比亞迪的刀片電池初步解析

作者：由朱玉龍發表于舞蹈時間：2020-01-17

想寫方殼電芯的市場情況，其實主要分為CATL、BYD和後面幾家跟隨的方殼電芯企業，這個是節前要做的功課。但是這次比亞迪在方殼電芯上面做了比較多的功夫，而且也是非常值得跟蹤和關注的。我想分成三篇文章，分別從刀片式電芯、刀片式電芯成組和Pack方案，還有比亞迪的這套方案是否能承前啟後做一些推演。

1）比亞迪的刀片式電芯

2018年和2019年比亞迪的動力電池裝機量分別為11。4GWh和10。8GWh，在補貼退坡以後，比亞迪在2019 年裝機量同比下降 5。7%，其中在客車和專用車用的鐵鋰這塊下降比較明顯，鐵鋰電池使用量從4。5GWh降低至2。8GWh，同比下降 37。3%。

圖1 比亞迪刀片電池概念

從成本的角度考慮，比亞迪在原有的基礎上，比亞迪在電池尺寸上面做了更改，呈現“扁平”和“長條”形狀。由於這個事情是高度保密的，我們也無從得知產品細節，只能從公開的渠道來找，一個有價值的地方是專利渠道，由於很快要量產，比亞迪也需要在智慧財產權方面讓它得到保護。如下圖所示，在中國核心的關鍵專利能掛大領導的名字，一般是關鍵路徑。下面這三個專利就是這樣的，特別是兩個專利從申報到公開的時間特別短，也是比亞迪非常看中的核心專利希望得到保護的。

表1 比亞迪的三個關鍵專利

從第三個專利裡面，我們可以看到比亞迪的刀片電池是一種長電芯方案（基於方形鋁殼來做的電池），在比亞迪原有的電芯的尺寸基礎上（比亞迪之前在用的比較多的是173的和148的兩種），透過對電芯的厚度減薄，並增大電芯的長度，將電芯進行扁長化設計並且予以減薄設計。

2）比亞迪刀片電池的資訊

我們從這個電芯來看，其實高度118是根據目前的正常的卷芯來做的，13。5的厚度其實比軟包的厚度也多不了多少。主要是從435mm到905mm，甚至更高到2500，這個電芯裡面是怎麼連線的呢？這裡其實有點類似於之前非常火熱的Combo，電芯包括一個很長的電池小“模組”，包括殼體和裡面的卷芯元件，包括多個極芯組，這些極芯可以做成串聯的，也可以做成並聯的。

圖2 刀片電芯的尺寸

在串聯的方案下，兩個相鄰的極芯組之間設定有隔板，將電芯的空間分隔成若干個容納腔，這些容納腔形成類似的蜂巢結構，並且具備密封和注液通道。

圖3 刀片電芯裡面的結構

在串聯的結構裡面，一個電芯透過串聯連線形成了3。2V*3=9。6V的小模組。串聯設計的時候有好多的設計要點：

1）串聯設計中不同極芯組之間由於電壓不同，會導致鋁殼區域性電位過低，極易導致鋰離子嵌入外殼內部，形成鋰鋁合金腐蝕鋁殼，在殼體與極芯組之間設定隔離膜，用於隔離電解液與殼體的接觸

2）不同極芯組內的電解液在連通的情形下，存在內部短路問題；不同的極芯組之間存在較高的電位差（LFP電位差大約為4。0～7。6V），電解液會因電位差較大導致分解，影響電池效能，所以設計了隔板

3）極芯連線件包括銅連線部和鋁連線部，銅和鋁對鋰有電位差，在銅連線部和鋁連線部的接觸的位置電解液接觸位置容易發生腐蝕，所以設計中採用了隔離板，並設定封裝結構將極芯連線件封裝在連線通孔內由於做串聯搞起來容量做不大，這個估計在PHEV才有一些收益，加上比亞迪確實能把電壓做高，不侷限於400V，所以電池容量能小一些。