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银河E5刀片电池

易车知识库 银河E5
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柠檬车评

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在新能源汽车技术日新月异的今天,电池技术的每一次进步都牵动着整个行业的神经。当年,比亚迪推出刀片电池,影响了新能源车市场。

近期,吉利汽车凭借其在新能源领域的深厚积累,推出了自研的新一代刀片式——神盾短刀电池。这款电池的问世,不仅标志着吉利在电池技术上的重大突破,也为新能源汽车的安全和性能树立了新的标杆。正如,中国汽车技术研究中心有限公司首席科学家王芳在2024动力电池发展趋势论坛上所言“动力电池技术创新的结果是寿命和安全性不断提升,神盾短刀电池的结构革新,是满足消费者对新能源汽车需求很好的尝试”。在2024年新能源大会的展台上,中国科学技术协会主席 、世界新能源大会主席万钢也同吉利汽车集团首席产品战略官唐黎明及其团队交流神盾短刀电池的优势,并点出“吉利自研自产的神盾短刀电池长度较长刀减小”这一技术进步核心点,这充分体现了神盾短刀电池跟同级比的优势并被外界所高度关注。

那么,吉利神盾短刀电池究竟有哪些独特之处呢?让我们来一同看一下。

在正式谈“刀片电池”之前,我们回顾一下刀片电池的特点。与传统的电池包内部电芯结构相比,刀片电池采用了全新的设计理念。传统的电池包通常由多个“小圆柱”电芯组成电芯阵列,这些电芯之间存在空隙,不仅占用了宝贵的空间,还可能成为安全隐患。而刀片电池则彻底颠覆了这一设计,将磷酸铁锂柱状电芯融合为扁平的刀片形状,从而消除了电芯之间的空隙,实现了体积的小型化和能量密度的大幅提升。

刀片电池明白了,咱们再来看吉利神盾短刀电池。如果说比亚迪的刀片电池是1.0,那吉利神盾短刀可以理解为2.0。其体积更小,长度仅为580mm,比市场上比亚迪的长刀电池缩短了约40%。这一设计不仅减少了内阻和电芯发热量,有效降低了安全风险,还使得电池在布局上更加灵活,为新能源车的设计提供了更多可能性。中国电动汽车百人会副秘书长师建华就直言“短刀电池是目前磷酸铁锂电池的最佳形态和最优解,是动力电池的主流趋势”。由此可见,吉利神盾短刀电池的与众不同。

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汽车经纬网

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作为和比亚迪刀片电池正面交锋的电池产品,吉利喊出了“长刀不是最优解,短刀才是新一代”的口号。那么这款电池能否真正成为银河E5的卖点,帮助吉利来切走一块比亚迪电动车的蛋糕呢?

神盾短刀电池的设计创新在哪里?

要对比电池之间的性能表现,首先需要了解电池充放电的本质是什么?电池能够实现充放电,其背后的原理是带正电的锂离子在电池正负两极之间来回传输。和长刀电池相比,锂离子在短刀电池正负两极之间的转移路径更加短一些,因此短刀电池内部的电阻相应更小且锂离子运动过程中产生的热量也更小。

除了短刀电池自身的特点使得电池内阻更小一些以外,吉利在短刀电池上还采用了一种管径更细,长度更长的碳纳米管的技术。它可以被视作在电池内部为锂离子的传输修建了一条快速通道。

与此同时,吉利还在短刀电池的电解液中加入了成膜阻抗更低的添加剂,使锂离子更容易进入负极,所有这些因素综合在一起,让短刀电池内部的电阻达到最小。

这也就造就了神盾短刀电池在能量密度上领先于主流的长刀电池,并且在一定程度上也能够更好地缓解用户的纯电动车型续航里程焦虑。

除了内阻更小之外,神盾短刀电池能够达成如此高的能量密度,还和其采用CTB电池车身一体化技术有关。比亚迪的长刀电池使用的也是这套技术。

它通过采用结构强度更高的田字格框架,再加上底部组合成“三明治”结构,不仅大幅提升了电池包的防护程度,同时也提升了电池包的体积利用率和能量密度。

在安全方面,神盾短刀电池还有一个比较大的亮点就是其在电芯内采用的湿法双涂层隔膜。相比于原来的隔膜,这款新的隔膜柔韧度更强不易被撕裂,而且还能有效的抑制热失控,是神盾短刀电池一整套安全策略中最重要的基石。

因此,在神盾短刀电池亮相的现场,人们看到了这款电池不仅能够通过海水浸泡、高温炙烤、刮底碰撞,多方位跌落等6大电池测试,而且还可以坦然面对8颗钢针的针刺实验,完全做到不起火、不冒烟、不爆炸。

还有一点需要强调的是,吉利神盾短刀电池在-10 ℃也仍有95.58%的续航保持率。如此出色的低温性能表现,也解决了之前磷酸铁锂电池在低温环境下续航快速下降的痛点。

吉利推动神盾短刀电池的意义在哪里?

