磷酸铁锂电池续航800公里！龙鳞甲电池叫板麒麟、刀片电池？

在最近举办的蜂巢能源第三届电池日上，蜂巢能源带来了最新的电池解决方案——龙鳞甲电池。在这套技术方案的加持下，用磷酸铁锂电芯，龙鳞甲可以带来800公里的的续航，刷新了磷酸铁锂电池续航的新纪录。

据悉，龙鳞甲电池已确定搭载两款重磅车型，一款SUV，一款轿跑，将在2023年下半年量产上市。

谁说磷酸铁锂电池不配有高续航？

(资料图)

目前，市面上在售的长续航纯电车型中，大多数采用的都是三元锂电池。而除了比亚迪之外，很少有长续航车型采用的是磷酸铁锂电池。至于原因，是因为三元锂电池相较于磷酸铁锂而言，更容易将能量密度做大，也更容易做出长续航车型。

拿宁德时代的麒麟电池来说吧。根据官方的数据，麒麟电池可将三元电池系统能量密度提升至255Wh/kg，而磷酸铁锂电池系统能量密度只能提升至160Wh/kg。可见，三元锂电池能量密度能做到更高。

众所周知，动力电池的能量密度作为其重要的性能指标，直接影响着电动汽车的续航里程。而三元锂电池凭借高能量密度的优势，最长续航已经已经突破1000公里。比如埃安LX(参数|询价) Plus 千里版，其电池能量密度达到205Wh/kg，NEDC工况续航为1008公里。而即将搭载麒麟三元锂电池的极氪001(参数|询价)，据说CLTC续航里程能够达到1032km。

相较之下，市场在售的磷酸铁锂电池车型中，续航最长的就是比亚迪汉EV(参数|询价)，它的电池能量密度为150Wh/kg，CLTC续航为715公里，这个续航表现已经和搭载三元锂电池的同级长续航车型几乎一致了。

比亚迪通过“刀片电池”这一套电池技术方案，将磷酸铁锂电池续航做到700公里，已经是目前是行业最高的水平，甚至很多人认为这就是磷酸铁锂电池的续航极限。不过，这个记录即将被蜂巢能源打破。在蜂巢能源龙鳞甲电池技术方案的加持下，磷酸铁锂电池续航能突破800公里。

对于磷酸铁锂电池而言，多出的100公里续航所带来的优势是显而易见的，其不单单只是出行半径的增加，同时更高的续航，可以降低快充的频率，提高电池的寿命。而且，大家知道，磷酸铁锂冬季续航缩水厉害，而更高的续航，更能降低车主冬季续航焦虑。

而除此之外，官方还表示，在同样的体积下，用三元锂电芯，龙鳞甲则可以带来1000公里的续航里程，而采用高锰铁镍电芯，续航可超过900公里。

那么问题来了，龙鳞甲电池究竟有哪些黑科技，能够再次提升电池续航的上限呢？

龙鳞甲电池提升续航的秘密

根据官方的说法是，蜂巢能源通过优化电芯和系统两大技术，来实现电池续航的提升。

其中，电芯层面，采用了更高能量密度的磷酸铁锂电芯；

系统层面，则是通过系统结构件功能集成、空间功能集成设计。简单来说，就是通过高集成度拉升续航。

下面，我们就来看看龙鳞甲电池具体是如何做的？

1、第二代短刀电池

首先来看电芯层面。虽然官方没有公布龙鳞甲磷酸铁锂电池的能量密度，但从查阅官方已有的资料了解到，蜂巢能源目前第二代L600短刀片磷酸铁锂电芯的能量密度超过185wh/kg，体积能量密度超过430wh/L，属于行业领先水平。

对于蜂巢能源的短刀电池，很多人可能并不陌生。这套电池系统在欧拉多款车型上应用，安全性和稳定性都已经得到市场验证。

短刀电池采用长薄型铝壳电芯，正极材料目前使用磷酸铁锂，未来也可能引入三元锂材料；具体尺寸方面，其长574mm、宽为21.8mm、高为118mm。在车内布置上采用无模组设计，L600短刀电池可沿着车辆X轴方向排布两列，车辆Y轴方向的电芯长度可以达到574*2=1148mm。

