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刀片电池是三元锂电池吗
刀片电池采用的是三元锂电池，刀片电池实质上是磷酸铁锂电池，只是它的结构和普通的磷酸铁锂电池不同，去掉了电池模组，采用了封装技术，比传统的磷酸铁锂电池能量密度更高，接近于三元锂电池的能量密度，所以电池的续航能力也有所提高。
刀片电池和三元锂电池、磷酸铁锂电池有什么不同？
刀片电池实质上是磷酸铁锂电池，只是它的结构和普通的磷酸铁锂电池不同，去掉了电池模组，采用了全新封装技术，比传统的磷酸铁锂电池能量密度更高，接近于三元锂电池的能量密度，所以电池的续航能力也有所提高。
针刺实验显示刀片电池更稳定、更安全“针刺穿透测试”是行业内公认的对电池电芯安全性最为严苛的检测手段，针刺实验就是用钢针将动力电池电芯刺穿，造成电芯内部的大面积短路。下面请看不同电池在针刺实验中的具体表现。
三元锂电池在针刺瞬间，出现剧烈的温度变化，表面温度迅速升到500度，并发生极端的热失控，电池表面的鸡蛋被炸飞；传统块状磷酸铁锂电池在被穿刺后无明火，有烟，表面温度达到了200°C~400°C，电池表面的鸡蛋被高温烤焦；比亚迪“刀片电池”在穿透后无明火，无烟，电池表面的温度仅有30-60°C左右，电池表面的鸡蛋无变化，仍处于可流动的液体状态。通过针刺实验的比对结果，充分说明比亚迪的刀片电池可以有效防止“热失控”发生，显示了优良的安全性。
刀片电池已应用在比亚迪汉的车型中比亚迪汉ev是第一款使用刀片电池的车型，不仅安全性得到了极大的提高，续航里程也增加了，续航达到600公里，据说最新的比亚迪元pro也采用了刀片电池，相信在不久的将来，比亚迪的所有新能源车将会逐步使用安全性更高的刀片电池。
（图/文/摄： 问答叫兽） 小鹏汽车P7 Model Y AION V 理想ONE 蔚来EC6 Model X @2019
有惊无险 聊比亚迪刀片电池针刺实验
试验样品和针刺试验介绍 ●热失控和针刺试验
虽然美国国家公路交通安全管理局认为，电动汽车的起火概率低于柴油和汽油动力汽车，我国消防应急管理部门也表达了类似的观点，但每当有纯电动汽车自燃的消息时，总是会引起人们的注意。国家新能源汽车大数据联盟数据显示，去年5月以来发生事故的车辆主要是2021年生产的车辆。其中，事故车辆86%为三元锂离子电池，7%为磷酸铁锂电池，7%不确定。与电池有关的自燃事故大多与电池热失控密切相关。
那么什么是热失控呢？电池的热失控是指电池内部化学反应的生热速率远大于散热速率，大量的热量在电池内部积聚，导致电池温度迅速升高，最终导致电池起火或爆炸。
与2015版相比，最新强制性国家标准有明显变化。2015版除了对现有项目进行修订外，取消了模块级安全测试、电池针测试、电池跌落测试、电池低压测试、电池海水浸泡测试、电池跌落测试和电池翻转测试，增加了电池组热扩散测试和过流保护测试。在实施层面，由于新国标尚未正式实施，企业可以选择性实施新国标规定的过充和热扩散试验，2021年国标强制规定的针刺试验现在作为可选项目由企业选择性实施。
●测试样本有哪些？
在这次针刺测试中，除了比亚迪最新的刀片电池，为了对比，我们还找到了常见的磷酸铁锂电池和NCM622三元锂离子电池进行测试。我们需要看看这三种电池在严苛的针刺测试下表现如何。
本次针刺测试的电池样品均为比亚迪生产的汽车动力电池电芯，每个电芯的单体容量均在100Ah以上。从上图可以看出，普通磷酸铁锂电池和NCM622三元锂离子电池在外观和结构设计上没有太大区别。叶片明显不同于上述两种，其阳极和阴极分别设置在电池长度方向的两端。
