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前有刀片,今有彈匣,數(shù)電池安全,還看今朝。
一年前,比亞迪靠著一次號(hào)稱電池安全領(lǐng)域最嚴(yán)苛的針刺實(shí)驗(yàn),將三元鋰電池從神壇上推了下去,讓已經(jīng)逐漸勢(shì)弱的磷酸鐵鋰電池重新回到了電池賽道上。而刀片電池在當(dāng)時(shí)電動(dòng)車自燃新聞不斷的背景下,一時(shí)之間也成為了家喻戶曉的電池明星。
而2021年3月10日,廣汽埃安則用同樣的實(shí)驗(yàn),將三元鋰電池的安全性也提高到了一樣的層級(jí)。面對(duì)針刺實(shí)驗(yàn),電池包只冒煙,不起火,無(wú)爆炸。廣汽埃安將這一新技術(shù)稱為:彈匣電池。
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我們知道,電池自燃的主要產(chǎn)生原因在于電芯內(nèi)部短路,大量產(chǎn)熱,溫度升高,到了一定溫度,電芯內(nèi)容物便會(huì)自發(fā)參與反應(yīng),溫度上升一發(fā)不可收拾,學(xué)名:熱失控。其實(shí)單獨(dú)一節(jié)電芯熱失控并沒(méi)有多么可怕,總能量也就那么多。
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但要知道,電動(dòng)車使用的電池包中,密密麻麻堆積了大量的電芯,一旦某一節(jié)電芯熱失控了,熱量會(huì)傳導(dǎo)到附近的電芯,進(jìn)而引發(fā)其他電芯熱失控,從而導(dǎo)致整個(gè)電池包自燃,這種現(xiàn)象學(xué)名:熱擴(kuò)散。也就是俗話說(shuō)的:得了灰指甲,一個(gè)傳染倆。
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彈匣電池,形如彈匣。它將電芯放在具有超強(qiáng)隔熱能力的安全艙內(nèi),就好像放在彈匣里邊。利用網(wǎng)狀納米孔隔熱材料將電芯之間進(jìn)行分隔,還有1400℃超耐高溫上殼體,以及內(nèi)部全貼合液冷集成系統(tǒng),避免了問(wèn)題電芯傳染健康電芯。
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這兩張GIF可以很好的展現(xiàn)彈匣電池阻止熱擴(kuò)散的能力
彈匣電池還不止是被動(dòng)防護(hù)這點(diǎn)本事,它還是一個(gè)系統(tǒng)安全技術(shù)。廣汽從電芯本征安全,電池被動(dòng)安全到軟件主動(dòng)安全全方位地提高了三元鋰電池安全標(biāo)準(zhǔn)。
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彈匣電池的電芯正極材料采用了納米級(jí)包覆和摻雜技術(shù),應(yīng)用新型添加劑實(shí)現(xiàn)了SEI膜(固態(tài)電解質(zhì)膜,也就是鋰離子脫附嵌入的地方)的自修復(fù),還采用了一種新型高安全電解液,這種電解液能夠在120℃高溫下自動(dòng)產(chǎn)生高阻抗界面膜,減小短路電流,降低熱失控反應(yīng)產(chǎn)熱。
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被動(dòng)安全就是之前說(shuō)的“彈匣”,而主動(dòng)安全則包含兩部分,第一種是高效的散熱設(shè)計(jì),液冷管道鋪滿整個(gè)電池包,散熱面積提升40%,散熱效率提升30%,主動(dòng)帶走電芯多余的發(fā)熱。
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第二種則是埃安的第五代電池管理系統(tǒng),它可以實(shí)現(xiàn)全天候監(jiān)控,每秒10次全天候數(shù)據(jù)采集,監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)異常,看會(huì)啟動(dòng)電池速冷系統(tǒng),為電池降溫,在不可避免的熱失控發(fā)生時(shí),也可以及時(shí)提醒乘員安全撤離。
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正是由于彈匣電池是一套系統(tǒng)安全技術(shù),面對(duì)最嚴(yán)苛的針刺實(shí)驗(yàn)條件,第一個(gè)實(shí)現(xiàn)了三元鋰電池整包針刺不起火。
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更難能可貴的是,相對(duì)于同類普通電池包,彈匣電池的高安全性并沒(méi)有犧牲能量密度,也沒(méi)有花費(fèi)更多的成本。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%。302Wh/L,185Wh/kg的能量密度處于電池行業(yè)的前列,比刀片電池的140Wh/kg,彈匣電池仍然保持了作為三元鋰電池高能量密度的優(yōu)勢(shì)。
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安全是汽車的底線,我們很高興的看到廣汽十年來(lái)在這一領(lǐng)域的諸多投入有了成果。如今三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池齊頭并進(jìn),還有固態(tài)電池等新技術(shù)蠢蠢欲動(dòng),在國(guó)內(nèi)諸多廠商的努力下,電池技術(shù)正在日新月異。雖然相較完美還相差甚遠(yuǎn),但誰(shuí)還不是從襁褓中長(zhǎng)大的呢。