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3月29日,比亞迪對外發(fā)布了磷酸鐵鋰刀片電池。同時,比亞迪刀片電池“針刺試驗”視頻也被分享了出來。只是這項試驗的結(jié)果,以一種不可控的方式演變成了那只引發(fā)颶風(fēng)的“蝴蝶的翅膀”。
針刺試驗,是指利用鋼針刺穿電池極板,瞬間觸發(fā)電池內(nèi)部短路,引發(fā)熱失控,從而驗證動力電池安全性能的試驗。
在針刺試驗的測試中,比亞迪的“刀片電池”在被鋼針穿透的情況下,無明火、無煙,且表面溫度維持在30-60度,而同樣測試條件下的三元鋰電則劇烈燃燒,表面溫度甚至超過了500攝氏度。
針刺試驗是目前動力電池安全性試驗中最為嚴(yán)苛的一種。尤其是新能源汽車領(lǐng)域,電池帶來的車輛起火隱患一直備受詬病,成為了市場和消費者對新能源汽車安全隱患方面無法避開的質(zhì)疑焦點。
隨著刀片電池被比亞迪推向前臺以及針刺試驗的驗證,比亞迪董事長王傳福表示,“刀片電池體現(xiàn)了比亞迪徹底終結(jié)新能源汽車安全痛點的決心,更有能力將引領(lǐng)全球動力電池技術(shù)路線重回正道,把‘自燃’這個詞從新能源汽車的字典里徹底抹掉?!?/span>
這本是一場證明電池安全性的試驗,看起來與傳統(tǒng)燃油車公布碰撞測試結(jié)果沒有本質(zhì)的區(qū)別。但意外在一個多月后出現(xiàn)了。
針刺之痛
5月11的寧德時代2019年度業(yè)績說明會上,董事長曾毓群在被問及如何評價比亞迪刀片電池時,表示刀片電池僅是2016年量產(chǎn)的CTP結(jié)構(gòu)創(chuàng)新概念中的一種,并暗示其并非最優(yōu)選擇。對于“電池安全檢測”相關(guān)問題,曾毓群認(rèn)為電池的安全和電池的濫用測試是兩回事,“有些人把濫用測試的通過等同于電池的安全”,引發(fā)熱議。
當(dāng)晚,比亞迪汽車銷售公司副總經(jīng)理李云飛在微博發(fā)文表示,“不服?那也來扎一下吧!針刺是難度最大的,堪比登珠峰!”
同時也有感興趣的網(wǎng)友@小魚鋰電,對寧德時代的811三元鋰電池進(jìn)行了針刺實驗。在鋼針貫穿之后,電池單體迅速起火燃燒。
于是便有了5月22號和5月23號寧德時代的兩場針刺實驗。只是沒想到,這兩場測試,都意外翻車。
5月22日晚,寧德時代公布的視頻顯示,鋼針觸碰到保護(hù)電池的鋼板后折斷,未能穿透電池包,并配文表示“是什么阻礙寧德時代做針刺測試?是技術(shù)?是體質(zhì)?是巨頭的面子?不,是鋼針!”
但這次試驗并沒有迎來寧德時代期待的掌聲。本應(yīng)作為試驗樣品出現(xiàn)的電芯,寧德時代將其替換成了電池包。而本應(yīng)該刺穿電池的鋼針,折斷了。沒有達(dá)到讓針貫穿極板,以便使電池短路,從而觀察電池的熱失控情況的目的。
為了挽救局面,應(yīng)對網(wǎng)友質(zhì)疑,寧德時代在23日發(fā)布了自家5系、8系兩款三元電芯通過針刺測試的視頻。雖然針刺了,但沒有完整展示出電池單體的刺穿情況再次引發(fā)討論。國家標(biāo)準(zhǔn)是要求完全貫穿。
視頻發(fā)布同時,寧德時代同樣搭配文字,“寧德時代早在2017年就已掌握三元電芯通過針刺測試的技術(shù),但是為什么沒有推廣?通過針刺測試=電池安全嗎?”
你來我往之間,兩大巨頭之間火藥味瞬間暴漲。
24日晚,比亞迪銷售有限公司副總經(jīng)理李云飛在微博回應(yīng)稱,“刀片電池自3月底發(fā)布至今,也只是客觀地講述各種電池的品類特性和優(yōu)點劣勢,三元電池不安全等,這些都是行業(yè)共識和常識,沒有提誰,也從未針對過誰!”并詳細(xì)列出了5條關(guān)于針刺試驗的測試條件和必要性。
一枚小小的鋼針,就這樣打破了動力電池領(lǐng)域以往的平靜。但造成兩大動力電池領(lǐng)域巨頭隔空辯論的原因究竟是什么?比亞迪的鋼針到底動了誰的奶酪?這場較量中真正爭論的是什么?
