前有刀片,今有彈匣,數電池安全,還看今朝。
一年前,比亞迪靠著一次號稱電池安全領域最嚴苛的針刺實驗,將三元鋰電池從神壇上推了下去,讓已經逐漸勢弱的磷酸鐵鋰電池重新回到了電池賽道上。而刀片電池在當時電動車自燃新聞不斷的背景下,一時之間也成為了家喻戶曉的電池明星。
而2021年3月10日,廣汽埃安則用同樣的實驗,將三元鋰電池的安全性也提高到了一樣的層級。面對針刺實驗,電池包只冒煙,不起火,無爆炸。廣汽埃安將這一新技術稱為:彈匣電池。
我們知道,電池自燃的主要產生原因在於電芯內部短路,大量產熱,溫度升高,到了一定溫度,電芯內容物便會自發參與反應,溫度上升一發不可收拾,學名:熱失控。其實單獨一節電芯熱失控並沒有多麼可怕,總能量也就那麼多。
但要知道,電動車使用的電池包中,密密麻麻堆積了大量的電芯,一旦某一節電芯熱失控了,熱量會傳導到附近的電芯,進而引發其他電芯熱失控,從而導致整個電池包自燃,這種現象學名:熱擴散。也就是俗話說的:得了灰指甲,一個傳染倆。
彈匣電池,形如彈匣。它將電芯放在具有超強隔熱能力的安全艙內,就好像放在彈匣裡邊。利用網狀奈米孔隔熱材料將電芯之間進行分隔,還有1400℃超耐高溫上殼體,以及內部全貼合液冷整合系統,避免了問題電芯傳染健康電芯。
這兩張GIF可以很好的展現彈匣電池阻止熱擴散的能力
彈匣電池還不止是被動防護這點本事,它還是一個系統安全技術。廣汽從電芯本徵安全,電池被動安全到軟體主動安全全方位地提高了三元鋰電池安全標準。
彈匣電池的電芯正極材料採用了納米級包覆和摻雜技術,應用新型新增劑實現了SEI膜(固態電解質膜,也就是鋰離子脫附嵌入的地方)的自修復,還採用了一種新型高安全電解液,這種電解液能夠在120℃高溫下自動產生高阻抗介面膜,減小短路電流,降低熱失控反應產熱。
被動安全就是之前說的“彈匣”,而主動安全則包含兩部分,第一種是高效的散熱設計,液冷管道鋪滿整個電池包,散熱面積提升40%,散熱效率提升30%,主動帶走電芯多餘的發熱。
第二種則是埃安的第五代電池管理系統,它可以實現全天候監控,每秒10次全天候資料採集,監測電池狀態。如果發現異常,看會啟動電池速冷系統,為電池降溫,在不可避免的熱失控發生時,也可以及時提醒乘員安全撤離。
正是由於彈匣電池是一套系統安全技術,面對最嚴苛的針刺實驗條件,第一個實現了三元鋰電池整包針刺不起火。
更難能可貴的是,相對於同類普通電池包,彈匣電池的高安全性並沒有犧牲能量密度,也沒有花費更多的成本。體積能量密度提升9.4%,重量能量密度提升5.7%,成本下降10%。302Wh/L,185Wh/kg的能量密度處於電池行業的前列,比刀片電池的140Wh/kg,彈匣電池仍然保持了作為三元鋰電池高能量密度的優勢。
本文作者為踢車幫 Route64