024-07-10
我们的国产车正在不断减小和国外品牌的距离,相信不久之后一定与之媲美!
痕迹515
2024-07-10
国产威武
男爵623
2024-07-10
涨见识了
京山王勇伟
2024-07-10
新车上市,老款又要掉价了
騎豬的帥哥
2024-07-10
纵越千里,只为给你一条评论!
伈動78666691
2024-07-10
现在的国产车,品质很不错了,而比亚迪这个品牌号召力也可以
比亚迪值得信赖,颜值爆表,配置丰富,价格亲民。
时速180_
2024-07-10
不错,支持自主品牌
-尘X曦-
2024-07-10
买车的话,感觉还是买国产车好点!
Kevin7216
2024-07-10
看起就心动,可惜没有钱。
我是车盲,第一次听说比亚迪车
37645436
2024-07-10
国产车现在越做越好,自主品牌研发,颜值高漂亮,经济适用
比亚迪是个什么鬼,就是开出去倍有面的那种车吗?
秋の月
2024-07-10
我希望劳斯莱斯都能大卖
会痛的瓜瓜
2024-07-10
车展每年都会带来很多的新款车型,真心觉得很好,主要是有好多的美女车模。
幸福树67844
2024-07-10
哦,真是眼前一亮,又要引领车企一阵子。
zzy环游世界
2024-07-10
三分天注定,七分靠打拼,爱拼才会赢!自己努力换来的爱车,才是心安理得的
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