據(jù)統(tǒng)計(jì),截止2019年末國(guó)內(nèi)新能源車的保有量達(dá)391萬輛。而接連發(fā)生的純電動(dòng)車自燃事故,再次讓電動(dòng)車的安全性成為了網(wǎng)上的熱搜話題。
無獨(dú)有偶,近期微博博主@小魚鋰電對(duì)來自寧德時(shí)代的NCM 811鋰電芯進(jìn)行穿刺試驗(yàn)后,那刺眼的明火瞬間讓網(wǎng)友們炸開了。
其實(shí)這次事情的緣起可以追溯至3月份比亞迪那次刀片電池的發(fā)布,發(fā)布會(huì)上比亞迪分別展示了三元鋰電池、磷酸鐵鋰塊狀電池、刀片電池根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 31485-2015而進(jìn)行的鋼針穿刺試驗(yàn)。
之后在寧德時(shí)代的年度業(yè)績(jī)說明會(huì)上,其董事長(zhǎng)曾毓群在被問及如何評(píng)價(jià)比亞迪刀片電池時(shí),卻表現(xiàn)得不以為然,并認(rèn)為“電池的安全和電池的濫用測(cè)試是兩回事,但有些人把濫用測(cè)試的通過等同于電池的安全”。
既然有爭(zhēng)議,那直接鋼針見真章就好了唄。但沒想到卻是博主@小魚鋰電先把這事給做了,結(jié)果更加坐實(shí)寧德時(shí)代NCM 811被“一扎就爆”情況。于是寧德時(shí)代立馬坐不住了,立馬通過兩段視頻在微博進(jìn)行回應(yīng)。結(jié)果非但沒能解開網(wǎng)友們的疑惑,反而讓網(wǎng)友們徹底炸開了鍋。
但知行君仔細(xì)研究了寧德時(shí)代的視頻,發(fā)現(xiàn)阻礙寧德時(shí)代做針刺測(cè)試的既不是技術(shù)、也不是體質(zhì),更不是巨頭的面子,而是他們壓根沒把鋼針穿刺試驗(yàn)給做對(duì)!
按照GB/T 31485-2015《電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法》所規(guī)定,針刺實(shí)驗(yàn)就是將電池充滿電,用直徑為5-8mm的耐高溫鋼針,以(25±5)mm/s的速度,從垂直于電池極板的方向貫穿,貫穿位置宜靠近所刺面的幾何中心,鋼針停留在電池中,觀察1小時(shí),不起火、不爆炸才算合格。
▲留意紅框的關(guān)鍵字:?jiǎn)误w蓄電池、貫穿
然而看到寧德時(shí)代發(fā)布的第一條視頻,知行君確實(shí)有點(diǎn)出乎意料。寧德時(shí)代所用的并非單體電芯,而是電池包。
這里要給大家科普一下單體(cell)、電池組(Batteries)和電池包(pack)的概念。
所謂電池單體,是指單個(gè)的電池,電壓一般在3-4V之間,包括18650這種圓柱鋰電池也屬于單體的類型;而電池組由多個(gè)單體集合,構(gòu)成一個(gè)單一的物理模塊;電池包則由多個(gè)電池組集合而成,并且加入熱管理、電池管理等系統(tǒng)的產(chǎn)品,也就是我們常說的動(dòng)力電池。
由于電池包需要符合碰撞安全等要求,其殼體一般用各種高強(qiáng)度材料所打造,別說一根鋼針,也許多根鋼針也未必能刺穿。但這等同于通過針刺試驗(yàn)?顯然不是的。寧德時(shí)代這是在玩偷換概念的把戲。
它把電池包殼體能夠抵受外部異物擠壓、穿刺的能力,和單體電芯能經(jīng)受鋼針穿刺的考驗(yàn)混為一談,背離了針刺試驗(yàn)實(shí)際為了檢驗(yàn)電池系統(tǒng)控制熱擴(kuò)散的目的。幸好能搞清內(nèi)里邏輯的網(wǎng)友并不少,從而讓寧德時(shí)代隨即也發(fā)布了第二段視頻。
在這次的視頻里面,寧德時(shí)代終于重新以電芯單體來進(jìn)行鋼針穿刺試驗(yàn)。但知行君還是發(fā)現(xiàn)了問題所在:這并非一次嚴(yán)格按照國(guó)標(biāo)進(jìn)行的針刺試驗(yàn)。因?yàn)殇撫?/span>并沒有貫穿電芯單體,沒有發(fā)生短路的情況。
貫穿電芯以及電芯發(fā)生短路在針刺試驗(yàn)中有這么重要?是的。針刺的意義在于模擬了電池內(nèi)短路,繼而發(fā)生熱失控的過程。根據(jù)GB 38031-2020《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》所列明的針刺觸發(fā)熱失控的一系列條件中,光是電壓下降至初始電壓的25%這點(diǎn),寧德時(shí)代這次的試驗(yàn)便不符合了。
▲針刺觸發(fā)熱失控的一系列條件