●刀片电池是什么黑科技？
既然今天针灸测试的主角是刀片电池，首先我们要对它有一个大概的了解。比亚迪的刀片电池是什么样的东西？技术有多先进？现在我给大家科普一下。
根据之前公布的消息，韩春电动版车型将配备一个重量为549千克、容量为77千瓦时的电池组。根据刀片电池单体的参数，电池组将集成200多个刀片电池单体。
通过比亚迪 CT P设计，将电池包壳内空的利用率从传统设计方式的40-50%提升到60-80%。新设计的直接好处就是在采用原有磷酸铁锂电池技术的前提下，大大提高了纯电动汽车的续航里程。面对上刀片电池，进行了简单的科普，更详细的技术分析可以在下面文章的相关介绍中找到。
针灸实验是怎么做的？
按照GB/T 31485-2015的针刺试验方法，给电池充满电，使用直径5-8毫米的耐高温钢针以毫米/秒的速度从垂直于电池板的方向刺入，刺入位置应靠近被刺穿面的几何中心，钢针应留在电池内观察1小时不着火。
当单个电池的热量失控时，其外壳温度越高，电池之间的热扩散越快，这意味着相邻电池会更快升温，并相继触发热失控，导致电池组的安全系数降低。如果实验中的鸡蛋被快速油炸，说明电池被针刺时明显失控，导致电池温度急剧上升。
试验结果解析
●实验结果如何？
针灸试验是在比亚迪的电池实验室进行的。由于实验室的保密性和安全性，我们无法拍摄电池针刺过程，所以我们将通过实验室专用的官方监控摄像头拍摄的视频进行讲解。
更多精彩视频，均在车载家庭视频频道。
【三种电池样品针刺试验视频】
◆三元锂离子电池
首先我们要做的是NCM622三元锂离子电池的针刺测试，相信是观众最关心的部分，因为目前国内纯电动汽车很大一部分使用三元锂离子电池。对三元锂离子电池有一定了解的朋友应该知道，车用三元锂离子电池很难通过针刺测试。只要针刺触发内部短路，电池就会立即失去对热量的控制。让我们用测试来看看三元锂离子电池在针刺测试中会有什么反应。
从实验现象中我们可以知道，当钢针刺穿电池导致三元锂离子电池内部短路时，极高的升温速率会使三元正极材料迅速达到200摄氏度左右的分解温度，三元正极材料会高速分解产生大量的游离氧，这将进一步增加各种化学反应的发热，增加电池内部的升温速率，也使电池的内压迅速上升。电池内部迅速上升的压力迅速推开泄压阀，内部高压电解液喷涌而出。此时外部空气体进入电池，电池内部残留的新鲜空气体+极高温度+可燃电解液爆炸起火。
◆普通磷酸铁锂电池
接下来我们切换到普通磷酸铁锂电池。钢针从中心穿透电池内板。钢针刺入电池后，电池电压开始下降，电池外壳膨胀到一定程度，说明电池内部短路导致内部压力快速上升，随后泄压阀打开，电池内部高压电解液喷出，随后电池外壳温度随着电压快速下降而快速上升，最高达到239摄氏度。随着电池的内容物全部通过减压阀喷出，电池外壳的温度开始慢慢回落，直到观察期结束。穿孔位置附近的鸡蛋已经被高温外壳煮熟，说明测试时电池外壳温度较高。
磷酸铁锂电池热失控反应不如三元锂离子电池严重的原因是其正极材料分解温度在500℃以上，热失控温度高于三元锂离子电池，热失控风险相对较低。此外，磷酸铁锂电池正极分解时产生的氧气量较少，限制了内压的增加和温度的升高。一方面可以避免电池内部压力过大的爆炸，另一方面也在一定程度上限制了易燃电解液燃烧的可能性。在磷酸亚铁锂的热失控试验中，其升温速率远低于三元锂离子电池，这也是其安全系数较高的重要特点之一。