对于吉利来说,推动神盾短刀电池大规模部署应用还有一个更大的意义在于,吉利可以向沃尔沃、奔驰、极星、smart等其控股或者投资的欧系品牌来进行推销。

如果搭载了神盾短刀电池银河E5销量一路走高,那么引入了SEA浩瀚架构打造了如今在欧洲市场上销量排名靠前的EX30的沃尔沃,为什么不考虑再引入银河E5或者是神盾短刀电池呢?

沃尔沃当前所合作的两家电池供应商:韩国LG和欧洲本土的Northvolt都不擅长磷酸铁锂电池。而吉利基于磷酸铁锂电池技术打造的神盾短刀电池无论是在性能、成本以及安全性上都能够给整车企业一个比较好的选择。

在双方已经进行了整车项目合作的前提下,将合作推广至电池领域,对于志在向电动化全面转型的沃尔沃来说意义重大。

不过,在国内,短刀电池绝非吉利的专属。通过叠片工艺,比亚迪的刀片电池让国内同行都意识到了磷酸铁锂电池在安全性、化学稳定性、成本以及能量密度等多方面综合性能比较优异之后,国内不少整车企业和动力电池企业都开始涉足刀片电池

其中最为知名的莫非吉利、广汽和长城系的电池,都将电池长度控制在600mm以内。除了短刀电池固有的一些优势之外,大概率也有可能是为了绕开比亚迪刀片电池的专利。像蜂巢在2022年就发布的L300、L400、L500和L600四款第一代短刀电池

在此基础上,蜂巢能源通过持续的优化改进,相继推出了拥有5C充电倍率的磷酸铁锂短刀电池、10-80%的充电时间仅需10分钟;能量密度达到185Wh/kg的第二代L系列短刀电池以及6C三元超充电芯等。广汽埃安的弹匣电池2.0也是在短刀电池的范畴内。

神盾短刀电池很难改变市场格局

面对吉利等国内车企纷纷推出新一代的电池,比亚迪的第二代刀片电池也已经呼之欲出。有消息指出,比亚迪的第二代刀片电池的能量密度将达到190Wh/kg,大概率也是和神盾短刀电池处在一个水平线上。

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对于刀片电池可能大家并不陌生,当年比亚迪之所以能在新能源市场站稳脚跟,靠的并不是DM技术,而是刀片电池。那么吉利的神盾短刀电池跟比亚迪的刀片电池又有什么不同呢?

首先是尺寸更短,神盾短刀电池刀片长度约为580mm,相比长刀电池缩短了约40%。由于电芯模组长度更短,内阻更小,体积利用率更高,这样做的好处就在于短刀电池成组排布的形式也就更为灵活。

另外,不管是长刀电池还是短刀电池,相对于三元锂电池来说,最大的优势就是安全。但长刀电池的能量密度相对于三元锂电池来说一直不占优势,这一次神盾短刀电池可以说是突破了磷酸铁锂电池能量密度的瓶颈,达到了192Wh/kg,与主流的三元锂电池已经在同一水平。

在增强能量密度的同时,神盾短刀电池也延续了磷酸铁锂电池的安全性和稳定性优势。比如,成就刀片电池安全口碑的名场面就是针刺试验,神盾短刀电池不仅经过了8根直径5mm的钢针同时穿刺试验,做到了电芯不冒烟、不起火、不爆炸,而且还用同一电池组,连续经过动态海水腐蚀浸泡、高原极寒、高频次刮底、26吨超重往复式碾压、单包侧柱碰、烈焰炙烤等多项极端测试,证明了神盾电池在安全层面的实力。

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新能源汽车的跃进式发展往往与动力电池的更迭变换紧密交织。主机厂与供应商的话语权此消彼长。2016年,三元锂电池备受追捧,宁德时代一跃而起,成为万人仰望的“宁王”;2020年,押注磷酸铁锂路线的比亚迪出其不意,以刀片电池立身,扭转行业新航向。技术的革新让刀片电池的能量密度和空间利用率大幅提高,而安全不易爆炸的稳定性又为它增添美德,带来足以媲美三元锂电池的使用效果。

刀片电池伫立潮头,磷酸铁锂电池再次成为行业主流。而比亚迪也一度反超宁德时代,分走不少市场份额,更是依靠这项绝杀登顶新能源的王者宝座。只是当昔日发起挑战的人成为规则定义者,它也要成为被挑战的一方。

