刀片电池

日前，吉利汽车召开发布会，宣布他们推出了一款名为“神盾短刀电池”的新型电池。而且吉利在发布会上直接对比比亚迪的刀片电池，说它的短刀电池比对手的长刀电池好，能量密度更高。能承受8针同刺的穿刺实验，通过了各种残酷的考验。反正很强，比对手的刀片电池强。

暂且不去纠结刀片电池谁更强这个永无止境的问题(不同的参照系会得出完全不同的结论)。我们只想问几个问题:在固态电池出来之前，刀片电池是现阶段的最优方案吗？长刀和短刀是什么意思？还有一个最关心的问题:现在的刀片电池都是磷酸亚铁锂，能量密度赶上锂三元了吗？

首先我们需要明确一点，无论是早期特斯拉的18650电芯，后来的21700电芯，15-20年车企广泛采用的VDA方形电芯，特斯拉和当代Amperex科技有限公司力推的4680大圆柱电芯，还是比亚迪首创，广汽、吉利紧随其后的刀片电芯，这些不同形式的电芯都只是电芯封装形式而已。

三元锂电池或者磷酸铁锂电池，这几个字就是电池的正极材料。后来出现的石墨电池，指的是电池的负极材料。但无论正负极材料如何优化，这些电池都是液态电解质的锂电池，所以结构都是一样的。

正负极之间有纯水等液体电解质，电池中间有一层很薄的隔膜，上面布满了只有高倍显微镜才能看到的小孔。这是电池的基本结构。

圆柱形电池是引出正负极最方便的封装结构。后面的VDA方形电池有点基于车用磷酸电池的结构，结构布局也非常容易处理。但在电池的能量密度进一步提高后，在保证更高安全要求的同时，做好电池封装是非常重要的。

对于三元材料，考虑到其化学性质不稳定，长条形封装虽然拉长了正负极之间的距离，但会大大缩短电池在Y轴方向的长度，对于基于三元材料的电池可能会引发热失控的风险(三元材料的温升比磷酸铁材料要凶猛得多)。

所以到目前为止，所有三元材料的锂电池都采用传统的方形电芯或者特斯拉推广的4680大圆柱封装结构。

然而，磷酸铁材料具有化学稳定性(或部分惰性)，因此即使电池单元的Y轴长度缩短，也不会有严重的温度升高风险。其实在目前的石墨阳极技术下，磷酸铁材料的温升问题是完全可以解决的。所以这是从结构上支撑刀片电池诞生的根本。

比亚迪在电池领域拥有非常雄厚的技术储备，即使与当代安培科技有限公司等电池巨头相比，比亚迪也有丰富的能力为3C产品制造体积小、重量轻、能量密度高的电池，这是其他汽车动力电池企业所不具备的。他们率先解决了温升等问题，所以比亚迪在业内率先推出了刀片电池。

继比亚迪之后，其他几款电池也经过不断的技术攻关，研发出了自己的刀片式电池。其中广汽和比亚迪一样，采用长条形设计，吉利得益于正负极材料的进一步研发和电解液配方的调整，成功提高了磷酸铁锂电池的能量密度。在能量密度更高的前提下，吉利的刀片电池X轴长度大幅缩减。这就是吉利在这款短刀电池营销中两个主要卖点的根源:高能量密度和“短刀”。

遗憾的是，虽然经过多年的发展，刀片电池的能量密度已经从最开始的130Wh/kg左右提高到目前的192Wh/kg，但仍然完全无法与今天260Wh/kg以上的刀片电池能量密度相比。

这并不是因为磷酸亚铁锂技术不发达，而是因为这种正极材料本身在电子嵌套方面远远弱于三元锂材料。虽然外界知道三元锂材料化学性质不稳定，但这种不稳定的另一面是三元材料，无论其配比如何，其电子嵌套量都远高于磷酸铁材料。

这是先天的差异，不可能逆转。即使三元锂材料从今天开始停止研发，磷酸铁材料也不太可能达到今天三元锂材料的能量密度水平。所以说白了，磷酸铁锂电池，不管是不是刀片电池，定位都是低成本，而不是高能量密度高储能。

只是现在车企之所以热衷于刀片电池，是因为在同一个电池仓空，如果使用刀片电池，可以在同一个地方塞更多的电池，可以说在一定程度上增加了电池组的储电能力，但这种能力是通过塞更多的电池来实现的，而不是靠电池本身的高能量密度。而且这种高密度的电芯排列会带来重量和散热两个问题，这也是对车企电池组设计水平的考验。

但是三元锂电池很简单粗暴。只要三元锂材料配比合理，正负极采用最先进的技术，这种电池组就可以实现很高的电能储备。所以我们可以清楚的看到，几乎所有100度以上的电池组都是三元锂，没有磷酸亚铁锂。这就是原因。

目前量产车的数据，磷酸亚铁锂的极限在80度左右，那辆车连刀片电池技术都没有。