从实验现象可以看出，用针刺触发普通磷酸铁锂电池内部短路会导致热失控。当普通磷酸铁锂电池失去对热量的控制时，电池内部的温度和压力会迅速升高，导致电池外壳鼓包到一定程度，碰到排气阀打开。虽然视频的效果看起来惊险，但在整个测试过程中，电池并没有起火爆炸，安全性还是值得肯定的。值得一提的是，泄压阀是一种热失控保护措施，在本次试验中发生热失控时，适时开启，证明该措施是有效的。
◆刀片电池
最后，我们测试了刀片电池。钢针从中心穿透刀片电池的极板后，电池的压降和表面温升都很轻微，穿刺处没有火花、烟雾或电解液，电池壳也没有鼓包。穿刺后一小时内，穿刺刀片电池的电压和表面温度非常稳定，穿刺位置附近打中的鸡蛋没有被炸的趋势。
看到这里，一些购买了三元锂离子电池纯电动汽车的朋友可能开始坐不住了。换成用磷酸铁锂电池的型号安全吗？等一下，以上测试是电池单体的部分安全测试。虽然三元锂离子电池电芯的安全系数较低，但通过优化电池包结构设计，严格监控电池管理系统，可以提高该类型电池在电池包层面的安全系数。请继续往下看。
●如何保证搭载三元锂离子电池的车辆安全？
从车辆安全的角度来看，新国标增加了新的热扩散试验，要求电池组或电芯热失控引起热扩散，会导致乘员舱危险，并为乘员提供预警信号，提醒其撤离。热扩散试验的目的是为了提高电动汽车在使用中的安全性，保证用户的人身安全。
有朋友会问，现在热度失控报警还来得及吗？要回答这个问题，首先要了解电池组的结构。电池组中有几十到几千个电池单元，一个电池单元的热失控不会立即触发相邻电池单元的热失控。所以，电池组真正烧到损害人身安全的程度，其实是有一个过程的。虽然三元锂离子电池热失控的安全系数相对较低，但通过电池单体泄压阀的设计，在电池单体之间加入隔热材料，可以有效防止热扩散，减缓或避免其他电池单体的热失控，延长乘客的逃生时间。
因为针刺不是常规的电池失效模式，所以电动汽车的电池组或电芯在日常使用中极难针刺。然而，在严重的碰撞事故中，电池单元变形导致热失控是一种常见的故障模式。通过加强电池组和周围保护结构的强度，可以更好地避免电池单体压缩变形引起的热失控。
总的来说，目前量产车型搭载的三元锂离子电池安全系数较低，但通过对电池组和电池管理系统的优化设计，可以在使用层面提升这种电池技术的安全性。目前国标的基本要求还是比较严格的，消费者不需要谈三元锂离子电池的变色问题。
目前就国内技术水平而言，安全指标在一定程度上限制了三元锂离子电池组整体能量密度的进一步提升，而较低的单体能量密度则限制了磷酸铁锂电池组或刀片电池组整体能量密度的提升。相比之下，未来几年，磷酸铁锂电池或刀片电池组将通过电池技术优化和无模组电池组设计优化，使电池组整体能量密度提升空，甚至可以 超越 受安全指标限制的三元锂离子电池组。
●编辑摘要:
三元锂离子电池单体热失控的安全系数较低，但通过加强电池组外壳强度、完善电池管理系统中热失控的检测预警机制、使用隔热材料降低热扩散速率等措施，可以有效增强电池组的整体安全系数，从而满足汽车动力电池国家标准的安全要求，提高其使用水平的安全性。磷酸铁锂电池/刀片电池的能量密度相对较低，但其热失控安全系数远高于三元锂离子电池，有利于利用模块化设计进一步提高电池组整体能量密度，增加电动车续航里程，从而在安全性和续航性之间达到更好的平衡。 @2019
刀片电池与锂电池的区别是什么
刀片电池属于磷酸铁锂电池。所以是用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池，而三元锂电池正极材料使用镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂，区别也就存在了。
