三元锂电池比亚迪专利（比亚迪三元电池技术情况）
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三元锂电池将被终结？比亚迪祭出杀手锏，刀片电池正式量产
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3月29日，比亚迪正式对外发布了2019年就受行业重度关注的刀片电池。并在发布会上传达了不少了信息：
一、三元锂电池不安全；二、比亚迪将回到磷酸铁锂路径，潜力挖掘；三、丰田看中比亚迪这个电池技术；四、刀片电池对外放开；五、纯电动汽车动力电池要将更换朝代。
比亚迪股份有限公司董事长兼总裁 王传福
什么是刀片电
比亚迪的刀片电池是比亚迪最新开发的新一代磷酸铁锂电池，其采用自家研发的长度大于0.6米的大电芯，电池单体同样向大容量进化，但电芯形状更加扁平、窄小，通过阵列的方式排布在一起，就像“刀片”一样插入到电池包里，故被称之为“刀片电池”。
全新一代刀片电池拥有300多项核心专利，其放电倍率更高，使用寿命都更长。体积能量密度和重量能量密度、设计强度、安全性（铁锂具备天然的安全和低膨胀率属性）以及最重要的成本（预计综合成本会降低30%）上，都更有优势。
比亚迪股份有限公司副总裁?弗迪电池有限公司 何龙
从技术的角度来说，改善空间利用率（电池体积比能量密度）就是刀片电池的设计主核心。比亚迪通过将电芯进行扁平化设计，使得电池的电芯能量密度和体积能量密度变得更高（刀片电池的电池包的空间利用率可以达到60%）。
注：
①传统模组中电池空间利用率80%，其他是结构件。传统电池包中为了保持安全性有很多梁和柱，模组的空间利用率50%。传统电池包中留给电池的空间只有40%。
②搭载刀片电池的电池包的空间利用率60%。电池空间利用率提升50%。
③刀片电池侧立插入式排布，由100多个电池并列组成，电池堆强度高。
④比亚迪还在刀片电池的电池堆上加了2个类似蜂窝铝板设计的高强度板。
刀片电
刀片在这里既是能量组又是结构件，整个设计下来，比亚迪刀片电池的电芯到pack的成组效率得到了明显的提高，正极磷酸铁锂压实密度还整整提高近10%。
它的原理和LG的590模组原理相似，适用度和宁德时代的CTP相似。即：1.做长硬壳电芯；2.电池可根据需求形成不同尺寸；
根据比亚迪专利显示，刀片电池长度最长可以达到2.5米，是传统普通磷酸铁锂电池的10倍以上，长条状的电池散热还更快.....其电芯尺寸非特定设计，为无模组方案，可以基于不同需求，形成不同尺寸的一系列电芯。
比亚迪通过“刀片”电池专利技术，使得普通电池包体积比能量密度（电池的能量与其体积之比）从251Wh/L提升至332Wh/L。
这意味着什么？
这意味着纯电时代高续航电车的主导者，将不再是天生能量密度高，但安全稳定性低的三元电池，而是被大家放弃的天生安全稳定性极高，但能量密度很低的磷酸铁锂电池。
注：
①三元锂材料会在更低的200℃左右发生分解，而磷酸铁锂材料是在800℃左右。②三元锂材料的化学反映更加剧烈，会释放氧分子，在高温作用下电解液迅速燃烧，发生连锁反应。
③三元锂材料比磷酸铁锂材料更容易出现失控着火，所以强调续航的新能源乘用车上大多都是用的三元锂电池。强调安全性的客车和专用车使用的是磷酸铁锂电池。
④去年比亚迪曾经做过一个针刺实验，主要系长而薄的设计在钢针穿透后受创的面积小，因此触发的内部短路发热量也少。故采用磷酸铁锂正极的刀片电池只表现了轻微的电压下降和表面温度提升，穿刺位置无烟雾、火花出现，明显优于普通铁锂和三元电池。