现在,随着技术的持续进步,刀片电池的新方向出现了——短刀电池成为一众厂商的新选择。吉利汽车集团副总裁、中央研究院院长李传海谈到,经过反复研究和论证,长刀并不是刀片电池的最优解,短刀才是新一代。

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“长刀电池”缩短40%,局面发生新变化

不久前,吉利自研自产的新一代“刀片式”磷酸铁锂电池正式发布。这款名为神盾短刀电池的产品在现有的长刀电池基础上,将电池的各项性能表现全面推到新的高度。

刀片电池,因长方形的外观设计而得名。所谓长刀或短刀电池,都属于刀片电池的类别。最直观的区别是电池长度不同。

如果以比亚迪海豹上拆解的电池包作为参考,长刀电池的尺寸超过900mm——这不是极限,在比亚迪公布的信息中,刀片电池甚至可以达到2.5米。

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车镜

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首先先给大家科普一个常识,“刀片电池”实际上和我们印象中的电池包内部电芯结构有很大不同。普通电池包内部是一个一个的“小圆柱”电芯组成,称之为电芯阵列。大家把手头5号电池组捆起来,就能发现中间会有很多空隙。而刀片电池,就是把磷酸铁锂柱状电芯,融合成了扁平的刀片形状,没有了这些缝隙,体积更小能量密度更高也更加安全。

吉利神盾短刀电池有何不同

刀片电池在如今的市场中已经得到了大范围应用,吉利神盾短刀电池相比于其它长刀电池,体积更小,其长度是580mm,比长刀电池缩短约40%。长度更短、内阻更小、电芯发热量较小,可有效降低本身存在的安全风险。而且进行了行业内最高安全的8针穿刺实验,实现8根直径5mm的钢针同时穿刺并保持1h,电芯不冒烟、不起火、不爆炸。同时,也是全球首个通过5.8mm真弹枪击贯穿试验的电芯,在极限破坏条件下,依然能做到不起火、不爆炸。

这些都得益于其采用的湿法双涂层隔膜,相比于其它刀片电池的干法隔膜,柔韧度更佳,在发生穿刺时不容易断裂,且破损孔径小,短路面积小。另外其采用了氧化铝等耐热涂层,相比其他电池针刺时不易收缩,避免发生热失控,隔膜热收缩性能更优。

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如果中国车圈的老大和老二都在做同一件事,那肯定说明,刀片电池是对的。

“算是理解去年华为的销售有多爽了,最近来看银河E5的人,翻了大概2倍左右。”对杨凌来说,吉利银河E5是到了4S店摆在展厅之后,让他有点发怵的车。纯电动SUV,官方对外吹风15-20万的价格,尺寸不大、特色不算多,这会直接影响到他的绩效考核和收入。展车已经摆了很久,不过来看的人并不多,直到6月底的周六,人流量肉眼可见的增长。

人流量增长的原因,和6月27日的吉利刀片电池发布会有直接关系。2020年,比亚迪在行业内率先应用了刀片电池,所以吉利对自己电池的完整描述是,新一代刀片式磷酸铁锂电池,以及吉利神盾短刀电池。而来看新车的人,主要聊两件事,一是吉利新发的刀片电池,二是这车价格能惊喜到什么地步。

总之,一个新技术带火了一辆车,这向来是汽车圈的基操。而随着吉利的入局,整个刀片电池在中国也开始呈现从浅度内卷向深度内卷的过渡,目前的参与者有6家,均为巨头。包括比亚迪刀片电池、吉利神盾短刀电池,以及早于吉利的极氪金砖电池、蜂巢能源的短刀电池、广汽埃安的因湃电池、中创新航的 ONE-STOP 磷酸铁锂电池

随着马斯克的4680按下自研自产的暂停键,特斯拉的后续高性能电池已经几乎只能借鉴宁德时代的麒麟方案。所以,虽然市场当前的主流还是三元锂,但它的内卷路径全都奔向了4C、5C的充电速率,而短刀电池的新风口,则是卷降价、续航、安全。二者对比之下,三元锂的贬值预期,也是肉眼可见。

纯电车主心慌,插混车主暗爽

如今只是刚开始卷,毕竟,虽然有6家头部企业入局,但消费者的感受却并不深刻。因为,多数刀片电池产品还处于非大规模交付应用状态,比亚迪第一个尝试,带动了行业的进步,而极氪的金砖电池并未过多应用刀片概念进行宣传。

所以,吉利的发布会才能很大的激起用户关注,而下一个高峰2个月内就会出现,因为按照之前的消息,比亚迪将在8月发布自己的新刀片电池,业界对其的称呼是“第二代刀片电池”,不过比亚迪内部预计并不会采用此名称来进行公示和宣传。

