【太平洋汽車 技術(shù)頻道】6月27日，吉利汽車正式發(fā)布自研自產(chǎn)的最新一代“刀片式”磷酸鐵鋰電池：神盾短刀電池。這款電池的電池能量密度達(dá)到192Wh/kg，而且官方表示，神盾短刀電池在安全性能、循環(huán)壽命、快充能力和低溫放電等方面，具有顯著優(yōu)勢(shì)。值得一提的是，吉利銀河E5將率先搭載這款神盾短刀電池。下面我們就來(lái)看看，這款神盾短刀電池有哪些技術(shù)特點(diǎn)。

　　首先在尺寸方面，神盾短刀電池的尺寸僅為580mm，相較于傳統(tǒng)的長(zhǎng)刀電池，尺寸縮短了大約40%，這種緊湊的尺寸設(shè)計(jì)可以為車輛提供了更多的空間布局靈活性。

　　其次電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了更短的電芯長(zhǎng)度和更低的內(nèi)阻。更低的內(nèi)阻也意味著在充放電過(guò)程中產(chǎn)生的熱量更少，這不僅提升了電池的熱管理效率，也降低了因過(guò)熱導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)。

　　相比干法隔膜不同的是，短刀電池內(nèi)部采用的是濕法雙涂層隔膜技術(shù)，這種隔膜的柔韌度更佳，能夠在遭受外部沖擊或穿刺時(shí)保持穩(wěn)定，不易斷裂。這種設(shè)計(jì)顯著減少了因隔膜破損導(dǎo)致的短路面積，從而提高了電池的安全性能。

　　最后，神盾短刀電池在正負(fù)極之間涂覆了氧化鋁等耐熱材料，這些材料就像是一道堅(jiān)固的“隔離帶”，在電池遭受極端條件，如針刺測(cè)試時(shí)，能夠防止電池內(nèi)部材料的收縮和熱失控。這種涂層不僅提高了隔膜的熱穩(wěn)定性，也增強(qiáng)了電池在面對(duì)極端條件時(shí)的安全性能。

　　據(jù)官方介紹，盾短刀電池的電芯以超國(guó)標(biāo)8倍的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)8根直徑5mm的鋼針同時(shí)穿刺并保持1h，電芯不冒煙、不起火、不爆炸。這些安全性能是如何能做到的？

　　神盾短刀電池采用了具有高耐熱性能的隔膜材料，這種材料能夠在高溫環(huán)境下保持穩(wěn)定，減少熱失控的風(fēng)險(xiǎn)。隔膜的基材本身具有很高的耐熱性，而表面的高耐熱涂層進(jìn)一步增強(qiáng)了這一特性。這種設(shè)計(jì)不僅提升了隔膜的熱穩(wěn)定性，而且通過(guò)隔膜基層的柔韌性和涂層中陶瓷的剛性相結(jié)合，形成了一種“軟+硬”的雙重保護(hù)機(jī)制，有效抵御外界的機(jī)械沖擊或?yàn)E用傷害。此外，隔膜上的膠涂層確保了它與正負(fù)極片的有效結(jié)合，有助于維持電芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和界面的均勻性。

　　電解液是電池中離子傳輸?shù)慕橘|(zhì)，其穩(wěn)定性直接關(guān)系到電池的安全性能。神盾短刀電池的電解液通過(guò)增加無(wú)機(jī)成分如LiF和Li2O的含量，顯著提升了電芯的SEI膜的穩(wěn)定性。這種改進(jìn)的SEI膜不僅更加穩(wěn)定和致密，而且通過(guò)在電解液中添加高含量的LiFSI和FEC，進(jìn)一步增強(qiáng)了SEI膜的熱安全性能。這些化學(xué)成分共同作用，形成了一個(gè)更加緊密和穩(wěn)定的SEI膜，有效防止了熱失控的發(fā)生。

　　另外，神盾短刀電池采用了一種創(chuàng)新的自熔斷技術(shù)，這是一種在電池遭受極端條件如針刺時(shí)能夠自動(dòng)斷電的安全機(jī)制。通過(guò)精確設(shè)計(jì)電極的面密度和壓實(shí)密度，配合高強(qiáng)度隔膜，電池能夠在針刺時(shí)控制電流，使鋁箔熔斷并導(dǎo)致隔膜坍塌，形成絕緣層，從而阻斷短路。這種設(shè)計(jì)不僅提高了電池在極端條件下的自我保護(hù)能力，而且顯著提升了電芯的安全等級(jí)。