1）针刺试验要求不冒烟、不起火，但此前几乎没有电池能做到，最后国标征求意见稿把针刺这一项取消了。这可不是一般的实验，比亚迪刀片做到此种表现，并不是简单的牛X两字可以形容。从某种程度上来说，已经是权威中的权威了。
刀片电池的对造电车有什么好处？
1.性能和续航更强。
关注车的朋友应该还记得，前一段车则曾经发布一个关于使用LFP刀片电池的汉BEV资讯。
汉BEV是比亚迪首款使用刀片电池+磷酸铁锂的方案的车型，其电芯长度达到近1m，高度达到了90mm，厚度为13.5mm，在成组率上面，汉BEV?由170Wh/kg压缩到了140Wh/kg，质量的比例竟然高达为82.3%。
性能和续航表现呢？后驱版本工况里程已经冲到了600km+，零百仅需3.9S左右...比亚迪真的将三元和铁锂的性能差距拉到了0，铁锂的表现甚至还优于三元。
新车即将上市，是骡子是马，有机会车则一定会搞一辆给大家长期试试。
2.造成价格降低。
2019年三元锂电池的市场行情大概是1000元/kWh，而磷酸铁锂电池的市场行情差不多是680元/kWh，我们以一组50kWh的电池包为例，磷酸铁锂电池会比三元锂电池的便宜1.5万元左右。
当三元和铁锂拉不开性能差距的情况下，对于大部分车企（尤其是补贴退坡后的造车新势力）而言肯定是首选铁锂组成的刀片。
3.适用性变广。
车企选择电池，不仅仅需要考虑低成本方案，更要考虑企业长期的演进。前者是生存问题（在补贴退坡过程中这是首要问题，大家吃上饭才能考虑长远），后者是品牌和企业长期发展的问题。
比亚迪刀片电池电芯最长可达2.5米，这样体积的电池显然不是为乘用车准备的，按照比亚迪目前的业务规划，未来比亚迪纯电动客车极有可能也会采用刀片电池。
这意味着什么？
这意味着以三元锂电池一家独大的宁德时代或将从今天开始面临史上最大的挑战。
你以为这样就结束了吗？
工科之间的博弈向来都是最好看的。当前，新能源电池主要有：锂电池，燃料电池，石墨烯电池。比亚的刀片电池依靠以上几点，不出意外是可以改变整个追求续航不顾安全的市场。
但....这里还有一个但是，如今已经采用宁德时代电池的特斯拉，将在4月将召开“电池日”，推出新能源汽车下一代电池技术。
现在问题来了，三元锂电池的转折点会不会也要来了？
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比亚迪曝光穿刺测试，原来三元锂电池爆炸威力这么大？
3月29日，比亚迪正式宣布推出“刀片电池”，我们可以将其理解为全新一代“磷酸铁锂”电池，并不是此前我们常常听到的三元锂电池。那么，刀片电池的优势在哪呢？
2015年，中国电动汽车产业突然加速，彼时大多数电动汽车搭载的电池都属磷酸铁锂电池。由于国家规定的电池能量密度越来越高，同时在有限的体积下，厂家也更愿意最大限度的提升续航，进而才能满足消费者对续航的需求。故而，在2016年后，大多数车企逐渐改用能量密度更高、相同体积下可承载更多电能的三元锂电池。
或为蔚来es8电池组
那三元锂电池有何优势？相同体积下，三元锂电池由于其能量密度高的天然优势，可储存的电能比磷酸铁锂电池组多。也就是说，同一款车，分别搭载三元锂电池和磷酸铁锂电池，那么搭载三元锂电池的续航里程肯定比磷酸铁锂电池高。
不仅如此，三元锂电池可支持输出、输入的功率也更强。因为，从化学原理上看，三元锂电池相比磷酸铁锂电池更加活跃。如何理解呢？简而言之，我们分别准备两个口袋，其中一个口袋的袋口更大（三元锂），而另一个口袋的袋口偏小（磷酸铁锂），那么相对而言，袋口大的口袋能装的米就多，与此同时可以往出倒米的量或速度也更大更快。