总之,吉利神盾短刀引发用户的关注,还是因为关键参数上的大幅度增长。能量密度190Wh/kg,把磷酸铁锂的表现拉动到了低镍中等三元锂电池的水准,不过最高位目前还被宁德时代的神行PLUS捏在手里,为205Wh/kg。比亚迪在8月将发布的新刀片电池,按之前的爆料,这一数据也将达到190Wh/kg,简言之,使用新的高密度磷酸铁锂电池,能让长续航车型的成本继续下降。

不过,要看是电芯能量密度,还是成组后的电池包能量密度,如果是电芯能量密度190Wh/kg,那其实意思不大,成组后高位一般在150Wh/kg,而如果是成组后在190 Wh/kg,则是超过一些三元锂电池

和能量密度同等量级的可感知价值,自然是充电速度的加快。10%-80%的补能速度在17分钟,如果不好理解这个数字,美国媒体CarBuzz在2023年评出过7款充电速度最快的量产车。排名第一的Lucid Air,10%-80%充电时间16分钟。充电功率300kW,还应用了900V架构。

总之,在吉利这一轮的电池新技术投放上,它的领先程度不小。而如果再进一步叠加上刀片两个字的意思,约等于安全、避免自燃等,这会直接成为促进成交的产品卖点。

于是,八根钢针穿刺电池,保持一小时,电芯不起火不冒烟不爆炸,验证了吉利在刀片电池领域的安全性。再加上进入新能源时代后,整个大吉利的安全口碑确实不错,比如极氪的营销亮点就是,0自燃。

截至目前,这一电池技术大幅度进步之后,吸引了热度,不过也引发了更多思考。比如,身在前线的二手车商们,电池技术的进步、车价是否大幅度下跌、是否有官方降价,这些直接决定他们的收车价格、库存积压,于是折射到消费者身上就变成了,车辆残值肉眼可见的蒸发。

“按一般规律来看,本来卖20多万的纯电车,新款上了升级不了的新技术,老车残值立刻就蒸发个2万元左右。”从2022年到现在,叶军手里买卖过的新能源车大体如此,现在的他为了不赔钱,只敢接特斯拉和比亚迪,其他选择不碰。不过即便是主流车型,也要遵循电子产品的规律,越好的新款上市,老款就越不值钱,因为吸引力被稀释。

不过对于全行业和吉利来说,有两件好事,一是,插混不会受比较大的影响,这种电池上车对于插混车主的使用影响很小,充电时间实际差异在5分钟之内,他们关注纯电续航里程的数字为主,安全相对为辅。二是,吉利本身也没有太多的纯电老车主包袱,银河系列推出至今,2024年1月才上市第一款纯电动轿车,吉利银河E8。所以,整体来看,它可以轻装上阵。

不过,磷酸铁锂刀片电池,目前还面临一个待解决的问题。即,很多企业都在车主手册上,都建议每周充满一次。因为磷酸铁锂的物理特性,如果长期不进行充满,会影响电池寿命和安全。为了获取更多的校正数据,特斯拉建议磷酸铁锂电池每周充满一至两次,用于修正BMS相关数据。极越也为极越01车主提供了相关建议,要注意电池的养护。短刀电池,能否在这一方面突破,将是竞争三元锂电池的一个关键点。

6家车企继续卷,刀片也会不值钱?

可预见的是,吉利的入局,将加速刀片电池的内卷,尤其是短刀电池内卷。目前,尽管有6家刀片电池推出,但实际上用户能见到的不过3款(含即将上市的吉利银河E5)。

蜂巢电池,在2023年5月公布了自己的短刀计划,2023年年底公布了量产进展。在今年6月,蜂巢宣布交付188Wh/kg能量密度短刀电芯,后续陆续我们就会在长城汽车车型上装备。而其他涉足蜂巢短刀电芯的还包括,理想汽车、岚图、领克、坦克、宝马MINI。

广汽埃安,P58电芯在2023年12月宣布下线,它给到的关键信息也不少,包括电芯针刺过程中不冒烟、不起火,部体积利用率超过90%,整车续航里程突破700km,电池整包能量密度146.5Wh/kg。具备3C快充能力,可实现充电10分钟,续航250km。

而装车信息,它说的比较模糊,只说了是在昊铂上,但并未公布在昊铂哪款车上。总之,参考到现在昊铂的销量,1月不到1000台,3月不到2000台,P58电芯电池并未起到太大作用。

第六家,中创新航的ONE-STOP 磷酸铁锂电池,刚刚在2024年6月下线。接下来会应用在,北汽新一代电动车的多款车型里。电池包密度达到153Wh/kg,电池单体能量密度达195Wh/kg。

