撰文 | double
刀片出鞘,弹匣上膛。近年,车企频频在电池安全领域亮出“利器”。
5月20日,广汽埃安弹匣电池再针刺,实现磷酸铁锂(弹匣电池)整包针刺不冒烟、不起火、针刺峰值温度仅为51.5度,比刀片电池(磷酸铁锂)针刺的峰值温度还要再低10度左右,达到行业最优。
为什么针刺三元锂之后,弹匣此次还要再针刺磷酸铁锂?弹匣的“第二针”是消费者的电池安全的强心剂,还是行业电池安全技术发展的“催化剂”?我们今天就为大家深剖弹匣电池再度针刺背后的真正原因。
不惧真刺
刀片电池以针刺试验唤起行业“电池安全”热度
在过去,针刺试验曾是强制性国标中的指定试验,然而,囿于当时新能源行业及技术的发展,大部分电池都很难通过这一试验,且此前出于市场发展及实际运用的考虑,在2020年1月1日发布的强制性国家标准GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》中,针刺试验被移除出国标。
但于业界而言,其仍是检验电池安全的最高标准,目前行业敢于进行针刺试验的仅有两家车企。
第一家,便是新能源汽车行业的“老牌车企”比亚迪。去年3月,比亚迪刀片电池正式发布,它的实质是磷酸铁锂电池,但进行了结构创新,在一定程度克服了磷铁能量密度低的劣势。
并且,比亚迪是行业首家将针刺试验进行公开的车企,试验视频中可见:刀片电池通过了严苛的穿刺试验,相比于普通的磷酸铁锂和三元锂电池,在遭到穿刺时更安全,不会冒烟也不会起火,峰值温度60度。
至此,比亚迪刀片电池声名大噪,同时也将针刺试验推上了台面,让消费者知道了对于电池安全性还有如此严苛的检测手法,也让行业重新将电池的关注焦点拉回到“安全”领域。其中,广汽埃安的电池安全技术——弹匣电池尤为引人关注。
三元锂通过针刺,树立三元锂电池安全新标准
简单来说,此前国标要求针刺实验5分钟内不起火。比亚迪刀片电池针刺试验实现了这一标准,但同时也给消费者建立起“三元锂一定起火”的偏差认知。
比亚迪选用了能量密度较三元锂电池低的磷酸铁锂电池,然而磷酸铁锂电池的安全性大家已相对认可,但三元锂电池的安全性目前仍然是行业公认的痛点和难点。三元锂电池的一个较大缺点,就是稳定性较差,当受到撞击和高温时起火点较低。
当时,比亚迪针刺“点燃”三元锂时,电池生产巨头宁德时代曾跳出来抗议,然而宁德之后的两次为三元锂站台的针刺都广受质疑,根本无法挽回舆论败局。沸沸扬扬的“宁比之争”留下的最大印记就是:三元锂根本不可能通过针刺试验。
难道主流路线的三元锂电池注定要成为针刺试验的失败者吗?
弹匣电池偏偏不信。今年3月,广汽埃安首次发布弹匣电池,它的出现就攻破了“三元锂起火”这一难题。这场由第三方权威机构中汽研进行的三元锂(弹匣电池)整包针刺试验,不仅采用了100%SOC满电、上限8mm钢针的最严苛试验条件,而且成为行业首个实现了三元锂电池针刺不起火,并将其从国标的“5分钟不起火”变成了不起火,取得了重大突破。自此,动力电池安全领域不止刀片,更有弹匣。
弹匣的此次重大突破,也重新定义了关于电池安全的标准,进一步提高了行业“安全电池”门槛。
再“刺”实验,刷新磷酸铁锂安全新高度
弹匣电池的“第二针”,以实际行动告知行业和消费者,弹匣不止于三元锂。
5月20日,广汽埃安再次发布弹匣电池针刺试验,这次针刺对象为磷酸铁锂电池。如上所述,刀片电池本质上也是磷酸铁锂电池。不禁让我们猜想,同样都是磷铁针刺,弹匣电池和刀片电池有没有实质性的不同?
