導語：三元鋰電池的安全性研究，雖然不時傳來一些突破，但相關問題始終沒有得到徹底解決。但廣汽埃安最近推出的彈匣電池卻號稱讓動力電池起火成為歷史，並且重新定義了三元鋰電池安全標準。彈匣電池技術是商業炒作，還是確有真材實料的黑科技？
李哲 | 文
1
在汽車行業，國人一直“以洋為尊”，所以國內車企冒出了很多並沒有具體含義但頗為西化的品牌名，比如繽越、歐拉、埃安、哈弗……但這樣的名字多了以後，消費者注意力發生分散，很多產品在營銷環節並不容易進入消費者的腦袋之中，反而要讓廠商花費幾十倍的廣告力度，才能達到讓人記得住的效果。
有些車企意識到這個問題後，開始採取更具個性化的命名方式來推動產品的營銷。比如去年長城哈弗品牌旗下的SUV“大狗”，長城WEY品牌旗下的“坦克300”，名字一出，就瞬間吸睛無數，上市之後，也是叫好又叫座。之所以有這樣的效果，除了其產品質量、性價比等因素之外，個性特點突出、符合產品調性、容易記憶且有美好聯想的名字顯然起到了很大的作用。
“好名字”的效果不僅體現在汽車命名上，在汽車動力電池這樣的工業品上，也同樣作用巨大。2020年3月，比亞迪將新一代磷酸鐵鋰電池命名為“刀片電池”。雖然刀片電池確實有不錯的技術優勢，比如不錯的能量密度，更高的安全性、長循環的使用壽命、更低的成本等，但這個自帶“殺氣”的名字在傳播中顯然佔據了很大的“便宜”，讓通常用在低端電動車型上的磷酸鐵鋰電池，瞬間“高大上”了起來。去年比亞迪的電動車“漢”可以在高端電動車市場中與全球所向披靡的特斯拉掰手腕，刀片電池絕對功不可沒。
或許是受到了比亞迪的啓發，3月10日，廣汽埃安在發佈新一代動力電池安全技術時，用了一個名字：彈匣電池。彈匣，從字面意思上的理解，就是裝子彈的匣子，一扣扳機，子彈從槍口噴射而出……比亞迪有刀片，埃安有彈匣，兩者相比，彈匣的名字，夠酷、夠狠，不落下風。
不過筆者在看到這個名字之後，除了感受到了酷炫的信息之外，還有一絲懷疑，就是其產品性能是否可以匹配上這個名字？畢竟不到兩個月前，廣汽剛剛放過“8分鐘可充滿80%，NEDC續航里程1000公里”的電池“衞星”，後來被證明不過是“文字遊戲”。
那麼彈匣電池是東施效顰的商業炒作，還是確有真材實料的黑科技？
2
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。磷酸鐵鋰電池的優勢在於其安全性高，循環使用壽命長，另外因為加工便宜、不含鈷鎳等貴重金屬，成本也更低。三元鋰電池的技術優勢在於，能量密度更高，可以為汽車提供更長的續航。
早年磷酸鐵鋰曾經是電動車動力電池領域的王者，2016年市佔率高達6成。不過2016年之後，國家開始將電池系統能量密度納入考核標準，高能量密度、長續航里程的電動車成了補貼重點，這就讓能量密度更高、續航時間更長的三元鋰電池逐漸成了市場的寵兒。
不過相比於磷酸鐵鋰電池，三元鋰電池也有其顯著的短板，一個是成本更高，還有一點就是安全性較差。過充電、短路、温度過高都容易導致三元鋰電池發生鼓包，甚至爆炸。我們看到的一些電動汽車自燃事故，大多都採用的是三元鋰電池組。
過去幾年，兩大主流電池技術都在猛補自己的短板，但與寧德時代的CTP技術、比亞迪的刀片電池技術，大幅提高了磷酸鐵鋰電池的能量密度不同，三元鋰電池的安全性研究，雖然時不時傳來一些突破，但相關問題始終沒有得到徹底解決。
但此次廣汽埃安的彈匣電池，卻號稱讓動力電池起火成為歷史。據悉，為了驗證彈匣電池的安全性，廣汽埃安聯合中國汽車技術研究中心首席專家、國家電池安全標準起草人之一劉仕強博士及其團隊，對搭載了彈匣電池系統安全技術的三元鋰電池整包進行了針刺熱擴散試驗。
相關試驗結果顯示，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，無起火和爆炸現象。靜置48小時後，電壓降至0V，温度恢復至室温。針刺後只有被刺電芯模塊熱失控，沒有蔓延到其他電芯。打開電池整包，觀察內部結構完好。
雖然有數據顯示被刺電芯熱失控時最高温度達686.7℃，但能做到不蔓延、不起火、不爆炸，這確實也算得上是一個了不起的成績。埃安官方更是宣稱，彈匣電池首次實現了三元鋰電池整包針刺不起火，重新定義了三元鋰電池安全標準。
全球技術廠商尚未解決的難題，彈匣電池是如何實現的？我們先看下埃安官方的技術解密。
3
汽車電池自燃通常是由於電池包中的個別電芯出現短路，導致局部温度升高、電芯內部反應過熱並最終導致熱失控蔓延到整個電池包所致。針對這種情況，彈匣電池在結構上採用了彈匣安全艙的設計，把每個電池包裏的單獨電芯都獨立置於安全艙之內，這樣就可以有效阻隔熱失控電芯的蔓延。而且彈匣電池不只是物理結構上的設計優化，而是一套包含軟硬件一體化的安全技術解決方案。其核心技術主要體現在以下幾個方面。