放到电动汽车上，我们就可以理解为，三元锂电池的充电效率更高。除此之外，车辆性能中的最大功率这一项数据，也可以更高。看到这里，我们不禁要问了，那三元锂电池就没有缺点吗？
确实，一般情况下，任何事情都有两面性。我国新能源汽车补贴逐年退坡，对可获得补贴的车辆搭载的电池有着越来越严格的规定。而这越来越严格的规定中，最重要的考量指标就是电池的“能量密度”，即单位体积内包含的能量。所以，我国各大车企也更愿意去使用三元锂电池。只是，能量密度越来越高的同时，三元锂电池的弊端则越来越暴露。
图源自网络
三元锂电池由于其更高的活跃性，其稳定、安全性能则相对较差。随着续航里程的不断增大，现阶段主流电动汽车的NEDC续航普遍超过400公里，甚至已经达到500公里、600公里。可，消费者都知道，厂家宣传的所谓NEDC续航，我们日常驾驶，很难达到。尽管电池组容量大，但三元锂电池相对更活跃，不稳定性强，这就导致其电量的输出速度也更快。
电池活跃带来的另一个缺点或者说弊端，就是“不安全”。此前，编辑曾对时任北汽新能源的技术工程师进行过采访。经他介绍，电动汽车的电池一般情况下是不会发生爆炸的，所以尽管我们常常会因为动力电池爆炸而关注电动汽车的电池安全，但我们仔细想想就会发现，电动汽车的自然总量相对汽油车来说，数量上更少。
前面提到，这位工程师当时讲道，一般情况下不会自燃，还有但是。一旦电动汽车发生自燃，那很有可能会引起爆炸。所以，该工程师介绍，如果发现电动汽车冒烟，有自燃倾向，那我们尽可能不要选择灭火器救火，还是以保证自身的人身安全为主，尽快远离车辆。
2019年，一辆特斯拉汽车地库突然爆炸的视频火爆了网络，似乎也再次印证了彼时那位工程师所言非虚。所以，我们消费者关心动力电池的安全是无可厚非的，因为化学产生的变化，是会爆炸的，而不是简单的燃烧。
那么，磷酸铁锂电池就没有这些问题吗？实话实说，仍旧有！只是相对比较安全。网络上也有较多磷酸铁锂电池与三元锂电池的对比。我简单列举一下，双方的优缺点，如下表：
所以，我们可以看到，市面上行驶的大型电动汽车，如公交、货运车辆等，仍旧搭载相对更稳定的磷酸铁锂电池。
那么，有没有第三种可能？至此，本文的重点来了。比亚迪电池起家，其独特的电池技术使其多次跻身于全球动力电池产量前五，技术上更是独步武林。而比亚迪电池的核心，就在磷酸铁锂电池。
近几年，随着国家对乘用车搭载能量电池的能量密度越来越高，比亚迪迫不得已，也更换了三元锂电池。原来，短暂使用三元锂电池的比亚迪在“憋大招”。从去年，王传福在中国电动汽车百人论坛上明确表示将推出刀片电池，到近日比亚迪官方发布的三种动力电池“穿刺”实验视频，我们终于了解到，“技术狂人”王传福所言非虚，以研发、技术驰名的比亚迪也没有让消费者失望。
所谓刀片电池，其实内部的原材料还是和磷酸铁锂电池一样，但无论是动力电池的形状、内部构造还是组装方法，比亚迪都做了全面的更新。当然，目前比亚迪还未将其刀片电池的专利开放，我们也仅能从一些专家的分析和比亚迪公布的视频、数据中了解。
目前，我们掌握到的情况就是，刀片电池的能量密度突破了原有磷酸铁锂的瓶颈，在比亚迪原有磷酸铁锂电池的基础上，能量密度增加50%。另外，由于内部构造、隔膜材料等多方面多维度的技术更新，刀片电池相比磷酸铁锂电池更稳定 、更安全。
用素有技术狂人之称的比亚迪董事长王传福的话说：比亚迪要用刀片电池把“自燃”这个词从新能源汽车的字典里彻底抹掉！有了技术自信，又有眼见为实，我们有理由相信，比亚迪刀片电池的出现或许能够让消费者在购买电动汽车时更放心安全。我们再来聊一聊比亚迪此次的穿刺测试。
