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比亚迪曝光穿刺测试，原来三元锂电池爆炸威力这么大？
3月29日，比亚迪正式宣布推出“刀片电池”，我们可以将其理解为全新一代“磷酸铁锂”电池，并不是此前我们常常听到的三元锂电池。那么，刀片电池的优势在哪呢？
2015年，中国电动汽车产业突然加速，彼时大多数电动汽车搭载的电池都属磷酸铁锂电池。由于国家规定的电池能量密度越来越高，同时在有限的体积下，厂家也更愿意最大限度的提升续航，进而才能满足消费者对续航的需求。故而，在2016年后，大多数车企逐渐改用能量密度更高、相同体积下可承载更多电能的三元锂电池。
或为蔚来es8电池组
那三元锂电池有何优势？相同体积下，三元锂电池由于其能量密度高的天然优势，可储存的电能比磷酸铁锂电池组多。也就是说，同一款车，分别搭载三元锂电池和磷酸铁锂电池，那么搭载三元锂电池的续航里程肯定比磷酸铁锂电池高。
不仅如此，三元锂电池可支持输出、输入的功率也更强。因为，从化学原理上看，三元锂电池相比磷酸铁锂电池更加活跃。如何理解呢？简而言之，我们分别准备两个口袋，其中一个口袋的袋口更大（三元锂），而另一个口袋的袋口偏小（磷酸铁锂），那么相对而言，袋口大的口袋能装的米就多，与此同时可以往出倒米的量或速度也更大更快。
放到电动汽车上，我们就可以理解为，三元锂电池的充电效率更高。除此之外，车辆性能中的最大功率这一项数据，也可以更高。看到这里，我们不禁要问了，那三元锂电池就没有缺点吗？
确实，一般情况下，任何事情都有两面性。我国新能源汽车补贴逐年退坡，对可获得补贴的车辆搭载的电池有着越来越严格的规定。而这越来越严格的规定中，最重要的考量指标就是电池的“能量密度”，即单位体积内包含的能量。所以，我国各大车企也更愿意去使用三元锂电池。只是，能量密度越来越高的同时，三元锂电池的弊端则越来越暴露。
图源自网络
三元锂电池由于其更高的活跃性，其稳定、安全性能则相对较差。随着续航里程的不断增大，现阶段主流电动汽车的NEDC续航普遍超过400公里，甚至已经达到500公里、600公里。可，消费者都知道，厂家宣传的所谓NEDC续航，我们日常驾驶，很难达到。尽管电池组容量大，但三元锂电池相对更活跃，不稳定性强，这就导致其电量的输出速度也更快。
电池活跃带来的另一个缺点或者说弊端，就是“不安全”。此前，编辑曾对时任北汽新能源的技术工程师进行过采访。经他介绍，电动汽车的电池一般情况下是不会发生爆炸的，所以尽管我们常常会因为动力电池爆炸而关注电动汽车的电池安全，但我们仔细想想就会发现，电动汽车的自然总量相对汽油车来说，数量上更少。
前面提到，这位工程师当时讲道，一般情况下不会自燃，还有但是。一旦电动汽车发生自燃，那很有可能会引起爆炸。所以，该工程师介绍，如果发现电动汽车冒烟，有自燃倾向，那我们尽可能不要选择灭火器救火，还是以保证自身的人身安全为主，尽快远离车辆。
2019年，一辆特斯拉汽车地库突然爆炸的视频火爆了网络，似乎也再次印证了彼时那位工程师所言非虚。所以，我们消费者关心动力电池的安全是无可厚非的，因为化学产生的变化，是会爆炸的，而不是简单的燃烧。
那么，磷酸铁锂电池就没有这些问题吗？实话实说，仍旧有！只是相对比较安全。网络上也有较多磷酸铁锂电池与三元锂电池的对比。我简单列举一下，双方的优缺点，如下表：
所以，我们可以看到，市面上行驶的大型电动汽车，如公交、货运车辆等，仍旧搭载相对更稳定的磷酸铁锂电池。
那么，有没有第三种可能？至此，本文的重点来了。比亚迪电池起家，其独特的电池技术使其多次跻身于全球动力电池产量前五，技术上更是独步武林。而比亚迪电池的核心，就在磷酸铁锂电池。
近几年，随着国家对乘用车搭载能量电池的能量密度越来越高，比亚迪迫不得已，也更换了三元锂电池。原来，短暂使用三元锂电池的比亚迪在“憋大招”。从去年，王传福在中国电动汽车百人论坛上明确表示将推出刀片电池，到近日比亚迪官方发布的三种动力电池“穿刺”实验视频，我们终于了解到，“技术狂人”王传福所言非虚，以研发、技术驰名的比亚迪也没有让消费者失望。
所谓刀片电池，其实内部的原材料还是和磷酸铁锂电池一样，但无论是动力电池的形状、内部构造还是组装方法，比亚迪都做了全面的更新。当然，目前比亚迪还未将其刀片电池的专利开放，我们也仅能从一些专家的分析和比亚迪公布的视频、数据中了解。
