彈匣電池系統安全技術示意圖。 資料圖片
彈匣電池以四大核心技術實現三元鋰電池整包針刺不起火。 資料圖片
位於天津的中國汽車技術研究中心試驗室內，一根直徑達8mm的鋼針正在刺穿三元鋰電池整包，針刺點隨後冒出微微白煙，1分鐘後白煙散去，無起火現象。
3月10日，廣汽埃安正式發佈“彈匣電池系統安全技術”（以下簡稱“彈匣電池”），並對外公佈了這項針刺試驗的記錄視頻。這是業內首次實現三元鋰電池整包針刺不起火，標誌着又一行業公認難題被攻克。
這項用時3年半、投入超3.5億元研發出的最新技術，是基於電芯本徵安全提升、整包被動安全強化及主動安全防控的系統級的電池安全技術，讓廣汽埃安再一次站在了行業的潮頭。更為關鍵的是，這是我國新能源汽車動力電池領域的一次真正創新，也是中國汽車技術創新案例，將有效破解新能源汽車電池安全的全球性痛點，把中國新能源汽車電池技術帶入全新發展軌道，推動“十四五”期間新能源汽車產業的高質量發展。
實現動力電池安全重大突破三元鋰電池針刺不起火
目前，我國新能源汽車市場接受度逐步提升，銷量快速增長，規模不斷擴大。據中汽協數據顯示，去年我國新能源汽車產銷分別完成136.6萬輛和136.7萬輛，同比分別增長7.5%和10.9%。
然而，在市場快速增長的同時，新能源汽車依舊面臨着一系列痛點，尤其是電池安全，一直是影響客户購車的關鍵因素。因此，新能源汽車產業鏈相關企業都在開展電池安全技術的課題攻關。某種程度上，哪家企業能研發出“不起火”電池技術，攻下技術難關，必將在市場競爭中取得先機，引領整個新能源汽車行業發展。
作為國內新能源汽車市場的領跑者，廣汽埃安精準把脈消費痛點，以科技創新推出彈匣電池系統安全技術，在三元鋰電池安全領域實現了重大突破。
從彈匣電池針刺試驗過程來看，是以國家強制性標準中最嚴苛的方法進行的，如針刺直徑8mm（國標是3-8mm），電芯電量SOC100%（國標是90%以上）。
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介紹，彈匣電池在熱事故信號發出5分鐘後，無起火和爆炸現象，靜置48小時後，單體電壓降至0V，温度降至室温，針刺位置上方外殼漆皮受熱脱落，外觀整體保持完好，打開系統外殼後，內部結構完好。
從試驗結果取得遠超國標的優異成績可以看出，搭載彈匣電池技術的三元鋰電池擁有更高的安全性表現。意味着中國新能源汽車在動力電池領域向前邁出了關鍵一步，將推動市場的健康快速發展。
10次/秒全天候監控四大硬核科技破難題
為什麼廣汽埃安的彈匣電池能實現針刺不着火？其中又有哪些硬核黑科技？
基於“防止電芯內短路，短路後防止熱失控，以及熱失控後防止熱蔓延”的安全理念，彈匣電池是一個專門提升動力電池安全性的系統性技術，並非純粹的結構優化與簡單的增加隔熱，而是從電芯本徵安全提升、到被動安全強化、再到軟件主動防控的一整套安全技術。其採用了類似彈匣安全艙的設計，有效阻隔熱失控電芯的蔓延，當偵測到電芯電壓或温度等出現異常時，自動啓動電池速冷系統為電池降温。這其中的奧妙就是彈匣電池具備4大核心技術：
一是超高耐熱穩定的電芯。電芯通過正極材料的納米級包覆及摻雜技術的應用，能有效提升熱穩定性，防止熱失控；電解液新型添加劑的應用實現了SEI膜的自修復，從而改善電芯壽命，降低電芯短路風險；高安全電解液，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。這些關鍵技術的應用，使電芯的耐熱温度提升了30%。
二是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，彈匣電池構築了超強隔熱的安全艙，最終實現三元鋰電芯熱失控不蔓延至相鄰電芯。同時，電池包上殼體能耐温1400℃以上，從而有效保護電池整包。
三是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，彈匣電池實現了散熱面積提升40%，散熱效率提升30%，有效防止熱蔓延。
四是全時管控的第五代電池管理系統。通過採用車規級最新一代電池管理系統芯片，可實現每秒10次全天候數據採集，相比前代系統提升100倍，以24小時全覆蓋的全時巡邏模式，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。全時巡邏模式和異常自救的應用，重新定義了三元鋰電池主動安全的標準。
據瞭解，彈匣電池雖然增加了大量的安全設計，但同時在冷卻系統、電芯設計、整包佈置等方面進行全面優化。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%，成本卻下降了10%，做到了高安全、長續航、低成本的高度融合。
兑現“先人一步”承諾將實現全系車型搭載
據瞭解，彈匣電池是由廣汽研究院、廣汽研究院硅谷中心、世界電芯專家領銜開發，超過600人組成的國際研發團隊傾力打造。其進行了下至材料級、電芯級，上達整包、整車級的安全驗證，合計超過1200多次各類仿真及試驗，在各類測試中確保彈匣技術的安全水平。從動力電池過流保護、電池熱抑制方法、電池熱失控監控及預警等方面進行研究開發，形成了國際領先的專利羣，包含80多項專利，發明佔比超過70%。為新能源汽車產業健康可持續發展提供了廣汽埃安的解決方案。
與此同時，這也離不開廣汽在電動化技術方面長期的資源投入和技術積累。早在2011年，廣汽集團就開始了電動化技術的研究應用，並推出了國內首款中重度混合動力車型。在電動化技術研究方面，廣汽的研發已經超過了10年，並形成了大量的技術成果和人才儲備。
廣汽還擁有業內領先的電池試驗室、專業測試場和電池Pack生產車間，具備獨立的電池包自主設計和生產製造能力。同時，埃安系列產品已擁有超10萬用户，每天產生超1500萬公里的行駛里程，帶來了海量的電池運行數據，為彈匣電池研發提供堅實的數據支撐。
彈匣電池充分凸顯了廣汽埃安的企業基因——堅持科技創新，為客户帶來“先人一步的科技享受”，通過持續創新，整合全球優勢資源，推動企業高質量發展。
分析指出，該技術的成功發佈，將提升廣汽埃安旗下車型的市場競爭優勢。據官方消息，彈匣電池將在今年開始陸續搭載到AION全系車型上。
發展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路，是應對氣候變化、推動綠色發展的戰略舉措。彈匣電池的成功研發，充分凸顯了我國在新能源汽車動力電池領域的技術領先性，將有效推動中國汽車行業的發展。
廣汽埃安彈匣電池系統安全技術的發佈極具里程碑的意義，標誌着電池安全上升到全新的高度，特別是在三元鋰電池安全性上取得了歷史性的突破，重新定義了三元鋰電池的安全標準。
撰文：郭小戈