在这之前,我们先来了解一下弹匣这次针刺实验。在此次试验中,广汽埃安采用磷酸铁锂(普通电池)整包和磷酸铁锂(弹匣电池)整包进行对比测试。试验依然是比当时刀片针刺更为严苛的条件,所用的钢针直径为8mm,电芯电量为100%SOC,符合国标最严标准。
试验结果显示,磷酸铁锂(普通电池)整包在钢针刺入电芯触发热失控后,出现了电压下降、温度上升现象,最高温度为329.4℃,且出现冒烟现象,持续16分钟;而磷酸铁锂(弹匣电池)整包被刺后,最高温度仅为51.1℃,静止48小时后,单体电压降至0V,温度降为室温,且无冒烟、无起火和爆炸现象,电池包状态稳定。打开电池系统外壳,其内部结构完好。
从试验结果而言,磷酸铁锂(弹匣电池)整包针刺最高温度仅51.1℃,可以说刷新了磷酸铁锂电池的安全新高度,从刀片电池当时公布的“60度峰值温度”再往下拉了约10度,实现了行业最优。而且,弹匣电池的针刺试验由第三方中汽中心的专家团队进行,并出具了报告证书,试验结果挑不出任何的BUG。
可见,不惧“真”刺者,有的是硬实力。
频频针刺,“终结”意味深远
刀片出鞘打下行业“第一针”,弹匣上膛“连刺两针”。在业内看来,作为唯二两家进行过针刺试验的车企,它们都并非想用测试成为宣传的噱头。
于比亚迪的刀片电池而言,它将针刺试验带进了公众视野中,并以结构的改变进一步优化了磷酸铁锂电池的安全性,以刀片电池立起了“单体电芯安全”的技术路线。
于广汽埃安的弹匣电池而言,不管是第一次针刺三元锂电池,还是第二次针刺磷酸铁锂电池。其核心目的都是面向电池安全,希望通过最严苛试验,验证电池安全技术的可靠度,同时,弹匣也再次强化自己的“系统安全技术”定位,让行业和消费者认知到除了单体电芯安全技术路线,还有系统级安全技术路线。
自此,广汽埃安也成为了行业内唯一同时可运用三元锂和磷酸铁锂的电池安全系统技术。让不同化学类型电池都很安全,进一步刷新了电池安全的新高度。
最终赢家
前面提到,刀片电池和弹匣电池走的技术路线不同。而弹匣电池的两次针刺,也终结了三元锂和磷酸铁锂的派系之争。我们该如何理解?
派系之争的起源与当下
众所周知,目前新能源汽车搭载的电池类型无非是三元锂电池和磷酸铁锂电池。
在2016年以前,国内新能源刚起步,由于磷酸铁锂电池技术比较成熟,材料成本便宜和安全性较高,成为当时市场的主力。国内以比亚迪、北汽等为代表的新能源车,大部分采用磷酸铁锂电池。但由于技术局限性,那时磷酸铁锂电池的续航大多停留在300公里以内,续航层面并无优势可言。
进入2017年,政策开始发力,NEDC 续航小于200的车型补贴大幅缩紧,而续航高于400的车型开始享受最优补贴。同时,特斯拉也于2018年进入中国,刺激了中国新能源汽车发展。国内关于动力电池研究如火如荼,其中宁德的三元锂电池在成本控制、安全控制、续航里程上获得技术突破。由此,三元锂电池进入行业视野。加之政策大力推动,短短三年时间,续航相对磷铁更高的三元锂受到各车企热捧,逐渐成为目前新能源车用动力电池的主流。
如今,随着两种电池的续航都逐渐实现突破,磷酸铁锂的装机量又逐渐增高,出现回暖迹象。目前,三元锂电池和磷酸铁锂电池并行发展,我们相信,在未来很长时间内这都是常态。
派系之争和我有关系吗?
