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从物理学剖析：神盾短刀为什么全面优于长刀电池
linx 2024-11-18 17:32:24 资讯 已有人查阅
导读近日，北京人大附中物理教师李永乐，站在物理学的角度对神盾短刀电池进行“硬核”讲解，再次诠释神盾短刀电池在物理结构上就全面优于长刀电池。...
自吉利神盾短刀电池发布以来，“短刀才是新一代”“短刀更比长刀强”逐步成为业界共识，越来越多的消费者认识到神盾短刀电池在安全、快充、寿命等方面全面领先长刀电池。近日，北京人大附中物理教师李永乐，站在物理学的角度对神盾短刀电池进行“硬核”讲解，再次诠释神盾短刀电池在物理结构上就全面优于长刀电池。
电池长度越短、横截面积越大，电阻、发热量就越小
磷酸铁锂电池以磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料，碳作为负极材料，拥有相对稳定的化学性质。磷酸铁锂电池的充放电过程，其实就是锂离子和电子在正、负极来回摇摆。理论上讲，锂原子在摇摆的过程中是不会发生损耗的，但实际上有可能和电解液发生副反应，出现损耗，造成电池容量下降，这也是电池健康度会越用越低的主要原因。
同时，电池内部发生的是化学反应，温度越高化学反应越剧烈，反应越剧烈就会放出更多的能量，这样就会发生热失控。而机械滥用(如挤压、针刺等外力作用)、电滥用(过充、过放、外短路)和热滥用(局部热量累积)，正是电池导致热失控的主要因素。
所以，为保障磷酸铁锂电池的安全性，除在日常使用中避免外部碰撞和挤压外，避免内部电流产生过多热量就尤为重要。根据英国物理学家焦耳提出的电流热效应计算公式：Q=I^2 Rt(I代表电流，R代表电阻)，电流越大，产生的热量越多。因此在时间允许的条件下，应尽量以慢充的方式对磷酸铁锂电池进行充电。在充电电流相同、充电时间相同的前提下，R(内阻)越小，电池产生的热量就越少。根据电阻定律的公式R=ρ L/S(R代表电阻，ρ代表电阻率，L代表长度，S代表横截面积)。同样是磷酸铁锂电池(ρ相同)，在相同的温度下，电池的横截面积越大、长度越短，电阻就越小。
比长刀电池更短、更厚，神盾短刀发热量小、寿命更长
据了解，吉利神盾短刀电池的单体长度只有580mm、厚度18.2mm，而普通长刀电池的单体长度是960mm、厚度是13.5mm。相比之下，神盾短刀电池的长度比长刀电池缩短40%、厚度增加35%，因此内阻更小。神盾短刀电池拥有电流产生热量小、温度均匀的优势，单体电池的一致性得以提高，降低了电滥用的风险。
神盾短刀电池得益于产生热量小，内部化学反应速度也得以减缓，副反应减少，从而实现寿命的延长。测试数据显示，神盾短刀电池拥有3500圈循环寿命，比长刀电池的2500圈循环寿命提升了40%，行驶里程可超100万公里。私家车如果每年按照2万公里的平均行驶里程来换算，一块神盾短刀电池可以服务两台车。
超快充、抗低温、高安全，神盾短刀就是“刀片式”磷酸铁锂电池的最佳形态
神盾短刀电池单体尺寸的缩小，还可以带来电池能量密度的提升，以及低温环境下更好的放电性能。神盾短刀电池的能量密度达到192Wh/kg，明显优于长刀电池的180Wh/kg;在0℃的环境下，神盾短刀电芯的容量保持率是96.21%，即便在-30℃的环境中，电池容量仍可达90.54%，而长刀电芯在两种环境温度下对应的电池容量分别是90.32%和78.96%，耐低温性能显著落后。
此外，神盾短刀电池在快充方面的性能同样优于长刀电池。据测试，长刀电池10~80%SOC的充电时间是26分钟，平均充电倍率为1.61C，而神盾短刀电池的充电时间只有17分4秒，平均充电倍率为2.45C。
据了解，神盾短刀电池还拥有军工级的安全，神盾短刀电池拥有军工级的安全。不仅电芯可经受8针同刺与5.8mm真弹枪击贯穿试验，单一电池包更是成功连续挑战“海浪浸泡、高原极寒、高频刮底、26吨暴力碾压、单包侧柱碰、火烧炙烤”六大魔鬼串行测试。
高安全、长寿命、超快充、低温性能好，这些性能指数全面诠释了吉利自研、自产的神盾短刀电池，就是 “刀片式”磷酸铁锂电池的最佳形态和最优解。
“新一代动力电池及电混技术分享会”广州站开启，院士、专家交口称赞
11月12日，“新一代动力电池及电混技术分享会”广州站也顺利开启，与会的行业专家围绕电池行业发展、神盾短刀电池与雷神EM超级电混等技术领域，做出了精彩分享。
神盾短刀电池的独特性能，更受到了业内专家的一致肯定。中国工程院院士、清华大学化学工程系教授金涌，此前在一次行业论坛上就公开表示：“吉利神盾短刀电池在结构创新方面展现出了卓越成果，这些创新举措为锂电池的结构优化提供了优秀范例。”在2024世界新能源汽车大会上，中国科协主席、世界新能源大会主席万钢在参观吉利展台时表示：“吉利自研自制的神盾短刀电池长度较长刀减小，在循环和安全方面，尤其是充电方面有了很大的提升，并且在车辆适配性、空间利用率与热管理方面表现的更好。”
率先搭载神盾短刀电池的吉利银河E5，也成为了当下最火爆的纯电SUV之一。数据显示，银河E5自上市以来，屡屡刷新A级纯电SUV市场的交付速度纪录，成为最快上市突破1万、2万、3万、4万辆的A级纯电SUV。刚刚过去的10月份，银河E5热销15730辆，为年轻家庭用户撕开了“高质优价”的市场切口，也有力印证了神盾短刀电池正成为新时代新能源消费者的动力电池首选。
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