通過刀片電池，比亞迪刷新了磷酸鐵鋰電池的能量密度，追平了三元鋰電池的主流水平；通過針刺實驗，刀片電池表現出了不同尋常的“冷靜”，成為唯壹能夠通過這壹嚴格測試的動力電池。
經過多年的競爭和淘汰，電動汽車的動力電池已經從爭奪前兩名演變而來，三元鋰電池成為乘用車的主流，而磷酸鐵鋰電池則牢牢控制了客車和客車市場。
背後的邏輯是，三元鋰電池能量密度更高，可以支撐更好的續航表現，並獲得政策補貼，正在刺激車企裝車的積極性；磷酸鐵鋰電池安全性更好，使用壽命更長，是乘客量大、作業強度大的公交車、大巴的最佳選擇。
磷酸亞鐵鋰陣營新壹代「刀鋒電池」出現後，三元鋰電池會受到哪些沖擊？其控制的乘用車市場會倒向磷酸亞鐵鋰陣營嗎？
為什麽是“刀鋒”？
比亞迪超級磷酸亞鐵鋰電池(俗稱電芯)因外形扁而長，被稱為“刀鋒電池”。
通過blade電池發布會和相關專利文件，可以看出比亞迪提高磷酸鐵鋰電池能量密度的思路。
刀片電池其實就是CTP的產物，所謂CTP(Cell？去哪？Pack)是指將單體電池(電芯)直接組裝成壹個電池組，而傳統電池組內部結構復雜，需要先將幾個電芯組裝成模塊，再將幾個模塊組裝成壹個電池組。
在傳統的電池組中，需要設置幾個縱梁和橫梁來固定電池模塊和加強電池組的強度。電池組內縱橫交錯的電池模塊外殼和加強梁將占據大量空間。據比亞迪集團副總裁、福迪電池董事長賀龍在刀片電池大會上介紹，傳統電池組的空間利用率只有40%左右，而刀片電池省去了模塊和加強梁兩個環節，空間利用率提升了50%。換句話說，電池組中留給電芯的空間可以達到60%。
為什麽刀片電池這麽長？根據比亞迪電池組發明專利申請的相關文件，刀片電池的長度可以在600 mm到2000 mm之間，遠遠超過普通鋰電池電芯。電池單元的長度可以根據電池組的尺寸定制。由於足夠的長度，電池單元的兩端可以“到達”電池組的外圍框架，並直接固定在側梁上。
為什麽刀片電池這麽平？在相關專利文獻中解釋說，使電池單元扁平可以增加有效散熱面積並提高散熱效率。
為什麽電池可以代替縱梁和橫梁？專利文件顯示，這種電池是壹種硬殼電池，外殼是鋼或者鋁做的，可以自己支撐。當電池在電池組中並排布置時，它們可以代替加強結構來保證電池組的結構強度，從而使用更少甚至不使用縱梁和橫梁。
根據賀龍在發布會上的介紹，刀片電池的核心既是“能源體”又是結構件，還借鑒了“蜂窩鋁”的結構，在電池陣列的上下兩側粘接了高強度結構板，使刀片電池組的強度相對於傳統電池組有所“增加”。
這種設計無疑將大大提高電池組的“體積比能量密度(瓦時/升)”，也就是說，同樣大小的電池組可以放入更多的電池，從而承載更多的電量。
電動汽車的動力電池組通常布置在底盤上的前後橋之間，其長度、寬度和厚度都是有限的。相比三元鋰電池，磷酸亞鐵鋰的大塊電池能量密度較低，傳統結構的磷酸亞鐵鋰大塊電池組很難支撐電動車400公裏以上的續航。根據比亞迪提供的資料，采用刀片式電池結構的電池組，體積比能量密度提高了50%。搭載刀片電池的比亞迪“漢”車型預計6月上市，續航達到605公裏，基本等於三元鋰電池的先進水平。
根據相關專利文獻中的描述，可以進壹步提高刀片電池組的體積利用率。“這種設計可以將空間利用率從40%左右提高到60%以上甚至更高。
在三元鋰電池領域，直接封裝電池的CTP技術也在推廣，但提升幅度與刀片電池明顯不同。據當代Amperex科技有限公司數據，CTP三元鋰電池組體積利用率可提高15%-20%，電池組能量密度可提高10%-15%。
“針灸”代表什麽？
除了能量密度的大幅提升，比亞迪刀片電池還表現出驚人的安全性。
據悉，比亞迪刀鋒電池近日完成了動力電池測試領域最難的“針刺實驗”，這也是首個通過針刺實驗的動力電池。
單體電池的針刺實驗是用直徑5mm-8mm的鋼針刺入電池，鋼針在電池內停留壹小時觀察。導電鋼針刺入電池會導致電池內部短路，可能導致熱量快速釋放失控，進而導致起火爆燃？。因為太難了，目前還沒有三元鋰電池能通過這個測試，新國標《電動汽車用鋰離子動力電池安全要求》(征求意見稿)甚至取消了針刺實驗。
在3月29日的刀片電池發布會上，比亞迪發布了三元鋰電池、傳統磷酸亞鐵鋰塊電池、刀片電池對比針灸實驗的完整視頻。視頻顯示，三元鋰電池“壹捅就爆”，兩三秒內就劇烈燃燒起來。表面溫度超過500攝氏度，放在電池表面的雞蛋被炸飛；傳統的磷酸鐵鋰電池有煙，但沒有明火。表面溫度200-400攝氏度，電池表面雞蛋燒焦。但是刀片電池沒有冒煙和明火，電池表面溫度也只有30-60攝氏度，電池表面的蟲卵也沒有發生變化。
在中科院院士、清華大學教授高看來，刀片電池之所以能通過針刺實驗，壹方面是因為條形電池散熱面積大；另壹方面，電池短路時間長，發熱量低，決定了刀片電池的溫升速率小。
由於火災事件頻發，電動汽車的安全性受到質疑。中國汽車流通協會發布的報告顯示，近三成消費者擔心電池的安全性，因此放棄購買電動汽車。
根據國家新能源汽車大數據聯盟的研究，在已查明的電動汽車起火原因中，電池問題占比最高，達到58%；據CEVE介紹，2019電動車起火事故中，三元鋰電池車占60%，磷酸鐵鋰電池僅占5%。
三元鋰電池具有高能量密度。在近兩年的乘用車“續航競賽”中，三元鋰電池成為汽車廠商的主流選擇。而三元鋰電池的熱穩定性較差，尤其是廠商對更好數據的追求，推動了三元鋰電池快速“高鎳化”(三元鋰電池的正極材料含有鎳、鈷、錳三種元素，增加鎳的比例可以提高能量密度，但電池的化學穩定性會降低)，安全風險進壹步上升。
比亞迪的刀片電池通過針刺實驗，意味著通過技術創新，磷酸鐵鋰電池實現了更高的產品穩定性和更低的故障率。“將自燃從新能源汽車詞典中抹去”的刀片電池，會對三元鋰電池控制的乘用車市場產生顛覆性影響嗎？
王傳福在發布會上表示，對電池能量密度不切實際的追求，完全“偏向”了動力電池產業的發展路線，讓新能源乘用車的安全信譽付出了非常沈重的代價；刀鋒電池的發布是在“糾偏”，不僅徹底解決了新能源汽車行業的安全痛點，也倒逼整個行業做出改變。
關於刀片電池的應用前景以及對行業的影響，福迪電池董事長賀龍透露，“幾乎所有妳能想到的汽車品牌都在和我們討論基於刀片電池技術合作的方案”。？文/長城新媒體記者？傅雪峰
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