近几年,短刀电池逐渐成为行业主流产品,其在电池本身性能上全面优于长刀电池。长刀电池由于长度更长,离子电子从正负两极的转移路径更长且无法避免,电池内阻远高于短刀电池,而内阻增加带来了电芯产热量增加的直接问题,从而存在更高的安全隐患和性能衰减。故此,长刀电池在安全性、循环寿命、快充能力和低温放电上远不及短刀电池,也使很多大力发展电动汽车的厂家将重心转移到短刀电池上面。
6月27日,吉利汽车正式发布自研自产的最新一代“刀片式”磷酸铁锂电池——神盾短刀电池。相比目前行业中的“长刀电池”,神盾短刀电池在安全性能、循环寿命、快充能力和低温放电等方面,具有显著优势。
同时,神盾短刀电池长度较短、能量密度更高、体积利用率更高,成组排布更加灵活,适配性更广泛,在轿车、商用车、SUV、MPV等不同车型上均可兼容。
拥有军工级安全,经受8针穿刺与真弹枪击考验
对于动力电池来说,电池安全性永远是第一位的。吉利神盾短刀电池的电芯采用耐热性更强的基材和高耐热涂层,提升了绝缘层耐热性能。同时,通过提升SEI膜的无机成分含量,以提升SEI膜的稳定性,电芯所形成的SEI膜相比竞品电芯更加紧密,显著提升SEI膜的热安全性能。
并且,神盾短刀电池通过适当的电极面密度、压实密度设计,配合高强度隔膜使用,控制针刺熔断电流,使电芯针刺后铝箔熔断,造成隔膜坍塌,形成绝缘层,阻断短路,使电芯安全等级大幅提升。
在一系列措施的保障下,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。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。
而在电池包构型方面,神盾电池包在原有神盾电池安全系统的基础上,进一步升级迭代,采用行业领先的CTB构型。其采用神盾电池“田字格”框架专利设计,整体模态提升2倍以上;配合吸能型腔,电芯与箱体预留超大空间,为电芯形成全方位的防护盔甲。
并且,在短刀电芯本征安全的基础上,进行液电分离、电气隔离、热量排疏、导热等多重防护设计,提升电池包的安全等级。
同时,神盾短刀电池采用三层复合材料+DP980钢“三明治”结构底护板,含胶层总厚2.6mm,对底部损伤起到有效的防护作用。还在电池前部设计有专用电池防撞梁,低于电池15mm,极大降低正向刮底时对电池包的损伤。
为了电池内部的热量可以快速排出,神盾短刀电池还采用2个防爆阀快速泄压,保证电池迅速平衡内外压力,电池内部热量可以快速排出,最大幅度降低电池爆炸风险。
此外,电池包还有吉利星睿智算中心监控,它拥有每秒102亿亿次行业最强算力,为吉利的智能安全提供了强大的算力底座。星睿智算中心可以支持500万辆汽车同时在线,对电池、电驱和充配电可进行7×24小时的监控。可实现云端故障预警、故障在线诊断、车辆在线维保等。
目前,神盾短刀电池包已通过中汽中心开展的6大“魔鬼”串行试验包括海水冲浪、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。6大“魔鬼”串行试验意义在于全面评估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具有高度的安全性和可靠性。
超长寿命,可安全行驶超100万公里
神盾短刀电池长度为580mm,比长刀电池缩短约40%,因此其内阻小、电芯发热量低,内部化学反应速度有效减缓,可有效延长电池寿命。
同时,神盾短刀电池的正极材料多元素掺杂,可提高正极材料能量,也可稳定材料结构、离子扩散通道,提高离子电导率,增强循环性能,并采用特殊包覆方法,机械隔离电解液,抑制金属离子溶解,增强导电性,减少副反应。
负极材料则选用小颗粒材料,缩短Li+扩散距离,增加电解液浸润面积,并采用无定形碳包覆技术,大幅度降低材料的电化学副反应,保证电芯循环性能。
多重技术加持下,使神盾短刀电池拥有3500圈循环寿命,可安全行驶超100万公里,相当于绕地球25圈。对于普通家庭用车而言,一代神盾短刀电池可服务两代车辆的使用需求,可以全面实现动储一体的解决方案,大幅拓展电池应用场景,充分发挥电池全生命周期价值。
并且,随着电池衰减问题的有效缓解,可使纯电动二手车保值率低的问题迎刃而解,还能有效延后电芯大规模退役时间,减少电池退役、拆解和回收的碳排放量。
超快充电,平均充电倍率2.45C
除了拥有极高的安全性和超长耐久性外,神盾短刀电池作为磷酸铁锂电池,在充电效率上也颇有实力。
神盾短刀电池的物理特性决定其内阻更小,同时对材料体系进行优化升级,大幅提升快充性能。
其采用管径更细、长度更长的碳纳米管,使负极连结更紧密,为离子传输打造“高速公路”。并在电解液中加入成膜阻抗更低的添加剂,减少锂离子的扩散阻抗,使得锂离子更易进入负极。
据悉,搭载神盾短刀电池的电动汽车可在17分钟将电量补充至80%,平均充电倍率可达2.45C。
此外,神盾短刀电池还有很好的耐低温特性,在0℃、-10℃、-20℃、-30℃的温度下,神盾短刀电池的低温放电容量保持率均高于长刀电池,平均领先8.7%,温度越低、差异越大。其中,在-30℃温度下,电池容量仍能达到90%以上。
自2015年起,吉利通过自研自建、引入战略合作伙伴等多种路径,陆续在三电原材料、整车核心零部件、生态网络等全产业链投资布局,形成涵盖锂矿资源、动力电池、电驱电控、热管理、充配电、电池回收等全面的三电产业生态。
基于全面的三电布局和严格研发体系,吉利已经逐步构建起一条从材料、配方、电芯设计到电池整包,最后到实车的完整、系统的测试验证链条。多项测试超越国标,并增加多项吉利内部标准要求。
目前,拥有“军工级”安全的吉利神盾短刀电池已通过了中汽中心开展的7大极端安全性能试验,再次开创动力电池安全新标准。据悉,吉利银河E5将成为率先搭载神盾短刀电池的车型。
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