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”逐步成為業(yè)界共識，越來越多的消費者認識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)的角度對神盾短刀電池進行“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，碳作為負極材料，擁有相對穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)。磷酸鐵鋰電池的充放電過程，其實就是鋰離子和電子在正、負極來回搖擺。理論上講，鋰原子在搖擺的過程中是不會發(fā)生損耗的，但實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越用越低的主要原因。

　　同時，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)越劇烈就會放出更多的能量，這樣就會發(fā)生熱失控。而機械濫用(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。因此在時間允許的條件下，應(yīng)盡量以慢充的方式對磷酸鐵鋰電池進行充電。在充電電流相同、充電時間相同的前提下，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。神盾短刀電池擁有電流產(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。

　　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，從而實現(xiàn)壽命的延長。測試數(shù)據(jù)顯示，神盾短刀電池擁有3500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90.54%，而長刀電芯在兩種環(huán)境溫度下對應(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，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。

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

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

　　神盾短刀電池的獨特性能，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上，中國科協(xié)主席、世界新能源大會主席萬鋼在參觀吉利展臺時表示：“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?！?/p>

　　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級純電SUV市場的交付速度紀錄，成為最快上市突破1萬、2萬、3萬、4萬輛的A級純電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”的市場切口，也有力印證了神盾短刀電池正成為新時代新能源消費者的動力電池首選。