为了检验刀片电池的安全性能，比亚迪进行了业内公认为最严苛的检测手段，针刺穿透测试。在同样测试条件下，三元锂电池在针刺瞬间剧烈燃烧冒烟，表面温度迅速超过500°C，电池表面的鸡蛋被炸飞，而刀片电池在穿刺后表面温度仅为50°C左右，电池表面的鸡蛋仍处于可流动的液体状态，这表明刀片电池新技术具有撼动整个动力电池产业的能力。
近年来电动车自燃事件的频发，安全性已经超过续航里程成为纯电动车消费者购车的第一要素，刀片电池与三元锂电池相比，专家组认为刀片电池的设计使得它在短路时产热少，散热快，彻底终结新能源汽车自燃这一安全痛点，将重新定义新能源汽车的安全标准。
目前新能源汽车动力电池主要分为三元锂电池和磷酸铁锂电池，前者的优势在于充电放电功率高，续航里程长，后者的优势则在于稳定性更好，安全标准更高，为了将这两者的优势融合，比亚迪在磷酸铁锂电池基础上进行设计结构方面的创新，将电池的电芯加长，使单个电芯形状扁平窄小，单体电芯的形状类似刀片，因而取名为刀片电池。简单说刀片电池并不是化学技术的突破，而是物理结构的优化，优秀的表现绝不止有超高安全性。
在电池寿命，能量密度，体积利用率这三个核心指标上，刀片电池中表现出优异性能，尤其是体积利用率提升了50%以上。续航里程已经达到了高能量三元锂电池的同等水平。
（图/文/摄： 问答叫兽） 小鹏汽车P7 Model Y AION V 理想ONE 蔚来EC6 Model X @2019
对比太明显！亲眼见证刀片电池VS三元锂电池针刺实验
6月1日，我受邀参观比亚迪旗下的重庆弗迪锂电池工厂，要知道这可是刀片电池唯一的生产基地！快来一起看看里面有什么秘密！
■ 先来扎一下！
在正式参观工厂之前，比亚迪决定先放个大招——不服扎一下！此次参与针刺实验的是一款比亚迪自产的三元锂电池和刀片电池。
从图片能看出，三元锂电池被刺穿后，电压几乎是一秒钟降到零（即发生短路），随后冒烟起火并发出巨大声响。
图为三元锂电池穿刺实验图像，红色线表示电压，绿色线为安全阀温度，黄色线为针刺点温度
而刀片电池在穿刺20分钟后，电压还只是以很缓慢的速度下降，并且没有冒烟起火，对比还是非常明显的。
此前我写过两篇比亚迪和宁德时代撕逼的文章，发现有很多网友质疑刀片电池穿刺后电压是否降为零，并且网上流传的刀片电池的针刺实验视频，有电压降到零和没降到零两种，那么此次我就带大家看一下真相到底如何。
单看本次实验，比亚迪的刀片电池在穿刺20分钟后都没有降到零，我询问现场工程师，他说他们曾经把穿刺后的电池放置一天，电压也没有降到零。
实验初始电压为3.42伏，开始时间为10:47左右，图片为10:57的数据，其中1-1-1为实时电压，1-1-2为安全阀温度，1-2-3为针刺点温度。
■ 刀片电池能抑制内部短路？
那么这是为什么呢？比亚迪的工程师称，经过穿刺后，电池内部有多种短路形式，他们通过结构设计，将电池内部比较剧烈的短路抑制住了。
随后我追问，既然是“结构设计”，并非材料本身的特点，那么是否能将该技术运用到三元锂电池中呢？
工程师表示目前他们正在进行这方面的研究。因此，或许我们可以期待一下比亚迪研发出更安全的三元锂电池？
看完了刺激的针刺实验，我们再来聊几个大家关心的问题。
■ 比亚迪并没有忽视系统安全！
