想问问比亚迪刀片电池的安全性怎么样?
「刀片型」磷酸铁锂电池安全性毋庸置疑
- 宇宙中什么元素最稳定?
标准答案为:铁。宇宙中最稳定的物质毫无疑问是铁,因为连恒星最终的宿命都是成为“铁球”。比如由各种分子聚集形成的星体,在引力的作用下会不断的自行压缩(塌缩);随着星体中心温度与压力的不断提升,分子之间的间隙会被压缩的越来越小,最终引起地核聚变形成恒星。然而等待到「恒星死亡」的节点,星体的密度会达到极限高,最终成为「FE-26铁元素」的超高质量大铁球!
- 知识点:聚变反应的后的物质是「FE-26 铁」
物质的最终形态是铁,那么用这种物质制造的「磷酸铁锂电池」难道不是最安全的选项吗?要知道普通的三元锂正极材料都是挺“活泼”的,比如热失控温度不够高的镍钴锰三元锂,以及失控温度足够低的镍钴铝三元锂,这些电池在进行穿刺试验时一旦短路就很容易燃爆了。所以磷酸铁锂电池的优势非常突出,而刀片型铁电池理论上还有结构优势。
结构「补强」比亚迪磷酸铁锂电池首次采用了「刀片型」(矩形结构),足够长的单体电池并不是能承受穿刺不起火的核心因素,技术层面的解析会比较复杂。矩形的电池组的核心优势应在于「结构加强」,比如布局在底盘位置不仅不会造成“拖累”(更快速度造成车架金属疲劳);其功能反而是利用强度足够高的电池包壳体,衔接底盘横纵梁进行抗扭刚度的加强。虽然比亚迪没有进行电池包和钢针硬度的“对抗试验”,不过这种设计概念似乎已经开始普及。
综上所述,刀片型磷酸铁锂电池组并不是“单独外挂”,而是以「平台造车」的标准,通过计算电池包的总体强度对车身强度进行有效提升。所以在碰撞测试中才能保证安全无虞,而且电池包的布局足够合理,在托底、侧面碰撞以及各种刁钻角度的碰撞中很难出现破损。至于“穿刺”碰撞似乎是不用赘述了,穿刺后的短路温度连个鸡蛋都煎不熟,这要比强烈光线下的引擎盖温度还要低呢。
重量「均衡」- 磷酸铁锂电池的缺点:质量较大
以铁元素为主的磷酸铁锂质量(重量)比较夸张,这会一定程度的影响整备质量与续航里程。好在「刀片电池」的系统能量密度高达“160Wh/kg”,这已经是优秀的镍钴锰三元锂的标准了。所以在续航方面并不用担心,尤其是加上自主研发的高效率「IGBT4.0」后表现会更好,不过铁电池的作用还不仅于此。
「黄金配重比」将会出现在比亚迪的王朝系列汽车上,因为笨重的电池包可以自由的随着轴距调整布局。后驱车可以实现“40:60”,四驱车能达到“黄金分割点”,前驱车倒是无所谓如何。这组电池包提升了双擎后驱加四驱与三擎四驱平台的操控感,而汽车的操控极限也是“失控极限”,从安全驾驶的角度分析似乎也是一种提升。这就是刀片电池的意义,对于整个行业都会是一次转型的推动力,在不会很长的时间内会出现一批优秀的性能车,同时也会有物美价廉的入门级新能源可选。
编辑:天和Auto
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想问问比亚迪刀片电池的安全性怎么样?
这个提问的目的是什么?为什么没有向特斯拉发出这样的提问呢?
想问问比亚迪刀片电池的安全性怎么样?
磷酸铁锂本身就比三元锂电池更安全,比亚迪的刀片电池又比普通的磷酸铁锂电池安全,所以可以约等于刀片电池是目前最安全的电池。
想问问比亚迪刀片电池的安全性怎么样?
亚迪刀片电池就是锂电池,全球最新!是目前电池发展最高的水准,电量是目前市场上锂电池的两倍左右!
想问问比亚迪刀片电池的安全性怎么样?
在聊刀片电池为什么更安全之前,有必要先说明,为什么锂电池安全性总会被拿出来挑刺。
因为锂电池活泼、易燃烧是其天性,锂离子电池含有易燃溶剂,这是先天化学性质决定的。
结构上,锂离子电池主要由正极、铝箔、负极、铜箔、隔膜和电解液等六部分组成,电解液含有大量有机物,你比如说有碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯,这些酯类名字复杂记不住不要紧,但是他们都自备燃爆属性。在充放电时,内阻会迅速发热、甚至短路,一般充放电时热量大部分产生于内阻较大的正极,不管你是镍钴铝还是镍钴锰、锰酸锂还是磷酸铁锂,都不能百分百避免。当这些热量聚积到一定程度之时就会产生火花。
有道是正极电位越高氧化性越强,过充则更强,引起化学反应、热失控温度攀升,如果这时候BMS(电池管理系统)照顾的不够周全,就极有可能发生各类意外;不仅如此,偏偏高温时三元材料继续分解还会自动分离出气体(含氧),起到火上浇油的效果。
为什么刀片电池安全性会更好?性能会损失多少?
