秦DM
目前新能源车主要有两种车型,一种是磷酸铁锂电池,另一种是三元锂电池。三元锂电池能量的密度会比较高,低温性能出色,但是化学性质却不够稳定,特殊情况下会产生自燃。而磷酸铁锂电池虽然寿命长,但能量密度却更小。说到底,这两款电池都有瑕疵。
但是比亚迪的刀片电池却综合了两者的优势,也补足了短板,可以说是市面上非常理想的新能源汽车车型了。
秦DM
首先是外形其次是它所具备的优势,无论是从哪方面讲,它都是当之无愧的刀片电池。因为它外形呈现刀片形式,相对于其他电池而言体积都小了很多,这对空间的利用率是具有很大的优势。相对于市场的其他电池,都算的上是非常理想了。
低内阻、高能量,比亚迪4680电芯评测
前言说起4680电芯,大家可能觉得陌生又熟悉,4680电芯最早是特斯拉在2020年9月23日,特斯拉电池日活动上发布发的,并计划在2022年正式投产,但是4680单节电池较低的电压,并不能满足移动电源大功率充放电的需求,同时,46mm的直径,也并不适合在移动电源等手持设备上的应用。不过,4680电池,除了新能源汽车以外,倒是非常适合在户外电源中应用。
相比传统的18650电池以及21700,特斯拉4680无极耳电池功率是传统有极耳电池的6倍,同时无极耳技术还降低了电池内阻,减小了电池在充放电中的损耗,等同于提升了电池的放电效率,相比传统有极耳电池提升了16%的续航,还具备更强的快充能力,此次,充电头网拿到了又比亚迪推出的4680电芯,根据现有信息来看在不切开的状态下无法判断这款比亚迪4680电芯是否和特斯拉4680一样采用无极耳设计,下面充电头网就从充放电、内阻、温度测试来全面解析这款电池的性能。
外观介绍按照惯例,先来看看这款电芯的外观。
比亚迪4680电芯圆柱体设计,采用绿色电芯套膜颜色,并且套膜颜色可依据要求进行调整,满足客户的多样化需求。
比亚迪4680电芯一侧拥有喷码为:
“型号4680、容量15000mAh”及”+“、”-“正负极标识。
标称容量:15000mAh@0.5C;
标称电压:3.2V;标称能量:48Wh;
交流内阻:≤8mΩ。
比亚迪4680电芯负极接触面采用合金金属材质制作,阳极氧化工艺处理,耐用防腐。
比亚迪4680电芯正极接触面依旧为合金材质,并带有泄压阀以及出厂编码。
使用塑胶卡尺测得,比亚迪4680电芯圆柱高度约为80mm。
使用塑胶卡尺测得,比亚迪4680电芯直径约为46.2mm。
比亚迪4680电芯重量约为334.7g。
与一元硬币直径相比。
可以看到与18650等常规电芯相比,比亚迪4680电芯体积大3-4倍。
比亚迪4680电芯在成年人手中分量感明显。
充放电测试看完外观,进入正题;以下将进行0.2C、0.5C倍率进行充放电测试。
充电测试充电测试将对0.2C、0.5C倍率进行恒流恒压充电,统计其总耗时。
0.2C充电绘制出折线图,设置电流为 3000mA,0.2C为比亚迪4680电芯充电,充电截止电压为 3.65V,耗时5小时15分左右。
0.5C充电绘制出折线图,设置电流为 7500mA,0.5C为比亚迪4680电芯充电,充电截止电压为 3.65V,耗时2小时11分左右。
将测试数据绘制成折线图,充电测试中0.2C充电充满耗时5小时15分钟,0.5C充电充满耗时2小时11分钟。
放电测试放电测试阶段将使用恒流放电,统计其总耗时及其放出容量及能量数值。
0.2C放电绘制出折线图,设置电流为 3000mA,0.2C为比亚迪4680电芯放电,均压3.24V,放到截止电压为 2.0V,耗时约5小时12分,放出容量15644mAh,放出能量50.64Wh。
0.5C放电绘制出折线图,设置电流为 7500mA,0.5C为比亚迪4680电芯放电,均压3.18V,放到截止电压为 2.0V,耗时约2小时04分,放出容量15624mAh,放出能量49.62Wh。
将测试数据汇总成表格,可以看出电芯在两种倍率下进行放电测试差距,放电时间最短的为0.5C放电,放电时间约为2小时4分钟。放电时间最长的为0.2C放电,放电时间约为5小时12分钟。
将测试数据汇总成柱状图,放电测试中可以看到0.2C放电能量为50.64Wh,0.5C放电能量49.62Wh;整体差距并不大,其中放电能量最高的是0.2C放电档位,放电能量达到50.64Wh,两组倍率均超过标称能量。
