從物理學(xué)剖析：神盾短刀為什么全面優(yōu)于長刀電池

　　自吉利神盾短刀電池發(fā)布以來，“短刀才是新一代”、“短刀更比長刀強(qiáng)”逐步成為業(yè)界共識(shí)，越來越多的消費(fèi)者認(rèn)識(shí)到神盾短刀電池在安全、快充、壽命等方面全面領(lǐng)先長刀電池。近日，北京人大附中物理教師李永樂，站在物理學(xué)的角度對(duì)神盾短刀電池進(jìn)行“硬核”講解，再次詮釋神盾短刀電池在物理結(jié)構(gòu)上就全面優(yōu)于長刀電池。

　　電池長度越短、橫截面積越大，電阻、發(fā)熱量就越小

　　磷酸鐵鋰電池以磷酸鐵鋰(LiFePO4)作為正極材料，碳作為負(fù)極材料，擁有相對(duì)穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)。磷酸鐵鋰電池的充放電過程，其實(shí)就是鋰離子和電子在正、負(fù)極來回?fù)u擺。理論上講，鋰原子在搖擺的過程中是不會(huì)發(fā)生損耗的，但實(shí)際上有可能和電解液發(fā)生副反應(yīng)，出現(xiàn)損耗，造成電池容量下降，這也是電池健康度會(huì)越用越低的主要原因。

　　同時(shí)，電池內(nèi)部發(fā)生的是化學(xué)反應(yīng)，溫度越高化學(xué)反應(yīng)越劇烈，反應(yīng)越劇烈就會(huì)放出更多的能量，這樣就會(huì)發(fā)生熱失控。而機(jī)械濫用(如擠壓、針刺等外力作用)、電濫用(過充、過放、外短路)和熱濫用(局部熱量累積)，正是電池導(dǎo)致熱失控的主要因素。

　　所以，為保障磷酸鐵鋰電池的安全性，除在日常使用中避免外部碰撞和擠壓外，避免內(nèi)部電流產(chǎn)生過多熱量就尤為重要。根據(jù)英國物理學(xué)家焦耳提出的電流熱效應(yīng)計(jì)算公式：Q=I^2 Rt(I代表電流，R代表電阻)，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。因此在時(shí)間允許的條件下，應(yīng)盡量以慢充的方式對(duì)磷酸鐵鋰電池進(jìn)行充電。在充電電流相同、充電時(shí)間相同的前提下，R(內(nèi)阻)越小，電池產(chǎn)生的熱量就越少。根據(jù)電阻定律的公式R=ρ L/S(R代表電阻，ρ代表電阻率，L代表長度，S代表橫截面積)。同樣是磷酸鐵鋰電池(ρ相同)，在相同的溫度下，電池的橫截面積越大、長度越短，電阻就越小。

　　比長刀電池更短、更厚，神盾短刀發(fā)熱量小、壽命更長

　　據(jù)了解，吉利神盾短刀電池的單體長度只有580mm、厚度18.2mm，而普通長刀電池的單體長度是960mm、厚度是13.5mm。相比之下，神盾短刀電池的長度比長刀電池縮短40%、厚度增加35%，因此內(nèi)阻更小。神盾短刀電池?fù)碛须娏鳟a(chǎn)生熱量小、溫度均勻的優(yōu)勢，單體電池的一致性得以提高，降低了電濫用的風(fēng)險(xiǎn)。

　　神盾短刀電池得益于產(chǎn)生熱量小，內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)速度也得以減緩，副反應(yīng)減少，從而實(shí)現(xiàn)壽命的延長。測試數(shù)據(jù)顯示，神盾短刀電池?fù)碛?500圈循環(huán)壽命，比長刀電池的2500圈循環(huán)壽命提升了40%，行駛里程可超100萬公里。私家車如果每年按照2萬公里的平均行駛里程來換算，一塊神盾短刀電池可以服務(wù)兩臺(tái)車。

　　超快充、抗低溫、高安全，神盾短刀就是“刀片式”磷酸鐵鋰電池的優(yōu)佳形態(tài)

　　神盾短刀電池單體尺寸的縮小，還可以帶來電池能量密度的提升，以及低溫環(huán)境下更好的放電性能。神盾短刀電池的能量密度達(dá)到192Wh/kg，明顯優(yōu)于長刀電池的180Wh/kg;在0℃的環(huán)境下，神盾短刀電芯的容量保持率是96.21%，即便在-30℃的環(huán)境中，電池容量仍可達(dá)90.54%，而長刀電芯在兩種環(huán)境溫度下對(duì)應(yīng)的電池容量分別是90.32%和78.96%，耐低溫性能顯著落后。

　　此外，神盾短刀電池在快充方面的性能同樣優(yōu)于長刀電池。據(jù)測試，長刀電池10~80%SOC的充電時(shí)間是26分鐘，平均充電倍率為1.61C，而神盾短刀電池的充電時(shí)間只有17分4秒，平均充電倍率為2.45C。

　　據(jù)了解，神盾短刀電池不僅電芯可經(jīng)受8針同刺與5.8mm真彈槍擊貫穿試驗(yàn)，單一電池包更是成功連續(xù)挑戰(zhàn)“海浪浸泡、高原極寒、高頻刮底、26噸暴力碾壓、單包側(cè)柱碰、火燒炙烤”六大魔鬼串行測試。

　　高安全、長壽命、超快充、低溫性能好，這些性能指數(shù)全面詮釋了吉利自研、自產(chǎn)的神盾短刀電池。

　　“新一代動(dòng)力電池及電混技術(shù)分享會(huì)”廣州站開啟，院士、專家交口稱贊

　　11月12日，“新一代動(dòng)力電池及電混技術(shù)分享會(huì)”廣州站也順利開啟，與會(huì)的行業(yè)專家圍繞電池行業(yè)發(fā)展、神盾短刀電池與雷神EM超級(jí)電混等技術(shù)領(lǐng)域，做出了精彩分享。

　　神盾短刀電池的獨(dú)特性能，更受到了業(yè)內(nèi)專家的一致肯定。中國工程院院士、清華大學(xué)化學(xué)工程系教授金涌，此前在一次行業(yè)論壇上就公開表示：“吉利神盾短刀電池在結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方面展現(xiàn)出了卓越成果，這些創(chuàng)新舉措為鋰電池的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了優(yōu)秀范例。”在2024世界新能源汽車大會(huì)上，中國科協(xié)主席、世界新能源大會(huì)主席萬鋼在參觀吉利展臺(tái)時(shí)表示：“吉利自研自制的神盾短刀電池長度較長刀減小，在循環(huán)和安全方面，尤其是充電方面有了很大的提升，并且在車輛適配性、空間利用率與熱管理方面表現(xiàn)的更好。”

　　率先搭載神盾短刀電池的吉利銀河E5，也成為了當(dāng)下火爆的純電SUV之一。數(shù)據(jù)顯示，銀河E5自上市以來，屢屢刷新A級(jí)純電SUV市場的交付速度紀(jì)錄，成為最快上市突破1萬、2萬、3萬、4萬輛的A級(jí)純電SUV。剛剛過去的10月份，銀河E5熱銷15730輛，為年輕家庭用戶撕開了“高質(zhì)優(yōu)價(jià)”的市場切口，也有力印證了神盾短刀電池正成為新時(shí)代新能源消費(fèi)者的動(dòng)力電池首選。