一：超高耐熱穩定的電芯。在電芯技術上，廣汽埃安通過對電芯正極材料的納米級包覆及摻雜技術的應用，有效提升了電芯的熱穩定性，防止熱失控。電芯內電解液也添加了新型添加劑，可以實現SEI膜的自修復，從而改善電芯壽命，降低電芯內短路風險。彈匣電池電芯中的電解液通過特殊電解液添加劑，在加熱至120℃以上時，在活性材料表面自發聚合形成高阻抗特性聚合物膜，大幅降低熱失控反應產熱，使電芯的耐熱温度提升了30%。
二：超強隔熱的電池安全艙。通過網狀納米孔隔熱材料和耐高温上殼體設計，可以讓電池包內的每個電芯都擁有超強隔熱的安全艙，一旦三元鋰電芯熱失控，安全倉設計實現了熱失控三元電芯不蔓延至相鄰電芯。同時，電池包上殼體能耐温1400℃以上，從而有效保護整個電池。
三：極速降温的速冷系統。通過全貼合液冷系統、高速散熱通道、高精準的導熱路徑的設計，散熱面積提升40%，電池散熱效率提升30%，不僅在日常使用時能夠保障電芯工作在合理温度延長電芯壽命，同時在電芯發生熱失控時有效防止熱蔓延。
四：全時管控的第五代電池管理系統。廣汽埃安通過採用最新一代車規級電池管理系統芯片，可實現每秒10次全天候數據採集，相比前代系統提升100倍。可以24小時對電池狀態進行監測，發現異常時，立即啓動電池速冷系統為電池降温。
通過上述這一系列硬件、軟件上的技術加持，彈匣電池大幅提升了三元鋰電池系統的安全性。而且更值得一提的是，安全艙的加入，並沒有影響電池的能量密度。據廣汽埃安官方介紹，搭載彈匣電池系統安全技術的電池包，相對於同類普通電池包，體積能量密度提升9.4%，重量能量密度提升5.7%，成本還下降10%。
4
彈匣電池技術公佈之後，市場上也很快冒出了一些質疑之聲。這些聲音主要集中在以下幾點：
一是不是“首次”。有質疑者認為，不起火只冒煙的三元鋰電池去年9月份寧德時代就已經宣佈研製出來了，埃安宣稱彈匣電池首次實現了三元鋰電池整包針刺不起火，名不符實。
二是試驗本身並不符合2015年國標針刺實驗的標準。“2015版國標GB/T 31485-2015所規定，針刺實驗就是將電池充滿電，用直徑為5-8mm的耐高温鋼針，以（25±5）mm/s的速度，從垂直於電池極板的方向貫穿，貫穿位置宜靠近所刺面的幾何中心，鋼針停留在電池中，觀察1小時，不起火、不爆炸才算合格。”然而廣汽的針刺實驗使用的是電池包整體測試，電池包與電池單體電芯顯然並不能劃等號。
三是並沒有徹底屏蔽危險。試驗中，電池包的“彈”在針刺後，温度超過600度，被刺的那個“彈”已經發生了熱失控，甚至匣也發生了融化，非常危險，只不過因為“彈匣”使用了隔熱材料和耐高温殼體以及降温系統，從而將熱失控和熱擴散限制在一個局部，從而阻止了電池包的起火。
基於以上觀點，有質疑者認為彈匣電池技術有炒作嫌疑，技術實力並不如官方宣傳的那樣。
那麼彈匣電池的技術含金量到底如何？有業內權威專家受訪時認為，彈匣電池的確在三元電池耐高温方面有了不小的進步，但是對三元電池本身是沒有本質上的技術突破。
首先從耐高温的角度來看，彈匣電池提升了三元電芯耐熱温度30%的確是不錯的進步，但是普通高鎳三元電池的耐熱温度差不多是200度，即便提高了30%也就250度左右，而磷酸鐵鋰500-600度才會出現熱失控相比，兩者差距依然很大。而針刺實驗中彈匣電池其實還是冒煙了，也説明了電池內部其實已經出現一定程度的熱失控。
另外廣汽提到的正極材料的納米級包覆，也是一個很傳統和普通的做法，不管是磷酸鐵鋰還是三元都會做包覆。三元的包覆是為了減少副作用，和電解液形成一些隔離，減少和電解液的接觸同時防止温度上升正極材料表面釋放氧氣增加燃燒。
至於能量密度提升和廣汽宣傳的四點核心技術並沒有太大關係，大概率是進行了模組結構的優化，削減了電池包內部非必須部件比如像加強筋，多出的空間繼續添加正極材料，鋰離子多了，自然能量密度和續航能力就起來了。
不過受訪專家也承認，即便彈匣電池沒有技術上的本質突破，其進步意義也是值得肯定的。畢竟對消費者來説，只要電池包不會整個燒起來連帶汽車也被燒燬，局部電池冒煙是沒關係的，汽車不會有明火，安全性能無疑是大幅提升的。另外彈匣電池不存在產業化和工業化的一些難度，也不像刀片電池那麼複雜的工藝，因此也更容易實現規模化量產。
所以整體而言，彈匣電池是用傳統的技術，實現了三元鋰電池安全性的大幅提升。這如果説是一種巨大進步顯然沒有問題，但説是“重新定義了三元鋰電池安全標準”或有拔高之嫌。