比亚迪刀片电池内阻为何偏大？本文带你一探究竟

比亚迪刀片电池内阻较大，产生大量热量，热管理困难，因此车辆最高时速也受到限制。如果想解决的话，就需要使用更大的电池来降低每节电池的放电率。对于磷酸铁锂电池，博主建议至少70kWh才能满足功率和寿命要求。对于三元电池，对电量的千瓦时数没有要求，50kWh以上的汽车都可以接受。动力型电池组，如立德L9的三元电池组，总功率为330kW，电池能量仅为42kWh。那么为什么刀片电池的内阻比较大呢？本文将带您一探究竟。

与普通电池相比，刀片电池最大的区别在于其极长，接近1m的长度。相比之下，宁德时代普通方形铝壳电池由于极耳在高度方向，长度一般不超过0.2m。不过，LG为大众MEB平台提供的软包电池长度达到了0.54m，这几乎已经是极限了。 。电芯的长度主要影响集流体的电阻。计算方法如下图所示（只考虑单极，位于极片的一端或中间）：

事实上，如果假设集流体的长度为L，则极柱焊接位置距一端的距离为xL，距另一端的距离为(1-x)L，当x=0或x=1时，表示灯杆末端焊接；当x=0.5时，表示极耳焊接在长度方向的几何中间。经过一系列推导，得到集流体内阻的计算公式：

R=[x2+(1-x)2)/3]·(ρL/S)

式中L为极片长度。电子从极片到极耳的路径对集流体电阻具有线性影响。刀片电池类似于一端带有拉环的设计。对于138Ah刀片电池，正极铝箔的长度和宽度分别为944mm*83mm。考虑到工艺的稳定性，假设铝箔厚度为16μm，则铝箔的电阻率为2.83*10-8Ωm，单极片的电阻为R=ρL/3S=2.83*10-8* 944*10-3 /(3*83*16*10-9)=0.00671Ω=6.71mΩ。整个刀片电池由26个正极组成，相当于26个并联。其总电阻为6.72/26=0.26mΩ。同样，铜箔电阻率为1.72*10-8Ωm，厚度为8μm，负极为946*85mm。总共有27层。计算出单片电阻为7.98 mΩ，总电阻为0.31 mΩ（计算仍然基于26，因为单片不参与反应）。这样，正负极片的欧姆电阻之和为0.57 mΩ。 50%SOC时，整个刀片电池的DCR为1.1±0.2mΩ（30s，1.5C），正负极欧姆内阻各占一半，不可忽视。可见，刀片电池的欧姆电阻确实很大，因为极片太长。参考下面小型软包电池各部分内阻比例，集流体电阻仅占整体DCR直流电阻的10%左右。这仍然是小电池的数据。如果是大电池，其比例会更低，因为随着并联层数的增加，极片和集流体的电阻成比例减小，但极耳的电阻却没有。改变了。因此，后者的比例将会增加，而前者的比例将会减少。

作为对比，宁德时代早年就有磷酸铁锂电池，容量在120Ah左右，低于138Ah刀片电池（说明内阻应该更大）。其型号为48*175*165mm，正极片尺寸为136*135mm，厚度为16μm，共32片；负极片尺寸为141*137mm，厚度为9μm，共33片。为了分析方便，假设为叠片形式，全极片设计，每个极片的电阻为R=ρL/3s，则正极极片的总电阻为： R=ρL/3S/32=2.83*10-8*135*10-3/(3*136*16*10-9)/32=0.586mΩ/32=0.0183mΩ。同理，可以计算出负极板的总数。电阻为R=ρL/3S/32=1.72*10-8*137*10-3/(3*141*9*109)/32=2.926mΩ/32=0.0193mΩ，正、负极总电阻负极为0.0376mΩ，电池总交流内阻约为0.271mΩ，直流内阻一般为一点交流内阻的两倍以上。由此看来，极片的电阻只占整个直流内阻的7%左右。可见，随着电池厚度的增加和高度的降低，其电阻也会相应降低，因此短而粗的比细长的要好。

2、降低集流体内阻的短刀思路

除了内阻较大之外，长度在1m左右的电池在生产效率和良品率方面还面临着诸多问题。比亚迪的刀片电池除了适合自己的汽车产品外，并不适合其他车企。不好。同时，比亚迪申请的刀片电池专利覆盖了600节电芯。为了提高适应性比亚迪最早电池车，避免专利纠纷，蜂巢能源优先选择600mm左右的电池片，统一长度为300~600mm的电池片。俗称“短剑”。根据上述计算方法，如果短刀电池的长度为480mm，则正负极总电阻将减半，约为0.285mΩ。同时，为了增加容量，需要增加电芯的厚度，增加并联电极的数量。最终极片电阻将减半，约为0.143mΩ。可见，减小长度、增加厚度可以有效降低电芯内阻。这也说明，即使未来实现全固态电池，我们也不能指望只有几块电池就组成一个电池组。那样的话，电子传输路径就会变得更长，这会导致电池组的整体内阻变得更大，这对电池更加不利。动力性能的表现。

总结：比亚迪既是一家汽车公司，也是一家电池公司。它的电池在设计时考虑了自己汽车的需求。主要思想是提高体积能量密度，使汽车可以配备更多的电池比亚迪最早电池车，实现长续航。比亚迪率先在深圳推出的电动出租车e5和e6就遵循了这一理念。不过，刀片电池虽然提升了体积能量密度，但其内阻确实过大，不利于高功率性能释放。磷酸铁锂电池更安全、更耐高温、热管理更好。换成三元电池会比较困难。预计短期内不会搭载三元系统刀片电池。上述分析也表明，细长的电芯虽然散热更好，但电阻更大；厚而短的电芯散热困难，但电阻较低。综合考虑，目前4C充电电芯的尺寸仍然采用粗短（~143Ah）设计，并采用双面散热和大面散热，大幅提高散热能力。对于DM-i车型，比亚迪还采用了内部串联的方式，通过缩短电芯长度来降低内阻，提高功率。因此，刀片电池的高内阻确实是一个问题，但并不一定会导致安全问题。近两年发生的安全事故大部分是DM-i车型。内部串联的电池采用软包装封装。一旦发生漏电，很容易造成短路、着火。不过，比亚迪应该会在后续车型中解决这个问题。