中國儲能網(wǎng)訊：基于比亞迪方殼電芯的熱度，從刀片式電芯、刀片式電芯成組和Pack方案，以及比亞迪的這套方案是否能承前啟后做一些推演的角度分成三篇文章進行分析解讀，本文將首先從刀片式電芯這個方向展開。
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。
在補貼退坡以后，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(chǔ)上，對電池尺寸做了更改，呈現(xiàn)“扁平”和“長條”形狀。由于這項技術(shù)的高度保密性，外界獲取信息的渠道只有專利渠道，其原因也是因為比亞迪自身對知識產(chǎn)權(quán)的重視。
正如下圖所示，在中國的核心關(guān)鍵專利均由專利關(guān)鍵人所署名，一般是關(guān)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?？粗械暮诵膶＠Ｍ玫奖Ｗo的。
表1 比亞迪的三個關(guān)鍵專利
從第三個專利里面，我們可以看到比亞迪的刀片電池是一種長電芯方案（基于方形鋁殼來做的電池），在比亞迪原有的電芯的尺寸基礎(chǔ)上（比亞迪之前在用的比較多的是173的和148的兩種），通過減薄電芯的厚度，增大電芯的長度，將電芯進行扁長化設(shè)計并且予以減薄設(shè)計。
2）比亞迪刀片電池的信息
從以下電芯可見，高度118其實是根據(jù)目前的正常的卷芯來做的，13.5的厚度與軟包電池厚度所差無幾。
主要是從435mm到905mm，甚至更高到2500，這個電芯內(nèi)部的連接方式是怎樣的呢？這里其實有點類似于之前非?；馃岬腃ombo，電芯包括一個很長的電池小“模組”，包括殼體和里面的卷芯組件、多個極芯組等，這些極芯可以做成串聯(lián)的，也可以做成并聯(lián)的。
圖2 刀片電芯的尺寸
在串聯(lián)的方案下，兩個相鄰的極芯組之間設(shè)置有隔板，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(jié)構(gòu)，并且具備密封和注液通道。
圖3 刀片電芯里面的結(jié)構(gòu)
在串聯(lián)的結(jié)構(gòu)里面，一個電芯通過串聯(lián)連接形成了3.2V*3=9.6V的小模組。串聯(lián)設(shè)計的時候有好多的設(shè)計要點：
1）串聯(lián)設(shè)計中不同極芯組之間由于電壓不同，會導致鋁殼局部電位過低，極易導致鋰離子嵌入外殼內(nèi)部，形成鋰鋁合金腐蝕鋁殼，在殼體與極芯組之間設(shè)置隔離膜，用于隔離電解液與殼體的接觸。
2）不同極芯組內(nèi)的電解液在連通的情形下，存在內(nèi)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，影響電池性能，所以設(shè)計了隔板。
3）極芯連接件包括銅連接部和鋁連接部，銅和鋁對鋰有電位差，在銅連接部和鋁連接部的接觸的位置電解液接觸位置容易發(fā)生腐蝕，所以設(shè)計中采用了隔離板，并設(shè)置封裝結(jié)構(gòu)將極芯連接件封裝在連接通孔內(nèi)。
由于電芯串聯(lián)導致電池容量不大，估計在PHEV才會產(chǎn)生一些收益，加上比亞迪確實能把電壓做高，不局限于400V，所以電池容量能小一些。
圖4 串聯(lián)的結(jié)構(gòu)設(shè)計
并聯(lián)的結(jié)構(gòu)更厲害，主要是把電芯單端出兩個Tap和雙側(cè)出Tap結(jié)合起來弄，這樣等于使用兩條串聯(lián)路徑來走，但是在一段進行串聯(lián)連接，這樣把電芯一個一個連接起來。
這個電芯的細節(jié)還得消化一下，我相信我們能看到的第一版電芯就是這個，比上面的串聯(lián)更靠譜點，而且能把容量做大。
圖5 并聯(lián)的結(jié)構(gòu)
小結(jié)：我認為比亞迪這次對電芯的改進難度有點大，有點類似此前談到的Combo模組的概念，后續(xù)將會來探討該電芯在刀片下的成組。
