車用電池高安全性技術設計-比亞迪刀片電池

近年全球環保議題興起帶動電動車需求暴增，在廣泛電動車能源需求議題下，電動汽車所採用電池安全性要求引起業界高度關注。製造商在設計和生產電池時，需要考慮各種潛在的安全風險，並採取相應的措施來減少風險，包括設計具有良好的熱管理系統、安全控制系統，採用高品質材料，以及實施嚴格的品質控制與生產檢驗流程等。同時，對於使用者提供完善之安全使用教育訓練也非常重要。這些措施有助於確保電動車電池在各種條件下都能安全可靠提供能源，同時保護使用者、車輛與周遭環境的安全。

圖1：刀片電池選擇扁平、長條形的設計，將眾多電芯垂直排列在一起，透過特殊的絕緣材料隔離及固定。

圖片來源：經濟日報網址https://money.udn.com/money/story/5612/7591867

根據媒體統計，全球電動車電池發生事件中，有38%為自體燃燒引爆，而碰撞短路起火、標準充電時起火各占14%共約28%。因此電池之穩定性與安全性極度受關注。

 圖2：電動車很環保，然電池自體燃燒占事故比例高

圖片來源(影片截圖)：https://www.youtube.com/watch?v=EeMB-yn16YA

【技術發展背景】

刀片電池並非簡單之材料與技術創新，而是涉及電池生產與加工技術之創新。所謂刀片電池指的是電池看似狹長形狀之刀片，電池長度可達2公尺、厚度可僅13.5釐米。這種結構大幅到提高了電池體積利用率，使得汽車分配之能源系統空間內可安裝更高容量之驅動電池，進而使續航里程表現更好。

【技術介紹】

大部分電動汽車追求電池高能量密度與續行力，因此採用能量密度較高之三元鋰電池，其能量更超越磷酸離鐵電池。但由於三元鋰電池提高能量密度其中一個做法為提高電池中鎳含量，這作法造成 電池熱穩定性降低，電池也更容易自燃，使得電池熱穩定度大幅降低，這可見於特斯拉之電動車幾起事故後之電池自燃事件可觀察到其危險性。

相比之下磷酸鋰鐵電池能量密度低，也具備更高安全性，因此刀片電池發表會便已「安全」作為最大亮點。

鐵空氣電池的技術優勢如下圖所示，該圖為美國公司Form Energy網站所列出的優勢項目

圖3：LFP刀片電池以安全價值導入特斯拉體系

圖片來源:u-car新聞；
網站：https://news.u-car.com.tw/news/article/67270

【未來展望】

磷酸鋰鐵電池安全性雖高，但由於低溫狀況下，性能表現不佳，因此市場較為適合中低階純電動車與低緯度區域商用車市場。未來如能將CTD技術應用於固態電池中將可為電池市場帶來變革。

封面圖片來源：https://www.usmart.hk/en/news-detail/6649544348633514304

參考資料來源

1. 經濟日報，https://money.udn.com/money/story/5612/7591867
2. 比亞迪電池官方網站：https://www.bydglobal.com/cn/ProductAndSolutions/NewEnergy_mob.html;jsessionid=-qZFPeX9dGYWguZrbepveNUaBlXU9VPSNHQn8H_jm5sAjYP1ABSe!1381741582!-1939807679
3. Usmart報導：https://www.usmart.hk/en/news-detail/6649544348633514304