【太平洋汽车 技术频道】6月27日，吉利汽车正式发布自研自产的最新一代"刀片式"磷酸铁锂电池：神盾短刀电池。这款电池的电池能量密度达到192Wh/kg，而且官方表示，神盾短刀电池在安全性能、循环寿命、快充能力和低温放电等方面，具有显著优势。值得一提的是，吉利 银河E5 （ 参数 丨 图片 ）将率先搭载这款神盾短刀电池。下面我们就来看看，这款神盾短刀电池有哪些技术特点。
短刀电池单体结构有什么特点？
首先在尺寸方面，神盾短刀电池的尺寸仅为580mm，相较于传统的长刀电池，尺寸缩短了大约40%，这种紧凑的尺寸设计可以为车辆提供了更多的空间布局灵活性。
其次电池的内部结构经过优化设计，实现了更短的电芯长度和更低的内阻。更低的内阻也意味着在充放电过程中产生的热量更少，这不仅提升了电池的热管理效率，也降低了因过热导致的安全风险。
相比干法隔膜不同的是，短刀电池内部采用的是湿法双涂层隔膜技术，这种隔膜的柔韧度更佳，能够在遭受外部冲击或穿刺时保持稳定，不易断裂。这种设计显著减少了因隔膜破损导致的短路面积，从而提高了电池的安全性能。
最后，神盾短刀电池在正负极之间涂覆了氧化铝等耐热材料，这些材料就像是一道坚固的"隔离带"，在电池遭受极端条件，如针刺测试时，能够防止电池内部材料的收缩和热失控。这种涂层不仅提高了隔膜的热稳定性，也增强了电池在面对极端条件时的安全性能。
据官方介绍，盾短刀电池的电芯以超国标8倍的标准，实现8根直径5mm的钢针同时穿刺并保持1h，电芯不冒烟、不起火、不爆炸。这些安全性能是如何能做到的？
神盾短刀电池采用了具有高耐热性能的隔膜材料，这种材料能够在高温环境下保持稳定，减少热失控的风险。隔膜的基材本身具有很高的耐热性，而表面的高耐热涂层进一步增强了这一特性。这种设计不仅提升了隔膜的热稳定性，而且通过隔膜基层的柔韧性和涂层中陶瓷的刚性相结合，形成了一种"软+硬"的双重保护机制，有效抵御外界的机械冲击或滥用伤害。此外，隔膜上的胶涂层确保了它与正负极片的有效结合，有助于维持电芯内部结构的稳定性和界面的均匀性。
电解液是电池中离子传输的介质，其稳定性直接关系到电池的安全性能。神盾短刀电池的电解液通过增加无机成分如LiF和Li2O的含量，显著提升了电芯的SEI膜的稳定性。这种改进的SEI膜不仅更加稳定和致密，而且通过在电解液中添加高含量的LiFSI和FEC，进一步增强了SEI膜的热安全性能。这些化学成分共同作用，形成了一个更加紧密和稳定的SEI膜，有效防止了热失控的发生。
另外，神盾短刀电池采用了一种创新的自熔断技术，这是一种在电池遭受极端条件如针刺时能够自动断电的安全机制。通过精确设计电极的面密度和压实密度，配合高强度隔膜，电池能够在针刺时控制电流，使铝箔熔断并导致隔膜坍塌，形成绝缘层，从而阻断短路。这种设计不仅提高了电池在极端条件下的自我保护能力，而且显著提升了电芯的安全等级。
神盾短刀电池通过了中汽中心的6大"魔鬼"串行试验，包括海水冲浪、高原极寒、高频次刮底、极限碾压、电池包侧柱碰、烈焰炙烤等。
CTB电池包构型升级迭代
神盾电池包在原有神盾电池安全系统的基础上，进一步升级迭代，采用CTB电池包构型。主要体现在以下几个方面：
架构强度提升：神盾电池包采用了具有专利的"田字格"框架设计，这一设计可以显著提升电池包的整体刚性和模态，提高2倍以上。这种结构设计，配合吸能型腔，为电芯提供了一个类似全方位防护盔甲的保护空间，有效抵御外界冲击。
多重安全防护设计：在电芯本身的高安全性能基础上，CTB电池包增加了液电分离、电气隔离、热量排疏和导热等多重安全防护措施。这些设计不仅保障了电芯之间的安全隔离，还优化了电池包内部的热量管理，防止了过热情况的发生。
底部防护增强：电池包底部采用了三层复合材料与DP980高强度钢的"三明治"结构底护板，总厚度达到2.6mm，为底部提供了强有力的防护，有效抵御路面障碍物的冲击。此外，电池前部还设计有低于电池15mm的专用防撞梁，进一步减少了刮底对电池包的潜在损害。
热失控风险控制：为了快速排出电池内部的热量，神盾短刀电池配备了两个防爆阀，这些设计确保了电池在遭受热冲击时能够迅速平衡内外压力，及时排出热量，大幅度降低了电池爆炸的风险。