理解偏差
毫不夸張地說,電動汽車的命運就掌握在動力電池的手中。電動汽車的續(xù)航能力、經(jīng)濟(jì)性、能量密度、充電速度以及安全性能等等方面,都取決于那塊電池。
條條道路通羅馬,“不唯一”是這個世界的普遍規(guī)律之一。因此,雖然同為電池,但也有技術(shù)路徑的差別。當(dāng)前,新能源汽車市場常用電池分別為三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池,
由于技術(shù)路線的不同,兩種電池在不同方面表現(xiàn)出的產(chǎn)品特征也不盡相同。如磷酸鐵鋰電材料本身熱穩(wěn)定性好,且不依賴稀有金屬“鈷”但能量密度低于三元電池等。總而言之,兩者各有優(yōu)劣。但在安全性方面,磷酸鐵鋰電池顯然是更勝一籌的。
中國科學(xué)院院士、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高認(rèn)為,電池安全事故就是發(fā)生熱失控,而熱失控有很多誘發(fā)因素。針刺實驗是用來模擬這些熱失控誘因的一種方法,是非常有效也非常嚴(yán)酷的一種熱失控測試方法。
針刺實驗中,通過針刺實現(xiàn)動力電池內(nèi)部正負(fù)極出現(xiàn)段路,從而引起熱失控,借此驗證電池在極限工況下的安全性。
在2015版電動汽車強(qiáng)制性國標(biāo)中,動力電池針刺試驗是硬性要求。不過在最新的《電動汽車用動力蓄電池安全要求》中,電池單體針刺測試已不再作為國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn),代替這一強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的是電池系統(tǒng)熱擴(kuò)散試驗。由于針刺試驗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,國家標(biāo)準(zhǔn)也并未把它納入強(qiáng)制執(zhí)行的范圍內(nèi)。
新標(biāo)準(zhǔn)就電池包或系統(tǒng)中的電池單體對熱擴(kuò)散試驗給出了兩種觸發(fā)熱失控的推薦方法,一個是加熱觸發(fā)熱失控,另一個是針刺觸發(fā)熱失控。制造商可以任選其一,也可自行選擇其他方法來觸發(fā)熱失控。也就是說,電池單體針刺實驗并不是完全被刪除。能夠通過針刺試驗,也意味著電池在應(yīng)對包括異物穿刺/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)高于國標(biāo)的試驗都能通過,那現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)自然也勝任有余了。
雖然官方給出的解釋是針刺測試和實際應(yīng)用場景不符,但這一實驗的重要性,誰也無法忽略。退一萬步說,既然是二選一,能完成嚴(yán)苛的針刺實驗固然最好。歐陽明高表示,“不管法規(guī)怎么變,它都是我們進(jìn)行電池產(chǎn)品開發(fā)、電池性能檢驗的一個非常重要的手段?!?/span>
根據(jù)資料顯示,寧德時代是最新版GB《電動汽車用動力蓄電池安全要求》的起草單位之一。有意思的是,按照寧德時代自述的,早已掌握了電芯穿刺的技術(shù),那為何提議取消針刺試驗,從而用其它試驗方法取而代之?為自己筑起更高的技術(shù)壁壘,不是更好么?
實際上是由于針刺標(biāo)準(zhǔn)太過嚴(yán)苛,能量密度更高但化學(xué)物質(zhì)更為活躍的三元鋰電池根本無法通過該測試。如果作為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn),眾多搭載三元鋰電池的車型將面臨電池慌。
數(shù)據(jù)顯示,2019年我國動力電池累計銷量75.6GWh,其中三元鋰電池累計銷量53GWh,占總銷量70%;磷酸鐵鋰電池累計銷量20.6GWh,占總銷量比僅27.2%??梢钥吹剑囯姵厝匀皇鞘袌鲋髁?。
當(dāng)新能源自燃事件頻發(fā),電池安全再度讓眾人聚焦。相比三元鋰電池而言,磷酸鐵鋰電池天生具有穩(wěn)定性更高、安全性更強(qiáng)的特點。
比亞迪日前便發(fā)布的“先鋒”刀片電池,不僅安全性高,并在安全的基礎(chǔ)上,通過改變結(jié)構(gòu)來提升續(xù)航里程,從而滿足市場需求。因此這一電池技術(shù)路線在能量密度短板有所補強(qiáng)后,極有可能再度強(qiáng)勢回歸。
鐘述
簡單的針刺實驗之爭背后,是比亞迪和寧德時代兩大巨頭的技術(shù)路線和市場的爭奪。這場爭論,無論是行業(yè)發(fā)展的規(guī)范,還是受眾的知識普及,都有極大推動。
如果不是這場針刺大戰(zhàn),人們對或許對比亞迪的刀片電池還只停留在字面意義上的安全。但在目前態(tài)勢的推動下,比亞迪大可笑到,這根針你刺不刺,請隨意,我先刺為敬!
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