動力電池的技術(shù)水平,,最能直接影響新能源車的產(chǎn)品力??梢哉f,,比亞迪汽車的銷量表現(xiàn),很大程度,,建立在4年前推出的刀片電池身上,。而伴隨電池技術(shù)的迅速迭代,全新刀片電池技術(shù),,也擺上了議事日程,。根據(jù)比亞迪日前的披露,新技術(shù)最快將于今年8月份推出,。最直接的變化,,便是電池的能量密度將來到190Wh/kg,。相較初代刀片電池,其能量密度提升了近3成,。也就是說,,理論上換裝全新刀片電池之后,車輛的續(xù)航水平至少能夠提升約3成,。以眼下使用刀片電池的純電產(chǎn)品而言,,也就意味著續(xù)航突破1000km將成為很輕松的事情。
還是磷酸鐵鋰,,大概率也是加錳
想要提升電池容量密度,,優(yōu)化正極材料,是最有效的技術(shù)手段,。因為即便是最樸素的石墨負極,,在面對正極材料的局限性時,都能表現(xiàn)出性能過剩的狀態(tài),。而電解液與隔膜,,更多是為了配合鋰離子的傳遞。即便是所謂固態(tài)電池的固態(tài)電解液,,很大程度也只是為了釋放堆砌活性強、容量高的正極材料的限制,。這也是為什么三元鋰正極,,在相當一段時間內(nèi),能夠壓制磷酸鐵鋰電池的原因,。也促使三元鋰電池,,后來逐漸走上NCM811的路線,為的也是強化電池容量,。
但在電池容量被不斷堆砌后,,電池自身的安全性問題,又逐漸走向臺前,。這也成為喚醒磷酸鐵鋰電池路線的關(guān)鍵因素,。磷酸鐵鋰電池的橄欖石型結(jié)構(gòu),天然具備更為穩(wěn)定的基礎(chǔ),。刀片電池以此興起,,也就不會選擇輕易半路拋棄這一基礎(chǔ)。那么在磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)上,,還要提升電池容量,,現(xiàn)階段最為可行的辦法,就屬添加錳材料了,。
之所以這樣說,,一方面因為包括寧德時代在內(nèi)的電池大佬,,已經(jīng)有了這方面的技術(shù)嘗試。另一方面,,錳的加入,,并不會破壞相對穩(wěn)定的橄欖石結(jié)構(gòu),同時還能提升動力電池的理論能量密度,。但缺點在于,,磷酸錳鐵鋰電池,理論上會一定程度犧牲其導電性能,,從而影響充放電效率,。這原本就是磷酸錳鋰電池被市場放棄的主要原因,而在反過來復配成為磷酸鐵鋰電池后,,雖然效果有所提升,,但仍然不足以應對眼下新能源車的廣泛性能需求。
應對這一問題的解題思路,,一般有兩條,。第一,還是從正極材料入手,。在磷酸錳鐵鋰的基礎(chǔ)上,,再摻雜其它金屬元素,來優(yōu)化導電性能,。第二,,則是從生產(chǎn)工藝入手,提升鋰離子脫嵌效率,,優(yōu)化電解液,、隔膜,加速鋰離子傳輸?shù)鹊取?/p>
總的來說,,從目前曝出的電池容量的提升比例來看,,全新刀片電池的正極材料中加入錳元素,應該是大概率事件,。至于復配其它金屬元素到正極之中,,還是優(yōu)化電解液等等,相對都更考驗電池的制造工藝,。對于用戶而言,,全新刀片電池,依然能夠在熟悉的安全性特點下,,顯著提升車輛的續(xù)航表現(xiàn),。
縱置刀片電池,深度無模組化
如果說通過電芯技術(shù)解決容量和安全問題,屬于是化學范疇,。那么通過電池包實現(xiàn)以上訴求,,則更像是物理方法。初代刀片電池正是因為大膽采用長型疊片技術(shù),,使得電池包的空間利用率被提上新的高度,,從而平衡了電池安全性與容量之間的關(guān)系。但長型電池也就決定了電子被傳遞至極耳的路徑也更遠,,從而導致電池內(nèi)阻相對更大,。特別是在前面提到,正極材料有望添加對導電性能有一定影響的錳元素的情況下,,刀片電池必須在形態(tài)上優(yōu)化進一步優(yōu)化內(nèi)阻,。
最簡單的辦法,就是縮短單片刀片電池的尺寸,。這在技術(shù)上基本沒有難度,,因為初代刀片電池的專利,本身就覆蓋了相當寬泛的長度需求,。最終應用的尺寸,,主要是因為需要兼顧不同車型的車身寬度,所最終權(quán)衡的結(jié)果,。但如果全新的刀片電池選擇縮短尺寸,,那么繼續(xù)橫排布局或?qū)⒉荒馨l(fā)揮電池包空間的最大效率。因為長度縮短后,,橫排布局必然需要額外增加縱梁,,以保障電池包的強度。
在此基礎(chǔ)上,,比亞迪或許會換個思路,采用縱置刀片電池的辦法,。假設(shè)刀片電池尺寸縮短,,那么其縱向布局的靈活性依舊可以保障。同時橫向可以充分利用車輛的寬度,,在有限的空間里,,塞入更多單體電芯。至于電池包的強度問題,,也只需要更多依賴橫梁設(shè)計即可,。事實上,比亞迪就有申請過縱向布局電池組的專利,。結(jié)合刀片電池大概率會縮短的技術(shù)方案,,以縱向布局與之配合,或是順理成章的選擇。
順著這個思路,,再結(jié)合國家知識產(chǎn)權(quán)局在近期公布的有關(guān)比亞迪申請的專利信息來看,,全新刀片電池在電池包方面的技術(shù)應用,或許還有很多可能性,。比如說正負極極耳或被設(shè)計在同側(cè)凹槽內(nèi),,以提升電池模組的空間利用率,同時進一步降低內(nèi)阻,。而在封包方面,,全新刀片電池也朝著進一步無模組的狀態(tài)前進。
根據(jù)從去年下半年至今年初的部分專利顯示,,比亞迪在電池托盤的絕緣,、隔熱,以及蓋板集成防火,、散熱等組件方面,,做出了諸多優(yōu)化。另外,,電池包內(nèi)的橫梁,,在專利說明中,出現(xiàn)頻率極高,。除了框架強化,、隔絕腔室、排出氣體等功能外,。對橫梁的重視程度,,也反過來驗證了全新刀片電池縱向排布的可能性。最后,,就在這個月,,比亞迪還有一項關(guān)于防爆閥的專利被公開。新技術(shù)強調(diào)了定向暢通排氣的能力,,提升防爆閥的工作安全性,。
寫在最后:距離全新刀片電池的問世,大概還有小半年的時間,。結(jié)合比亞迪近期公布的專利信息,,以及宣傳口徑來看。全新刀片電池的首要目標,,還是提升電池包的容量,。優(yōu)化正極材料、單體布局以及成包效果,,是比亞迪大概率采用的三種辦法,。對磷酸鐵鋰材料的堅持,,也繼續(xù)奠定了新電池的安全性基礎(chǔ)。同時,,從電池包對被動安全性的優(yōu)化部分來看,。比亞迪也有意為深度無模組和底盤電池一體化技術(shù)鋪路。因為在維持電芯本就更穩(wěn)定的“人設(shè)”之外,,全新刀片電池還力求做到遇火之后“不怕火”,。