江苏龙网

  1. 首页 > 生活 > >

「刀片」电动汽车“自燃”有望终结，刀片电池能否逆转三元锂？( 二 )


电动汽车的动力电池包通常布置在底盘上的前后轴之间，长度、宽度和厚度都受限。相对于三元锂电池，磷酸铁锂块状电池的能量密度偏低，传统结构的磷酸铁锂块状电池包，所携带电量很难支撑电动汽车续航超过400公里。而据比亚迪提供的信息，使用刀片电池结构的电池包，体积比能量密度提升50%，搭载刀片电池的比亚迪“汉(参数|图片)”车型预计于6月上市，NEDC续航达到605公里，基本追平了三元锂电池的先进水平。
「刀片」电动汽车“自燃”有望终结，刀片电池能否逆转三元锂？
文章图片
电动汽车的电池包通常布置在底盘上，体积受限（示意图来源于网络）
而据相关专利文件中的描述，刀片电池包的体积利用率还可以进一步提升，“此设计可以将空间利用率由原先的40%左右，提高到60%以上甚至更高。
在三元锂电池领域，目前也在推进电芯直接成包的CTP技术，但提升幅度与刀片电池相比有明显差距。根据宁德时代的数据，CTP三元锂电池包体积利用率可以提高15％—20％，电池包能量密度提升10％—15％。
“针刺”代表了什么？除了能量密度大幅提升之外，比亚迪刀片电池还显示了惊人的安全性。
据悉，比亚迪刀片电池日前完成了动力电池测试领域难度最大的“针刺实验”，这也是首款通过针刺实验的动力电池。
单体电池的针刺实验，是用直径5mm-8mm的钢针刺穿电池，钢针停留在电池内观察一小时。导电的钢针刺入电池后，会导致电池内部短路，可能引起热量急剧释放、失控，进而引发起火、爆燃等后果 。由于难度太大，目前没有三元锂动力电池能够通过这一测试，新国标《电动汽车用锂离子动力蓄电池安全要求》（征求意见稿）甚至取消了针刺实验。
3月29日的刀片电池发布会上，比亚迪公布了三元锂电池、传统磷酸铁锂块状电池和刀片电池的对比针刺实验完整视频。视频显示，三元锂电池“一刺即爆”，在两三秒内就出现了剧烈燃烧，表面温度超过500摄氏度，电池表面放置的鸡蛋被炸飞；传统磷酸铁锂电池有烟雾冒出，但没有出现明火，表面温度在200—400摄氏度，电池表面的鸡蛋被烤焦；而刀片电池则没有出现烟雾和明火，电池表面温度也仅有30—60摄氏度，电池表面的鸡蛋没有变化。
「刀片」电动汽车“自燃”有望终结，刀片电池能否逆转三元锂？
文章图片
三种动力电池的针刺实验结果
据中科院院士、清华大学教授欧阳明高分析，刀片电池之所以能通过针刺实验，一方面是因为长条状的电池散热面积大，另一方面，是形成电池短路的回路长，产热量少，这两个因素决定了刀片电池温升速率较小。
「刀片」电动汽车“自燃”有望终结，刀片电池能否逆转三元锂？
文章图片
某媒体曝光的刀片电池真容
由于屡屡曝出起火事件，电动汽车的安全性引发质疑，据中国汽车流通协会发布的报告，由于多起电动车爆炸起火事件的影响，有近30%的消费者担心电池安全问题，并因此放弃购买电动汽车。
据新能源汽车国家大数据联盟的调研，在电动汽车已查明的着火原因中，电池问题占比最高，达到58%；而据新能源汽车评价规程（CEVE）的资料，2019年发生的电动汽车起火事故中，三元锂电池车辆占比最高，达到60%，磷酸铁锂电池车辆占比仅为5%。
三元锂电池能量密度较高，在乘用车近两年的“续航竞赛”中，三元锂电池成为汽车厂商主流选择。但三元锂电池的热稳定性较差，尤其是厂商为追求更好看的数据，推动了三元锂电池迅速“高镍化”（三元锂电池正极材料中含镍钴锰三种元素，提高镍的比例可提升能量密度，但电池的化学稳定性会下降），安全风险在进一步上升。
比亚迪的刀片电池通过了针刺实验，意味着通过技术革新，磷酸铁锂电池达到了更高的产品稳定性和更低的故障率。“把自燃从新能源汽车字典里抹去”的刀片电池，会对三元锂电池把持的乘用电动汽车市场形成颠覆性冲击吗？


推荐阅读


上一篇： 『平台』小型SUV双生记解析CMP模块化平台下的标致2008e2008

下一篇： 『栩栩如生』50年代的元素至今仍时尚到飞起，穿上它化身人间蝴蝶精灵！