撰文|謝天爽
新能源汽車的發展道路上，安全性尤其是動力電池的安全性，壹直以來都是很大的挑戰。在去年年中，發生了大大小小數十起電動車自燃事件，其中大部分原因都來自動力電池。所以推翻壹味追求高能量密度的現狀，回歸安全性是動力電池可健康持續發展的根本。
在國內市場，掌握動力電池技術並具有持續開發能力的整車企業鳳毛麟角，作為靠電池起家的比亞迪肯定能算壹員。
3月29日，比亞迪正式發布了刀片型磷酸鐵鋰電池也就是所謂的“刀片電池”，相比於其他動力電池安全性更高，並且兼具長壽命和長續航。比亞迪集團董事長王傳福在發布會上還放下豪語：“‘刀片電池’將把‘自燃’這個詞從新能源汽車的字典裏徹底抹掉。”
看懂刀片電池，先來了解CTP
CTP技術全稱Cell?To?Pack，也叫無模組技術。其實目前壹般電動汽車上搭載的電池包，由電芯（Cell）組裝成為模組（Module），再把模組安裝到電池包（Pack）裏，形成了“電芯（Cell）——模組（Module）——電池包（Pack）”的三級裝配模式。而CTP是電芯直接集成為電池包，從而省去了中間模組環節。
刀片電池正是利用了CTP設計把電池包殼體內部的空間利用率由傳統設計方式的40-50%提升至60-80%。
具體來講，就是現有的電池包結構，通常由單體電芯組合成模組，再將模組加上BMS、配電模塊等零部件，組合成“電池Pack”。
而CTP技術，就是取消模組，將單體電池直接集成到電池包。從而提升電池PACK的包內空間利用率，增加了電池容量。
刀片電?
在了解了CTP之後，再來仔細聊聊“刀片電池”。
從本質來講，比亞迪的刀片電池依然屬於磷酸鐵鋰電池類目。按照官方說法,寧德時代CTP電池包省去了電池模組的組裝環節,體積利用率提高15%-20%,能量密度提升10%-15%。而比亞迪采用GCTP封裝技術的磷酸鐵鋰“刀片電池”,也讓電池組的“體積比能量密度”提升超過50%。
同時據比亞迪的專利顯示，全新的“刀片電池”所采用的是方殼長電芯，電芯采用扁平化的設計，最大長度達到2.5米，是傳統磷酸鐵鋰電池的10倍以上。
“刀片電池”電池包
而且刀片電池在成本控制上也有著不錯的表現。
三元鋰電池因正極材料中的鎳鈷鋁(NCA)或者鎳鈷錳(NCM)而得名“三元”,其中“鈷”是必不可少的金屬元素之壹，然而作為貴重金屬，加之我國鈷保有量並不豐富，所以其成本高居不下。
隨著補貼力度減小,三元鋰電池高成本的弊端將會逐漸顯現出來,對於占據電動車BOM成本近40%的動力電池來說,改進正極材料對於稀有金屬的依賴，是未來的重點發展方向。
另外，關於刀片電池能量密度的具體數字方面，在發布會上並沒有提及。主要原因在於發布會開始比亞迪集團董事長王傳福就表示：刀片電池並不是為了追求高能量密度而來，而是要以安全為首要導向。
個人猜測刀片電池的質量比能量密度，應該和目前市面主流的三元鋰電池能量密度（140wh/kg～160?wh/kg）大致相同，低於高鎳配比的三元電池（160?wh/kg～180?wh/kg）。
安全性是首要目的
在上文介紹CTP時，和大家簡單解釋了壹下取消模組的概念，那麽為什麽之前要有“模組”？
之所以有模組，壹方面是通過外部殼體及邊梁保護、支撐電芯，使其在發生意外碰撞等情況下相對穩定；另壹方面各個模組獨立管理了部分電芯，有助於溫度控制、防止熱失控（自燃情況），同時便於維修。
傳統動力電池包
刀片電池在沒有模組的情況下，除去Pack的邊梁，電芯將直接承受碰撞的沖擊。如何保證並提升安全性？
刀片電池通過將電池單體固定在電池包的邊框上，每壹個電池堆內有100個左右電池單體，這樣既解決了固定問題又解決了強度問題。同時還借鑒了蜂窩鋁板的案例，在電池堆的上下兩層粘貼兩塊高強度板，進壹步保障強度。
此外，比亞迪在發布會當天播放了壹段對比三種電池針刺測試的視頻。“針刺穿透測試”是行業內公認的對電池電芯安全性最為嚴苛的檢測手段。這壹測試要求用鋼針將動力電池電芯刺穿，造成電芯內部的大面積短路。
在同樣的測試條件下，三元鋰電池在針刺瞬間出現劇烈的溫度變化，表面溫度迅速超過500℃，並發生極端的熱失控——劇烈燃燒現象，電池表面的雞蛋被炸飛。
傳統塊狀磷酸鐵鋰電池在被穿刺後無明火，有煙，表面溫度達到了200℃-400℃，電池表面的雞蛋被高溫烤焦。
“刀片電池”在穿透後無明火，無煙，電池表面的溫度僅有30-60℃左右，電池表面的雞蛋無變化，仍處於可流動的液體狀態。
這壹結果證明“刀片電池”徹底擺脫了傳統動力電池可能會發生的“熱失控”的噩夢，其安全性具有非常大的優勢。
三種動力電池針刺實驗
最後，發布會上還透露了刀片電池率先搭載在比亞迪漢純電車型上，預計今年6月份在深圳量產、發布。這款車型的綜合工況下的續航裏程達到605公裏，百公裏加速3.9秒。
比亞迪漢EV
同時，作為動力電池生產制造上，根據比亞迪集團副總裁兼弗迪電池董事長何龍介紹：“幾乎妳能想到的所有汽車品牌，都在和我們探討基於刀片電池技術的合作方案，相信大家很快就能看到、聽到刀片電池更多精彩的消息”，所以未來刀片電池很有可能將搭載在更多來自不同品牌的車型上。
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