鉅大LARGE | 點擊量：857次 | 2021年05月11日
三元電池針刺不起火電池來了
動力鋰電池技術(shù)再迎重大突破，這次是基于三元電池的安全問題。
三月十日，廣汽埃安公布新一代動力鋰電池安全技術(shù)－彈匣電池，這是歷史首次實現(xiàn)了三元鋰離子電池整包針刺不起火！
圖片來源：廣汽埃安視頻截圖
在廣汽埃安公布的一段視頻中，試驗結(jié)果顯示，廣汽埃安的彈匣電池整包，在試驗過程中熱事故信號發(fā)出5分鐘后，僅出現(xiàn)短暫冒煙（1分鐘），無起火和爆炸現(xiàn)象。靜置48小時后，電壓降至0V，溫度恢復至室溫！
廣汽埃安表示，搭載這一技術(shù)的動力鋰電池將于今年開始在AION全系車型上陸續(xù)搭載。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
什么是針刺測試
針刺測試，是對動力鋰電池安全性最嚴苛的測試方式，用直徑5－8mm的鋼針將電池刺穿造成內(nèi)部短路，并讓鋼針在電池內(nèi)停留一個小時，不起火不爆炸的才算合格。
比亞迪副總裁何龍曾表示：“電池的針刺測試，就像攀登珠穆朗瑪峰相同，難度非常大?！辈贿^，在2020年三月，比亞迪的刀片電池已經(jīng)通過針刺測試，成為比亞迪電池安全的象征。
因為針刺測試過于困難，公布于2020年五月十二日，于2021年一月一日正式實行的最新版國家強制標準《電動汽車用動力蓄電池安全要求GB38031－2020》中，共有21項安全測試，但無針刺實驗。
《電動汽車用動力蓄電池安全要求》的要求是，規(guī)定電池在發(fā)生熱失控后5分鐘內(nèi)不得發(fā)生起火和爆炸。
但是，新能源汽車的最大痛點仍然是安全問題。例如，比亞迪得益于刀片電池的安全，旗下配套刀片電池的車型銷量節(jié)節(jié)攀升；又如，現(xiàn)代汽車因為電池系統(tǒng)存在起火風險，不得不召回超過8萬輛電動汽車，合計損失超80億元人民幣。
寧德時代也曾進行過針刺測試。不過，在寧德時代的針刺測試中，鋼針斷了。隨后，寧德時代宣布研發(fā)永不起火的電池。
2020年年底，欣旺達采用鎳5X三元材料體系，“只冒煙、不起火”動力鋰電池解決方法亮相。欣旺達通過視頻展示其“只冒煙、不起火”電池包實驗，通過加熱一顆電芯，引起熱失控冒煙，實驗結(jié)果顯示，周邊電芯溫度升高但不觸發(fā)熱失控。
三元電池沒有正式通過針刺測試的案例，直至廣汽埃安公布彈匣電池。
彈匣電池的能力
據(jù)了解，彈匣電池采用類似彈匣安全艙的設(shè)計，可有效阻隔熱失控電芯的蔓延，當偵測到電芯電壓或溫度等出現(xiàn)異常時，自動啟動電池速冷降溫系統(tǒng)為電池降溫。
這是從電芯本征安全提升、到被動安全強化、再到軟件主動防控的一整套安全技術(shù)，是軟硬件一體化的智能安全技術(shù)。
圖片來源：廣汽埃安
彈匣電池行業(yè)首次實現(xiàn)了三元鋰離子電池整包針刺不起火。
圖片來源：廣汽埃安
彈匣電池有著四大核心技術(shù)。
1、電芯超高耐熱并穩(wěn)定
廣汽埃安通過對電芯正極材料的納米級包覆及摻雜技術(shù)的應(yīng)用，有效提升了電芯的熱穩(wěn)定性，防止熱失控。電芯內(nèi)電解液添加了新型添加劑，可以實現(xiàn)SEI膜的自修復，從而改善電芯壽命，降低電芯內(nèi)短路風險。
彈匣電池電芯中的電解液通過特殊電解液添加劑，在加熱至120℃以上時，在活性材料表面自發(fā)聚合形成高阻抗特性聚合物膜，大幅降低熱失控反應(yīng)產(chǎn)熱。
這些技術(shù)的應(yīng)用，使電芯的耐熱溫度提升了30％。
圖片來源：廣汽埃安
2、電池安全艙超強隔熱
“彈匣電池”通過網(wǎng)狀納米孔隔熱材料和耐高溫上殼體設(shè)計，可以讓電池包內(nèi)的每個電芯都擁有超強隔熱的安全艙，最終實現(xiàn)三元鋰電芯熱失控不蔓延至相鄰電芯。
同時，電池包上殼體能耐溫1400℃以上，從而有效保護整個電池包。
圖片來源：廣汽埃安
3、速冷系統(tǒng)極速降溫
“彈匣電池”通過全貼合液冷系統(tǒng)、高速散熱通道、高精準的導熱路徑的設(shè)計，散熱面積提升40％，散熱效率提升30％。
圖片來源：廣汽埃安
4、第五代電池管理系統(tǒng)全時管控
廣汽埃安通過采用最新一代車規(guī)級電池管理系統(tǒng)芯片，可實現(xiàn)每秒10次全天候數(shù)據(jù)采集，相比前代系統(tǒng)提升100倍?？梢?4小時對電池狀態(tài)進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常時，立即啟動電池速冷系統(tǒng)為電池降溫。
圖片來源：廣汽埃安
據(jù)廣汽埃安方面介紹，搭載彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)的電池包，相關(guān)于同類普通電池包，體積能量密度提升9．4％，重量能量密度提升5．7％，成本下降10％。
這真正做到了高安全、長續(xù)航、低成本的高度融合！
圖片來源：廣汽埃安
寫在最后
據(jù)了解，彈匣電池是由廣汽研究院、廣汽研究院硅谷中心、世界電芯專家領(lǐng)銜開發(fā)，超過600人組成的國際研發(fā)團隊傾力打造。
該項目歷時3年半，投入超3．5億元。
彈匣電池研究團隊進行了下至材料級、電芯級，上達整包、整車級的安全驗證，合計超過1200多次各類仿真及試驗，在各類測試中確保彈匣技術(shù)的安全水平。
從動力鋰電池過流保護、電池熱抑制方法、電池熱失控監(jiān)控及預(yù)警等方面進行研究開發(fā)，形成了國際領(lǐng)先的專利群，包含80多項專利，發(fā)明占比超過70％。
彈匣電池還得益于廣汽在電動化技術(shù)方面長期的資源投入和技術(shù)積累。
首先，廣汽擁有業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的電池試驗室、專業(yè)測試場和電池Pack生產(chǎn)車間，具備獨立的電池包自主設(shè)計和生產(chǎn)制造能力。
其次，廣汽埃安系列產(chǎn)品已擁有超10萬用戶，每天出現(xiàn)超1500萬公里的行駛里程，這帶來了海量的電池運行數(shù)據(jù)，為彈匣電池研發(fā)供應(yīng)堅實的數(shù)據(jù)支撐。
所有這些，讓彈匣電池終露面。
而總的來說，廣汽埃安針刺不起火的彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)的公布，標志著三元電池的安全也上升到全新的高度，重新含義了三元鋰離子電池的安全標準！
