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能抗住枪击的弹匣电池和不怕针刺的刀片电池,谁更胜一筹?

3月30日,埃安举行了一场枪击弹匣电池2.0的试验,试验分别对磷酸铁锂电池单个电芯,三块电芯以及磷酸铁锂弹匣电池2.0的整个电池包,分别进行了枪击试验。

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试验结果非常直观,单个磷酸铁锂电芯和三块磷酸铁锂电芯,在枪击结束后都发生了剧烈燃烧;而采用弹匣2.0技术包裹的磷酸铁锂电池,只发生了冒烟现象并没有起火。看到这儿,大家觉得这一幕似曾相识,当初比亚迪在做三元锂和磷酸铁锂刀片电池对比试验时,试验结果也十分直观。

这个时候有朋友会发出疑问,那么弹匣电池和刀片电池,谁的安全性会更高一些?

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要回答这个问题,我们得先去除这两种电池的各种包装词汇,看到它们的本质之后,再做对比。

我们先来了解比亚迪磷酸铁锂刀片电池:

磷酸铁锂刀片电池,并不是一种新的电池类型,而是一种电池封装类型。在刀片电池之前,锂电池(包括磷酸铁锂和三元锂)的封装主要为卷绕和叠片两种形式。卷绕封装,大家见的比较多,他其实跟我们用的卷纸基本一样,只不过卷纸卷的是纸,而采用卷绕工艺的锂电池,卷的是电池正负极。特斯拉18650电池就采用了卷绕工艺,它的外形和我们使用的普通干电池外形高度相似,只是体积稍大一点,部分强光充电手电用的就是这种电池。

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而采用叠片工艺的电池,在手机和一些可穿戴装备上会用到,它们的形状多为方形,至于具体是长方体还是正方体,还得看用电器留给电池的空间是什么形状。

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看到这,有朋友会发出疑问?看刀片电池这形状,莫不是采用叠片工艺?还真是,刀片电池的本质就是叠片电池。而比亚迪选择采用刀片形状封装磷酸铁锂电池的根本原因,正是因为磷酸铁锂电池本身的安全性比三元锂电池高,做成薄片形状后,即便被针刺破坏,发生短路,其热量也因为形状呈薄片状,不容易形成热量聚集,很容易散发出去,所以发生自燃和爆炸的概率也就极小。这也是刀片电池能够顺利通过针刺实验的根本原因。

所以,刀片电池的根本,不是优化了电池内部化学组成,而是对外部包装进行了优化。

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看到结构优化这几个字,有些朋友可能会认为,比亚迪刀片电池的创新度并不是很高。其实不是这样,比亚迪刀片电池的意义在于降低了电池热量聚集的风险,同时优化了电池包结构。传统动力电池包,由电池单体→电池模组→电池包。而刀片电池组成的电池包省去了模组结构,从电池单体→电池包,让电池包的空间利用率变得更高,让单位体积内,稳定性更高的磷酸铁锂电池能量密度与三元锂电池基本相当。这些因刀片电池结构优化带来的好处,本身就是一种创新。

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接下来,我们再了解磷酸铁锂弹匣2.0:

在了解弹匣电池之前,我们同样要明确一个概念,弹匣电池最初亮相的时候,也是一种电池封装形式,只不过通过电芯间的填充材料、BMS优化以及物理散热优化,使得封装在弹匣电池包内的动力电池更安全。弹匣电池可以封装三元锂电池,也可以封装磷酸铁锂电池。和刀片电池略有不同的地方在于,弹匣电池说的是整个动力电池包,而刀片电池说的是单个电池单体,也可以理解为电芯。

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而本次磷酸铁锂弹匣电池2.0,则和此前弹匣电池有根本不同,本次亮相的磷酸铁锂弹匣电池2.0,将磷酸铁锂这几个字专门放在弹匣电池前面的原因在于,本次亮相的弹匣电池2.0,除了在外包装的物理结构上进行了优化,还针对磷酸铁锂电池本身的化学组成以及电极构成进行了优化。所以埃安这次推出的磷酸铁锂弹匣电池2.0,不再是传统大力出奇迹般的硬件优化,而是从根本上着手的软件升级并辅以硬件优化。

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这就好比为了让一辆燃油轿车跑得更快,此前都是通过拆座椅、拆内饰换轻量化轮毂这些减重方式实现;但这次弹匣2.0,相当于直接给发动机做了一套锻造活塞和连杆机构,并给发动机刷了二阶,直接提升马力输出。

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那么磷酸铁锂弹匣2.0,针对磷酸铁锂电池内部具体做了哪些升级?本次升级主要包括三个方面:一、对正负极间的隔膜升级,将此前由聚烯烃材料做成的隔膜,升级成纳米陶瓷材料,从而增强耐热性能,并极大降低电池短路风险;二、对电池正负极材料进行更新,在原来正负极铝箔和铜箔基础上增加了复合材料,当短路发生时,这些复合材料会进行坍缩,与未发生短路的部分剥离,从而能够很好的中断短路;三、在电解液中加入了耐氧化阻燃剂,从而断绝持续燃烧的发生。

通过这三项升级,磷酸铁锂弹匣电池2.0就完成了其内部改造,即便电池内部发生自然,其温升速率也会降低20%。

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此外,弹匣电池2.0还进行了物理升级,电芯间的隔热材料能够阻断热量传递,并且这种新型材料还能吸热,从而为发生故障的电芯降温;在电池包顶部和底部引入散热装置,使其冷却效率提升80%;最后,弹匣2.0还颇具创新型的加入了一套灭火系统,通过将灭火剂存储在低熔点金属内,一旦发生温度升高情况,金属被融化后,其内部灭火剂便会流出将火扑灭。看到这个设计,驾驶猿突然想到保时捷的注钠排气门,保时捷利用钠的低熔点带走热量,而弹匣电池2.0利用金属的低熔点释放灭火剂,虽然作用不同,但却有异曲同工之妙。

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看完这些,相信大家对刀片电池和磷酸铁锂弹匣电池2.0,都有了比较清楚的了解。刀片电池厉害的地方在于,通过新的封装形式改变了电池包结构,并提升了单位体积的储电容量,同时能够保障单个电芯短路时不发生起火、爆炸现象。而磷酸铁锂弹匣电池2.0,则通过对电池本身进行改造,优化了电池本身的稳定性,并在包装上辅以降温、灭火措施,保障电池包内部电芯发生短路的情况下,整个电池包不起火不爆炸。

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到这里,其实已经能够看出,磷酸铁锂弹匣电池2.0的优化做得会更深入一些,但其储能是否受到影响仍是未知。那么,能不能根据以上,说明弹匣电池2.0比刀片电池更好呢?并不能,因为刀片电池并未做过电池包内多个电池被短路的极端试验,所以对其安全性能,我们仍不能做出定论,所以不能无凭无据的判断谁的安全性能更高一些。但可以确定的是,本次枪击实验,虽然噱头十足,但实力也非常硬核。

总结:

广汽这次的竞争方式值得肯定,希望自主品牌在未来的竞争过程中,能够在核心技术领域持续内卷。汽车上的电视、冰箱虽然能够提升舒适性,但对于核心竞争力的提升却相对有限。

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