3月10日，廣汽埃安發(fā)布了新一代動力電池安全技術(shù)—彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)（以下簡稱“彈匣電池”）。該技術(shù)突破了三元鋰電池安全最嚴苛、此前難以過關(guān)的針刺試驗瓶頸。而廣汽埃安成為了首家對外公布三元鋰整包針刺不起火的企業(yè)。

三元鋰電池也能通過針刺實驗

眾所周知，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池是全球電動車行業(yè)的兩大主流電池技術(shù)路線。磷酸鐵鋰電池因為壽命更長、成本更低，在中低續(xù)航車型中得到廣泛的應(yīng)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(xù)航車型中應(yīng)用。根據(jù)當(dāng)前市場實際使用情況來看，磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池兩種技術(shù)路線，在未來很長一段時間內(nèi)仍將并行發(fā)展。

磷酸鐵鋰電池的安全性大家已相對認可，但三元鋰電池的安全目前仍然是行業(yè)公認的痛點和難點。面對這個安全方面的核心痛點和難點，全球范圍內(nèi)相關(guān)的產(chǎn)、學(xué)、研機構(gòu)都在以此作為重要課題，而廣汽埃安成為了最先公開發(fā)布成果的企業(yè)。從當(dāng)天線上發(fā)布會展示的試驗視頻中，由中國汽車技術(shù)研究中心首席專家、國家電池安全標(biāo)準起草人之一劉仕強博士帶領(lǐng)團隊，對搭載了彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)的三元鋰電池整包進行了針刺熱擴散試驗。

試驗結(jié)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(fā)出5分鐘后，僅出現(xiàn)短暫冒煙，無起火和爆炸現(xiàn)象。靜置48小時后，電壓降至0V，溫度恢復(fù)至室溫。針刺后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(nèi)部結(jié)構(gòu)完好。

這是行業(yè)首次通過三元鋰電池整包針刺不起火試驗，三元鋰電池安全性取得了歷史性的突破。

三元鋰電池通過針刺實驗有多難？

三元鋰電池雖然憑借正極金屬高活性，相比磷酸鐵有著更高的能量密度，從而衍生出了輕量化與比能量（體積與重量）高的優(yōu)勢，但熱失控段時間釋放出的超高熱能，也一直是三元鋰電池憑的痛點。為此，動力電池新國標(biāo)還特意取消了電池單體針刺實驗。

但有專家對此表示：針刺試驗大致方法是將充滿電的電池放在一個平面上，用直徑5mm的鋼針沿徑向?qū)㈦姵卮檀@實際上是模擬了電池短路狀況?，F(xiàn)實應(yīng)用中，汽車動力電池也可能遇到劇烈碰撞下外物侵入電池內(nèi)部的情況。鋰電池在短路時極易發(fā)生滲漏起火爆炸，因此針刺試驗是動力電池測試中非常有效、苛刻的一種方法，如果在針刺實驗中電池能做到不起火爆炸，那鋰電池可以說具有了相當(dāng)高的安全性。

在今年召開的“2021電動汽車百人大會”上，比亞迪董事長王傳福就對汽車動力電池的安全規(guī)范提出了新的建議，他認為應(yīng)該把動力電池的針刺試驗逐步列入強制性標(biāo)準，同時把目前熱擴散試驗要求的不短于5分鐘的標(biāo)準，提升到不短于30分鐘的標(biāo)準。

可是，三元鋰電池想要通過針刺實驗并不容易。我們要知道，電池能否通過針刺試驗，目前主要還是從抑制產(chǎn)熱、提升耐熱性能、增加擴散通道的方面入手，暫未出現(xiàn)避免短路的可行性理論。

在上述幾個方面，決定性最大的是材料化學(xué)特性，熱穩(wěn)定性從差到好的順序為：鈷酸鋰<鎳鈷錳（三元鋰電池）<錳酸鋰<磷酸鐵鋰。

三元鋰電池在250-300℃高溫會分解產(chǎn)生大量游離態(tài)氧，并且因為三元材料的化學(xué)反應(yīng)尤其強烈，一旦釋放氧分子，電解液在高溫作用下就會迅速燃燒，隨即發(fā)生爆燃現(xiàn)象。

相比之下，在磷酸鋰鐵電池中，磷酸鐵鋰晶體的P-O鍵非常穩(wěn)固，難以分解。即便在高溫或過充狀態(tài)下，也不會像三元材料一樣結(jié)構(gòu)崩塌發(fā)熱，或是形成強氧化性物質(zhì)，擁有良好的安全性。

