每天資訊長城用三元鋰造出了小號刀片電池,它和比亞迪誰更安全?

菜單

長城用三元鋰造出了小號刀片電池,它和比亞迪誰更安全?

長城用三元鋰造出了小號刀片電池,它和比亞迪誰更安全?

作為一個現在還手持三星手機的人,遇到最多的問題就是,“你不知道三星Note 7嗎”?為此,我只能多次解釋,三星後來的旗艦手機都採用的凝膠電池,基本不存在“放煙花”的風險了。當然,反饋給我的一版都是一眾疑惑臉。不過這並不是我今天要聊的重點,但它對於接下來要聊的,來自蜂巢能源的短刀電池卻很有幫助。

近日,蜂巢能源官方展示了其短刀電池在針刺、振動、海水浸泡等安全測試的結果,並且對於很多消費者比較關注的針刺試驗方面,其電池電芯可以不起火、不冒煙。那麼今天也是就安全這一問題,一起聊一下這款短刀電池。

長城用三元鋰造出了小號刀片電池,它和比亞迪誰更安全?

短款的刀片電池,效果如何?

首先從命名上來看,短刀電池就非常接近當下比較火爆的比亞迪刀片電池。同時,刀片電池的出圈也是靠著出色的安全表現。那麼短刀電池與刀片電池,除了名字接近,還有其它相同點嗎?

其實相同點就是在“刀”上,即兩款電池都很扁平,比如刀片電池的厚度僅有13。5mm。當然不能忽視短刀電池還有一個“短”字,所以長度上兩者差異還是很大。短刀電池長度最長的L600電芯,實際長度大約為574mm。這相比刀片電池動輒超過1米以上的長度而言,確實屬於“短刀”範疇。但是與一般電池單體電芯的長度來比較,其實還是算很長的了。比如根據國軒高科披露的資料,大眾新能源汽車的標準電芯長度有可能為256mm。

長城用三元鋰造出了小號刀片電池,它和比亞迪誰更安全?

這其中或許有專利、市場等方面的考慮,在刀片電池吃下尺寸更長的市場之後,短刀電池可能需要在技術方向上與之拉開差距,避免未來出現的技術專利爭執。但同時,短刀電池的發展方向也必須符合市場需求。所以短刀電池在雙排佈局的情況下,很容易實現刀片電池的佈局效果,即574mm×2即可。同時,574mm的長度也符合市面上比較常見的590模組,這方面蜂巢能源早期就已有佈局。不過由於橫排兩個電芯始終還是有縫隙,所以短刀電池目前應該還是會比較依賴模組形式來保障電池包的支撐性。未來是否可以在短刀電池的基礎上實現無模組設計,就得看蜂巢能源的發展方向了。

長城用三元鋰造出了小號刀片電池,它和比亞迪誰更安全?

至於說為什麼方形電芯都有做成“片狀”的趨勢呢?僅從安全性來考慮,片狀電池的表面散熱面積更大,可以降低過熱導致的熱失控風險。同時,在佈局方面也更容易設定防爆閥等結構,迅速排出高溫、高壓。實際上刀片電池目前就是這麼做的。同時,刀片電池因為特別長,所以短路迴路也長,產生的熱量較少。短刀電池雖然在長度上比不過刀片電池,但前面也介紹過,它目前需要依靠電池模組實現最後的電池包總裝。而模組本身就可以提供抑制熱傳導,以及提供散熱的功能。

長城用三元鋰造出了小號刀片電池,它和比亞迪誰更安全?

那麼,介紹到這裡為止,短刀電池就是短一點的刀片電池嗎?顯然不是的。因為在目前的狀態下,大家總是把刀片電池與磷酸鐵鋰電池劃等號,然而短刀電池是有三元鋰電池方案的。三元鋰電池的好處自不必說,它對於提升電池電芯的能量密度,有著立竿見影的效果。據介紹,採用三元鋰電池方案的短刀電池,其能量密度可以達到230Wh/kg,基本可以摸到主流三元鋰電池的水平。但這就有了下一個問題,用上三元鋰還能像磷酸鐵鋰那麼安全嗎?短刀電池對此的解決方案是“果凍電池”。

“固體”電解液,三星直呼內行?

在電池高速發展的今天,各種電池技術的命名增出不窮,大家也許都要被繞暈了。但其中有電池佈局、電池模組、電池正極材料等各方面的技術差異。而“果凍電池”指的是電解質材料。這一技術是蜂巢能源在2020年底正式釋出的。據當時的宣傳,該技術擁有與傳統電解液類似的導電效率,但在安全性方面具備“自愈功能”,滿足滿電情況下的針刺試驗中“不起火、不冒煙”。

長城用三元鋰造出了小號刀片電池,它和比亞迪誰更安全?

而作為三星手機使用者,在第一眼看到形容電解質的“果凍電池”的時候,就敏感的聯絡到了“凝膠電池”。果不其然,蜂巢能源的“果凍電池”也是基於凝膠型電解質材料打造的。

自Note 7“煙花”事件之後,三星在之後的旗艦手機中可謂一朝被蛇咬十年怕井繩,直接啟用了市場上非常小眾的凝膠電池,而它最大的優勢就是安全。由於電解液基本呈現“固態”,所以即使在電池破損的情況下,凝膠電池都能無化學液體流出。從而實現對燃燒甚至爆炸的抑制,以及減少腐蝕和汙染。同時,由於自放電小,凝膠電池在長期存放的情況下,更容易恢復活力。以及還擁有溫度環境適應性更好,以及使用壽命更長等優勢。

長城用三元鋰造出了小號刀片電池,它和比亞迪誰更安全?

那為什麼凝膠電池一直都是小眾選項呢?貴當然是其中之一,畢竟用得少,邊際效用也小。但另一方面,在效能上,凝膠電池的固態電解液導致離子透過時阻力變大,高倍率效能一般。所以這些年除了蘋果躺平之外,凝膠電池是三星在快充方面也遠遠跟不上國產手機品牌的主要原因。同時,在單位體積下,凝膠電池的容量也無法與普通電池相比。考慮到手機的便攜性,以及功能的複雜性,這兩大缺點已經足夠勸退很多廠商了,何況它比聚合物電池還貴。

長城用三元鋰造出了小號刀片電池,它和比亞迪誰更安全?

不過,首先在安全性方面,新能源汽車廠商們面對的,或許也正是當年三星所面臨的信任危機。在這個基礎上,高額的投資未必不是不能接受的。其次,三星事件已經是多年前的老黃曆。凝膠電池在商業上的開發與運用已經又經過了多年迭代。最明顯的就是三星手機目前的快充能力也逐漸拉回主流水平,在強大的硬體自營基礎上,三星在旗艦機型上的續航水平和重量控制,都始終保持在較高的水準。這說明凝膠電池的技術進步,以及在綜合產業鏈的考量下的成本與產品的可控性。

長城用三元鋰造出了小號刀片電池,它和比亞迪誰更安全?

說回汽車領域,對於採用凝膠型電解質的“果凍電池”而言,其面臨的複雜性當然要比手機更強。但是從堅持提供三元鋰電池的解決方案來看,即使採用凝膠電解質,其單體能量密度仍然是很可觀的。其次,蜂巢能源也還有800V的高壓系統規劃。既然快充有可能不敏感,那就加壓?最後就是蜂巢能源一直都在強調自己的出貨量規劃(預計在2025年將產能擴大到600GWh,實現全球動力電池市佔率25%)。這樣一來,即使沒有其它玩家入局,蜂巢能源自己一家就能完成凝膠型電池的成本邊際效應。