钜大LARGE | 点击量：837次 | 2021年05月11日
三元电池针刺不起火电池来了
动力锂电池技术再迎重大突破，这次是基于三元电池的安全问题。
三月十日，广汽埃安公布新一代动力锂电池安全技术－弹匣电池，这是历史首次实现了三元锂离子电池整包针刺不起火！
图片来源：广汽埃安视频截图
在广汽埃安公布的一段视频中，试验结果显示，广汽埃安的弹匣电池整包，在试验过程中热事故信号发出5分钟后，仅出现短暂冒烟（1分钟），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！
广汽埃安表示，搭载这一技术的动力锂电池将于今年开始在AION全系车型上陆续搭载。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
什么是针刺测试
针刺测试，是对动力锂电池安全性最严苛的测试方式，用直径5－8mm的钢针将电池刺穿造成内部短路，并让钢针在电池内停留一个小时，不起火不爆炸的才算合格。
比亚迪副总裁何龙曾表示：“电池的针刺测试，就像攀登珠穆朗玛峰相同，难度非常大。”不过，在2020年三月，比亚迪的刀片电池已经通过针刺测试，成为比亚迪电池安全的象征。
因为针刺测试过于困难，公布于2020年五月十二日，于2021年一月一日正式实行的最新版国家强制标准《电动汽车用动力蓄电池安全要求GB38031－2020》中，共有21项安全测试，但无针刺实验。
《电动汽车用动力蓄电池安全要求》的要求是，规定电池在发生热失控后5分钟内不得发生起火和爆炸。
但是，新能源汽车的最大痛点仍然是安全问题。例如，比亚迪得益于刀片电池的安全，旗下配套刀片电池的车型销量节节攀升；又如，现代汽车因为电池系统存在起火风险，不得不召回超过8万辆电动汽车，合计损失超80亿元人民币。
宁德时代也曾进行过针刺测试。不过，在宁德时代的针刺测试中，钢针断了。随后，宁德时代宣布研发永不起火的电池。
2020年年底，欣旺达采用镍5X三元材料体系，“只冒烟、不起火”动力锂电池解决方法亮相。欣旺达通过视频展示其“只冒烟、不起火”电池包实验，通过加热一颗电芯，引起热失控冒烟，实验结果显示，周边电芯温度升高但不触发热失控。
三元电池没有正式通过针刺测试的案例，直至广汽埃安公布弹匣电池。
弹匣电池的能力
据了解，弹匣电池采用类似弹匣安全舱的设计，可有效阻隔热失控电芯的蔓延，当侦测到电芯电压或温度等出现异常时，自动启动电池速冷降温系统为电池降温。
这是从电芯本征安全提升、到被动安全强化、再到软件主动防控的一整套安全技术，是软硬件一体化的智能安全技术。
图片来源：广汽埃安
弹匣电池行业首次实现了三元锂离子电池整包针刺不起火。
图片来源：广汽埃安
弹匣电池有着四大核心技术。
1、电芯超高耐热并稳定
广汽埃安通过对电芯正极材料的纳米级包覆及掺杂技术的应用，有效提升了电芯的热稳定性，防止热失控。电芯内电解液添加了新型添加剂，可以实现SEI膜的自修复，从而改善电芯寿命，降低电芯内短路风险。
弹匣电池电芯中的电解液通过特殊电解液添加剂，在加热至120℃以上时，在活性材料表面自发聚合形成高阻抗特性聚合物膜，大幅降低热失控反应产热。
这些技术的应用，使电芯的耐热温度提升了30％。
图片来源：广汽埃安
2、电池安全舱超强隔热
“弹匣电池”通过网状纳米孔隔热材料和耐高温上壳体设计，可以让电池包内的每个电芯都拥有超强隔热的安全舱，最终实现三元锂电芯热失控不蔓延至相邻电芯。
同时，电池包上壳体能耐温1400℃以上，从而有效保护整个电池包。
图片来源：广汽埃安
3、速冷系统极速降温
“弹匣电池”通过全贴合液冷系统、高速散热通道、高精准的导热路径的设计，散热面积提升40％，散热效率提升30％。
图片来源：广汽埃安
4、第五代电池管理系统全时管控
广汽埃安通过采用最新一代车规级电池管理系统芯片，可实现每秒10次全天候数据采集，相比前代系统提升100倍。可以24小时对电池状态进行监测，发现异常时，立即启动电池速冷系统为电池降温。
图片来源：广汽埃安
据广汽埃安方面介绍，搭载弹匣电池系统安全技术的电池包，相关于同类普通电池包，体积能量密度提升9．4％，重量能量密度提升5．7％，成本下降10％。
这真正做到了高安全、长续航、低成本的高度融合！
图片来源：广汽埃安
写在最后
据了解，弹匣电池是由广汽研究院、广汽研究院硅谷中心、世界电芯专家领衔开发，超过600人组成的国际研发团队倾力打造。
该项目历时3年半，投入超3．5亿元。
弹匣电池研究团队进行了下至材料级、电芯级，上达整包、整车级的安全验证，合计超过1200多次各类仿真及试验，在各类测试中确保弹匣技术的安全水平。
从动力锂电池过流保护、电池热抑制方法、电池热失控监控及预警等方面进行研究开发，形成了国际领先的专利群，包含80多项专利，发明占比超过70％。
弹匣电池还得益于广汽在电动化技术方面长期的资源投入和技术积累。
首先，广汽拥有业内领先的电池试验室、专业测试场和电池Pack生产车间，具备独立的电池包自主设计和生产制造能力。
其次，广汽埃安系列产品已拥有超10万用户，每天出现超1500万公里的行驶里程，这带来了海量的电池运行数据，为弹匣电池研发供应坚实的数据支撑。
所有这些，让弹匣电池终露面。
而总的来说，广汽埃安针刺不起火的弹匣电池系统安全技术的公布，标志着三元电池的安全也上升到全新的高度，重新含义了三元锂离子电池的安全标准！