目前，我们掌握到的情况就是，刀片电池的能量密度突破了原有磷酸铁锂的瓶颈，在比亚迪原有磷酸铁锂电池的基础上，能量密度增加50%。另外，由于内部构造、隔膜材料等多方面多维度的技术更新，刀片电池相比磷酸铁锂电池更稳定 、更安全。
用素有技术狂人之称的比亚迪董事长王传福的话说：比亚迪要用刀片电池把“自燃”这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉！有了技术自信，又有眼见为实，我们有理由相信，比亚迪刀片电池的出现或许能够让消费者在购买电动汽车时更放心安全。我们再来聊一聊比亚迪此次的穿刺测试。
何为穿刺测试？穿侧测试的目的和必要性是什么？
所谓穿刺试验，实际上就是字面意义，用3~5mm的耐热钢针，垂直刺入一块动力电池。具体测试的过程，我们仍旧可以通过比亚迪方面上传的视频，可以一目了然的看到。实际上，早起我国电动汽车动力电池是需要进行穿刺测试的，但由于多方利益，我国在近年来的规定中又取消了穿刺测试。只是，我们也不要过分看重穿刺试验的结果。因为在常规状态下，动力电池的外部还有保护壳、极难发生类似穿刺测试的真实环境。穿刺试验也仅仅针对最为极端的情况下，动力电池的安全性。
不过没关系，这并不妨碍车企方面单独做测试。同时，穿刺试验也是几乎每个厂家或者电池厂商的“标配”。从展示的视频结果来看，市面上销售的三元锂电池在经过穿刺试验后的几秒钟内，冒烟、起火接而发生了爆炸，反应了如今市面上常见的三元锂电池，在经过穿刺试验时的不安全、不稳定性。
磷酸铁锂电池在进行穿刺测试的时候，反应则明显没有三元锂电池大，但仍旧会受到穿刺影响，电池发生了内短路现象，同时电池温度也逐渐升高。
刀片电池在经过穿刺试验后的长时间内，电池温度仍旧正常、电池仍可持续输出电压，突出反映了其安全性。说到这里，有的朋友会问了，刀片电池为什么可以如此安全？实话实说，不知道。因为这项技术如今掌握在比亚迪手中，他们不揭秘，恐怕我们很难完全理解。不过，我们仍可进行假设。
由于其电池构造，如视频中显示，刀片电池的体积相对扁平，在针刺实验室，钢针扎入电池后，其内部构造相对“隔离”，即被刺穿的电芯无法与其它电芯形成有效的滑雪反应，继而避免了内短路。当然，此种可能性是有存在可能的，但最终的结果和答案，仍需要比亚迪告知。
具比亚迪发布消息，刀片电池将会搭载于比亚迪旗下全新轿车，比亚迪汉，后期则会搭载更多比亚迪旗下车型。相对来说，新技术的研发是需要谨慎的，所以目前恐怕比亚迪方面也无法大面积量产刀片电池。除了研发问题，还有成本问题。众所周知，比亚迪在新能源领域的技术优势是通过真金白银砸出来的，高昂的研发费用一直是比亚迪的优势，但新技术研发成功后，如何收回成本并提高利润，是每一个企业都面对的问题。
编辑分析，刀片电池最早将会在2021年底大面积投入量产，2022年或会和其它汽车厂商合作，很难于今年开始大面积量产。王传福曾透露，刀片电池的诞生其实是为了我国动力电池发展的路线“纠偏”。通过他的观点，我们也可以相信，王传福是想用刀片电池，打破目前三元锂电池独霸市场的局面。与此同时，刀片电池的出现也会逐渐影响消费者对于动力电池安全的思考。
安全问题从来都不可忽视，作为相对新兴的电动汽车领域则更显重要。无论是自动驾驶致人死亡，亦或是动力电池致人死亡，生命面前，一切的狡辩都面目可憎。对关乎安全的问题，有关部门和厂家都应该防患于未然，才能确保万无一失。尽最大努力保护消费者生命和财产安全，是最正常也最为重要的事。
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
直击三元锂电痛点 超级磷酸铁锂电池能否翻身成为“刀锋战士”
前不久，当特斯拉与宁德签订合作协议之后，又宣布要使用无钴电池，于是很多注意力又来到比亚迪身上，因为很多人的概念里，无钴电池就是指的磷酸铁锂电池，而这项技术正是比亚迪所擅长的。不过就在最近，特斯拉澄清，无钴电池并非只有磷酸铁锂一种，但不管怎么说，这次乌龙使得比亚迪回到了动力电池界的风口浪尖。
当然，比亚迪也的确没闲着。
3月29日，比亚迪在深圳召开了一场线上发布会。
作为靠电池起家的汽车厂商，几乎很少有人会质疑比亚迪在三电技术上的研发能力。所以当比亚迪的“超级磷酸铁锂电池”发布时，即在情理之中、也在意料之中。唯一出乎意料的，是比亚迪竟然没有为其搭配一个更为“耀眼”的名字，而是直接沿用了内部开发时期的称呼——刀片电池。
