近幾年,短刀電池逐漸成為行業主流產品,其在電池本身性能上全面優于長刀電池。長刀電池由于長度更長,離子電子從正負兩極的轉移路徑更長且無法避免,電池內阻遠高于短刀電池,而內阻增加帶來了電芯產熱量增加的直接問題,從而存在更高的安全隱患和性能衰減。故此,長刀電池在安全性、循環壽命、快充能力和低溫放電上遠不及短刀電池,也使很多大力發展電動汽車的廠家將重心轉移到短刀電池上面。

6月27日,吉利汽車正式發布自研自產的最新一代“刀片式”磷酸鐵鋰電池——神盾短刀電池。相比目前行業中的“長刀電池”,神盾短刀電池在安全性能、循環壽命、快充能力和低溫放電等方面,具有顯著優勢。

同時,神盾短刀電池長度較短、能量密度更高、體積利用率更高,成組排布更加靈活,適配性更廣泛,在轎車、商用車、SUV、MPV等不同車型上均可兼容。
擁有軍工級安全,經受8針穿刺與真彈槍擊考驗
對于動力電池來說,電池安全性永遠是第一位的。吉利神盾短刀電池的電芯采用耐熱性更強的基材和高耐熱涂層,提升了絕緣層耐熱性能。同時,通過提升SEI膜的無機成分含量,以提升SEI膜的穩定性,電芯所形成的SEI膜相比競品電芯更加緊密,顯著提升SEI膜的熱安全性能。
并且,神盾短刀電池通過適當的電極面密度、壓實密度設計,配合高強度隔膜使用,控制針刺熔斷電流,使電芯針刺后鋁箔熔斷,造成隔膜坍塌,形成絕緣層,阻斷短路,使電芯安全等級大幅提升。
在一系列措施的保障下,神盾短刀電池的電芯以超國標8倍的標準,實現8根直徑5mm的鋼針同時穿刺并保持1h,電芯不冒煙、不起火、不爆炸。同時,也是全球首個通過5.8mm真彈槍擊貫穿試驗的電芯,在極限破壞條件下,依然能做到不起火、不爆炸。
而在電池包構型方面,神盾電池包在原有神盾電池安全系統的基礎上,進一步升級迭代,采用行業領先的CTB構型。其采用神盾電池“田字格”框架專利設計,整體模態提升2倍以上;配合吸能型腔,電芯與箱體預留超大空間,為電芯形成全方位的防護盔甲。
并且,在短刀電芯本征安全的基礎上,進行液電分離、電氣隔離、熱量排疏、導熱等多重防護設計,提升電池包的安全等級。
同時,神盾短刀電池采用三層復合材料+DP980鋼“三明治”結構底護板,含膠層總厚2.6mm,對底部損傷起到有效的防護作用。還在電池前部設計有專用電池防撞梁,低于電池15mm,極大降低正向刮底時對電池包的損傷。
為了電池內部的熱量可以快速排出,神盾短刀電池還采用2個防爆閥快速泄壓,保證電池迅速平衡內外壓力,電池內部熱量可以快速排出,最大幅度降低電池爆炸風險。
此外,電池包還有吉利星睿智算中心監控,它擁有每秒102億億次行業最強算力,為吉利的智能安全提供了強大的算力底座。星睿智算中心可以支持500萬輛汽車同時在線,對電池、電驅和充配電可進行7×24小時的監控。可實現云端故障預警、故障在線診斷、車輛在線維保等。

目前,神盾短刀電池包已通過中汽中心開展的6大“魔鬼”串行試驗包括海水沖浪、高原極寒、高頻次刮底(3次刮底)、極限碾壓、電池包側柱碰、烈焰炙烤6項測試。6大“魔鬼”串行試驗意義在于全面評估電池包在各種極端條件下連續受損的性能表現,確保其在實際應用中具有高度的安全性和可靠性。
超長壽命,可安全行駛超100萬公里
神盾短刀電池長度為580mm,比長刀電池縮短約40%,因此其內阻小、電芯發熱量低,內部化學反應速度有效減緩,可有效延長電池壽命。
同時,神盾短刀電池的正極材料多元素摻雜,可提高正極材料能量,也可穩定材料結構、離子擴散通道,提高離子電導率,增強循環性能,并采用特殊包覆方法,機械隔離電解液,抑制金屬離子溶解,增強導電性,減少副反應。
負極材料則選用小顆粒材料,縮短Li+擴散距離,增加電解液浸潤面積,并采用無定形碳包覆技術,大幅度降低材料的電化學副反應,保證電芯循環性能。

多重技術加持下,使神盾短刀電池擁有3500圈循環壽命,可安全行駛超100萬公里,相當于繞地球25圈。對于普通家庭用車而言,一代神盾短刀電池可服務兩代車輛的使用需求,可以全面實現動儲一體的解決方案,大幅拓展電池應用場景,充分發揮電池全生命周期價值。
并且,隨著電池衰減問題的有效緩解,可使純電動二手車保值率低的問題迎刃而解,還能有效延后電芯大規模退役時間,減少電池退役、拆解和回收的碳排放量。
超快充電,平均充電倍率2.45C
除了擁有極高的安全性和超長耐久性外,神盾短刀電池作為磷酸鐵鋰電池,在充電效率上也頗有實力。
神盾短刀電池的物理特性決定其內阻更小,同時對材料體系進行優化升級,大幅提升快充性能。
其采用管徑更細、長度更長的碳納米管,使負極連結更緊密,為離子傳輸打造“高速公路”。并在電解液中加入成膜阻抗更低的添加劑,減少鋰離子的擴散阻抗,使得鋰離子更易進入負極。
據悉,搭載神盾短刀電池的電動汽車可在17分鐘將電量補充至80%,平均充電倍率可達2.45C。

此外,神盾短刀電池還有很好的耐低溫特性,在0℃、-10℃、-20℃、-30℃的溫度下,神盾短刀電池的低溫放電容量保持率均高于長刀電池,平均領先8.7%,溫度越低、差異越大。其中,在-30℃溫度下,電池容量仍能達到90%以上。
自2015年起,吉利通過自研自建、引入戰略合作伙伴等多種路徑,陸續在三電原材料、整車核心零部件、生態網絡等全產業鏈投資布局,形成涵蓋鋰礦資源、動力電池、電驅電控、熱管理、充配電、電池回收等全面的三電產業生態。

基于全面的三電布局和嚴格研發體系,吉利已經逐步構建起一條從材料、配方、電芯設計到電池整包,最后到實車的完整、系統的測試驗證鏈條。多項測試超越國標,并增加多項吉利內部標準要求。
目前,擁有“軍工級”安全的吉利神盾短刀電池已通過了中汽中心開展的7大極端安全性能試驗,再次開創動力電池安全新標準。據悉,吉利銀河E5將成為率先搭載神盾短刀電池的車型。