　　神盾短刀電池通過(guò)了中汽中心的6大“魔鬼”串行試驗(yàn)，包括海水沖浪、高原極寒、高頻次刮底、極限碾壓、電池包側(cè)柱碰、烈焰炙烤等。

　　神盾電池包在原有神盾電池安全系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步升級(jí)迭代，采用CTB電池包構(gòu)型。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　架構(gòu)強(qiáng)度提升：神盾電池包采用了具有專利的“田字格”框架設(shè)計(jì)，這一設(shè)計(jì)可以顯著提升電池包的整體剛性和模態(tài)，提高2倍以上。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，配合吸能型腔，為電芯提供了一個(gè)類似全方位防護(hù)盔甲的保護(hù)空間，有效抵御外界沖擊。

　　多重安全防護(hù)設(shè)計(jì)：在電芯本身的高安全性能基礎(chǔ)上，CTB電池包增加了液電分離、電氣隔離、熱量排疏和導(dǎo)熱等多重安全防護(hù)措施。這些設(shè)計(jì)不僅保障了電芯之間的安全隔離，還優(yōu)化了電池包內(nèi)部的熱量管理，防止了過(guò)熱情況的發(fā)生。

　　底部防護(hù)增強(qiáng)：電池包底部采用了三層復(fù)合材料與DP980高強(qiáng)度鋼的“三明治”結(jié)構(gòu)底護(hù)板，總厚度達(dá)到2.6mm，為底部提供了強(qiáng)有力的防護(hù)，有效抵御路面障礙物的沖擊。此外，電池前部還設(shè)計(jì)有低于電池15mm的專用防撞梁，進(jìn)一步減少了刮底對(duì)電池包的潛在損害。

　　熱失控風(fēng)險(xiǎn)控制：為了快速排出電池內(nèi)部的熱量，神盾短刀電池配備了兩個(gè)防爆閥，這些設(shè)計(jì)確保了電池在遭受熱沖擊時(shí)能夠迅速平衡內(nèi)外壓力，及時(shí)排出熱量，大幅度降低了電池爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

　　智能安全監(jiān)控：吉利星睿智算中心作為全球首個(gè)“云、數(shù)、智”一體化的超級(jí)云計(jì)算平臺(tái)，為神盾短刀電池提供了強(qiáng)大的智能安全支持。該中心擁有每秒102億億次的超強(qiáng)算力，能夠支持高達(dá)500萬(wàn)輛汽車的同時(shí)在線監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池、電驅(qū)和充配電系統(tǒng)的全天候監(jiān)控。通過(guò)云端故障預(yù)警、在線診斷和維保服務(wù)，智能安全系統(tǒng)能夠提前識(shí)別并響應(yīng)潛在的車輛安全風(fēng)險(xiǎn)，從而進(jìn)一步提升了用戶的使用安全性。

　　官方數(shù)據(jù)顯示，神盾短刀電池循環(huán)1500圈，電池容量保持率為92.12%，循環(huán)2500圈，電池容量保持率為87.73%，可以安全行駛超100萬(wàn)公里。這方面做了哪些優(yōu)化？

　　首先是神盾短刀電池的體積小巧，內(nèi)阻低，這意味著在電池工作時(shí)產(chǎn)生的熱量較少。較小的發(fā)熱量有助于減緩電芯內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)速度，從而有效延長(zhǎng)電池的使用壽命。

　　其次，電池的正極材料通過(guò)多元素摻雜技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，這不僅提升了正極材料的能量密度，還穩(wěn)定了材料結(jié)構(gòu)和離子擴(kuò)散通道。這種改進(jìn)提高了離子的電導(dǎo)率，增強(qiáng)了電池的循環(huán)性能。此外，特殊的包覆方法為正極材料提供了額外的保護(hù)，機(jī)械隔離了電解液，抑制了金屬離子的溶解，從而增強(qiáng)了導(dǎo)電性并減少了副反應(yīng)。

　　另外，負(fù)極材料選用了小顆粒材料，這縮短了鋰離子的擴(kuò)散距離，增加了電解液的浸潤(rùn)面積，從而提高了電池的充放電效率。無(wú)定形碳包覆技術(shù)的應(yīng)用大幅度降低了材料的電化學(xué)副反應(yīng)，保證了電芯在循環(huán)使用中的性能。