此前宁德时代和比亚迪的撕逼事件中，宁德时代“影射”比亚迪把滥用测试的通过等同于电池安全，显得比亚迪好像只死磕电芯安全，不顾系统安全一样。其实比亚迪也非常关注整个系统的安全，他们从七重维度、四个层级和五大方面保证刀片电池的安全。除针刺外，在过充、碰撞等维度，比亚迪也配备了相应的安全措施。
比如大家都很关注的过充，比亚迪的数据显示，刀片电池单体在高于最髙电压2.6倍的充电条件下，仅出现冒烟，并没有起火或爆炸。
当某块电芯发生热失控后，其临近电池也不会发生起火、爆炸等情况，不会引起连锁反应导致整个电池包起火。
在这这种极端工况下能做到仅冒烟不失火，也就是说在工况较为缓和的日常使用中，基本不会出现什么安全问题；退一步讲，就算出现热失控，搭载刀片电池的车型也能提供足够的逃生及救援时间。
■ 低温性能差？不存在的！
我们都知道锂电池不抗冻，尤其是磷酸铁锂因为先天问题，低温性能经常被诟病。就连理想汽车CEO李想，也曾在微博质疑过刀片电池的低温性能问题。
对此比亚迪给出了实测数据，数据显示，刀片电池在零下20摄氏度下，放电能力还维持在90%；而在低温低SOC情况下，反倒比三元锂表现好。
关于刀片电池的低温充电能力，比亚迪也给出了数据，数据显示刀片电池的低温充电时间与三元锂电池没什么差距，仅在低温低电量的充电功率上有所落后。
这些数据倒也印证了比亚迪销售副总经理李云飞先生的话：“低温性能不好，我们也不敢卖啊”。
不过，在未拿到实车进行冬季测试之前，我们也不能仅根据比亚迪的数据就断定刀片电池真的无惧低温。我更愿意相信第三方及媒体的测评，也请大家期待电动邦后续的冬季实测。
■ 快速了解重庆弗迪工厂
该工厂为电池及配套材料生产项目总投资100亿，占地面积约1500亩，总建筑面积约95万平方米，新建生产车间，购置相关设备958台套，建设锂离子电池生产线8条，项目达产后形成锂离子电池20GWh生产能力，年产值200亿元。
工厂自2019年2月开工，到2020年3月刀片电池正式推出，仅用1年时间就拥有了精益化、自动化、信息化制造管理系统，以及比亚迪自主研发的刀片电池产线和生产设备，和多项高度保密的核心技术。
■ 刀片电池是怎么生产的？
最后讲讲刀片电池是怎么被生产出来的。其实刀片电池本质上也是一款动力电池，因此它的制作工艺与普通电池相似，都是经过配料、涂布、辊压、叠片等工序完成生产。
首先，将活性物质、纳米导电材料、溶剂、粘结剂按照预设的比例自动进行混合以形成均匀稳定的电极浆料。
接下来是涂布，就是把浆料涂到铜箔上，确保没有颗粒、杂物、粉尘等混入极片，所用的机器长得很像织布机。
而辊压则是使用轧辊将涂布好的电极片按照预设的厚度压实，以得到预设的极片厚度及体积密度。
接着是叠片，刀片电池的极片长度将近一米，而比亚迪独创的叠片工艺能将对齐公差控制在 ±0.3毫米以内，叠片速度达达业界最高水平 ——0.3秒/片。
随后，机器会自动输送结构件并实现精准定位，经绝缘、焊接、入壳、密封等工序组装成电芯。 在经过烘烤去水、加注电解液和检测后，刀片电池电芯就完成了。
最后，一个个的电芯会组成电池包，比亚迪的CTP技术（电芯直接到电池包，没有模组），能使电池包体积利用率得到提升，有助于提升能量密度。
下图很好地展示了CTP技术的优势：
比亚迪称，刀片电池能够减少三元锂电池因电池安全和强度不够而增加的结构件，从而减少车重，所以单体能量密度虽然没有三元锂高，但是也能够达到主流三元锂电池同等的续航能力。比如比亚迪汉EV，综合续航里程已经达到了605公里。