何为穿刺测试？穿侧测试的目的和必要性是什么？
所谓穿刺试验，实际上就是字面意义，用3~5mm的耐热钢针，垂直刺入一块动力电池。具体测试的过程，我们仍旧可以通过比亚迪方面上传的视频，可以一目了然的看到。实际上，早起我国电动汽车动力电池是需要进行穿刺测试的，但由于多方利益，我国在近年来的规定中又取消了穿刺测试。只是，我们也不要过分看重穿刺试验的结果。因为在常规状态下，动力电池的外部还有保护壳、极难发生类似穿刺测试的真实环境。穿刺试验也仅仅针对最为极端的情况下，动力电池的安全性。
不过没关系，这并不妨碍车企方面单独做测试。同时，穿刺试验也是几乎每个厂家或者电池厂商的“标配”。从展示的视频结果来看，市面上销售的三元锂电池在经过穿刺试验后的几秒钟内，冒烟、起火接而发生了爆炸，反应了如今市面上常见的三元锂电池，在经过穿刺试验时的不安全、不稳定性。
磷酸铁锂电池在进行穿刺测试的时候，反应则明显没有三元锂电池大，但仍旧会受到穿刺影响，电池发生了内短路现象，同时电池温度也逐渐升高。
刀片电池在经过穿刺试验后的长时间内，电池温度仍旧正常、电池仍可持续输出电压，突出反映了其安全性。说到这里，有的朋友会问了，刀片电池为什么可以如此安全？实话实说，不知道。因为这项技术如今掌握在比亚迪手中，他们不揭秘，恐怕我们很难完全理解。不过，我们仍可进行假设。
由于其电池构造，如视频中显示，刀片电池的体积相对扁平，在针刺实验室，钢针扎入电池后，其内部构造相对“隔离”，即被刺穿的电芯无法与其它电芯形成有效的滑雪反应，继而避免了内短路。当然，此种可能性是有存在可能的，但最终的结果和答案，仍需要比亚迪告知。
具比亚迪发布消息，刀片电池将会搭载于比亚迪旗下全新轿车，比亚迪汉，后期则会搭载更多比亚迪旗下车型。相对来说，新技术的研发是需要谨慎的，所以目前恐怕比亚迪方面也无法大面积量产刀片电池。除了研发问题，还有成本问题。众所周知，比亚迪在新能源领域的技术优势是通过真金白银砸出来的，高昂的研发费用一直是比亚迪的优势，但新技术研发成功后，如何收回成本并提高利润，是每一个企业都面对的问题。
编辑分析，刀片电池最早将会在2021年底大面积投入量产，2022年或会和其它汽车厂商合作，很难于今年开始大面积量产。王传福曾透露，刀片电池的诞生其实是为了我国动力电池发展的路线“纠偏”。通过他的观点，我们也可以相信，王传福是想用刀片电池，打破目前三元锂电池独霸市场的局面。与此同时，刀片电池的出现也会逐渐影响消费者对于动力电池安全的思考。
安全问题从来都不可忽视，作为相对新兴的电动汽车领域则更显重要。无论是自动驾驶致人死亡，亦或是动力电池致人死亡，生命面前，一切的狡辩都面目可憎。对关乎安全的问题，有关部门和厂家都应该防患于未然，才能确保万无一失。尽最大努力保护消费者生命和财产安全，是最正常也最为重要的事。
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
【汽车人】三元锂电池退出C位，资本为磷酸铁锂狂欢
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正是由于三元锂电池和磷酸铁锂电池之间的竞争，动力电池技术才得以不断进步，综合性能快速提升，成本也在不断下降，这对整车企业与消费者都是好事情。
文/《汽车人》张恒
30年河东，30年河西，磷酸铁锂电池又回来了！
当初，三元锂电池是怎么打败磷酸铁锂电池的？就赢在一个能量密度上。因为我国新能源汽车补贴政策的一项核心指标就是看电池的能量密度。