　　根據(jù)官方數(shù)據(jù)，神盾短刀電池具有超快充電的能力，可以做到僅需17分鐘就能將電池電量從10%補(bǔ)充至80%，平均充電倍率達(dá)到了2.45C，這樣能有效提升用戶的充電體驗(yàn)。這又是如何做到呢？

　　前面說(shuō)到，神盾短刀電池的物理特性之一是具有較小的內(nèi)阻。內(nèi)阻是電池在充放電過(guò)程中內(nèi)部能量損耗的關(guān)鍵因素，內(nèi)阻越小，能量轉(zhuǎn)換效率越高。神盾短刀電池通過(guò)優(yōu)化材料體系，顯著降低了內(nèi)阻，這不僅提升了電池的充放電效率，也減少了充電過(guò)程中的熱損失。

　　電池采用的碳納米管具有更細(xì)的管徑和更長(zhǎng)的長(zhǎng)度，這種結(jié)構(gòu)優(yōu)化了負(fù)極的連結(jié)，為鋰離子提供了更加暢通無(wú)阻的傳輸路徑。形象地說(shuō)，這就像是為離子傳輸打造了一條“高速公路”，大幅提高了鋰離子在電池內(nèi)部的移動(dòng)速度，從而加快了充電過(guò)程。

　　另外，在電解液中加入的成膜阻抗更低的添加劑，有助于在電池的負(fù)極表面形成一層更加穩(wěn)定和致密的SEI（固體電解質(zhì)界面）膜。這層膜不僅能夠保護(hù)電極，防止電解液的分解，還能減少鋰離子在負(fù)極的擴(kuò)散阻抗，使得鋰離子更容易進(jìn)入負(fù)極，進(jìn)一步加速了充電速度。

　　吉利神盾短刀電池的耐低溫特性使其在極端寒冷環(huán)境中也能保持出色的性能，這對(duì)于電動(dòng)汽車在冬季或寒冷地區(qū)的應(yīng)用至關(guān)重要。做到這一點(diǎn)，有以下幾個(gè)技術(shù)特點(diǎn)：

　　優(yōu)化的電荷傳導(dǎo)：神盾短刀電池的正負(fù)極設(shè)計(jì)改進(jìn)了電荷傳導(dǎo)的效率，使得在低溫條件下，電池的放電性能更佳。這種快速的電荷傳導(dǎo)減少了電池在寒冷環(huán)境下的能量損失，從而保持了較高的放電容量。

　　電池厚度對(duì)熱量保持的影響：與長(zhǎng)刀電池相比，神盾短刀電池的厚度為18.2mm，這種設(shè)計(jì)有助于在低溫放電時(shí)減緩熱量的散失。較厚的電池結(jié)構(gòu)提供了更好的熱穩(wěn)定性，有助于維持電池內(nèi)部溫度，從而在極寒條件下也能保持電池性能。

　　電解液添加劑的創(chuàng)新：神盾短刀電池在電解液中加入了低阻抗成膜添加劑，這種添加劑能在電池的電極表面形成一層具有較低阻抗的保護(hù)膜。這層膜不僅能夠提高電池的充放電效率，還能在低溫條件下降低電池的內(nèi)阻，減少鋰離子在電池內(nèi)部穿梭時(shí)的阻力，從而提升了電池的低溫充放電性能。

　　此外，發(fā)布會(huì)上也展示了電池的生產(chǎn)基地，這里不詳細(xì)展開(kāi)說(shuō)了，概括來(lái)說(shuō)就是，電芯生產(chǎn)基地在鹽城耀寧工廠，采用全自動(dòng)設(shè)備和AI智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)100%自動(dòng)化作業(yè)；而電池包的生產(chǎn)基地在貴陽(yáng)閃聚工廠，采用MES系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、透明化、數(shù)字化生產(chǎn)。

　　可以看到，這次吉利發(fā)布的新一代神盾短刀電池，技術(shù)升級(jí)點(diǎn)還是挺多的，從電芯內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、用料到電池包的結(jié)構(gòu)防護(hù)，進(jìn)行了一系列的升級(jí)，使得它在安全、超充、低溫性能以及循環(huán)壽命方面都有不錯(cuò)的表現(xiàn)。這款電池最新搭載在銀河E5車型上，屆時(shí)實(shí)車上在動(dòng)力性能、充電性能、續(xù)航能力等方面有怎樣表現(xiàn)？很快就有答案了。