杨晓星发言: 为何lfp可以做成刀片,三元锂却不做

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枫林晓1
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杨晓星发言: 为何lfp可以做成刀片,三元锂却不做

#1

#1 帖子 枫林晓1 »

🔥结论(最简版)

LFP(磷酸铁锂)可以做成长条刀片,是因为它本质更安全、更稳定,即使做成大尺寸电芯,出现局部损伤也不容易热失控扩散。

三元锂(NCM/NCA)不能轻易做成长条刀片,是因为它能量密度高但热稳定性差,大尺寸单体一旦出现损伤,热失控扩散速度会极快,风险不可控。

因此刀片结构(大尺寸、长条、薄片、低冗余)天然更适合 LFP。

🔍深度解析:为什么 LFP 能做刀片,而三元不能?
一、材料热稳定性根本不同(决定结构可行性)
项目 LFP 三元锂(NCM/NCA)
热分解温度 ≈ 350–500 ℃ ≈ 180–250 ℃
热失控起点 ≈ 260–300 ℃ 150–210 ℃
氧释放 极低(磷酸盐结构稳定) 较高(层状结构会释氧)
自燃倾向 极低 显著
➤ 关键逻辑

刀片电池 = 单体大体积 + 长条形状 + CTP 无模组(冗余低)

要使用这种“大电芯 + 低包内冗余”的方案,材料必须满足:

即使局部短路,也不会急速热失控

即使电芯很长,也不会因局部损坏导致整芯热蔓延

LFP 完全满足,三元不满足。

二、刀片结构大幅提升能量集中度,三元不安全

刀片电池单体尺寸极大(长 600–960 mm),本质是:

单体容量数十 Ah → 上百 Ah

比普通三元小电芯大几倍甚至十几倍

大电芯 = 一旦热失控,释放能量也大 ×10。

因此对安全性的要求极高:

✔ LFP:热稳定,允许电芯做大
✘ 三元:高能量密度 × 低稳定性 = 大电芯风险极高

→ 很难通过安全认证(针刺、挤压、热箱、热扩散测试)

所以业内不敢把三元做成长条。

三、三元锂不能采用“低散热阻 + 薄壳”结构

刀片电池为了减重、提升体积利用率,使用:

超薄钢壳(甚至小于传统模组壳体厚度)

CTP(无模组,结构简化)

每个单体直接作为受力件

这意味着:

结构强度要求高

没有模组壳体的额外隔热层

一旦热失控,包内缺乏阻挡

三元无法承受这种“低隔热冗余”设计。

四、刀片电池的超长形状需要极高机械安全性

长条电芯会带来:

机械弯曲风险

偏压风险

局部压力集中问题

刚性不足的问题

LFP 的固态相结构(橄榄石结构)抗机械滥用能力非常好。

三元的层状结构(LiMO₂)对机械冲击更敏感:

更容易发生微短路

更容易因局部过热进入失控链条

这是刀片结构不能用三元的又一个理由。

五、三元的高镍路线更进一步降低了安全性

现代三元为了追求能量密度,越来越高镍:

NCM811

NCM9½½

NCA

高镍 = 更不稳定

氧释放更多

热失控温度下降

安全窗口缩小

越高镍,越不可能做刀片结构的大电芯。

📌业内讨论总结一句话

刀片电池并非形状创新,而是基于 LFP 热稳定性的结构性机会。

→ 换成三元体系,这种大电芯结构风险太高、无法量产。
→ 三元必须保持小封装单体(软包、圆柱、方壳小尺寸)+ 强包化冗余。

🧭未来有没有“刀片三元”的可能?

理论上可以,但需要满足几个条件:

三元必须大幅提升安全性(比如“补锂 + 包覆 + 掺掺 + 单晶”等技术全部进来)

必须通过整包安全认证(特别是热扩散法规)

电芯尺寸不能像 LFP 那么夸张长条

➡️ 行业内已有探索,但目前商业化几乎为零。

🔥一句最本质的总结

刀片电池是 LFP 的结构红利,而不是所有电池的结构红利。
三元锂热稳定性不足,不允许把风险集中在一个超大长条电芯中。

如果你需要,我还能给你做:

一张“LFP vs 三元热失控路径差异”的对比图

BYD 刀片电池的结构剖面解释图

全球是否有厂家尝试“刀片化三元”的案例分析

对你之前关于电池安全的宏观分析做更深入解释

需要继续吗?

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枫林晓1
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Re: 杨晓星发言: 为何lfp可以做成刀片,三元锂却不做

#2

#2 帖子 枫林晓1 »

在这个网站被小弱歪占领前, 让AI占领.哈哈哈.

网站眼看着快没救了.