所以，三元鋰電池想要通過針刺實驗，本質(zhì)上要比磷酸鐵鋰難得多！

廣汽埃安彈匣電池是如何做到的？

同樣是三元鋰電池，廣汽埃安彈匣電池憑什么能做到？其中這離不開彈匣電池具備的四大核心技術(shù)：

一、超高耐熱穩(wěn)定的電芯。首先，電池安不安全，關(guān)鍵還是看電芯。廣汽埃安彈匣電池電芯通過正極材料的納米級包覆及摻雜技術(shù)的應(yīng)用，能有效提升熱穩(wěn)定性，防止熱失控。其次，其電解液新型添加劑的應(yīng)用實現(xiàn)了SEI膜的自修復(fù)，從而改善電芯壽命，降低電芯短路風(fēng)險。

除了以上兩項被動安全防護，廣汽埃安彈匣電池還有高安全電解液，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(fā)聚合形成高阻抗特性聚合物膜，大幅降低熱失控反應(yīng)產(chǎn)熱。這些關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，使電芯的耐熱溫度提升了30%。

二、超強隔熱的電池安全艙。這項電芯與模組的雙層被動安全措施各家都在做，不過廣汽埃安的做法是用更好的物料，即通過網(wǎng)狀納米孔隔熱材料和耐高溫上殼體，彈匣電池構(gòu)筑了超強隔熱的安全艙，最終實現(xiàn)三元鋰電芯熱失控不蔓延至相鄰電芯。同時，電池包上殼體能耐溫1400℃以上，從而有效保護電池整包。

三、極速降溫的速冷系統(tǒng)。廣汽埃安彈匣電池通過全貼合液冷系統(tǒng)、高速散熱通道、高精準的導(dǎo)熱路徑的設(shè)計，彈匣電池實現(xiàn)了散熱面積提升40%，散熱效率提升30%，有效防止熱蔓延。

四、全時管控的第五代電池管理系統(tǒng)。除了針對電池內(nèi)部架構(gòu)的改造，廣汽埃安彈匣電池還有一套先進的電池安全管理系統(tǒng)，通過采用車規(guī)級最新一代電池管理系統(tǒng)芯片，可實現(xiàn)每秒10次全天候數(shù)據(jù)采集，相比前代系統(tǒng)提升100倍，以24小時全覆蓋的全時巡邏模式，對電池狀態(tài)進行監(jiān)測。發(fā)現(xiàn)異常時，立即啟動電池速冷系統(tǒng)為電池降溫。全時巡邏模式和異常自救的應(yīng)用，重新定義了三元鋰電池主動安全的標(biāo)準。

彈匣電池雖然增加了大量的安全設(shè)計，但同時在冷卻系統(tǒng)、電芯設(shè)計、整包布置等方面進行全面優(yōu)化。搭載彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)的電池包，相對于同類普通電池包，體積能量密度提升9.4%，重量能量密度提升5.7%，成本下降10%。因此，彈匣電池是在沒有犧牲續(xù)航和提高成本的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了高安全、長續(xù)航、低成本。

三元鋰針刺不起火帶來哪些影響？

就像我們前面說的，此次廣汽埃安彈匣電池通過針刺實驗，在電池安全領(lǐng)域可謂是實現(xiàn)重大突破。如果廣汽埃安彈匣電池的安全技術(shù)能夠在行業(yè)實現(xiàn)普及，未來純電動車也會更加安全，電動車自然事故也會更少。

根據(jù)不完全統(tǒng)計，截止到去年8月份，就有超過20起的新能源車自燃起火事故，涉及多個國產(chǎn)、合資品牌。其中絕大數(shù)新能源均搭載了三元鋰電池。而三元鋰電池起火爆炸頻繁，更是帶動磷酸鐵鋰電池迅速復(fù)興。

而現(xiàn)在，廣汽埃安彈匣電池通過針刺實驗，對于消費者而言，將一定程度打消其對三元鋰純電動車的購車顧慮，讓消費者更放心購買純電動車產(chǎn)品。對行業(yè)而言，廣汽埃安彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)的發(fā)布更是具有里程碑的意義，它標(biāo)志著電池安全上升到全新的高度，特別是重新定義了三元鋰電池的安全標(biāo)準，從而甚至帶動整個純電動車市場的銷量。

據(jù)了解?！皬椣浑姵亍苯衲觊_始將會在AION全系車型上陸續(xù)搭載。