三元锂电池也能“针刺不起火”，刀片电池优势不再

撰稿人 | Elber

近两年，新能源车自燃带来的平安担心，已成为社会舆论存眷的核心。继客岁比亚迪宣布磷酸铁锂资料的“刀片电池”技术并经由过程针刺实验后，现在又一家车企在电池平安技术范畴有了新进展。

3月10日晚，广汽埃安正式宣布了其新一代动力电池平安技术——弹匣电池体系平安技术（以下简称“弹匣电池”），行业初次实现“三元锂电池整包针刺不动怒”，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晋升9.4%，本钱降落10%。

一直以来，因三元锂电池因为资料分子布局活性更高，其平安指标一直是行业公认的痛点和难点。新能源汽车财产链相关企业也都在开展电池平安技术的课题攻关，而“不动怒”则是电池平安最紧张、也是最难攻克的一座技术碉堡。

这次由中国汽车技术研讨中心首席专家、国度电池平安尺度草拟人之一刘仕强博士团队对广汽“弹匣电池”的针刺热扩散实验，是行业初次经由过程三元锂电池整包针刺不动怒实验，代表着三元锂电池平安性取得了汗青性的突破。

作甚“针刺实验”。

所谓针刺试验，其全名为“针刺热扩散试验”，便是依据国度强制性尺度 GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池平安要求》的划定，经由过程针刺触动员力电池热失控的实验办法。

其详细做法是：将动力电池样品电量充电至90%以上，采纳直径3-8mm的钢针，以必定的速率垂直于电池极片的偏向贯串样品，在针刺点邻近布置温度传感器。样品产生热失控的鉴定前提为：监测点的温升速度dT/dt≧1℃/s（连续3秒以上），同时电压降跨越初始电压的25%（或者监测点温度到达制作商划定的最高温度），察看其内部是否会呈现舒展以及电池包冒烟、自燃、动怒等征象，从而测试整个电池包的平安性。

据中汽中心颁布的针刺实验视频显示：“热事故旌旗灯号发出5分钟后，仅呈现短暂冒烟，无动怒和爆炸征象。静置48小时后，电压降至0V，温度规复至室温。针刺后只有被刺电芯模块热失控，没有舒展到其他电芯。打开电池整包Pack，察看内部布局齐备。”

三元锂对磷酸铁锂的一次回击

客岁3月，比亚迪经由过程“针刺实验”胜利将其刀片电池技术营销出位，也将三元锂和磷酸铁锂两种电池技术路线的竞争带到明晰年夜众视野中。这次广汽埃安官方颁布的“弹匣电池”整包针刺实验，可以看作是三元锂电池包在平安性方面的一次“回击”。

比亚迪的“刀片电池”的进级重点在于该电芯可实现无模组，直接集成为电池包（即CTP技术），从而年夜幅晋升集成效力。

为了便于读者直观懂得，笔者用手机壳、打火机摆了一个例子：一样平常电动汽车上搭载的电池包，由“散装”电芯（Cell）组装成为模组（Module），再把模组安装到电池包（Pack）里，形成了“电芯（Cell）-模组（Module）-电池包（Pack）”的三级装置模式。上图中的打火机就比如是传统18650/21700电芯单体，而手机壳就比如是电池包（Pack）的铝壳。传统的动力电池包由一系列“散装”的电芯单体构成模组，假设一个模组里有20~30颗如许的“散装”电芯单体，然后再由多少模组构成一个电池包。

比亚迪刀片电池的无模组技术，即 Cell to PACK（简称CTP），是把曩昔的“散装”电芯直接集成为一个年夜电芯，省去了中央模组环节。以上图为例，图中的手机就比如是比亚迪的刀片电池的年夜电芯，比亚迪经由过程CTP布局，将本来20~30个传统18650/21700“散装”电芯单体，做成了一整块年夜电池。并经由过程电芯的资料、布局优化，进步了电池组的空间应用率，继而扩展“刀片电池”的体积能量密度。

比亚迪采纳磷酸铁锂资料的刀片电池年夜电芯+CTP技术固然有着上述上风，然则撤消模组环节，也会带来许多风险。CTP 对电芯同等性的要求更高，电芯因为充放电膨胀造成的形变和散热机能变差两个问题，必要在整个电池包层面进行考量。

一旦刀片电池的单个电芯产生故障，就会涉及到调换整个电池包，而不是之前只需调换此中某一个模组，维修本钱会年夜幅增长。

▲方形铝壳电芯单体

而广汽埃安这次宣布的弹匣三元锂电池体系与比亚迪的刀片电池（也便是无模组电池），在技术上则存在较年夜差别，其并未采纳CTP年夜电芯技术，其电池Pack仍由方形铝壳单体组成模组。

▲由方形铝壳电芯单体构成的电池模组

广汽埃安所宣布的弹匣电池采纳了相似弹匣平安舱的设计，其技术焦点原理是：装填动力电池模组的壳体经由过程耐高温、隔热阻燃的纳米特殊资料制成，对新能源汽车动力电池中的每一块电池包均进行了有用阻隔，相称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产生形变、导致电芯短路发烧，也不会因为单个电池包热失控舒展到其它电池包，从而年夜年夜低落了新能源汽车动怒的概率。而当其动力电池治理体系（BMS）侦测到电芯电压或温度等呈现非常时，会主动启动电池速冷体系为电池降温。

此外，一旦弹匣电池里单个电芯产生故障，也只需调换此中某一个模组，不必要像CTP年夜电芯一样，调换整个电池包，可以年夜年夜低落其维修本钱。

写在末了

据先容，这次广汽埃安宣布的弹匣电池，从本年开端将会在AION全系车型上陆续搭载。此前比亚迪因刀片电池技术火了一把，也带动磷酸铁锂电池的存眷度急剧升温，乃至不少人猜测三元锂电池会是以被磷酸铁锂电池所代替。

但磷酸铁锂电池平安归平安，其生成缺陷照样客观存在，那便是电池密度低（例如比亚迪汉的磷酸铁锂电池的能量密度只有144Wh/kg左右，而主流三元锂电池可以做到180Wh/kg），充电速率也没有三元锂电池那么快。

这次广汽埃安的弹匣电池，和刀片电池一样办理了平安性问题，加之自身又具有生成的诸多客观上风，这次广汽的新电池技术，可以说是三元锂电池在动力电池范畴，对磷酸铁锂电池一次强有力的回击。

将来动力电池市场，仍将是三元锂电池和磷酸铁锂电池并存的世界。磷酸铁锂电池最年夜的上风，今朝看来便是本钱较低。花费者选择何种电池，价钱将成为最主要的考量因素。

版权声明：本文为线外邦独家原创，未经授权请勿转载

（部门图片来自收集，若有侵权请接洽线外邦）