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界面新闻“针刺实验”争论过后，动力电池向左向右( 二 )



界面新闻“针刺实验”争论过后，动力电池向左向右
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根据美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）调查显示 ， 在自燃率方面 ， 电动车比燃油车出现的理论几率更低 。 不过随着全球汽车产业电动化趋势 ， 早先一批次的电动汽车却频繁出现了自燃事故 ， 例如前两年频繁曝出的电动汽车高速充满后的自燃事故 ， 其中不乏特斯拉、蔚来等知名车企 。
多数自燃事故的原因就在于 ， 电池内部化学反应的产热速率远高于散热速率 ， 大量热量在电池内部积累导致电池温度急速上升 ， 最终引起电池起火或爆炸 。
而动力电池针刺实验则是被称为电池实验界的“珠穆朗玛峰” 。 针刺实验要求将测试电池为满电状态 ， 用直径为5-8mm的耐高温钢针 ， 从垂直于电池极板正上方的进行贯穿 ， 贯穿点位于贯穿面的几何中心 ， 当钢针穿透电池后 ， 工程师通过各项指标观察电池1小时 。 如果所测电池没有发生起火或爆炸则符合实验的要求 。
根据2015版本的强制性国标《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求》（GB/T31485-201）显示 ， 国标就模组级别安全试验、电芯针刺试验、电芯跌落试验、电芯低气压试验、电芯海水浸泡试验、电池包跌落试验以及电池包翻转试验 。
而在2019年1月 ， 工信部发布的3项强制标准征求意见稿的通知 ， 其中一项是关于GB《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求》 。 意见稿中GB单体电池的要求 ， 过放、过充、短路、加热、温度循环、挤压 ， 一共五项安全测试 ， 跟GB/T31485-2015的10项测试要求相比 ， 减少了4项 。 其中 ， 单体电池的针刺要求也在GB里面取消了 。 也就是说企业可以自行选择针刺实验 ， 并不作为强制性实验项目 。

界面新闻“针刺实验”争论过后，动力电池向左向右
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三元锂电池针刺实验过程
界面新闻“针刺实验”争论过后，动力电池向左向右
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“刀片电池”针刺实验过程
为了向外界进一步证明实验的真实性 ， 界面新闻采访人员近日在比亚迪弗迪重庆工厂现场观看了针刺实验全过程 。 和早前的实验结果一样 ， 三元锂电池在针刺瞬间 ， 电池包内部出现剧烈的温度变化 ， 表面温度迅速攀升至500℃ ， 并发生极端的电池热失控 ， 导致剧烈冒烟燃烧现象 。 随后进行的比亚迪“刀片电池”在穿刺后无明火 ， 无冒烟 ， 电池表面的温度在30-60℃左右 。 在静置一段时间之后也未有明显冒烟爆燃现象发生 。
对此 ， 比亚迪汽车销售公司副总经理李云飞早前在微博上发文表示 ， 针刺实验的目的就是为了让电池内部发生短路 ， 以便在这种情况下看电池的热安全性 。
“刀片电池”如何诞生的？
实际上 ， “刀片电池”是一种采用全新结构的“超级磷酸铁锂电池” 。 界面新闻采访人员查阅专利局资料后发现 ， “刀片电池”是将磷酸铁锂电芯长度阵列式排封装在600mm ≤ 第一尺寸 ≤ 2500mm 的电池包中 ， 通过阵列式排布的大电芯 ， 通过阵列的方式排布在一起 ， 就像“刀片”一样堆叠在电池包里面 。 这种结构性设计方案不仅可以有效提高动力电池包的空间利用率 ， 增加同一单位体积中的能量密度；而且还能保障电池内部的热扩散性能 ， 从而达到安全的目的 。
据比亚迪官方介绍 ， 对比传统的磷酸铁锂电池 ， “刀片电池”的最主要的升级便是将电芯内部实现无模组设计 ， 电芯直接集成为电池包（即CTP技术） ， 从而大幅提升集成效率 。
“刀片电池”通过结构创新 ， 在成组时可以跳过“模组” ， 大幅提高了体积利用率 ， 最终达成在同样的空间内装入更多电芯的设计目标 。 相较传统的有模电池包 ， “刀片电池”的重量比能量密度可达到180Wh/kg ， 相比此前有模电池组提升大约9% ， 电池在同等体积下能量密度上比传统铁电池提升了约50% ， 而搭载了刀片电池的纯电动汽车续航表现可以达到约600公里 ， 成本还能下降约30% 。


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