2019年新能源汽车补贴政策表明，能量密度在125-140Wh/kg的车型按照0.8倍补贴，140-160Wh/kg的按照0.9倍补贴，160Wh/kg及其以上的车型按照1倍补贴。三元锂电池能够轻松地跨过140Wh/kg的门槛，而磷酸铁锂电池则不行。
初期，我国新能源汽车配套的动力电池主要是磷酸铁锂电池，随后，短短几年间被三元锂电池取代。如今，三元锂电池已成为主流。简单说，磷酸铁锂电池哪儿都好，就是输在能量密度上。其实，除了能量密度，动力电池还有很多关键指标，如电池的安全稳定性以及价格成本，这些都是磷酸铁锂电池的优势。
人类的需求是无止境的，随着技术迭代，当动力电池的能量密度不再是最短的那个木板，其他方面的需求就再度被重视起来。最大的问题是，新能源汽车的成本太高了，首当其冲的就是电池成本。随着补贴大幅退坡和市场的疲软，车企面临的核心问题就是如何削减成本。
成本最高的动力电池，2019年磷酸铁锂电池电芯组的市场报价大约在0.7元/Wh左右，同规格的三元锂电池为0.9元/Wh，贵了20%以上，具体到一辆车上，起码相差9000元，而绝大部分车型的利润都没那么多。
三元锂电池为什么贵？就是钴元素太贵。钴不但是稀有金属，还是战略资源。钴价在2018年顶峰时达到68万元每吨，如今的价格在28万元每吨左右。
这么看起来，钴价格跌了很多。跌是有原因的，车企和动力电池企业在不断地推进技术向前，从少用钴到不用钴，过去一段时间都围绕在少用上，现在已经发展到不用钴的时代了。少用是指镍、钴、锰的比例，从5:2:3发展到8:1:1，也就是我们熟知的523电池和811电池，这三种稀有金属就是所谓的“三元”。如果完全不用钴，就变成了磷酸铁锂电池。
“零钴化”有两个关键性事件，其一就是比亚迪的新一代刀片电池的推出。比亚迪是以磷酸铁锂电池技术起家的，由于补贴政策倾向三元锂电池，不得不临时转换技术，以适应市场。难能可贵的是，比亚迪转向“三元”技术的同时，并没有放弃对磷酸铁锂电池的研发。新一代刀片电池的推出，可谓是一枚重磅炸弹。
比亚迪宣布会在2020年推出新一代的刀片电池，属于磷酸铁锂电池，能量密度能够达到“三元622”的水平，成本却低了30%。比亚迪表示该电池有300多项核心专利，寿命可以达到8年120万公里，搭载该电池的纯电动汽车续航可以达到500-600km。受此消息影响，比亚迪A股在三个多月时间里涨幅超50%，市值达到了1841.5亿元，超过港股吉利汽车的1340亿港币，成为我国市值最高的民营车企。
磷酸铁锂电池的材料在高温性能与循环寿命上均优于三元锂电池。2018年之前，磷酸铁锂电池的成本率为60%，应用刀片电池技术后可以达到90%以上。
另一个关键事件是特斯拉和宁德时代的合作，也包括特斯拉在弗里蒙特自己建了一个电池生产线，启动自产电池，而马斯克在几年前就明确表示特斯拉将会去掉钴。在特斯拉入华后，又传出了与宁德时代联合开发无钴锂电池的消息。
受上述两个消息影响，国际钴价大跌。虽然现在还是三元锂电池的天下，但是“去钴化”已然成为动力电池技术的发展方向，磷酸铁锂电池又回来了。说是30年河东，30年河西，其实是竞争带来的发展。正是由于两种电池的竞争，动力电池技术才得以不断进步，综合性能快速提升，成本也在不断下降，这对整车企业与消费者都是好事情。（文/《汽车人》张恒，部分图片来源网络）【版权声明】本文系《汽车人》独家原创稿件，版权为《汽车人》所有。
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