钜大LARGE | 点击量：606次 | 2021年08月30日
严到无法强制执行：一文读懂电池针刺探测
2020年三月底，新能源汽车引领者比亚迪宣布正式推出刀片电池。公布现场播放的一段比较三种电池针刺试验的视频显示，刀片电池攻克了电池内部短路引发的热失控，成功征服了针刺穿透探测。一石激起千层浪，这一探测笔直刺中了动力锂离子电池行业的最大痛点，引发行业内外广泛关注和热议。
动力锂离子电池热失控威胁生命安全
锂离子电池的发热和热失控，我们其实并不生疏，从笔记本电脑到智能手机，因为使用不当、设计缺陷等原由而导致过热或爆炸的示例时有发生。而电动汽车庞大的电池组倾覆成百上千个电池单体，只要一个单体发生短路引发热失控，整个电池组就有可能被殃及，造成安全事故。
导致电池单体热失控的原由有很多，比如外力破坏、高温炙烤、加工工艺缺陷等等。不同的电池单体由于材料不同、设计不同，在发生短路后，热失控的剧烈程度会不相同。一般来说，三元锂离子电池热量释放剧烈，表现为爆燃或者自燃；铁锂离子电池热量释放慢，表现为喷烟，或者喷烟后自燃。
热失控的剧烈程度，与电池自燃的概率正相关，这笔直关系到乘坐者的生命安全。鉴于新能源车自燃事件频发，新国标也明确新增了电池热扩散试验，要求电池热失控后5分钟内不起火不爆炸，为乘员预留安全逃生时间。
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%
针刺探测刺中新能源车行业痛点
内部短路是电池热失控的罪魁祸首。那么，要怎么样在电池开发时验证内部短路引发热失控的状态？针刺探测看似有些极端，但其实是最笔直的实验办法。
针刺探测，就是在试验室环境下，利用钢针刺穿电池单体（或者模组），强制破坏电池内部结构，造成内部短路，进而引发热失控。在Gb/T31485-2015《电动汽车用动力蓄电池安全要求及实验办法》中，能够在针刺贯穿后1小时内不爆燃、不起火的电池，才算通过针刺探测。
在众多电池安全探测中，针刺探测是业内公认最难通过的，被称为“电池安全探测范畴的珠穆朗玛峰”。探测视频让人们亲眼目睹、直观感受到该项探测的震撼，也证明刀片电池无可比拟的安全优点。
通过针刺探测视频我们可以看到，在同样条件下，三元锂离子电池在针刺瞬间出现剧烈的温度变化，表面温度迅速超过500℃，并发生极端的热失控——剧烈燃烧现象，电池表面的鸡蛋被炸飞。传统块状磷酸铁锂离子电池在被穿刺后无明火，有烟，表面温度达到200℃~400℃，电池表面的鸡蛋被高温烤焦。刀片电池在针刺穿透后无明火、无烟，表面温度在30-60℃区间。
由于针刺探测对三元锂离子电池过于严苛，特别是近年来三元锂离子电池追求高镍化，使得热稳定性进一步下降，因此针刺探测每刺一针，都刺在了动力锂离子电池行业的痛点之上。也因此，自2017年开始，针刺探测不再作为动力锂离子电池安全探测的强制标准，而在新国标中，针刺探测干脆被笔直拿下。
多场景，针刺探测和日常用车联系紧密
针刺探测不仅仅是一项滥用探测，它和我们日常用车联系其实非常紧密。首先，加工工艺缺陷、电池遭遇过充过放，都有可能导致锂离子电池内部生长出枝晶，枝晶刺穿电池内部的隔膜后，就会导致内短路引发热失控；相邻车辆起火等外部热源的炙烤下，电池内部也有可能发生内短路，导致热失控。
另外，乘用车动力锂离子电池组放在车辆底部，车辆托底、碰撞时电池组受到挤压发生变形，有可能伤及电芯，导致内短路，引发热失控。总之，锂离子电池的特性决定，动力锂离子电池不可能绝对安全，因此，负责任的电池加厂商会将开发探测标准尽可能“就高不就低”。
作为消费者，应该在选择新能源车时擦亮眼睛，将动力锂离子电池的安全性作为紧要参考指标，而不只是一味地追逐高续航。从行业层面看，刀片电池从技术上引领全球动力锂离子电池回到发展正轨，倘若能在新能源车中大量普及使用，也势必将帮助整个行业更加健康安全地成长。
