比亚迪刀片电池拆解内部照片

一段关于《三种动力电池针刺试验》视频发布，彻底奠定了比亚迪磷酸铁锂“刀片电池”更胜一筹的事实基础。在当时的实验中，除了与普通的磷酸铁锂块状电池做对比外，比亚迪还加入了目前使用范围较广的三元锂电池作为参照，结果表明磷酸铁锂“刀片电池”确实表现更佳，其以无明火、无烟、表面温度也控制在30℃-60℃之间的出色表现，成功拿下了试验的最佳成绩。

在电池安全测试中，针刺试验因为其严苛性与极端性，是业内公认最考验电池安全性能的测试内容，甚至被称为电池安全测试的“珠穆朗玛峰”。正因如此，当三元锂电池被针刺短路后，电池表面迅速发生剧烈燃烧，表面温度一度超过500℃，鸡蛋直接被炸飞。而普通的磷酸铁锂块状电池，表面虽然无明火，但电池表面温度也达到200℃以上，并伴随大量浓烟。

说句不好听的话，很多纯电动车其实就相当于“移动炸弹”，一旦发生短路很难保证不会自燃，而比亚迪的“刀片电池”之所以能一战成名，就是因为在这次严苛的测试中，表现出了出色的安全性。但话又说回来，比亚迪是如何将普通的磷酸铁锂技术，变得不一般呢？今天咱们就来唠一唠。

所谓磷酸铁锂，其实就是指的是动力电池的正极材料，三元锂也是这样定义的。而目前新能源市场所广泛使用的三元锂电池，多是以镍钴锰作为正极材料。其中，镍的含量越高，电池能量密度越大，稳定性就越差。而锰的含量越多，电池稳定性就高，相应的电池能量密度就越低。

而磷酸铁锂电池，相比三元锂电池，优点在于稳定性极佳，且充放电寿命更长。但缺点也很明显，就是能量密度更低，所组成的电池包容量不高，咱们也可以发现很多采用了磷酸铁锂电池包的电动车续航较低。那为何首搭磷酸铁锂“刀片电池”的比亚迪汉EV，续航能够达到605km呢？

一般来说，常规动力电池由电芯、模组、电池包三个部分组成，但比亚迪磷酸铁锂“刀片电池”，却是采用了CTP技术，相当于变向取消了模组部分，由电芯直接集成电池包，从而使得电池内部体积利用率增长60%左右，进而能装下更多电芯，最终实现增加容量、提高续航的目的。而磷酸铁锂“刀片电池”单体的能量密度，虽然不及三元锂电池单体，但整体体积能量密度，却达到了三元锂电池的同等水平，所以才能在保证安全的前提下，提升了续航能力。

其中，需要说明的是，比亚迪磷酸铁锂“刀片电池”之所以能够跳过模组环节，直接组成电池包，主要是因为它的电池侧脊面用了高强度铝合金板，让电池侧面能够发挥支撑作用，而多块电池排列在一起，还能让电池包在各个方向的力作用下不易发生变形，而这也是它为什么能放心将普通电池的“横梁”、“纵梁”等部件取消的主因之一。

刀片电池其采用CTP无模组方案，由于电芯结构的变化，电池包的设计也改变了，取消传统电池的壳体结构，由刀片电池来充当电池的梁，也充当电芯。再采用蜂窝铝板的设计，上下两面粘贴两个高强度铝板，刀片电池排列其中。这样就跳过了传统的模组环节，提高了空间利用率，在同样空间中能够装下更多的电芯。

刀片电池组装电池包时

利用刀片电池自身的强度，电池包成组减小横梁等，在随机振动载荷下，模组形式变形量大，刀片电芯变形量小；

无模组电池包：通过改变电池包结构，长方形电池竖直排列插入电池包，电池组结构简化，提升包内空间利用率。

刀片电池其实本质还是一种方形硬壳电池，只是采用长薄型结构设计。外形尺寸为960.0±10 mm × 90.0±1.0 mm × 13.5＋2.5/-1.5 mm。不同的型号尺寸略有不同，比如138Ah规格的刀片电池厚度约为12mm，而202Ah的刀片电池厚度约为13.5mm。

刀片电池的极柱端子有螺纹型和焊接平台型，组装电池包时电池间的正负极端子可以根据实际需求采用这两种连接方式。负极侧端子还设置有泄压阀(Explosive-Proof Valve)。

拆开电池的端盖，极柱端子内部结构如下图所示。极片留白箔与连接片焊接在一起，箔材折弯减少占据的电池壳体内部空间，连接片再引出极柱。在端盖一侧设计了泄压阀、短路保护等安全装置。

电池壳体采用铝材质，拆开电池壳，电芯如下图所示，长条形极片采用叠片方式组装成电芯。极片尺寸大概为：正极944 mm ×83mm，负极946mm ×85mm。电芯外部包裹一层绝缘保护膜，电芯侧面也放置了一个保护条（下图右侧）。电芯由26片正极和27片负极组成。

根据以上拆解信息，总结电池大概设计参数如下：

标称电压：3.2V

标称容量：138A

尺寸：960*90*12.0 mm

正极尺寸：944*83 mm

负极尺寸：946*85 mm

正极片数：26片

负极片数：27片

正极面容量：3.39 mAh/cm2

刀片电池规格参数：

总之，“刀片电池”之所以出色，归根结底还是结构技术上完成了突破。虽然本质上它还是普通的磷酸铁锂电池，但通过特殊的CTP结构（电芯直接构成电池包），实现了体积利用率的大幅提升，达到了堪比三元锂电池的体积能量密度。同时，扁长化的电池形状设计，以及本就很出色的热稳定性，也使得“刀片电池”具备足够强的普及率。

电池资料

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