再来看看各档位放出的容量差异,将数据绘制出曲线图,可以看到 0.2C放电档位放出容量15644mAh,0.5C放电容量为15624mAh。
内阻测试内阻测试部分,充电头网将使用内阻测试仪器,分别测试 满电内阻 与 空电内阻。
将测试数据汇总至表格,可以看到满电内阻电压为 3.65V,空电内阻电压则为 2.0V,比亚迪4680电芯标称内阻是 ≤8mΩ。
绘制出柱状图,可以看到 3.65V满电内阻为 4.44mΩ,空电内阻为 4.49mΩ,均没有超过标称内阻,且两组数据相差较小;表现优秀。
温度测试温度测试部分,充电头网将对各个充放电倍率30分钟后的温度进行测量。
充电温度测试0.2C充电将比亚迪4680电芯以0.2C倍率进行充电30分钟,表面最高温度为27.2℃左右。
0.5C充电将比亚迪4680电芯以0.5C倍率进行充电30分钟,表面最高温度为29.4℃左右。
放电温度测试0.2C放电将比亚迪4680电芯以0.2C倍率进行放电30分钟,表面最高温度为28.7℃左右。
0.5C放电将比亚迪4680电芯以0.5C倍率进行放电30分钟,表面最高温度为31.7℃左右。
充电头网总结这款比亚迪4680电芯,充电头网分别在0.2C、0.5C倍率下进行测试,充电方面,0.5C倍率充电能在2小时11分完成充电,放电部分,可以看到0.2C倍率放电放出容量15644mAh,放出能量达到50.64Wh;均超过了标称参数。
内阻和温度表现,在空电以及满电状态下内阻数值均没有超过标称内阻,且两组数据相差较小,温度方面,在三组不同倍率充放电进行30分钟后测试温度,充电温度在27-30℃区间;放电温度在28-32℃区间,整体温升较小,发热量控制优秀。
4680电池属于标准品,大批量供应后,产品品质和供应情况均有保证,价格及交期相较传统小尺寸圆柱体电池更有竞争力。4680电池还可通过搭配壳体,简化电池支架设计,减少户外电源内部电池固定部件,简化壳体设计,释放内部空间。
电池技术哪家强?中国比亚迪有保障——详解刀片电池
文\秦叔宝
说起中国的汽车工业从新能源汽车领域实现“弯道超车”,就不得不提到比亚迪电池,比亚迪的刀片电池发布于2020年3月,全称为刀片型磷酸铁锂电池,也是比亚迪研发多年的“超级磷酸铁锂电池”。那么刀片电池到底有哪些不同寻常之处?又是通过什么技术实现的呢?让我们来详解一下!
研发背景
刀片电池的诞生是建立在空间利用率问题之上。电池的空间利用率越高,就代表着能在有限的空间内布置更多的电池,从而提高能量密度和续航里程。而传统电池包,需要由电芯组成电池模组,再由模组组成电池包。其中,结构件和大量的梁结构占去60%的空间,最终电池的有效空间利用率只剩下40%。
影响空间利用率的主要因素是模组和梁。因此,去掉模组和梁就能解决问题。沿着这个思路,比亚迪的工程师们创新性地想到:电芯本身是否既作为发电能量体又作为承重结构件?于是,刀片形状电芯的想法诞生了。
在当时大量车企热捧三元锂电池的情况下,比亚迪一直将安全放在首位,从未放弃对对稳定性更高的磷酸铁锂电池的潜心再研发。比亚迪终于在2020年3月29日发布这个多年的研究成果——刀片电池。
结构解析
刀片电池因其像刀片一样的电芯而得名,比亚迪研发的大电芯长度大约0.6米,厚度仅为13.5毫米,并且像“刀片”一样插入到电池包里。相比传统造型的电芯,刀片电池有效增加了空间利用率,达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标,刀片电池的体积利用率提升了50%以上,也就是续航里程提升50%以上,达到了高能量密度三元锂电池的同等水平。
中国科学院院士欧阳明高分析指出,刀片电池的设计使得它在短路时产热少、散热快,并且评价其在“针刺试验”中的表现非常优异。
搭载车型
目前刀片电池搭载在五个车型上,最早是比亚迪汉全系车型,紧接着2021款唐EV、秦PLUS EV、宋PLUS EV及2021款 e2四款纯电车型全面切换搭载刀片电池上市发布。2021年4月7日,比亚迪正式宣布:从即日起,旗下全系纯电动车型,开始全面搭载刀片电池,全面启用针刺测试作为企业标准。未来刀片电池还将在汽车市场上大放异彩。
