纯干货！比亚迪刀片电池究竟厉害在哪儿？
作者丨梅花A
责编丨听雪吃火锅
虽然政策和法规对电动汽车都极其友好，但依旧很难普及，电池的安全性和能量密度是阻碍着电动汽车发展的重要因素。不过，比亚迪前两天宣布推出“刀片电池”，从官方的资料上看，这种电池既增加了能量密度，同时还提升了安全性。究竟是不是这么一回事呢，刀片电池电池有如此神奇么？
在进入主题之前，有必要简单科普一下电池的原理。简单来说电池是，利用金属电极、电位差让电子移动，从而产生电流的装置。我们常见且熟知的锂电池，就是利用锂离子来形成电流的。
锂电池的结构有点像我们日常吃的花卷，先把面擀平了，然后在上面撒上葱花，最后把它卷起来。
锂离子电池呢，最下面是一层铜箔，之上是一层石墨，再往上是绝缘层，最上面的是锂离子材料。其中，铜箔和石墨是负极，锂离子材料是正极。然后把这些东西像做花卷一样卷起来就是电池了，当然其中还有很多细节，比如添加电解质、导电剂、粘合剂等等，这里就不细说了。
具体到电动汽车上的锂电池，基本也是一样的结构，只是会以正极不同的材料细分出不同的种类。目前主流的一个是磷酸铁锂电池，另一个是三元锂电池。
两种电池都不完美，都存在一定的缺陷。三元锂电池的优势在于能量密度高，耐低温性能好，但安全性不佳，一旦短路或解构遭到破坏很容易剧烈燃烧或爆炸。去年蔚来和特斯拉的自燃事件，都和三元锂电池这种特性有关。
而磷酸铁锂电池则正好相反，安全性不错,即便解构损坏也能维持一个相对稳定的状态,但能量密度低（相当于三元锂电池60%左右）和低温环境下的性能衰减，也是很难改善的。
那么比亚迪的刀片电池又是怎么回事呢？本质上它还是磷酸铁锂电池，但比亚迪在设计理念、电芯、电池包的制造理念和工艺上做出了创新，通过这种技术手段，使得刀片电池的能量密度能够达到三元锂电池的水准。
如何理解技术手段，就好比一位厨师，虽然它无法改变食材的好坏，但是可以通过高超的烹饪技巧做出一席丰盛的佳肴。同样的道理，磷酸铁锂电池的物理属性是无法改变的，但是工程师可以通过改进设计、优化布局、提升工艺等手段来提升电池组整体的能量密度。
上图是奥迪e-tron的锂电池组，可以比较直观地看到这一整个电池组是由一个一个模组（Module）组成，而模组内才是真正储存能量的电芯。这种布局方式有一个缺点，每一个模组的外壳、支架包括线束等，都会占据部分电池包内的空间，减少了电芯在电池包内的体积占比。
而比亚迪的刀片电池技术，跳过了模组，实现了Cell to Pack，也就是电芯直接安装在电池包内，过去被模组外壳等占据的空间，也能被释放出来安装电芯。如此一来，比亚迪能将电芯排布的更加紧密，在同样的体积下可以布置更多的电芯。
如果以上的解释太过晦涩，那么大家可以用生活中的一个小案例来类比一下。一个纸箱可以装10瓶水，但是瓶子和瓶子之间无法做到完全贴合，同时瓶子本身也要占据部分箱内的空间。
如果我们改进方法，让箱子能够直接装水，那么体积相同的情况下，直接装水的箱子势必可以容纳更多的水。比亚迪做的就是让电芯跳过了“瓶子”这一环节，用一句网络流行语来说就是“没有中间商赚差价”。
从图片中可以看到，比亚迪的刀片电池组相比奥迪e-tron要排布的更加紧密。
根据国家知识产权局比亚迪专利显示，“刀片电池”长度最长可以达到2500mm，是传统普通磷酸铁锂电池的10倍以上。单个电芯更大，也有助于电池的扩容。特斯拉早前将松下的18650电池升级到21700电池，最为显著的一个改变便是单个电芯的尺寸增大。
图片中三星的18650电池升级成为21700电池，能力容量提升35%。18意为电池直径18mm，65意为电池高度65mm，0意为圆柱电池。21700数字解释相同。
从比亚迪申请专利的细节上还能看出诸多优点，一个是长方形的电芯外壳本身具有很好的刚性，可以承担一部分原先机械加固结构的功能。再有，更大尺寸的电芯让电池包的生产、装配难度大幅降低，也减少了原本模组部分的零件，与之相应的成本也会显著降低。最后，更加一体化的设计理念也可以很好的提高水冷、加热等元件的集成度。
总之比亚迪的刀片电池组的电芯结构更加简单，固定、防护等相关部件也明显减少，使得制造更容易、成本更低、集成效率更高。