事实证明,刀片电池也好、短刀电池也好,这并不是绝对的致胜法宝,只能是配备在巨头手里,才有机会卖出去,并越卖越好。

不过,当越来越多的刀片电池出现在市场中时,好处在于,车企的选择可以越来越多,成本也会随着规模化越来越低,最终落地到消费者的购买车价也越来越低。

另外,随着刀片电池种类的不断增长,留给消费者难以辨别的部分,其实也越来越多。在只有比亚迪一家会造刀片电池时,长刀电池采用叠片方式。而在初期的短刀电池入市时,不少人采用的是成熟工艺“卷绕”。

卷绕工艺的优点是,能量储存时间长,空置掉电少,能量释放更迅速,所以功率型电池多为卷绕。但,内部结构复杂,有效容量相对低,而且设备成本高,生产难度大,价格也就相对贵。

叠片工艺,目前在短刀电池上应用越来越多,优点有很多,缺点则是加工工艺必须要好,否则容易短路,工艺比较复杂,且电芯整包之后的PACK能量密度提升较难。

极氪的金砖电池为叠片、吉利神盾短刀为叠片、埃安P58电芯为叠片、蜂巢长期All in叠片、中创新航也是叠片,接下来,只看最头部的比亚迪弗迪如何出招。

疑问有很多,在长刀叠片方面,比亚迪专利极多,最终搞到60厘米停止,没有继续往下搞。因为更小的电池制造,使用叠片工艺,成本会有很大的提升。

另外,比亚迪的新刀片电池,和纯电与第五代DM的搭配,也需要时间进一步验证。新刀片电池的消息出处是, 2023年财报投资人沟通会上,比亚迪董事长兼总裁王传福透露出,新一代刀片电池的能量密度将达到190Wh/kg,纯电车型的续航将突破1000km。

这释放出的信息,一定程度上看是,精力会更多集中在纯电车型上。插混届时,比例如何,效果如何,提升如何,会影响市场和消费。

总之,未来是有盼头的。因为随着锂价的下探,磷酸铁锂+短刀+叠片组合,目前来看,是能同时提升续航,又明显降低价格的。市场里,如今应用这一新技术取得最好效果的是极氪。

极氪007的75kWh电池包为金砖电池,单电机两驱版的CLTC续航里程688公里,价格在20.99-22.99万元。这比起使用比亚迪刀片电池的小米SU7入门版,电池容量大了1.4度,但最终的整体车价却低了6000元。小米被誉为价格屠夫,而极氪007能够在配置基本相同的情况下实现性价比反超,这最终能说明一定问题。

写在最后

其实,还可以用比亚迪汉EV进行同类对比,72度电池包的CLTC续航里程605公里。比较之下,极氪007的三电优势不错。但鉴于比亚迪汉也在流传第五代DM和加长换代的消息,其实二者没有什么实际的胜负之分。

所以,这基本就是短刀电池纷纷出炉之后,接下来的内卷状态,纯电动车的续航增长,价格下探,但老车主的承受能力存疑。总之,答案在几个月内就会出炉,要看吉利银河E5的最终定价能不能比元PLUS更低,续航更长。也要看比亚迪新刀片电池,能不能让20万的纯电动就做到续航破1000公里。

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电车通

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你有没有想过,为什么比亚迪王朝系列和海洋网产品的性价比这么高,实际上其自研的刀片电池就是关键之一。拥有自研电池之后,车企在砍掉了“中间商”,从而节省更多的成本,因此近年来不少头部车企选择走自研电池的路线。


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日前,作为主流传统自主品牌之一的吉利汽车,发布了最新刀片式磷酸铁锂电池——神盾短刀电池。比亚迪是“刀片电池”的首位推出者,吉利这次同样用上的“刀片电池”,甚至还是同样的磷酸铁锂原材料。难道,吉利这次要正面与比亚迪硬碰硬?


“短刀”PK“长刀”,胜负手是能量密度


吉利官方在发布刀片电池时并没有提到“比亚迪”和“刀片电池”,而是用“友商的长刀电池”来指代。吉利所说的“短刀”,应该是以比亚迪的刀片电池为参考对象,在尺寸上会更小。按照官方的说法,吉利的神盾短刀电池仅拥有580mm的长度,相比长刀电池缩短了约40%,但在能量密度上,吉利的神盾短刀电池可达192Wh/kg,反观长刀电池的能量密度仅在180Wh/kg左右,而且短刀电池的快充速度是长刀的1.5倍。


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这在外人看来是不合常理的,明明尺寸更短却拥有更高的能量密度,其实就是吉利抢先实现了电池技术的迭代。据透露,比亚迪的第二代刀片电池或在今年8月份发布,电池能量密度将达到190Wh/kg,可以使得纯电动车型的纯电续航里程突破1000km。当然,比亚迪第二代刀片电池还未发布,关于其消息只是网传,真实性未知,但可以肯定的是,吉利早于比亚迪发布了第二代刀片电池,抢了时间上的小优势。