▲比亚迪在3月29日召开的刀片电池发布会
去年比亚迪董事长王传福在年中业绩交流会上就表示过，这款刀片电池不仅能够满足电动汽车600公里续航，而且放电倍率还大幅提升，寿命长达8年120万公里，成本可以节约30%，在电池体积缩小的情况下，能量密度将能提升近50%。
科技的发展就像有轮回一样，要知道国内新能源车行业的萌芽期使用的大部分电池都是磷酸铁锂电池。但随后，三元锂电池凭借超高的能量密度、低温下更好的续航里程赢得了消费市场的青睐，磷酸铁锂电池逐渐淡出我们的视线。
而此次磷酸铁锂电池回归，不仅带来了新技术，也正巧赶上三元锂电池自乱阵脚，起火、自燃事件层出不穷，似乎现在正是磷酸铁锂电池“拨乱反正”的关键时刻。
▲上海特斯拉自燃事件
那么比亚迪的刀片电池到底有什么过人之处呢？它是否能反转磷酸铁锂电池目前的弱势地位呢？
一、什么是刀片电池？
简单点说，刀片电池就是普通磷酸铁锂电池的“高阶进化版”。
▲刀片电池的外观
我们都知道，动力电池由电池单体（CELL）、电池模组（BatteryModule）、电池包（Pack）三部分组成。这三部分与电池的类型无关，三元锂电池和磷酸铁锂电池均是如此，直到宁德时代推出CTP技术。
这项技术原理比较好理解，就是去掉电池模组这一环节，直接将单体组装为电池包，从而大幅提升电池的能量密度。
从本质上来看，比亚迪的刀片电池和宁德时代CTP方案路径十分相似。CTP又称“CelltoPack”，简单讲就是省去了中间模组环节，将电芯直接集成为电池包。目前具备这项技术的产品只有LG的590电芯、宁德时代CTP方案、比亚迪刀片电池这三家。
▲宁德时代的CTP方案
根据比亚迪的官方定义，这是一种采用全新结构的“超级磷酸铁锂电池”。通过结构创新，在成组时可以跳过模组，大幅提高了体积利用率，最终达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标。
关于比亚迪的刀片电池，我们还在国家专利局找到如下的专利申请：
图中的这个电池专利是一种针对电池包设计的专利。在这个电池包中，比亚迪很“聪明”的采用了长单体电池的设计，然后把多个长单体电池集合成电池阵列，从而提高电池包的容量。与此同时，单体电池有其特定尺寸，通过电池本身来提高电池包整体的刚性。
进一步说，比亚迪对电池单体进行改进，可以使得电池包内布置更多电池单体。同时，因为减少了电池包中横梁或纵梁的使用（甚至可以不使用横梁或纵梁），从而提高了电池包的空间利用率，进而提高整个电池包的容量、电压以及续航能力。
二、刀片电池的优势和劣势
通过梳理发布会的内容，我们会发现刀片电池的真正优势有三点：长续航、高安全、低成本。
▲比亚迪董事长王传福在讲解刀片电池的优势
先说长续航，这主要和刀片电池的空间利用率提升有关。
刀片电池的能量密度可以达到180Wh/kg，相比传统的动力电池，能量密度提升大约9%。此外，传统的电池包的空间利用率只有40%，而刀片电池的电池包的空间利用率可以达到60%以上。
空间利用率的提高，带来的直接好处就是大幅提升汽车的续航里程。举个例子：假设刀片电池有40%～60%的提升，那一辆续航400公里的新能源车，在搭载刀片电池之后，能够直接增加近100公里的续航里程。
不过相比续航里程的提升，安全性才是刀片电池真正的“杀手锏”。这也是比亚迪坚信刀片电池能够颠覆业界的最重要原因。
刚才我们提到过，减少了横梁和纵梁的使用，电池组的制作工艺得到简化，单体电池的组装复杂度降低，在一定程度上给电池组减重。
用上这种电池组的电动车，理论上来说可以实现轻量化和续航能力的提升。此外，因为单体电池为硬壳（铝壳或钢壳）且尺寸很长，直接通过单体电池本身便可代替加强结构来保证电池组的结构强度，确保电池组在外力作用下不易发生形变。
除了结构强度，发布会上的宣传视频也起到了“稳定军心”的作用。视频显示，刀片电池在各方面的表现均优于另外两种实验电池（三元锂电池、传统磷酸铁锂电池）——尤其是三元锂电池。
▲比亚迪官方发布的一支对比视频，三元锂电池根本禁不起一丁点穿刺
刀片电池在穿刺后没有明火，也没有浓烟，电池表面的温度仅有30～60℃左右，电池表面的鸡蛋几乎没有任何变化，仍处于可流动的液体状态。
不过坦白说，这个表现看上去虽然十分亮眼，但其实由于磷酸铁锂电池的物理特性，这种电池即便是在早期也从来没有出现过燃烧、爆炸、冒烟等现象。比亚迪宣传片的主要目的，还是为了告诉消费者刀片电池实现比三元锂电池更长的续航里程前提下，可以在保证高安全性。
