国际在线汽车频道消息:纯电动汽车的动力电池目前主要分为两种:磷酸铁锂电池、三元锂电池。三元锂电池主要成分是镍、钴、锰(或者镍钴铝),它的优点是能量密度高、低温性能出色,但它的化学性质不够稳定。所以在2020年发生的20起电动汽车自燃事件中,几乎都是三元锂电池;磷酸铁锂电池则拥有高稳定性优势且寿命更长,但缺点也很明显,在超低温环境下,磷酸铁锂电池衰减比较严重,最关键的能量密度无法和三元锂电池媲美,在同等电池包体积下,磷酸铁锂电池的能量密度只有三元锂电池的80%左右。
汽车频道比亚迪刀片电池是个怎样的黑科技
比亚迪刀片电池
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磷酸铁锂电池包
??比亚迪刀片电池就是磷酸铁锂电池,除了稳定性高,在三元锂电池面前,它似乎没有太多优势,但为什么大家都称它为“黑科技”?
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比亚迪刀片电池
??什么是刀片电池
??电动汽车的动力电池包由一片片“电芯”组装成“模组”,再将“电池模组”安装在“电池包”里,形成电芯(Cell)→模组(Module)→电池包(Pack)的三级装配模式。
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电池包装配示意图
??比亚迪刀片电池的黑科技就体现在CTP(CellToPack)技术,即电池内部的电芯直接集成到电池包,省去了“模组(Module)”环节,从而优化空间利用率,同时减轻电池包总重量,提升电池能量密度的效果。相较于传统磷酸铁锂电池来说,刀片电池补足了能量密度和体积利用率的短板,在电池包更加安全的同时,性能上也得到了补足。
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普通电池包与刀片电池包对比
??如果把动力电池包比喻为柚子,剥开柚子的表皮,里面是紧紧相连的果瓣,每一片果瓣都相当于模组,而果瓣内的柚子肉则是电芯。比亚迪的刀片电池结构就像是转基因柚子,黄色的外皮剥开,就能直接能看到果肉,没有了中间那层包裹果肉的白皮。
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去掉白皮包裹的柚子
??对于动力电池而言,没有了中间那层皮(模组)包裹电芯,电池包的内部就有更多的可利用空间。既然磷酸铁锂电池的能量密度相对较低,那么首当其冲就要塞进更多的电芯,电芯多了,续航里程也就变高了。刀片电芯直接竖向紧密排列,固定在电池包的边框上,让每块电芯本身也变成结构件,成为支撑电池包的横梁。
电池包的外侧还设计了吸能盒结构(类似车身溃缩区),它能通过变形吸能来抵御碰撞对电池包的冲击。另外,刀片电池还可以根据不同车型将电池包的形状在60cm-250cm之间进行长度调整,节省模组的同时,还能大幅提升能量密度,提升续航。
??为什么坚持磷酸铁锂电池
??三元锂电池离不开镍和钴两种贵金属,而这两个资源在我国极度匮乏。国土资源部于2012年公布的《中国矿产资源报告(2011)》钴的储量基础为7.99万吨,具有开采意义的存储量为4.21万吨,能查明的总存储量是64.59万吨,我国钴资源存储量占全球总量的1%,整体进口依赖度高达90%以上。而磷酸铁锂电池的原材料相对更加容易获得,而且价格也相对稳定,这是比亚迪坚持它的原因之一。
并且三元锂电池的核心技术都掌握在日韩公司(松下、三星、LG等)的手里,而在磷酸铁锂电池领域,比亚迪在研发磷酸铁锂电池的时候和美国A123和Valence公司的技术差距并不大,加上比亚迪在电池方面多年的制造经验,已经实现了技术超越。
??比亚迪的动力电池从不向第三方采购,比亚迪自己做电池研发的同时,也是坚持做磷酸铁锂电池的厂家,不但电池成本可以得到有效控制,技术也能够牢牢地掌握在自己手里。2019年,中信证券公布研究报告,比亚迪乘用车电池包的成本大概在850元/千瓦时,也就是一度电850元,从行业现状来说,这个成本并不算高。
而如果刀片电池可以进一步普及到比亚迪全系车型,那么经过成本分摊,电池的成本再降低20%-30%,新车价格也能更低,对车企和用户来说绝对是互利互惠。(图片来源:比亚迪汽车)