因此通過第二段視頻并不符合國(guó)標(biāo)的針刺試驗(yàn),我們無法得到“熱失控狀態(tài)下,電池足夠安全”這個(gè)結(jié)論。
然而導(dǎo)致電池短路的誘因并不僅限于異物穿刺或者擠壓,還包括了內(nèi)部析鋰的情況。所謂內(nèi)部析鋰,是指充電過程中由于析鋰而形成鋰枝晶。當(dāng)鋰枝晶足夠大時(shí),便會(huì)刺穿隔膜,導(dǎo)致隔膜間隔的正負(fù)極之間發(fā)生短路,并引發(fā)熱失控。
在針刺試驗(yàn)中,鋼針模擬的也是枝晶刺穿隔膜的狀態(tài)。換言之,除非寧德時(shí)代的電池能夠杜絕鋰枝晶的形成,否則內(nèi)短路的風(fēng)險(xiǎn)還是存在的。但內(nèi)短路發(fā)生后,電池是否會(huì)出現(xiàn)明火或爆炸,我們無法通過這次視頻得知。
但在博主@小魚鋰電所做的寧德時(shí)代NCM 811電池針刺試驗(yàn)中,知行君倒是看見了沖天的火光。你品,你細(xì)品。
在2021年1月1日起開始實(shí)施的GB 38031-2020《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》里面確實(shí)刪除了針刺實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。改為要求電池單體發(fā)生熱失控后,電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火不爆炸,為乘員預(yù)留安全逃生時(shí)間。
那既然最新國(guó)標(biāo)都不強(qiáng)制執(zhí)行針刺試驗(yàn),那只要符合新的測(cè)試內(nèi)容,咱們大可把針刺試驗(yàn)忽略掉,何必在這里大費(fèi)周章呢?
其實(shí)知行君倒不這么認(rèn)為,雖然針刺試驗(yàn)并不屬于強(qiáng)制執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),但它的通過難度確實(shí)擺在那。中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)副理事長(zhǎng)歐陽明高也曾說過:“針刺實(shí)驗(yàn)是模擬熱失控誘因的一種方法,是非常有效也非常嚴(yán)酷的一種熱失控測(cè)試方法?!?/span>
由于針刺試驗(yàn)所模擬的情況非常極端,能夠通過的電池少之又少??紤]到它的通過難度后,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也并未把它納入強(qiáng)制執(zhí)行的范圍內(nèi)。
但能夠通過針刺試驗(yàn),也意味著電池在應(yīng)對(duì)包括異物穿刺/擠壓以及負(fù)極析鋰誘發(fā)內(nèi)短路等極端情況下,具備足夠高的安全性。畢竟連遠(yuǎn)高于國(guó)標(biāo)的試驗(yàn)都能通過,那現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)自然也勝任有余了。
不過有意思的是,在GB 38031-2020《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》的起草單位列表中,知行君儼然找到了寧德時(shí)代的身影。
要是按照寧德時(shí)代自稱的,早已掌握了電芯過刺的技術(shù),那為何不提議繼續(xù)保留針刺試驗(yàn),而是用其它試驗(yàn)方法取而代之呢?為自己筑起更高的技術(shù)壁壘,不是更好么?這個(gè)問題還挺值得大家深思的。
站在老百姓的角度,任何和人身相關(guān)的事情都不是小事。其實(shí)無論是針刺試驗(yàn)也好,其它方法也罷,消費(fèi)者最想知道的無外乎自己正在開的純電動(dòng)車,或者準(zhǔn)備要入手的電動(dòng)車會(huì)不會(huì)出現(xiàn)自燃等的安全問題。
作為動(dòng)力電池的巨頭之一,寧德時(shí)代理論上應(yīng)該不缺電池安全性方面的技術(shù)積累。但在用實(shí)實(shí)在在的鋼針穿刺試驗(yàn)來正面回應(yīng)@小魚鋰電 以及網(wǎng)上的質(zhì)疑之前,恐怕消費(fèi)者始終都無法放下心頭的顧慮。如果有可能的話,知行君倒希望寧德時(shí)代后續(xù)可以向大家公開更加清晰的電芯穿刺的視頻,以正視聽。
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