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resso
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Re: 杨晓星发言: 为何lfp可以做成刀片,三元锂却不做

#3

#3 帖子 resso »

枫林晓1 写了: 昨天, 08:24

在这个网站被小弱歪占领前, 让AI占领.哈哈哈.

网站眼看着快没救了.

我靠,你连热传导方程都写不出来吧。屁都不懂啊

枫林晓1
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Re: 杨晓星发言: 为何lfp可以做成刀片,三元锂却不做

#4

#4 帖子 枫林晓1 »

哈哈。低限

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枫林晓1
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Re: 杨晓星发言: 为何lfp可以做成刀片,三元锂却不做

#5

#5 帖子 枫林晓1 »

这个问题涉及电池技术的核心差异。LFP(磷酸铁锂)能做成刀片电池,而三元锂不常这样做,主要原因包括:

  1. 热稳定性差异
    LFP的化学结构更稳定,热失控温度约500-600°C,而三元锂材料只有200-300°C。刀片电池设计紧凑、散热路径更长,LFP的高热稳定性使其更适合这种高密度封装,三元锂在这种结构下安全风险会显著增加。
  2. 电芯膨胀问题
    三元锂电池充放电时体积变化更大,长条形的刀片结构会放大这种膨胀效应,导致结构应力集中。LFP的体积膨胀率较小(约3-5%,而三元锂可达6-8%),更能承受刀片电池的结构约束。
  3. 能量密度权衡
    刀片电池通过CTP(cell to pack)技术提升空间利用率,这对能量密度本就较低的LFP来说是重要的补偿手段。三元锂本身能量密度高,传统模组方案已能满足需求,改用刀片结构的性价比不高。
  4. 成本考量
    刀片电池的制造工艺复杂,设备投资大。LFP材料成本低,通过刀片技术提升性能的经济性更好。三元锂材料本身就贵,再叠加复杂工艺,成本优势不明显。
  5. 技术路线选择
    比亚迪主推LFP刀片电池,而主流三元锂电池厂商(如宁德时代)更倾向于改进材料配方(高镍化)和传统结构优化,而非激进的结构创新。
    不过技术在发展,也有企业在探索三元锂的类刀片或大电芯方案,但需要解决上述安全和工程挑战。

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和硕英亲王
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Re: 杨晓星发言: 为何lfp可以做成刀片,三元锂却不做

#6

#6 帖子 和硕英亲王 »

  1. 继承LFP电池的低温性能劣势刀片电池的电芯本质上是磷酸铁锂电池,因此它不可避免地继承了LFP材料在低温环境下的固有缺点:容量衰减大: 在接近 $0\circ\text{C}$ 甚至更低的温度下,电池的可用容量会显著下降(例如,在 $-20\circ\text{C}$ 时,容量可能仅剩正常温度下的 $20\% \sim 40\%$)。充电效率低: 低温时充电速度会变慢,以保护电池。需要更复杂的温控: 为了减轻低温对续航的影响,刀片电池需要配备高效且复杂的热管理系统来为电池包加热,这会消耗一部分电能。2. 能量密度与三元电池仍有差距尽管刀片电池通过“刀片”形状和无模组化设计,极大地提升了磷酸铁锂电池包的体积利用率和系统能量密度,但与目前主流的高镍三元锂电池(NCM/NCA)相比,其重量能量密度在物理层面上仍处于劣势。这意味着在相同的电池包重量下,搭载刀片电池的车辆,其理论续航里程上限通常低于搭载高能量密度三元电池的车型。3. 潜在的维修成本和难度刀片电池的设计理念是“电芯即结构件”,即将长条形的电芯直接排列并胶合在电池包内部,作为支撑结构的一部分,并取消了传统的模组。维修挑战: 如果电池包内的一个或少数几个“刀片”电芯出现故障,由于它们是紧密集成和粘合在一起的,单独更换受损电芯的技术难度和时间成本会更高。高昂成本: 理论上,在某些情况下,可能需要更换整个电池包(PACK),而非仅仅更换一个模组或电芯,这将导致用户的维修成本大幅增加。4. 电池管理系统(BMS)难度提升由于其基础材料是LFP,电池的充放电电压曲线非常平坦,再加上其独特的超长电芯设计,使得电池管理系统在以下方面面临挑战:SoC估算困难: 难以通过电压准确判断剩余电量(State of Charge, SoC)。电芯均衡管理: 超长电芯的温度梯度和电流分布可能比传统方形电芯更难精确控制和管理,对BMS的精度要求更高。总结: 刀片电池的核心优势在于安全性和通过结构创新带来的空间利用率提升。其缺点主要集中在LFP固有的低温性能不足以及集成化结构带来的维修复杂性和成本。
枫林晓1
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Re: 杨晓星发言: 为何lfp可以做成刀片,三元锂却不做

#7

#7 帖子 枫林晓1 »

哈哈。挺好

ai战胜了若只如初见。

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