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针刺不起火,三元电池对磷酸铁锂发起反击战

3月10日晚,广汽埃安正式发布了其新一代动力电池安全技术——弹匣电池系统安全技术(以下简称“弹匣电池”),行业首次实现“三元锂电池整包针刺不起火”,攻克了公认的行业难题。同时,与传统三元锂电池相比,该电池在能量密度方面提升9.4%,成本下降10%。

这是继2020年3月比亚迪发布针刺不起火的刀片电池之后,又一家车企在电池安全技术领域有了新进展。

需要注意的是,刀片电池是磷酸铁锂电池,而弹匣电池是三元电池。

所谓针刺测试,其全名为“针刺热扩散实验”,是根据国家强制性标准 GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》的规定,通过针刺触发动力电池热失控的试验方法。

针刺测试具体做法:将动力电池样品电量充电至90%以上,采用直径3-8mm的钢针,以一定的速度垂直于电池极片的方向贯穿样品,在针刺点附近布置温度传感器。

电池或电池包样品发生热失控的判定条件为:监测点的温升速率dT/dt≧1℃/s(持续3秒以上),同时电压降超过初始电压的25%(或者监测点温度达到制造商规定的最高温度),观察其内部是否会出现蔓延以及电池包冒烟、自燃、起火等现象,从而测试整个电池包的安全性。

弹匣电池的测试方面,据中汽中心公布的针刺试验视频显示:“热事故信号发出5分钟后,仅出现短暂冒烟,无起火和爆炸现象。静置48小时后,电压降至0V,温度恢复至室温。针刺后只有被刺电芯模块热失控,没有蔓延到其他电芯。打开电池整包Pack,观察内部结构完好。”

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图片来源:广汽埃安

弹匣电池与刀片电池的区别是,弹匣三元锂电池系统与比亚迪的刀片电池(也就是无模组电池),在技术上则存在较大差异,其并未采用CTP大电芯技术,其电池Pack仍由方形铝壳单体构成模组。

弹匣电池采用了类似弹匣安全舱的设计,其技术核心原理是:装填动力电池模组的壳体通过耐高温、隔热阻燃的纳米特殊材料制成,对新能源汽车动力电池中的每一块电池包均进行了有效阻隔,相当于给电芯模组包了一层“防火墙”。使得其即便有某一块动力电池包受到外力穿刺发生形变、导致电芯短路发热,也不会由于单个电池包热失控蔓延到其它电池包,从而大大降低了新能源汽车起火的概率。而当其动力电池管理系统(BMS)侦测到电芯电压或温度等出现异常时,会自动启动电池速冷系统为电池降温。

此外,一旦弹匣电池里单个电芯发生故障,也只需更换其中某一个模组,不需要像CTP大电芯一样,更换整个电池包,可以大大降低其维修成本。

由于以弹匣电池为代表的三元电池也能通过针刺测试,这说明三元电池在安全角度正在拉近与磷酸铁锂电池的距离。磷酸铁锂电池的安全优势,在逐渐受到挤压。

即使在价格方面,未来随着三元电池添加更多的镍元素,三元电池的成本也会逐步下降。

压力似乎又将来到磷酸铁锂电池的这一边。

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