提到短刀电池，很多人还会联想到比亚迪的刀片电池，两者都带一个“刀”字。二两者的相同点也都在这个“刀”上，因为两款电池都采用了扁平的设计。

扁平设计的好处，可以让电池表面散热面积更大，降低过热导致的热失控风险。同时，在布局方面也更容易设置防爆阀等结构，迅速排出高温、高压，安全性更高。

而短刀电池和刀片电池的差距，则在一个“短”字，两者在长度上相差很大。其中，短刀电池L600电芯实际长度大约为574mm。这相比刀片电池动辄超过1米的长度而言，确实要短得多。

短刀电池把电芯长度设计更短，一方面带来的好处是可以大幅提升电池包的空间利用率和能量密度。

举个例子，某平台的电池模组给电池包预留的宽度大约在1300mm左右，如果使用比亚迪1米左右的刀片电池，就会导致空间利用率相对较差；而换成长度只有574mm的短刀，布置两个后长度接近1200mm，可以有效提高空间利用率，从而提升电池能量密度。

另一方面，因为电池尺寸更短，可以更灵活排列布局，从而拥有更好的兼容性。在不大幅度更改电池模组情况下，能够适配更多的电动车型。

而根据蜂巢能源的说法，通过调整短刀电芯的厚度和长度，龙鳞甲电池可以兼容A00到C级车。此外，龙鳞甲电池还可以覆盖全部300mm-600mm各尺寸电芯。各个公司都在推的CTC，CTB，CTV都可以与龙鳞甲设计方案实现完美结合。

正因为“短电池”出色的兼容性，据悉比亚迪计划下一代刀片电池尺寸也将由长刀改为短刀，用来兼容更多的乘用车辆。

还有一点值得一提的是，除了磷酸铁锂电池之外，短刀电池是还有三元锂电池方案的。三元锂电池的好处自不必说，它对于提升电池电芯的能量密度，有着立竿见影的效果。

2、第三代叠片技术（飞叠）

相比传统动力电池以卷绕的形式生产电芯，蜂巢能源短刀电池的另一大创新之处就是采用叠片工艺。

卷绕结构是通过固定卷针的卷绕将电池的阴极片、隔膜、阳极片、隔膜，四层一起，像口香糖一样卷起来，挤压成圆柱形或椭圆柱形或方形。

叠片结构是将正负极片裁成需求尺寸的大小，后将正极片、隔膜、负极片叠合成小电芯单体，然后将小电芯单体叠放并联成电池模组。

相比卷绕结构，叠片结构有着更均匀一致的电流密度、优良的内部散热性能、更适合大功率放电。因此有着更好的循环特性、安全特性和能量密度。

举个例子，这就好比在同样大小的箱子里，一个装满乒乓球，一个装满直尺。我们可以轻松地想象出，叠片工艺对空间利用率的帮助，从而一定程度上提高磷酸铁锂电池的能量密度。

不过，叠片技术也有缺点，那就是工艺复杂。比如容易虚焊，叠片结构需要四个切边，不易控制，合格率较低。此外，叠片工艺的设备成本高，需要高精密度的半自动或全自动设备来控制切边。所以，导致的结果就是，叠片工艺的效率相对较低。

在经历技术迭代之后，蜂巢能源的叠片技术已经有了跨越式的提升。从第一代0.6秒/片到第二代0.45/片，蜂巢能源叠片技术在不断完成进化。而在本次电池日上，蜂巢能源发布了叠片3.0技术，蜂巢能源将其称为“飞叠”技术。

根据官方的介绍，叠片3.0效率已经在努力赶超卷绕工艺，达到每片0.125秒的效率，相较于蜂巢能源上一代叠片机占地面积减少40%以上，效率提升200%以上。

叠片3.0技术还集成了极片放卷、裁切、叠片CCD在线监测、热压功能，缩短了极片卷料到叠片之间的片料转运，降低极片裁切到叠片间的加工精度差，大幅度提升短刀电池的良品率。目前叠片3.0已规划在蜂巢能源量产线中，随着新基地陆续投产，短刀电池产能将迅速释放。

