【太平洋汽車 技術頻道】6月27日，吉利汽車正式釋出自研自産的最新一代“刀片式”磷酸鐵锂電池：神盾短刀電池。這款電池的電池能量密度達到192Wh/kg，而且官方表示，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。值得一提的是，吉利銀河E5将率先搭載這款神盾短刀電池。下面我們就來看看，這款神盾短刀電池有哪些技術特點。
短刀電池單體結構有什麼特點？
首先在尺寸方面，神盾短刀電池的尺寸僅為580mm，相較于傳統的長刀電池，尺寸縮短了大約40%，這種緊湊的尺寸設計可以為車輛提供了更多的空間布局靈活性。
其次電池的内部結構經過優化設計，實作了更短的電芯長度和更低的内阻。更低的内阻也意味着在充放電過程中産生的熱量更少，這不僅提升了電池的熱管理效率，也降低了因過熱導緻的安全風險。
相比幹法隔膜不同的是，短刀電池内部采用的是濕法雙塗層隔膜技術，這種隔膜的柔韌度更佳，能夠在遭受外部沖擊或穿刺時保持穩定，不易斷裂。這種設計顯著減少了因隔膜破損導緻的短路面積，進而提高了電池的安全性能。
最後，神盾短刀電池在正負極之間塗覆了氧化鋁等耐熱材料，這些材料就像是一道堅固的“隔離帶”，在電池遭受極端條件，如針刺測試時，能夠防止電池内部材料的收縮和熱失控。這種塗層不僅提高了隔膜的熱穩定性，也增強了電池在面對極端條件時的安全性能。
據官方介紹，盾短刀電池的電芯以超國标8倍的标準，實作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。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境下保持穩定，減少熱失控的風險。隔膜的基材本身具有很高的耐熱性，而表面的高耐熱塗層進一步增強了這一特性。這種設計不僅提升了隔膜的熱穩定性，而且通過隔膜基層的柔韌性和塗層中陶瓷的剛性相結合，形成了一種“軟+硬”的雙重保護機制，有效抵禦外界的機械沖擊或濫用傷害。此外，隔膜上的膠塗層確定了它與正負極片的有效結合，有助于維持電芯内部結構的穩定性和界面的均勻性。
電解液是電池中離子傳輸的媒體，其穩定性直接關系到電池的安全性能。神盾短刀電池的電解液通過增加無機成分如LiF和Li2O的含量，顯著提升了電芯的SEI膜的穩定性。這種改進的SEI膜不僅更加穩定和緻密，而且通過在電解液中添加高含量的LiFSI和FEC，進一步增強了SEI膜的熱安全性能。這些化學成分共同作用，形成了一個更加緊密和穩定的SEI膜，有效防止了熱失控的發生。
另外，神盾短刀電池采用了一種創新的自熔斷技術，這是一種在電池遭受極端條件如針刺時能夠自動斷電的安全機制。通過精确設計電極的面密度和壓實密度，配合高強度隔膜，電池能夠在針刺時控制電流，使鋁箔熔斷并導緻隔膜坍塌，形成絕緣層，進而阻斷短路。這種設計不僅提高了電池在極端條件下的自我保護能力，而且顯著提升了電芯的安全等級。
神盾短刀電池通過了中汽中心的6大“魔鬼”串行試驗，包括海水沖浪、高原極寒、高頻次刮底、極限碾壓、電池包側柱碰、烈焰炙烤等。
CTB電池包構型更新疊代
神盾電池包在原有神盾電池安全系統的基礎上，進一步更新疊代，采用CTB電池包構型。主要展現在以下幾個方面：
架構強度提升：神盾電池包采用了具有專利的“田字格”架構設計，這一設計可以顯著提升電池包的整體剛性和模态，提高2倍以上。這種結構設計，配合吸能型腔，為電芯提供了一個類似全方位防護盔甲的保護空間，有效抵禦外界沖擊。
多重安全防護設計：在電芯本身的高安全性能基礎上，CTB電池包增加了液電分離、電氣隔離、熱量排疏和導熱等多重安全防護措施。這些設計不僅保障了電芯之間的安全隔離，還優化了電池包内部的熱量管理，防止了過熱情況的發生。
底部防護增強：電池包底部采用了三層複合材料與DP980高強度鋼的“三明治”結構底護闆，總厚度達到2.6mm，為底部提供了強有力的防護，有效抵禦路面障礙物的沖擊。此外，電池前部還設計有低于電池15mm的專用防撞梁，進一步減少了刮底對電池包的潛在損害。
熱失控風險控制：為了快速排出電池内部的熱量，神盾短刀電池配備了兩個防爆閥，這些設計確定了電池在遭受熱沖擊時能夠迅速平衡内外壓力，及時排出熱量，大幅度降低了電池爆炸的風險。