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除此之外,吉利神盾短刀电池由于尺寸更短,电池的空间利用率更高,从而可以适用到轿车、SUV、MPV等不同车型上,而且内阻更小使得发热量更小,有效降低本身存在的安全风险。值得留意的是,神盾短刀电池通过了六大试验,其中就包含比亚迪刀片电池引以为傲的“针刺试验”。


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另外,小通留意到国轩高科、中创新航、兰钧新能源等企业也启动了类似于神盾短刀电芯的电池研发。正因此,吉利汽车中央研究院院长李传海,更是直接说出“‘长刀’不是最优解,‘短刀’才是新一代”。


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从目前的技术和各方面参数来说,吉利神盾短刀电池确实要略胜比亚迪的刀片电池,但吉利目前对标的是比亚迪的第一代刀片电池,我们不妨等到比亚迪的第二代刀片电池正式发布之后再进行参数对比。


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比亚迪刀片电池


按照目前已经透露的消息,比亚迪的第二代刀片电池将会减少模组,电芯所占用的体积和厚度都会更小更薄,而且小通查询到不少电池企业也在研发短刀电芯。基本可以肯定,李传海所说的“‘短刀’才是新一代”确实是电池企业的未来趋势。


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小通了解到,第一款搭载吉利神盾短刀电池的车型是吉利银河E5,而这款纯电动SUV实现了最低11.9kWh的百公里电耗,配备60.22kWh电池版本的车型拥有530km的CLTC纯电续航里程,这个电耗和续航在紧凑型纯电SUV市场中确实具备很强的竞争力。至于比亚迪的第二代刀片电池技术放在实车上是什么水准,可以拿吉利银河E5与用上最新电池技术的元PLUS进行对比,便一目了然。

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第五车间

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自2020年3月,比亚迪发布“刀片电池”已经过去了4年。“刀片电池”以一己之力改变了磷酸铁锂电池的市场格局。数据显示,2019年三元锂电池的市场占率高达61.7%,磷酸铁锂电池的市占率只有32%;到了2023年,三元锂和磷酸铁锂占比分别为32.6%、67.3%,二者几乎掉了个个儿。

市场飞速发展的同时,磷酸铁锂的问题也始终困扰着用户,比如低温续航差,就连李想也曾公开吐槽过,再比如一直没有从字典删除的“自燃”问题等等,甚至一度让“刀片电池”失去往日的光环。

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少数派报告

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什么是刀片电池

严格意义上来说,刀片电池是用来形容电芯的,装机之前的电池芯片尺寸相对较短,更像是“短刀”,所以刀片电池更像是一种“象形词”。

2020年,比亚迪的刀片电池落地,截止到今天已经有4年历史,作为初代刀片电池,其有一定的可取性,比如说在保证续航的基础上,能在一定程度上对成本、稳定性进行兜底。

公平公正的说,比亚迪的刀片电池,是有可取之处的。

但在2024年的今天,刀片电池需要进化,乘联会的数据显示,5月份的新能源乘用车零售量超过了47%,越来越多人需要新能源车。

日前,吉利的神盾短刀电池落地,可以看成是刀片电池2.0的升级版。

从吉利研究院发布的数据来看,神盾短刀电池无论是在能量密度、衰减、快充以及热管理上都进行了全面优化。

如果说比亚迪的刀片电池是1.0版本的产品,那么吉利的神盾短刀电池则是2.0版本。

01 能量密度更高

吉利神盾短刀电池的能量密度为192Wh/kg,当然这里指的是电芯,预计PACK之后的系统能量密度在150Wh/kg-160Wh/kg左右。

目前,主流动力系统电池包的能量密度在140Wh/kg-180Wh/kg左右徘徊。

比亚迪的刀片电池系统能量密度是140Wh/kg,电芯能量密度为170Wh/kg,也就是说吉利神盾短刀电池的综合“带电能力”,是目前比亚迪刀片电池的114%左右。

能量密度更高,就意味着电池包的占用体积小、自重轻、带电能力强等优势。

对于小尺寸车型来说,有限的尺寸下,同样质量的电池包可以携带更多电量,续航更长,对于尺寸更大的车型来说,同样的续航,电池包的质量更小,有利于轻量化工作,降低电耗。

行业巨头宁德时代也在不断的优化能量密度,为的就是减少单位体积下的质量压力。

02 充电速度更快

吉利神盾短刀电池的最快充电速度可以达到2.45C,根据数据反馈,目前比亚迪刀片电池的最快充电速度是2C,这也就意味着在大容量EV电池包上,吉利神盾短刀电池能够提供更快的充电速度。