必然有很大关系。当了解两者的区别后,我们才能明白终结派系之争的真正意义。
三元锂电池低温续航性能表现比磷酸铁锂更好,充电速度更快。并且在相同续航里程下,相对于磷酸铁锂来说,它电池能量密度更高,所以整车重量更轻。用户如需要更长续航、更适应低温天气,可以选择搭载三元锂电池的电动车。
磷酸铁锂电池电池循环寿命长,稳定性耐久性更为优秀,使用时间更久。并且耐高温,电池性能不受高温环境影响。如用户更考虑使用寿命、性价比的,则可以选择搭载磷酸铁锂电池的电动车。
两者区别明显,然而在实际选择中,我们更多的考虑还是基于电池安全,而非实际场景需求,导致购买电动车时往往“行不由衷”。安全问题没有完善的解决方案,派系之争没有终结,那我们就谈不上购车自由。
谁能终结派系之争?
比亚迪刀片电池,从结构上来说,其实就是让磷酸铁锂电芯加长,使单个电芯形成扁平状,与刀片具有一定的相似度。并且通过整包结构优化,增加电芯装载空间,使电池包容量得到提升,从而达到续航提升,其本质是提升电池能量密度的技术,而不是一种电池安全技术。
业界普遍认为,由于磷酸铁锂本身材料的局限,很难再有大的突破。刀片电池未来面临的挑战是如何继续提高能量密度及抗低温性能。而且刀片现阶段仅有磷酸铁锂,可以说牺牲的是用户的选择权。
广汽埃安弹匣电池则是一种系统安全技术。简单来说,就是将一个个电芯放置在类似“弹匣”的安全舱中,不管是磷酸铁锂电芯、三元锂电芯,甚至是年内将量产的超级快充电池、海绵硅负极片电池等不同化学类型的电池,都能搭载在弹匣电池技术之上。因而,它的系统级安全技术路线,比“单体电芯”路线更为广阔。
可以说,针刺试验仅是手段,弹匣电池通过验证三元锂(弹匣电池)和磷酸铁锂(弹匣电池)的高安全性,让电池系统安全的技术路线得以被行业关注,其意义尤为深远。
其一,终结了派系之争,让选择权回归用户。可以说,弹匣“第二针”表面刺的磷酸铁锂(弹匣电池),实则刺的是“安全痛点”。也让用户成了最大赢家。毕竟,弹匣出现之后,用户可以根据自身实际用车场景进行选择,不管是三元还是磷铁,都不再有安全顾虑。
其二,推动安全技术发展,将促使整个行业动力电池安全得到提升。弹匣电池可以同时提升三元锂和磷酸铁锂电池安全性能,走出了一条“系统级安全技术”的全新路线,已然对行业在电池安全领域的发展产生深远启发。可以说,弹匣电池带来了安全技术行业的进步。基于“安全痛点”的全面解决,行业是否又可以将更多的精力放在其它电池技术突破之上?弹匣的“第二针”,为动力电池的未来,带来了极大的想象空间。
针刺只是开端,为用户及行业带来更多可能,才是弹匣电池终结派系之争的真正意义。
结语
归根结底,不管是弹匣电池,还是刀片电池,都向我们展现出对于电池安全性的不遗余力。这一切的付出,最终受益的都是消费者。由此,弹匣电池的“第二针”刺向的其实是新能源行业的“安全痛点”,成为消费者关于电池安全的“强心剂”。也通过终结体系之争,为行业全面发展电池安全技术提供了全新思路和无限可能。
在解决了电池安全痛点之后,新能源汽车行业未来技术的新发展方向我们不得而知。但我们相信,在频频针刺中带给我们惊喜与信心的埃安,仍将会是下半场中的有力竞争者。【iDailycar】