「比亚迪」有惊无险 聊比亚迪刀片电池针刺实验( 二 )
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比亚迪通过CTP设计把电池包壳体内部的空间利用率由传统设计方式的40-50%提升至60-80% 。 设计的更新换代带来的直接好处就是在采用原有磷酸铁锂电池技术的前提下较大地提升纯电动车的续航里程 。 上面对刀片电池进行了简单的科普 ， 更详细的技术解析可参看下面这篇文章的相关介绍 。
● 针刺实验是怎么做的？
按照GB/T 31485-2015的针刺试验方法 ， 将电池充满电 ， 用直径为5-8mm的耐高温钢针（此次试验采用5mm直径的钢针） ， 以（25±5）mm/s的速度 ， 从垂直于电池极板的方向贯穿 ， 贯穿位置宜靠近所刺面的几何中心 ， 钢针停留在电池中 ， 观察1小时 ， 不起火、不爆炸才算合格 。
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单个电池热失控时 ， 其外壳温度越高 ， 电池间的热扩散会越迅速 ， 这意味着临近的电池也会更快地升温而相继触发热失控 ， 导致电池包的安全系数下降 。 实验中的鸡蛋如果很快地被煎熟 ， 说明电池在受到针刺时出现明显的热失控导致电池温度急剧上升 。
2、试验结果解析
● 实验结果到底咋样？
此次针刺试验是在比亚迪的电池实验室内进行的 ， 由于实验室保密和安全原因 ， 我们不能拍摄电池针刺的过程 ， 所以通过官方采用实验室专用的监控摄像头拍摄的视频进行讲解 。
◆ 三元锂离子电池
首先 ， 我们要做的是NCM622三元锂离子电池的针刺试验 ， 这相信也是各位观众老爷们最为关心的环节 ， 因为目前国内很大一部分纯电动车采用的就是三元锂离子电池 。 对三元锂离子电池有一定了解的朋友应该会知道 ， 车用的三元锂离子电池是比较难通过针刺试验的 ， 只要针刺触发了内部短路 ， 电池便会马上发生热失控 ， 下面我们用试验来看看三元锂离子电池在针刺试验中究竟会有怎样的反应？
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从实验现象我们可以了解到 ， 当钢针刺穿电池导致三元锂离子电池内部短路后 ， 极高的升温速率会使三元正极材料快速达到200摄氏度左右的分解温度 ， 三元正极材料高速分解产生大量的游离态氧 ， 这些游离态氧会进一步增加各种化学反应的产热量 ， 提高电池内部升温速率 ， 同时也使电池内部压力迅速上升 。 迅速攀升的电池内部压力很快推开了泄压阀 ， 内部高压电解液喷薄而出 ， 外部空气此时进入到电池内部 ， 新鲜的空气+极高的温度+残留在电池内部的可燃电解液 ， 爆炸起火便一触即发 。
◆ 普通磷酸铁锂电池
接下来我们换普通磷酸铁锂电池上场 。 钢针从电池中央穿透其内部极板 。 在钢针穿透电池后 ， 电池电压开始下降 ， 电池外壳有一定程度的鼓胀 ， 显示内部短路导致电池内部压力迅速上升 ， 随后泄压阀打开 ， 电池内部高压电解液喷出 ， 之后电压迅速下降的同时 ， 电池外壳温度迅速攀升 ， 最高达到239摄氏度 。 随着电池内容物通过泄压阀悉数喷出 ， 电池外壳温度开始慢慢回落直至观察期结束 。 打在穿孔位置附近的鸡蛋已被高温壳体煎熟了 ， 表明试验过程中电池外壳温度较高 。
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