▲即便是早期的磷酸铁锂电池仍然要比三元锂电池稳定、安全
在长续航和高安全性的保障下，我们习惯性的会以为刀片电池的成本会提高，但其实不然。由于刀片电池省去了电池模组组装这一环节，使得电池包零部件数量减少了40%，CTP电池包体积利用率提高了15%-20%，生产效率提升了50%，所以各项综合下来大幅降低了刀片电池的制造成本。
总的来看，比亚迪的刀片电池并不是一种电芯本身技术上的革新，更多的是针对电池包进行的一种创新和优化。但客观来说，它确实起到了减轻重量，提升电池容量的目的。
但考虑到现在只有三家企业有能力制造这种电池，我们还是应该为国内这家“电池鼻祖”的厂商用力地鼓鼓掌。
三、可能会应用的车型有哪些？
根据消息称，目前“刀片电池”已经在位于重庆璧山的弗迪电池工厂下线，年产能达到20GWH。而且可以确认的是，比亚迪汉EV将会率先搭载“刀片电池”，其它车型暂时还没有量产计划。按照新车的时间线来看，汉EV在今年也将会与我们见面了。
▲比亚迪汉EV将会率先使用刀片电
另外，由于特斯拉已经和宁德时代达成了合作。接下来特斯拉会持续采购宁德时代的无钴电池，据了解该无钴电池其实就是宁德时代最新的磷酸铁锂CTP电池，与比亚迪刀片电池属于“近亲产品”。
由此可见，虽然比亚迪在今年会应用刀片电池的车型不多，但相似的技术别的厂商也已经研发成熟，所以不排除其它厂商也会有搭载“超级磷酸铁锂电池”的新车出现。即使抛开宁德时代，我相信LG化学、三星SDI、松下、SKI等厂商也已经跃跃欲试了。
这些体量巨大的供应商一旦有了技术支撑，将产品推向市场的速度会非常快。比亚迪确实用刀片电池占了先机，但差距只有半步之遥。如果想用技术超过竞争对手，比亚迪应该抓紧这段“空档期”才是最优的解决方案。
▲宁德时代等厂商也已经在“超级磷酸铁锂电池”上开展相应的研发工作了
写在最后
比亚迪的刀片电池真的颠覆业界了吗？客观来说，它确实起到了一定的推动作用，也在最佳的时间，以最佳的方式展现在了消费者面前。但还是那句话，如果某项先进技术轻而易举就能被别人复制，那就不能称之为颠覆。
在各种各样的新能源车自燃起火之后，三元锂电池被时代所终结只是早晚的事，新型电池技术的出现更是显得顺理成章。无论是比亚迪、还是宁德时代、或是LG，它们用长久以来沉淀的技术底蕴搭上了第一班顺风车。
比亚迪卧薪尝胆，终于抢险完成了磷酸铁锂电池的改造和升级，成为有可能引领新能源车进入下一个阶段进化的基础技术，而对于另外一个强有力竞争对手，也是三元锂电的生产大户宁德来说，构成了很大的压力，宁德虽然也在开发相关的技术，但此时明显慢了半拍。
再加之比亚迪自带汽车生产能力，可以将电池技术迅速应用到量产车型上进行推广，反馈和持续的改进，这点作为单纯生产电池的宁德就又落后了半步。
只不过，电池的技术本身也是动态的，机会同样留给了宁德或者其他电池厂家。科技真的有轮回，说不定下次会是哪家厂商带着“改进后的三元锂电池“卷土重来呢？
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本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
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三元锂电池 三元聚合物锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂（Li（NiCoMn）O2）三元正极材料的锂电池，三元复合正极材料前驱体产品，是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整，三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高。三元锂电池在低温条件下表现更好，不容易出现降低续航里程的情况，而且能量密度比磷酸铁锂电池更高，在同样的体积下电容量更大。 三元锂电池 @2019
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看你用它想得到什么效果，想加大电池容量，就将电池并联，如果是得到高电压，就采用电池串联，要求电压高、容量大就采用串、并联方式。