官方的数据是,10%-80%的电量,充电时间只需要17分钟,这已经非常恐怖。

要知道的是,吉利神盾短刀电池在本质上还是磷酸铁锂电池,更倾向于经济型产品,目前行业主流的磷酸铁锂、经济型电车的电芯,最多只能支持2C的充电速度。

再快的充电速度会引起电芯内部不可逆的损害,发热、析锂,长期使用不稳定性因素大大增加。

目前根据信息反馈,吉利神盾短刀电池会出现在银河E5上,这也就意味着15万级纯电SUV的充电速度将会有一个巨大的飞跃。

为什么吉利神盾短刀电池能够做得更快,本质上还是全新的工艺、稍好一些的配方。

1、电芯更短,正负极之间的内阻更小。

2、负极之间的连接更紧密,使用更细、更长的碳纳米管,成本更高。

3、电解液加入低阻抗成膜添加剂,锂离子的穿梭阻力更小。

综合来看,吉利神盾短刀电池是做了全面优化的,在技术领域有更高的突破,毕竟在2024年的今天,中国的动力电池产业更完善、工程师团队的经验更丰富,设计出优质短刀电池的壁垒也就更小。

2.45C的快充特性配合着192Wh/kg的电芯密度,将会在体验感上为纯电车辆赋能更多,弱化续航、充电、自燃等焦虑。

03 寿命更持久

根据测试数据显示,吉利神盾短刀电池1500次循环之后的剩余可用电量在92%以上。

什么叫循环,就是满充满放一个电池包的容量,以一台车型实际续航450km为例,1500次循环之后的使用里程将会达到65万公里以上。

这是绝大多数家用车都无法跑出来的公里数,也就是说神盾短刀电池可以做到“随车报废”,不会在车辆的使用后期,给用户提供续航不足的不必要焦虑。

之所以寿命更长,核心原因还是电芯尺寸更短,锂离子在穿梭工程中所遇到的阻力更小,内部材料在长期使用过程中的反应更低,相比于传统电芯,其循环次数必然会更多。

最为关键的是,面对传统意义上“磷酸铁锂怕冷”的问题,神盾短刀电池也做出了相应优化。

在-20度的气温下,神盾短刀电池的容量保持率在93%左右,传统意义上的电芯在这个气温下的容量保持率会低于85%。

尤其是对于处于东北地区的用户来说,冬季使用的续航里程必然会更长,这也是神盾短刀电池在优化之后的天然市场优势,在更加寒冷的情况下,电车的使用价值不会衰减的太过于严重。

总结:

从结构上来说,吉利神盾短刀电池一定要比普通的电芯更有优势。

2020年将短刀概念推向市场,比亚迪的1.0版本的确做出了不错的成绩,但伴随着时间的推移,4年前登场、5-6年前研发的刀片电池显然在今天显得有些窘迫。

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近两年,动力电池大战正酣,各大车企相继使出“杀手锏”,比如耳熟能详的“刀片电池”。只不过,电池技术就像“军备赛”,没有最强,只有更强。

这不,在6月27日,吉利自研自产的全新一代磷酸铁锂“刀片式”电池——“神盾短刀电池”横空出世,首搭车型正是网评友好的“全球智享纯电SUV”银河E5

何为短刀电池?神盾短刀有啥“黑科技”?它的出现将改变什么?且听下文分解。

神盾短刀,何以震慑友军?

刀片电池,其本质是通过改变电池的物理形态,在相同体积下容纳更多数量的电池片,从而达到提升电池能量密度、减小电池包的目的。

目前市面上的刀片电池以长刀为主,“神盾短刀电池”顾名思义,采用长度更短的短刀电池,看似一字之差,实则差距巨大。划重点:

短刀电池尺寸小,能量密度却更高

短刀电池的长度仅580mm,比长刀电池缩短约40%,休积利用率提升50%以上,能量密度达到192Wh/kg。目前长刀电池的能量密度为140-150Wh/kg,明显斗不过短刀电池

给用户带来的直接好处有两个:其一、电池能量密度提升,续航更长;其二、电池体积小,侵占的空间更小,且布局灵活,可以获得更高的“得房率”。

作为参考,银河E5长续航版电池容量约60kWh,CLTC续航为530公里,而尺寸比它小的元PLUS,其电池容量比银河E5略高,但续航更短,其长续航版为510公里。至于银河E5的空间表现,只能说大得有点过分,超越了一款车长4.6米的紧凑级SUV该有的水平。

安全“军工级”、电池超“长寿”

