部分新能源車企變成“容嬤嬤”,喜歡給動力電池“扎針”
繼比亞迪去年對外公佈刀片電池順利通過“針刺測試”的視頻後,又有一家新能源企業對動力電池“扎針”。3月10日晚上,廣汽埃安對外發布了彈匣電池“針刺測試”的視頻。彈匣電池系統安全技術是廣汽埃安新一代動力電池安全技術。新能源車企頻頻挑戰嚴苛的“針刺測試”,不僅是為了佐證動力電池的安全性,其背後更是兩大動力電池路線之爭。
作者:李溯婉
去年,比亞迪在推出刀片電池,這是其新一代磷酸鐵鋰電池。比亞迪董事長兼總裁王傳福在刀片電池發布會上公開表示,磷酸鐵鋰電池本身就具有高安全性的優勢,然而過去幾年,由於能量密度相對較低,磷酸鐵鋰電池在新能源乘用車廠商盲目追求續航里程的攀比中,被能量密度更高但天生熱穩定性差的三元鋰電池甩在身後。而刀片電池將倒逼整個新能源汽車行業變革,對此前行業過於追求續航里程而導致電動車安全問題頻發的現狀進行糾偏。
比亞迪的刀片電池“針刺測試”,在一定程度上刺激到三元鋰電池巨頭寧德時代,由一根“鋼針”引發雙方在網絡上展開一場罕見的“隔空對話”。寧德時代董事長曾毓群去年曾對外表示:“電池的安全和電池的濫用測試是兩回事,但有些人把濫用測試的通過等同於電池的安全。”比亞迪高層李雲飛隨即在其微博上叫板:“不服?那也來扎一下吧!”
作為寧德時代三元鋰電池的採購商之一,廣汽埃安如今終於站出來“應戰”刀片電池。不過,第一財經日報記者從廣汽埃安內部人士了解到,彈匣電池系統安全技術是廣汽埃安與另一合作夥伴中航鋰電聯合開發的,這套體統並無排他性,其他類型的電池也可以搭載這套系統
根據廣汽埃安公開的視頻,這次是由中國汽車技術研究中心首席專家劉仕強帶領團隊,對搭載彈匣電池技術的三元鋰電池進行整包針刺試驗。試驗結果顯示,廣汽埃安的三元鋰(彈匣電池)整包在試驗過程中熱事故信號發出5分鐘後,僅出現短暫冒煙,無起火。針刺後只有被刺電芯模塊熱失控,沒有蔓延到其他電芯,電池整包內部結構完好,沒有發生熱擴散。
記者了解到,如刀片電池一樣,彈匣電池並非在材料上創新,其主要從結構等方面創新。彈匣電池主要採取三層安全防護的設計思路:第一重,防止電芯內短路;第二重,短路后防止熱失控;第三重,熱失控后防止熱蔓延。當偵測到電芯電壓或溫度等出現異常時,系統會自動啟動電池速冷系統為電池降溫。
不過,從這次彈匣電池針刺測試的過程來看,電池包發生了冒煙,被刺的電芯依然出現熱失控。電池系統發生起火、爆炸等嚴重安全事故,往往是從熱失控開始的,但是導致整個電池包起火乃至爆炸,則是因為熱擴散難以控制,最終全部電芯皆熱失控,進而導致嚴重後果。而彈匣電池的優化之處在於,在遇到針刺這一極端情況下,雖然無法阻止三元鋰電芯的熱失控,但做到熱擴散阻斷,在行業里首次實現了三元鋰電池整包針刺不起火,攻克了這個公認的行業難題。不過,由於三元材料自身的活躍性,三元鋰電池被業內認為在短期內達到和磷酸鐵鋰電池完全一樣的安全程度是不現實的。
目前,磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池是全球電動車行業的兩大主流電池技術路線。磷酸鐵鋰電池因為壽命長、成本低,主要在中低續航車型中得到廣泛的應用;而三元鋰電池因為能量密度高、整車電耗低,主要在中高續航車型中應用。
電池安全已經成為新能源汽車用戶購車的首要關注點,而三元鋰電池的安全性,目前仍然是行業公認的痛點和難點。據行業不完全統計,2020 年國內有報導的新能源汽車自燃起火事故共61起,事故原因大部分是因為動力電池問題導致。
中國科學院院士歐陽明高曾公開表示,電池安全是電動車發展要解決的重要問題,頻頻發生的電動車安全事故主要是由於電池熱失控導致的,電動車的核心競爭力是電池,在確保安全的前提下,動力電池將主要從電池材料、智能製造、設計等方面努力。
值得注意的是,此前,三元鋰電池的市場佔比快速攀升,而磷酸鐵鋰電池的市場佔比逐年下滑。根據動力電池應用分會研究部統計,2019年,三元鋰電池的裝機量同比增長22.5%,在當年中國動力電池裝機總量中佔比進一步上升至65.2%;同期,磷酸鐵鋰電池裝機量同比下降9.0%,佔比為32.5%。而其餘類別的電池佔比極小。不過,這一走勢在2020年發生微妙的變化。
伊維經濟研究院研究部總經理吳輝今日接受第一財經記者採訪時談到,2020年三元鋰電池在國內動力電池裝機總量中佔比為64%,磷酸鐵鋰佔比為35% ,在短期內,磷酸鐵鋰確實因為成本、安全等優勢而導致其市場份額有所回升,但是長期來看,高能量密度發展方向的趨勢是不會改變的,他認為三元鋰電池在乘用車領域的主流地位不會被動搖。