在电池日上，蜂巢能源还宣布将“飞叠”对外公开授权。这是因为蜂巢能源已经储备了第四代叠片技术，效率又提高了一倍，会用到更多先进的技术。

根据蜂巢能源方面的透露，其第四代技术用到了更先进的激光技术和物流技术。预计明年年底，第四代叠片机就可以推出来了。

3、高集成度拉升续航

首先，龙鳞甲电池可扩展CTC（电芯直接成组到车身）。传统电池包和CTC的主要区别在于，传统电池包自有一套结构件，比如上盖，和车身的地板同时存在，功能类似。而CTC的电池包，将其一部分结构件和车身共用，减少了材料和重量。

其次，龙鳞甲电池的系统上盖、水冷板，可以和车身乘员舱地板融合，合三为一。这一举措将显著提升电动汽车的集成效率，增加电池包的体积利用率和能量密度，同时也能降低成本，提升装配效率。

另外，由于底部泄压，龙鳞甲取消了中央排气通道设计，进一步为电芯腾下了空间。空间利用率更高，自然电池能量密度就提升了，带来的结果就是续航的突破。

与此同时，龙鳞甲电池的成本优势也非常明显，通过系统集成化的优势，龙鳞甲电池减少了20%的结构件，为电池包减重10-20公斤。这些结构件的减少和减重，既能直接降低物料成本，又能提升生产效率，还能提升电池能量密度和整车续航里程。

综合以上来看，龙鳞甲电池通过优化电芯和系统结构两方面，最实现电池续航的提升。不过，可能有人会担心，电池能量密度提升，对安全方面的技术要求越高。而事实上，除了提升续航之外，龙鳞甲电池的另一大优势就是安全。

单体安全＋系统安全双提升

根据蜂巢能源的介绍，“龙鳞甲”是传说中龙族收集了每一条龙身上最硬的一片龙鳞，集合打造的无坚不摧的鳞甲。取名“龙鳞甲电池”，正是取其坚固无比之意。而从龙鳞甲电池的命名中，我们就可以看出这款电池在安全方面并不简单。

1、采用创新的短刀电芯底出防爆阀设计

电池包系统性风险往往来自于单个电芯的热失控，而常规电池包中电芯的防爆阀设计在顶部，因此防爆阀上方要留出泄压通道，将高温高压的喷发物引导到侧面或底部排出，过程中极易蔓延到相邻电芯导致连锁反应。龙鳞甲应用的短刀电芯防爆阀创新设计在底部，一旦发生某个电芯热失控可快速实现定向泄压，喷发物可按指定方向、通过很短的通道迅速排出，不蔓延至周边电芯。

另外，原本电芯和电池包底部之间一般留有空间，以防止底部碰撞时损伤电池。而底出防爆阀设计将两部分空间合并可提升体积利用率，提升续航里程。

2、热电分离提升安全性

常规电芯防爆阀和极耳在同一侧，热失控泄压区与高低压线路处于同一区域。一旦一个电芯热失控，喷发物极易伤及其他电芯，引发二次危害。对此，龙鳞甲电池采用热电分离的设计思路，就是将电连接区域与热失控区域分离开来，让热失控泄压区与电源传送区各自独立，大幅降低热失控时内部高压拉弧、打火的失效概率，显著提升安全性。

此外，通过结构上的创新，极大缩短排气通道距离。电芯热失控后产生的气体排出距离是最短的，可以使热失控时内部产生的高压气体快速、定向且可控的泄压。

目前，很多车企在电池安全上更多注重“热”的防护，因为只要做到对“热”的控制，基本就能满足国标“5分钟”不起火的要求。但实际上，电芯的热失控带来的不仅是起火或爆炸，喷发出的导电物质，还会在电池包内形成更复杂的短路，从而引发二次危害。因此要做到真正的不起火，热电分离就是最好的安全方案。