长刀电池由于长度更长,电池正负两极的转移路径更长,电池内阻高于短刀电池,而内阻增加会带来电芯产热量的增加,祸祸电池热管理,存在安全性隐患以及电池性能衰减。

短刀电池内阻更小、电芯发热量更小,这是一方面;另一方面,短刀电池融合了诸多提升安全的黑科技。

电池内部采用高耐热且柔韧度更佳的湿法双涂层隔膜,在发生穿刺时不容易断裂,并且破损孔径小,短路面积小。

同时采用氧化铝等耐热涂层,好比在正负极之间添加了“隔离带”,让电池在进行更严苛的针刺时不易收缩,避免发生热失控。相比于高温陶瓷,氧化铝耐热性更好,其耐高温可达1750℃。

电芯热失控主要问题在于电芯的SEI膜(固体电解质界面膜),这是电解液安全性的关键,神盾短刀电池通过提升SEI膜的无机成分降低电池的电化学行为,使得成膜更稳定、致密,安全性更高。

另外,神盾短刀电池还采用了自熔断技术,其基本原理是,通过控制针刺熔断电流,在电芯针刺后铝箔熔断,造成隔膜坍塌,形成绝缘层阻断短路,以大幅提升电芯安全等级。

技术很枯燥,但数据很直观,神盾短刀电池拥有3500圈循环超长寿命,可安全行驶超100万公里,相当于绕地球25圈;快充速度是长刀的1.5倍,平均充电倍率2.45C,10%-80%SOC仅需17分4秒;并且“抗冻”,在-30°C气温环境下,电池容量仍保持在90%以上,冬季续航更有保证。

“地狱级”测试,验明短刀真身

神盾短刀“军工级”安全不是“嘴嗨”,而是经过中汽中心“8针同刺”+真弹枪击,外加6大“魔鬼”串行试验挣得的荣誉,如此变态的测试在全行业也是首次。

在“8针同刺”试验中,神盾短刀电池的电芯以超国标8倍的标准,实现8根直径5mm的钢针同时穿刺并保持1h,电芯不冒烟、不起火、不爆炸。

在更极限的真弹枪击贯穿测试中,神盾电池依然没起火、没爆炸,成为全球首个通过5.8mm真弹枪击贯穿试验的电芯,大写的骄傲。

6大“魔鬼”串行试验旨在评价电池包在各种极端条件下连续受损的性能表现,确保其在实际应用中的超高安全性和可靠性。测试项目包括海水冲浪,高原极寒、高频次刮底(3次刮底)、极限碾压、电池包侧柱碰、烈焰炙烤6项测试,难度堪称“地狱级”,神盾短刀电池包居然轻松通关。

串行试验有多“魔鬼”?举两个“行业首创”为例:

模拟海水环境下动态浸泡试验,其试验条件远超IPX8试验标准,要求静置时间48h,浸泡时间为“海水浸泡”国标时长的24倍。通过测试需满足两大标准,一是试验后电池包测试过程中未发生起火、爆炸、冒烟热失控现象;二是试验后30mi内,使用1000V直流电压分别对样品正、负极进行绝缘电阻检测,正负极对箱体的绝缘电阻、箱体气密及冷板气密都必须达到规定数值。

电池包多频次刮底试验标准目前尚处于公开咨询阶段,神盾短刀电池包属提前“过考”,该测式超严苛,刮底频次超C-NCAP现行标准3倍。其中3°仰角正向连续3次高频次刮底,通过模拟用户在恶劣路况电池底部多次受创,来测试电池底部防护能力。

▲ 神盾短刀电池


单包侧柱碰测试,以直径达254mm 的半球形圆柱体模拟真实道路的大型路障,通过此项测试,足见神盾短刀电池在电芯、整包PACK安全体系上是有要求的——别人的标准是标准,神盾短刀的标准是标杆。

电池包的安全与CTB技术息息相关。神盾电池包在原有神盾安全系统基础上进一步迭代,采用架构强度更高“田字格”框架专利设计,配合吸能型腔,电芯与箱体预留的超大空间,为电芯带来全方位的“盔甲”防护;同时采用更坚固的“三明治”结构底护板,配合专用电池防撞梁设计(低于电池15mm),最大程度降低刮底对电池包的损伤。

涉及电气隔离、热量排疏、导热、意外热失控风险控制,神盾电池包也有大幅升级。在智能安全方面,得益于吉利星睿智算中心,这是全球车企首个超级云计算平台,该平台支持500万辆汽车同时在线,可对电池、电驱和充配电进行7×24小时监控,借助云端故障预警、故障在线诊断、车辆在线维保,进一步降低车辆使用风险。

最后说说

如果说“刀片电池”发轫于比亚迪,那么将“刀片式”电池发扬光大的,吉利肯定算第一个。相比于长刀,神盾短刀在安全、寿命、快充、低温放电、能量密度、适配性方面都凸显优势。

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