智能安全監控：吉利星睿智算中心作為全球首個“雲、數、智”一體化的超級雲計算平台，為神盾短刀電池提供了強大的智能安全支援。該中心擁有每秒102億億次的超強算力，能夠支援高達500萬輛汽車的同時線上監控，實作對電池、電驅和充配電系統的全天候監控。通過雲端故障預警、線上診斷和維保服務，智能安全系統能夠提前識别并響應潛在的車輛安全風險，進而進一步提升了使用者的使用安全性。
壽命：可安全行駛超100萬公裡？
官方資料顯示，神盾短刀電池循環1500圈，電池容量保持率為92.12%，循環2500圈，電池容量保持率為87.73%，可以安全行駛超100萬公裡。這方面做了哪些優化？
首先是神盾短刀電池的體積小巧，内阻低，這意味着在電池工作時産生的熱量較少。較小的發熱量有助于減緩電芯内部的化學反應速度，進而有效延長電池的使用壽命。
其次，電池的正極材料通過多元素摻雜技術進行了優化，這不僅提升了正極材料的能量密度，還穩定了材料結構和離子擴散通道。這種改進提高了離子的電導率，增強了電池的循環性能。此外，特殊的包覆方法為正極材料提供了額外的保護，機械隔離了電解液，抑制了金屬離子的溶解，進而增強了導電性并減少了副反應。
另外，負極材料選用了小顆粒材料，這縮短了锂離子的擴散距離，增加了電解液的浸潤面積，進而提高了電池的充放電效率。無定形碳包覆技術的應用大幅度降低了材料的電化學副反應，保證了電芯在循環使用中的性能。
超充：平均充電倍率2.45C
根據官方資料，神盾短刀電池具有超快充電的能力，可以做到僅需17分鐘就能将電池電量從10%補充至80%，平均充電倍率達到了2.45C，這樣能有效提升使用者的充電體驗。這又是如何做到呢？
前面說到，神盾短刀電池的實體特性之一是具有較小的内阻。内阻是電池在充放電過程中内部能量損耗的關鍵因素，内阻越小，能量轉換效率越高。神盾短刀電池通過優化材料體系，顯著降低了内阻，這不僅提升了電池的充放電效率，也減少了充電過程中的熱損失。
電池采用的碳納米管具有更細的管徑和更長的長度，這種結構優化了負極的連結，為锂離子提供了更加暢通無阻的傳輸路徑。形象地說，這就像是為離子傳輸打造了一條“高速公路”，大幅提高了锂離子在電池内部的移動速度，進而加快了充電過程。
另外，在電解液中加入的成膜阻抗更低的添加劑，有助于在電池的負極表面形成一層更加穩定和緻密的SEI（固體電解質界面）膜。這層膜不僅能夠保護電極，防止電解液的分解，還能減少锂離子在負極的擴散阻抗，使得锂離子更容易進入負極，進一步加速了充電速度。
低溫性能：-30℃溫度下電池容量仍在90%以上
吉利神盾短刀電池的耐低溫特性使其在極端寒冷環境中也能保持出色的性能，這對于電動汽車在冬季或寒冷地區的應用至關重要。做到這一點，有以下幾個技術特點：
優化的電荷傳導：神盾短刀電池的正負極設計改進了電荷傳導的效率，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減少了電池在寒冷環境下的能量損失，進而保持了較高的放電容量。
電池厚度對熱量保持的影響：與長刀電池相比，神盾短刀電池的厚度為18.2mm，這種設計有助于在低溫放電時減緩熱量的散失。較厚的電池結構提供了更好的熱穩定性，有助于維持電池内部溫度，進而在極寒條件下也能保持電池性能。
電解液添加劑的創新：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内阻，減少锂離子在電池内部穿梭時的阻力，進而提升了電池的低溫充放電性能。
此外，釋出會上也展示了電池的生産基地，這裡不詳細展開說了，概括來說就是，電芯生産基地在鹽城耀甯工廠，采用全自動裝置和AI智能技術，實作100%自動化作業；而電池包的生産基地在貴陽閃聚工廠，采用MES系統，實作自動化、透明化、數字化生産。
編輯點評：
可以看到，這次吉利釋出的新一代神盾短刀電池，技術更新點還是挺多的，從電芯内部的結構、用料到電池包的結構防護，進行了一系列的更新，使得它在安全、超充、低溫性能以及循環壽命方面都有不錯的表現。這款電池最新搭載在銀河E5車型上，屆時實車上在動力性能、充電性能、續航能力等方面有怎樣表現？很快就有答案了。