3、采用双面冷却设计

龙鳞甲电池采用上下大面水冷板，可以让电芯大面积和冷却板接触，让冷却板迅速带走电芯的热量，换热能力较一般水平提升70%。既可提升非充电场景下电池包的安全，也可显著提升电动车快充场景的安全性。

此外，根据蜂巢能源介绍，龙鳞甲电池的快充性能也非常，匹配三元电池时支持4C快充。

4、采用了高强钢+弹性支架的设计

在电池包结构层级，蜂巢能源还采用了高强钢+弹性支架的设计，为热失控建立安全稳定的泄压通道，提供有力的承载和防护缓冲，避免碰撞带来的电池包故障。

总体而言，龙鳞甲电池做到了单电芯失控不扩散至相邻电芯，整包不起火，远超国标要求的5分钟不起火。实现了从单体安全到系统安全的全面提升，。

事实上，在电池安全方面，蜂巢能源一直在努力，此前也已经做出了诸多创举。除了前面我们提到的通过超高速叠片工艺技术提升电池单体的良品率，以及通过短刀电芯加强电芯级安全之外，蜂巢能源还通过蜂云平台的实时监控来做故障预警，为用户提供更安全的出行体验。

发布高锰铁镍电池和纳米网硅负极技术

在本次电池日上，蜂巢能源除了发布龙鳞甲电池之外，也发布了高锰铁镍和纳米网硅负极相关技术。

1、高锰铁镍电池

前面我们也提到了高锰铁镍电池，是蜂巢能源针对磷酸铁锂电池能量密度存在天花板而提出的新产品方案。

首先，由于不含钴，高锰铁镍电池成本可控，成本要比三元锂电池更低一些。

同时，其能量密度又比磷酸铁锂更高。与磷酸铁锂电池包相比，蜂巢能源的高锰铁镍电池包续航能够提升100公里，低温性能提升2倍；而与同体积密度的三元电池包相比，整包成本要降低9.5%。蜂巢能源预计高锰铁镍电池包重量能量密度为 220WH/kg，体积能量密度为 503 Wh/L，量产时间预计2024 年。

总结来说，相比于磷酸铁锂和三元锂电芯，采用高锰酸锂电芯是一个比较折中的方案。但高锰铁镍电芯受材料限制，电芯内阻大，快充性能一般。

2、纳米网硅负极技术

纳米网硅负极，是蜂巢能源为高能量密度电池提出的负极技术方案。蜂巢能源为此自主

开发了筑网束硅技术、硅碳融合技术、双层包覆技术，循环寿命较进口同类产品提升

10%。 这一负极材料的特点是，高容量、高首效、低膨胀、低产气、长寿命，支持4C 快充。

蜂巢能源预计，纳米网硅负极搭配高镍正极，将率先在大圆柱电芯上实现应用，实现能量密度≥300Wh/kg。2025年，蜂巢能源搭配纳米网硅负极的高能量密度电芯产能将达到 5GWh。

此外，在电池日上，蜂巢能源宣布了公司在储能领域的布局，并开启了“动力电池+储能电池”双轮驱动战略。据悉，基于“储能+”的战略规划，蜂巢能源将继续开发储能+发电、储能+电网、储能+工商业等方案。

电驹小结

近几年，磷酸铁锂电池凭借着成本和安全优势，迎来了强势崛起，并与三元锂电池分庭抗礼。然而，受限于能量密度的天花板，除了比亚迪之外，采用磷酸铁锂电池的车型大多是短续航的入门或低配车型。

而此次蜂巢能源推出续航800公里的龙鳞甲电池，不仅刷新了磷酸铁锂电池的续航里程记录，安全性更高，同时还具备出色的兼容性，能够适配更多车型。对于用户而言，未来我们能够用更少的价格成本，买到更安全，续航更长的磷酸铁锂纯电动车型。对于行业而言，不仅将进一步提升磷酸铁锂电池市场的市占率，同时对环保，以及电动化普及也都将带来积极意义。