优势
1、安全至上
近年来电动车安全事故频发,绝大部分的原因是电池起火。而“刀片电池”可以说是市面安全性最好的。根据比亚迪公布的对电池进行的针刺实验,我们可以看出“刀片电池”经过针刺电池温度也能保持在30-60℃之间,这是因为刀片电池回路较长,表面积大且散热快。
2、能量密度高
相比三元锂电池,磷酸铁锂电池安全性更高、循环使用寿命更长,但此前在电池能量密度一直被压一头。现在刀片电池的重量比能量密度虽然比上一代电池提升了9%,体积比能量密度的提升幅度却高达50%。也就是说“刀片电池”的电池容量可以被提高50%。
3、电池寿命长
根据实验表明,刀片电池充电循环寿命超4500次,即电池充电4500次后衰减低于20%,寿命是三元锂电池的3倍以上,刀片电池的等效里程寿命可突破120万公里。
缺点
磷酸铁锂电池也有自己的“顽疾”,那就是在低温环境下,磷酸铁锂电池的放电量仅有70%,而一同测试的三元锂电池却能达到86%,这也将影响汽车在冬季续航的里程。目前,不少观点认为磷酸铁锂的能量密度开发已经在刀片电池上达到了极限,电池容量在现有技术上很难再出现新的突破。但比亚迪还在从其他角度上寻求突破。
2、电池被碰撞后修复困难。因为刀片电池省去了支撑电芯的结构,利用每个电芯自身作为支架。在外力冲击下,很难保证电芯的完整性,一个电芯受损,其余串联的电芯也会受到波及。
小结:
刀片电池在我国新能源领域的发展上留下了浓墨重彩的一笔,并且以此为起点,自主品牌齐发力,长城推出大禹电池,广汽埃安推出弹匣电池,宁德时代推出麒麟电池,越来越多的新技术充盈了我国汽车工艺的新能源领域。
储能利器,比亚迪推出4680电芯
前言说起4680电芯,大家可能觉得陌生又熟悉,4680电芯最早是特斯拉在2020年9月23日,特斯拉电池日活动上发布发的,并计划在2022年正式投产,但是4680单节电池较低的电压,并不能满足移动电源大功率充放电的需求,同时,46mm的直径,也并不适合在移动电源等手持设备上的应用。不过,4680电池,除了新能源汽车以外,倒是非常适合在户外电源中应用。
相比传统的18650电池以及21700,特斯拉4680无极耳电池功率是传统有极耳电池的6倍,同时无极耳技术还降低了电池内阻,减小了电池在充放电中的损耗,等同于提升了电池的放电效率,相比传统有极耳电池提升了16%的续航,还具备更强的快充能力,此次,充电头网拿到了又比亚迪推出的4680电芯,根据现有信息来看在不切开的状态下无法判断这款比亚迪4680电芯是否和特斯拉4680一样采用无极耳设计。
比亚迪4680电芯按照惯例,先来看看这款电芯的外观。
比亚迪4680电芯圆柱体设计,采用绿色电芯套膜颜色,并且套膜颜色可依据要求进行调整,满足客户的多样化需求,材质为磷酸铁锂。
比亚迪4680电芯一侧拥有喷码为:
“型号4680、容量15000mAh”及”+“、”-“正负极标识。
标称容量:15000mAh@0.5C;
标称电压:3.2V;标称能量:48Wh;
交流内阻:≤8mΩ。
比亚迪4680电芯负极接触面采用合金金属材质制作,阳极氧化工艺处理,耐用防腐。
比亚迪4680电芯正极接触面依旧为合金材质,并带有泄压阀以及出厂编码。
使用塑胶卡尺测得,比亚迪4680电芯圆柱高度约为80mm。
使用塑胶卡尺测得,比亚迪4680电芯直径约为46.2mm。
比亚迪4680电芯重量约为334.7g。
与一元硬币直径相比。
可以看到与18650等常规电芯相比,比亚迪4680电芯体积大3-4倍。
比亚迪4680电芯在成年人手中分量感明显。
充电头网总结目前,4680电芯除了在新能源汽车上使用外,户外电源似乎也有较好的应用场景,4680的大容量可替代数节 21700 以及 16850 电芯,可大大提升内部空间利用率,并简化BMS设计,在减少电芯数量的同时提升整体可靠性。
目前在没有切开这款电池的情况下,我们并不能推断这款比亚迪4680电芯是否采用无极耳设计,无极耳设计的优势是消除了电池集流体内阻导致的压差,电池的内阻也更低,充放电能力得到增强。
4680相较于传统小尺寸圆柱电池,无论是性能还是容量以及成本来说都有较大提升,普及后,是户外储能产品的第一选择。