楠木軒

外有金鐘罩,內有易經筋,彈匣電池能扼殺自燃?

由 段幹方 釋出於 科技

雖然近幾年新能源汽車的發展勢頭十分迅猛,但在發展的過程中也遇到了不少難題,其中動力電池的安全性就是最難解決的問題之一。眾所周知,動力電池是新能源汽車的“心臟”,它的安全性直接關乎新能源汽車使用者的安危。

據相關資料統計,新能源汽車自燃起火的原因大都和動力電池組有關。動力電池的安全性讓消費者在購買新能源汽車的時候產生了顧慮,同時也是一個讓車企和動力電池廠商非常頭痛的問題。新能源汽車要想得到健康穩健的發展,那麼攻克動力電池的安全問題就成了重中之重。

彈匣電池能為三元鋰正名?

最近,廣汽埃安釋出了新一代的動力電池安全技術——彈匣電池系統安全技術(下文簡稱:彈匣電池),官方稱該電池在三元鋰電池的安全方面實現了重大的技術突破,做到了電池包被針刺也不會起火。根據官方介紹,今年彈匣電池將會陸續搭載在AION全系車型上。

目前,新能源汽車領域所採用的主流電池技術分別是三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池,前者能量密度高,主要應用在中高續航的車型上;後者對比前者成本更低、壽命更長,主要廣泛應用在中低續航車型上。

儘管現在三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池在新能源汽車市場上被廣泛應用,但消費者對兩者在安全問題上保持著不同的態度,以刀片電池為代表的磷酸鐵鋰電池已經證明了自己的安全性,而三元鋰電池則一直處在輿論的風暴中。

小雷覺得彈匣電池的到來證明了三元鋰電池的安全效能,打消了消費者對三元鋰電池在安全方面的顧慮,讓三元鋰電池在電池安全方面扳回了一城;同時還促進了新能源領域與電池領域的技術發展。那麼廣汽埃安的彈匣電池又是透過什麼技術把起火問題扼殺在搖籃裡呢?

動力電池自燃起火的原因有很多種,最常見的是電池內部微短路,導致電池發生區域性溫度高於熱失控溫度,從而出現熱失控現象。因此,車企要解決電池自燃起火問題,要從電芯、模組以及系統等多方面進行把控,才能真正解決電池起火問題。

而廣汽埃安的彈匣電池不僅是一種動力電池,還是一套專門提升動力電池安全性的系統性技術。它基於“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”的設計思路打造而來,並採用了四大黑科技,從電池的內部到外部來防止電池起火。

四大黑科技是什麼?

彈匣電池內部採用了超高耐熱穩定的電芯,其正極材料透過奈米級包裹和摻雜技術打造,電解液採用了新型新增劑,可以自動修復SEI膜。電芯採用這些技術之後,能有效提升熱穩定性、改善電芯壽命、降低電芯短路等風險,同時還將電芯的耐熱溫度提升了30%。

彈匣電池外部採用了超強隔熱電池安全艙,其結構由網狀奈米孔隔熱材料和超耐高溫上殼體組成。前者能將火源扼殺在搖籃裡,即便是電池被外力刺穿,也能保證電芯內部不會起火,而且電池包裡面每一塊獨立電池都採用了這種材料包裹。後者的作用是將電池包的耐熱效能提升至1400度以上,從而做到全方位保護電池包。

這樣的設計在其實是廣汽埃安認清了三元鋰電池在熱失控方面的不足之後,做出的無奈選擇。它本質上並沒有對電芯做出安全方面的改良,而是給每一塊單體電池都穿上了一件防彈衣,即便是某一塊單體電池發生了熱失控,也不會影響到其它電池的正常執行,杜絕了電芯之間發生熱失控之後發生蔓延的情況。

如果電池電芯真的發生了熱失控甚至起火等異常情況,僅僅依靠一層電芯之間的銅牆鐵壁是遠遠不夠的,它還需要對這些情況進行實時的監控,並且徹底解決出現的異常,而彈匣電池配備的全時管控的第五代管理系統和極速降溫的速冷系統正是為了應對這些情況。

第五代管理系統採用了最新一代電池管理系統晶片,可以完成全天候的資料採集,頻次高達10次/s,確保24小時全覆蓋的全時巡邏模式,能夠對電池狀態進行實時監控。速冷系統則是透過全貼合液冷系統、高速散熱通道、高精準導熱路徑設計,讓電池的散熱面積提升40%,散熱效率提升30%。

當彈匣電池的管理系統在巡邏過程中發現了異常,就會啟動異常自救模式,並啟動速冷系統對電池進行降溫。這兩項技術就像是動力電池中的“哨兵”和“消防員”,它們分工合作,實時守護彈匣電池的安全,防止它發生起火。

彈匣電池除了彌補了三元鋰電池在安全效能上的短板之外,它還把自身的長處發揮得淋漓盡致,在能量密度、生產成本方面都進行了進一步最佳化。對比起普通三元鋰電池,它的體積能量密度提升了9.4%,重量能量密度提升了5.7%,成本下降了10%,在不犧牲續航和提高成本的基礎上,實現了高安全、長續航和低成本的優點。

彈匣與刀片的區別是什麼?

從技術最佳化上來看,彈匣電池主要是在電池安全方面做出了重大提升,打算和以安全著稱的刀片電池針鋒相對。在宣傳方面,彈匣電池和刀片電池也有許多相似之處,刀片電池以針刺試驗轟動業界,而彈匣電池也是透過針刺試驗開局;刀片電池號稱“讓自燃從電車的字典裡抹去”,彈匣電池也以“讓起火成為歷史”為三元鋰電池正名。

現在刀片電池在電池安全性上的優點,彈匣電池現在也有了。那麼,同樣追求電池安全的彈匣電池和刀片電池到底有什麼區別呢?

比亞迪的“刀片電池”主要是透過最佳化電池包結構,在成組時跳過“模組”提升了體積的利用率,增加了電芯的裝載空間,也讓電池容量得到提升,從而達到了增加續航里程的目的。廣汽埃安的彈匣電池則主要是透過在安全、冷卻、電芯以及監控等方面增強了對電池包的保護措施。這就好比為易燃易爆的汽油裹上了一層牢不可破的油箱。

這麼一對比,大家是不是很直觀地發現了兩者的不同。雖然廣汽埃安的彈匣電池和比亞迪的刀片電池都是透過改變電池包的結構來提升自己的弱項,但是前者的弱項是安全性,而後者的弱項則是能量密度。

總結

廣汽埃安彈匣電池的到來意味著三元鋰電池在安全效能上面取得了歷史性的突破,電池安全不再是磷酸鐵鋰電池的專屬名詞。它能夠消除消費者對三元鋰電池的偏見,促進國內新能源汽車行業的發展。

(注:本文素材源於網路)