年初,關(guān)于廣汽埃安發(fā)布石墨烯基電池和硅負極電池研發(fā)進展消息,成為車圈話題頭條。不過,很多人看的是熱鬧,背后有關(guān)這項目技術(shù)的發(fā)展曝光度也是很少。其實,廣汽埃安所言石墨烯基電池,僅僅是石墨烯作為動力電材料的添加劑,而不是主材。
就在今天(3月10日),廣汽埃安還同時發(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)(簡稱“彈匣電池”),其核心便是對上述動力電池的一次公開體檢——整包針刺。
大家看著有點眼熟啊,去年比亞迪不也做過刀片電池的整包針刺么?那么,此次廣汽埃安的三元鋰電池整包針刺和比亞迪的試驗又有何區(qū)別呢?
首創(chuàng)三元鋰動力安全試驗
提及新能源汽車大家最為擔憂的無非兩點,續(xù)航和安全。
而在續(xù)航方面,隨著廣汽埃安、蔚來、小鵬等車企1000公里續(xù)航的車型公開,這也為行業(yè)發(fā)展指明了方向但是對于安全性而言,目前真正對外公開亮相品質(zhì)的很少。此次廣汽埃安的三里鋰電整包針刺就是其中之一。
眾所周知,在過去幾年,由于很多企業(yè)陷入了對“續(xù)航里程”的盲目攀比,天生熱穩(wěn)定性差,但相比磷酸鐵鋰電池能量密度更高的三元鋰電池廣受追捧,新能源乘用車的安全口碑則因此付出了極其慘重的代價。
“相對25℃容量”是指不同溫度條件下放電容量與25℃時放電容量的比值。該數(shù)值能夠準確反映出電池在不同溫度條件下續(xù)航的衰減,越接近100%,電池表現(xiàn)越好。
從上圖中能夠看出,以25℃為基準常溫,兩類電池在55℃高溫下放電與常溫25℃下放電,放電容量幾乎沒有差別。但在零下20℃時,三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池相比有比較明顯的優(yōu)勢。
一般而言,“在500℃的溫度下,磷酸鐵鋰材料結(jié)構(gòu)都非常穩(wěn)定,但三元鋰材料在200℃左右就會發(fā)生分解,且化學反應較劇烈,會釋放氧分子,更容易引發(fā)熱失控?!蹦硠恿﹄姵仄髽I(yè)的負責人接受媒體采訪時如上表示。
那么,此次廣汽埃安為什么會有如此膽識呢?
為驗證彈匣電池的安全性,中國汽車技術(shù)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。
據(jù)了解,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。
打造“不起火”電池系統(tǒng)安全技術(shù)
當前電池自燃多由于電芯出現(xiàn)內(nèi)短路,導致溫度升高、電芯內(nèi)部反應產(chǎn)熱最終出現(xiàn)熱失控,隨后蔓延到整個電池包所致。電芯安全解決的是電池本質(zhì)安全,而整包安全是以系統(tǒng)思維解決從電芯、模組到系統(tǒng)的全方位安全,相比電芯安全更為重要,也更難實現(xiàn)。
應該說,電動車行業(yè)對于整車安全的共識已由單體安全轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全,提升電池整包的安全性能已成為行業(yè)的主流趨勢。
而廣汽埃安的彈匣電池,則是一個專門提升動力電池安全性的系統(tǒng)性技術(shù),它不是純粹的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,也不是簡單地增加隔熱,而是從電芯本征安全提升、到被動安全強化、再到軟件主動防控的一整套安全技術(shù),同時也是一個軟硬件一體化、具備超高防御能力的智能安全技術(shù)。
此次,整包針刺的成功,也說明了廣汽埃安攻克了公認的行業(yè)難題,重新定義三元鋰電池安全標準。
據(jù)了解,基于“防止電芯內(nèi)短路,短路后防止熱失控,以及熱失控后防止熱蔓延”的設(shè)計思路,廣汽埃安彈匣電池采用類似安全艙的設(shè)計,可有效阻隔熱失控電芯的蔓延、當偵測到電芯電壓或溫度等出現(xiàn)異常時,自動啟動電池速冷降溫系統(tǒng)為電池降溫。
總結(jié)來看,廣汽埃安具備了四大核心技術(shù):超高耐熱穩(wěn)定電芯、超強隔熱的電池安全艙、極速降溫的速冷系統(tǒng)、全時管控的第五代電池管理系統(tǒng)。
而值得注意的是,彈匣電池雖然增加了大量的安全設(shè)計,但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。
通過可公開查詢的中國專利公布公告官網(wǎng)顯示,廣汽集團關(guān)于電池技術(shù)的研發(fā)已開展多年,在硅材料性能改善與優(yōu)化、負極材料的雜合復配技術(shù)、新型粘結(jié)劑、新型電解液、新型電池極片設(shè)計等多個方面取得了重大突破,形成了國際領(lǐng)先的專利群,包含80多項專利,發(fā)明占比超過70%。由此可見此前業(yè)內(nèi)傳聞廣汽集團布局電池領(lǐng)域,投入大量研發(fā)專家人員并非空穴來風。
綜上所述,我們不難看出廣汽埃安為電池技術(shù)早已潛心研發(fā)多年,相關(guān)技術(shù)成果也正在有條不紊,今年開始將會在AION全系車型上陸續(xù)搭載。屆時,無論是消費市場還是資本市場,或?qū)⒁虼水a(chǎn)生巨變。