比亚迪|横空出世 比亚迪刀片电池将“自燃”彻底抹去
2020年春夏之交 ， 对于新能源汽车的动力电池发展而言 ， 可能具有历史性意义 。 为什么这样讲？比亚迪在3月29日发布了基于磷酸铁锂技术的刀片电池 ， 彻底解决新能源汽车饱受争议的安全痛点 。 无独有偶 ， 特斯拉电池日虽然日期一变再变 ， 但其透露出的发展方向备受关注 。 业界纷纷猜测“无钴化”将成为此次电池日主题 ， 回归磷酸铁锂技术或将成为特斯拉未来电池战略的重要方向 。 新能源汽车两大巨头此时不约而同地发力 ， 体现出对提升动力电池安全稳定性的技术深度与行动力 。 由此 ， 全球动力电池技术路线很有可能发生重要转折 。
【比亚迪|横空出世 比亚迪刀片电池将“自燃”彻底抹去】
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能量密度是把双刃剑
在新能源汽车起火爆燃的事故分析中 ， 作为主流动力电池的三元锂电池 ， 由于其内部短路导致热失控机率的上升是一个无法回避的风险事实 。 既然三元材料如此不稳定 ， 为什么大多数动力电池还要采用呢？因为三元材料有一个令人难以拒绝的优点——高能量密度 ， 特别是在提高三元材料中镍的比例后 ， 电池带电量更会相应提升 。 不过 ， 一切事物都有其两面性 ， 随着镍所占比例的提高 ， 三元正极材料的稳定性会相应下降 ， 让电池包面临热失控的风险 。
近年来 ， 随着国家政策不断提高新能源乘用车续航里程的门槛以及市场竞争的加剧 ， 对于那些对电池续航能力要求较高的产品而言 ， 三元锂电池仍是主流的选择 。 但在商用车上 ， 权衡利弊之后 ， 安全是不能有丝毫妥协的 ， 因此磷酸铁锂电池则是绝对稳妥的选项 ， 这也是为什么全球的电动大巴都采用磷酸铁锂电池的原因 。 凭借在商用车市场积淀出的磷酸铁锂技术的深厚功底 ， 比亚迪最终为乘用车量身打造出刀片电池 。 基于磷酸铁锂技术的比亚迪刀片电池拥有极为稳定的特性 ， 刷新了全球动力电池的安全新标准 。
针刺测试是检验电池安全的终极手段
电池在充放电的过程中产生热量 ， 这是正常现象 ， 只要这个热量是可控的 ， 就不危险 。 那么 ， 在什么情况下电池会达到燃爆的温度呢？最常见的原因就是“短路” 。 而造成电池短路的原因有很多：比如电池外部电路的损坏 ， 会造成“外短路”；比如电池受到外力破坏 ， 被异物刺透 ， 或者受到挤压变形 ， 也有可能导致“内短路” 。 一旦发生短路 ， 电池中的电能就会快速转化成热能 ， 热量一旦聚积 ， 电池的温度就会快速升高 。
从锂电池诞生之初 ， 针刺测试就成为电池安全测试中的最重要的一种手段 。 直到今天 ， 在针对安全的300多项试验中 ， 针刺测试仍是公认最难通过的：将充满电的电池放在一个平面上 ， 用钢针沿纵向将电池刺穿 ， 当钢针刺入电池时 ， 电池内部形成很多对短路通路 ， 这样可以同时模拟电池的内短路和外短路 。
当两片电极发生内短路时 ， 不光该电池单元内部会发生短路 ， 更为严重的是与之并联的其它电池单元也会通过该短路点发生内短路 ， 整个电池的电量都会经过该短路点 ， 短时间产生大量的热量 。 整个电池的能量都会通过短路点在短时间内释放 ， 会导致短路点的温度在短时间内急剧上升 ， 继而引发连锁反应 ， 导致热失控 。 据统计 ， 在短路时 ， 电池内最多会有70%的能量会在60秒内释放 ， 这也是为什么在一些事故中车辆会在短时间内起火燃爆 。
“刀片电池”让安全不再是纸上谈兵
针刺测试作为如此重要的电池安全检验方法 ， 一度曾是电动汽车的国家强制检测标准之一 。 然而 ， 占据主流的三元锂电池 ， 其活跃的化学属性完全无法通过这一测试 。 随后相关部门在2018年颁布执行的《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求》中不得不取消了这项强制性测试 ， 令人唏嘘 。
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