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三元锂电池新突破—弹匣电池

发布人:电巢 时间:2022-12-13 来源:工程师 发布文章

自古以来,两巨头争霸通常都会冒出第三股力量。在动力电池领域,当比亚迪代表的磷酸铁锂和宁德时代主推的三元电池打的热火朝天之时,广汽埃安冒出来了。近日,广汽埃安发布了弹匣电池系统安全技术,不仅做了宁德时代遮遮掩掩不敢做公开针刺测试也重新定义三元锂安全标准。看样子,广汽埃安是想向行业宣布:磷酸铁锂看比亚迪的“刀片”,那么三元锂则只能指望广汽埃安的“弹匣”。

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从“弹匣”开始,“三元锂电池不安全”成历史

众所周知,在国内的动力电池领域,比亚迪原本拿了一手好牌但是因为其“自给自足”的政策不仅没能把其他新能源车企“憋死”反倒让宁德时代逼成了市值破7500亿的独角兽;当然宁德时代依靠三元锂电池这张好牌也没打出“王炸”的霸气,反倒是让幡然醒悟的比亚迪用“刀片电池”为磷酸铁锂作救赎。

在一连串的波折下,动力电池也先后经历了磷酸铁锂和三元锂电池的一边倒,再到现在的僵持局面。这一切都是因为两种主流技术路线的电池各自所展现的有点和暴露的缺陷所决定的。比如,磷酸铁锂电池因为寿命更长、成本更低,在中低续航车型中得到广泛的应用;而三元锂电池因为能量密度高、整车电耗低,主要在中高续航车型中应用。而这其中最受关注的就是电池安全性能差异问题,因为撒元锂电电池内部更加活跃,因此具备更高的能量密度但也存在较大的不安全因素。

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所以,三元锂电池产业链相关企业也都在开展电池安全技术的课题攻关,而“不起火”电池技术则是电池安全最重要、也是最难攻克的一座堡垒。广汽埃安以弹匣电池率先经受住了中国汽车技术研究中心首席专家、国家电池安全标准起草人之一刘仕强博士带领团队进行的电池整包进行了针刺热扩散试验。实现现场,当热事故信号发出5分钟后,广汽埃安的弹匣电池仅出现短暂冒烟,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,观察内部结构完好。这是行业首次通过三元锂电池整包针刺不起火试验,三元锂电池安全性取得了历史性的突破。

据了解,广汽埃安的弹匣电池,是一个专门提升动力电池安全性的系统性技术,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,同时也是一个软硬件一体化、具备超高防御能力的智能安全技术。基于“防止电芯内短路,短路后防止热失控,以及热失控后防止热蔓延”的设计思路,弹匣电池采用类似安全舱的设计,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。

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广汽埃安弹匣电池的亮相不仅保证了三元锂电池原本所具有的能量密度的优势,还克服了不稳定所导致的容易高温起火的安全隐患。正是因为广汽埃安弹匣电池的技术突破成功为三元技术方向正名,结束了广大用户谈三元而色变的尴尬,可以预料日后三元锂电池又将继续扩大装机量优势。

不服来刺,广汽埃安四大硬核技术加持

“针刺”测试一直被看作是检验电池安全的重要办法,因为一旦钢针刺穿电池包,就会导致短路,在这样的情况如果电池包持续发热就能立马引发起火甚至是爆炸。广汽埃安的弹匣电池得益于“超高耐热稳定的电芯”、“超强隔热的电池安全舱”、“极速降温的速冷系统”和“全时管控的第五代电池管理系统”四大硬核技术,在针刺测试时,即便发生短路也能经受住高温而不起火,同时通过网状纳米孔隔热材料和耐高温上壳体,弹匣电池构筑了超强隔热的安全舱,最终实现三元锂电芯热失控不蔓延至相邻电芯。

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有意思的是,此前比亚迪在推出磷酸铁锂的刀片电池时也通过了针刺实验,而与此同时宁德时代的曾毓群则表示“电池的安全和电池的滥用测试是两回事,有些人把滥用测试的通过等同于电池的安全。”一时间引发了广大用户的质疑。

时候宁德时代也在舆论中进行了两次针刺正测试,其中第一次是本用于穿刺电芯的直径5mm、锥角45°钢针在接触电池包壳体后被直接折断。虽然在本次针刺测试中,宁德时代的三元锂电池包也没有起火也没有爆炸,但因为压根就没有刺进去。

对于这样偷换概念的针刺测试,网友显然并不买账。所以宁德时代随后又进行了一次测试,这一次虽然钢针没有再被折断,但是仪器显示两个测试样品的初始电压均为4.15V,针刺后仅分别下降了0.48V和0.08V,所有实际上这次测试还是没有引发明显的短路。而针刺的目的就是模拟外力导致电芯短路,以判断其在短路状态下是否安全。显然宁德时代两次测试都偷换概念,遮遮捂捂。

现在,同样三元锂电池,广汽埃安成功通过针刺测试无疑是反手给了宁德时代一个耳光。

当然,这种超越并非偶然,据了解广汽在电动化技术研究方面,研发已经超过了10年,并形成了大量的技术成果和人才储备。弹匣电池由广汽研究院、广汽硅谷研发中心、世界顶级电芯专家领衔开发,超过600人组成的国际顶级研发团队倾力打造,其中博士超过60位,体现了广汽埃安电池安全的最高技术水平。从动力电池过流保护、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%。为新能源汽车产业健康可持续发展提供了广汽埃安的解决方案。

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此外,广汽埃安的弹匣电池并非只是为安全而努力,因为相对于同类普通电池包,其体积能量密度提升9.4%,重量能量密度提升5.7%,成本下降10%。因此,弹匣电池是在没有牺牲续航和提高成本的基础上,实现了高安全、长续航、低成本。

广汽埃安表示,“弹匣电池”今年开始将会在AION全系车型上陆续搭载,届时三元锂和磷酸铁锂动力电池技术之争又将掀起新的话题,同时广汽埃安的弹匣电池也将成为与比亚迪刀片电池抗衡的主力。


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关键词: 三元 锂电池

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