搞明白了锂电池热失控的本质,刀片电池提升安全性也就不难理解,因为比亚迪刀片电池从电芯材料以及叠片工艺两个源头上,都提升了安全性。
就材料本身,LFP磷酸铁锂材料先天就比NCM镍钴锰三元锂要更稳定,释放的热量更少、放热速率更慢。尤其是加入电解液材料之后,差距将进一步拉大,NCM材料分解时会释放气体(含氧),将加剧极端情况下的危险性。其次叠片工艺本身,也能够加强隔膜的防护性,进一步减少热量的聚集,对于减少热失控也有助攻。
如果我们强行让刀片电池发生热失控会怎样呢?其最高温度约为350℃,电池背面温度最高为80℃,有烟、无明火、当然也并未爆炸。
正是由于电芯材料先天安全性上的差异,因此我们习惯上认为磷酸铁锂电池能量密度远低于三元锂电池,因此在空间有限的乘用车领域,三元锂电池一直都占据着统治地位。
而刀片电池的结构能够极大幅度的提升电池包的实际体积利用率,将此前45%的利用率大幅提升至60%,结果就是目前的刀片电池包能量密度提升到了140Wh/kg,在1~2年内的时间有望提升到170Wh/kg,缩短甚至消除了与三元锂电池在能量密度上的差异,极大提升安全性。
至于充电性能,同样的低温环境下,高SOC时磷酸铁锂电池与NCM-811电池的充电功率相当;但是在50% SOC下充电功率大约为NCM-811电池的一半,假如NCM-811电池充电功率达到140kW时,LFP电池大约为70kW。极限充电功率满足使用需求,但是相比NCM-811电池有一定差距。
放电性能则完全是相反的情况,低温环境低SOC值情况下,磷酸铁锂电池放电功率将远远优于NCM-811电池,可以理解为低温低电量下性能表现更优。
循环寿命则属于磷酸铁锂电池的常规优势,循环寿命明显优于NCM-811电池,可以理解为电池性能更加持久,性能衰减明显更慢。
既然刀片电池具有优势,为何此前不见推广普及?
说白了,还是门槛和成本问题。
刀片电池本身所采用的叠片工艺好处众多,既能够提升电池包能量密度也能够提升循环寿命,本身就是电池制造未来的主流发展方向,无论是磷酸铁锂电池还是三元锂电池,莫不如此。根据电哥掌握的信息,松下、三星SDI、CATL等行业巨头都有在2022年前后导入叠片工艺的计划。
抛开刀片电池本身的技术专利不谈,想要推广刀片电池就必须要有无尘、恒温、干燥的全新车间,这其中最大的麻烦就受制于设备、工艺,所产生的制造、效率瓶颈。
一般来说刀片电池需要配料、涂布、辊压、叠片、装配、烘烤、注液、检测8大工艺,单单说这叠片工艺,就在实际的产业化应用中就面临着诸多难题,其中最凸显的就是叠片工艺的生产效率,目前国产动力电池叠片机效率普遍在1-1.2s/片/单工位,单工位效率低,制造成本高,相比来看卷绕明显成熟、便宜的多。
叠片工艺领域目前进展较快的有国内的蜂巢能源,但也处于平均单工位0.6sec的水平。而比亚迪的碟片效率目前业界最高,达到0.3s/pcs的水平,已经基本达到了与卷绕工艺效率平衡的临界点。
更重要的是,这一重要工艺所使用的叠片机,完全由比亚迪自研自造,再加上自家生产的磷酸铁锂电池在电芯成本上也具有优势,因此比亚迪就手握刀片电池、或者说叠片工艺电池整个生产链条闭环,在成本、性能、安全性三个维度求得了平衡。
并非它人不知刀片电池、叠片工艺的妙处,只是比亚迪能将它率先落地,而其他人暂时不能,仅此而已。
想问问比亚迪刀片电池的安全性怎么样?
比亚迪的王传福说把自燃从电动车的字典里抹掉,刀片电池相对三元是安全了一些,但感觉比亚迪还是狂妄了点,引来宁德时代的不满,爆发了“比宁大战”。
电池的安全性,涉及到很多方面。
1.电池所用的正负极材料,磷酸铁锂相对于三元电池而言,磷氧键的稳定性更高,所以有了更安全的基石。
2.电池里还有隔膜和电解液,不当应用也会引起电池的安全。
3.除了电池本身的化学材料特性,还有电池的结构设计,比亚迪刀片电池,就是结构创新。
4.包括电池的管理系统(BMS),那么多电池串并联在一起,BMS要能管的到且管的好,个别电池出问题,及时隔离并报告。
5.成模组后后还有整车设计时系统匹配,位置设计等等,都会影响电池的安全性。
以上几个方面出问题,都可能导致自燃,但相对而言,磷酸铁锂刀片电池的安全性会更高。
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