智能安全监控：吉利星睿智算中心作为全球首个"云、数、智"一体化的超级云计算平台，为神盾短刀电池提供了强大的智能安全支持。该中心拥有每秒102亿亿次的超强算力，能够支持高达500万辆汽车的同时在线监控，实现对电池、电驱和充配电系统的全天候监控。通过云端故障预警、在线诊断和维保服务，智能安全系统能够提前识别并响应潜在的车辆安全风险，从而进一步提升了用户的使用安全性。
寿命：可安全行驶超100万公里？
官方数据显示，神盾短刀电池循环1500圈，电池容量保持率为92.12%，循环2500圈，电池容量保持率为87.73%，可以安全行驶超100万公里。这方面做了哪些优化？
首先是神盾短刀电池的体积小巧，内阻低，这意味着在电池工作时产生的热量较少。较小的发热量有助于减缓电芯内部的化学反应速度，从而有效延长电池的使用寿命。
其次，电池的正极材料通过多元素掺杂技术进行了优化，这不仅提升了正极材料的能量密度，还稳定了材料结构和离子扩散通道。这种改进提高了离子的电导率，增强了电池的循环性能。此外，特殊的包覆方法为正极材料提供了额外的保护，机械隔离了电解液，抑制了金属离子的溶解，从而增强了导电性并减少了副反应。
另外，负极材料选用了小颗粒材料，这缩短了锂离子的扩散距离，增加了电解液的浸润面积，从而提高了电池的充放电效率。无定形碳包覆技术的应用大幅度降低了材料的电化学副反应，保证了电芯在循环使用中的性能。
超充：平均充电倍率2.45C
根据官方数据，神盾短刀电池具有超快充电的能力，可以做到仅需17分钟就能将电池电量从10%补充至80%，平均充电倍率达到了2.45C，这样能有效提升用户的充电体验。这又是如何做到呢？
前面说到，神盾短刀电池的物理特性之一是具有较小的内阻。内阻是电池在充放电过程中内部能量损耗的关键因素，内阻越小，能量转换效率越高。神盾短刀电池通过优化材料体系，显著降低了内阻，这不仅提升了电池的充放电效率，也减少了充电过程中的热损失。
电池采用的碳纳米管具有更细的管径和更长的长度，这种结构优化了负极的连结，为锂离子提供了更加畅通无阻的传输路径。形象地说，这就像是为离子传输打造了一条"高速公路"，大幅提高了锂离子在电池内部的移动速度，从而加快了充电过程。
另外，在电解液中加入的成膜阻抗更低的添加剂，有助于在电池的负极表面形成一层更加稳定和致密的SEI（固体电解质界面）膜。这层膜不仅能够保护电极，防止电解液的分解，还能减少锂离子在负极的扩散阻抗，使得锂离子更容易进入负极，进一步加速了充电速度。
低温性能：-30℃温度下电池容量仍在90%以上
吉利神盾短刀电池的耐低温特性使其在极端寒冷环境中也能保持出色的性能，这对于电动汽车在冬季或寒冷地区的应用至关重要。做到这一点，有以下几个技术特点：
优化的电荷传导：神盾短刀电池的正负极设计改进了电荷传导的效率，使得在低温条件下，电池的放电性能更佳。这种快速的电荷传导减少了电池在寒冷环境下的能量损失，从而保持了较高的放电容量。
电池厚度对热量保持的影响：与长刀电池相比，神盾短刀电池的厚度为18.2mm，这种设计有助于在低温放电时减缓热量的散失。较厚的电池结构提供了更好的热稳定性，有助于维持电池内部温度，从而在极寒条件下也能保持电池性能。
电解液添加剂的创新：神盾短刀电池在电解液中加入了低阻抗成膜添加剂，这种添加剂能在电池的电极表面形成一层具有较低阻抗的保护膜。这层膜不仅能够提高电池的充放电效率，还能在低温条件下降低电池的内阻，减少锂离子在电池内部穿梭时的阻力，从而提升了电池的低温充放电性能。
此外，发布会上也展示了电池的生产基地，这里不详细展开说了，概括来说就是，电芯生产基地在盐城耀宁工厂，采用全自动设备和AI智能技术，实现100%自动化作业；而电池包的生产基地在贵阳闪聚工厂，采用MES系统，实现自动化、透明化、数字化生产。
编辑点评：
可以看到，这次吉利发布的新一代神盾短刀电池，技术升级点还是挺多的，从电芯内部的结构、用料到电池包的结构防护，进行了一系列的升级，使得它在安全、超充、低温性能以及循环寿命方面都有不错的表现。这款电池最新搭载在银河E5车型上，届时实车上在动力性能、充电性能、续航能力等方面有怎样表现？很快就有答案了。
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