最近有个热词叫“工业4.0”，你可以简单把它理解为智能工厂、智能生产和智能物流。重庆弗迪工厂也是工业4.0的践行者，除了高精度、自动化外，数字化建设也没有落后。每一个刀片电池产品都有一个专属的‘身份证’，未来，产品在使用期间的各项数据也将为比亚迪持续改进工艺、完善产品提供重要的参考。
■ 邦点评
弗迪电池公司副总经理孙华军表示，“今天，几乎你能想到的所有汽车品牌，都在和我们探讨基于刀片电池技术的合作方案”。这足见比亚迪的野心和实力，我们知道世界上的汽车巨头，比如大众和特斯拉，都想将电池的生产和研发握在自己手中，比亚迪显然先一步做到了这点，并且已经开始对外销售电池，这让比亚迪在与国内外对手竞争时占据了不少优势。
最后，我非常期待能早一点试驾到搭载刀片电池的汉EV，看看这款电池配合比亚迪的旗舰车型，到底能给我们什么惊喜。也请大家期待电动邦的后续报道。
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。
刀片电池和三元锂电池有什么区别
刀片电池属于磷酸铁锂电池。所以是用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池，而三元锂电池正极材料使用镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂，区别也就存在了。而就目前的市场份额来看，三元锂电池占据主流。
超级安全 解决新能源车安全痛点“针刺穿透测试”是行业内公认的对电池电芯安全性最为严苛的检测手段，可以模拟电池贯穿极度危险情况下的整车安全。在同样的测试条件下，在同样的测试条件下，三元（参数|图片）锂电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化，表面温度迅速超过500°C，并发生极端的热失控；传统块状磷酸铁锂电池在被穿刺后无明火，有烟，表面温度达到了200°C~400°C；比亚迪“刀片电池”在穿透后无明火，无烟，电池表面的温度仅有30-60°C左右。艾迈斯的每一颗锂电池充电接头都是经过插拔力、温升、阻燃、盐雾等数据测试后量产使用，并获得了CE/UL/Rohs等国际认证资质，是客户首选的产品。
这一结果足以证明“刀片电池”彻底摆脱了传统动力电池可能会发生的“热失控”的噩梦，其安全性具有无可比拟的优势。
创新结构 突破磷酸铁锂电池组能量密度瓶颈比亚迪“刀片电池”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。相较传统的有模组电池包，“刀片电池”的体积利用率提升了50%以上，续航里程已经达到了高能量三元锂电池的同等水平。
在大幅提升系统质量能量密度以及体积能量密度的同时，由于去掉了“模组”这一层中间结构，使得电池系统的复杂度大幅下降，由此也带来了更高的产品稳定性和更低的故障率，给消费者带来了兼具高安全以及高品质的新能源汽车。
“刀片电池”与三元锂电池到底有什么区别锂离子电池也分为两种，一种是三元锂电池，另一种就是磷酸铁锂电池。
锂离子电池的蓄电能力要比传统电池的蓄电运用更加灵活，它支持快速充电，可以在短时间内将电池内的电量蓄到百分之八十以上，并且锁电性较强。它的输出功率高，而且电池使用寿命较长，还不含毒害物质。艾迈斯XT60H/XT90H等快速充电插头耐40A-60A电流，护套安装方便，无需热缩管，省时省力。同时塑壳采用机械性能极佳的尼龙材质，使用寿命较长。
（图/文/摄： 问答叫兽） 问界M5 传祺GS8 AION V 玛奇朵DHT PHEV 拿铁DHT 高合HiPhi X @2019
