比亞迪與寧德時(shí)代針對(duì)動(dòng)力電池安全問題的爭(zhēng)論似乎已經(jīng)到了圖窮匕見的地步，與此同時(shí)，網(wǎng)上關(guān)于誰(shuí)更在理的罵戰(zhàn)也是異常激烈，但其實(shí)，更多的是各自的意見表態(tài)，而非干貨呈現(xiàn)。

所以才有了這個(gè)選題，既然焦點(diǎn)是針刺，那么我們就扒一扒兩家為了通過針刺實(shí)驗(yàn)用了哪些技術(shù)手段。另外，由于這類技術(shù)手段都是保密級(jí)別，根本不會(huì)對(duì)外透露，所以以下分析權(quán)當(dāng)參考。

1、三種主流方案

首先回到問題的起點(diǎn)，電池穿刺后為什么會(huì)自燃？

當(dāng)然是被短路了。正常情況下，電池的正負(fù)極材料被隔膜擋著，電池是呈斷路狀態(tài)的，直到鐵針穿進(jìn)來(lái)，一方面捅破了隔膜，另一方面也構(gòu)成了導(dǎo)電介質(zhì)，將正負(fù)極材料導(dǎo)通，所以才短路自燃。

問題擺在這兒，那如何尋找解決辦法也就了然了。

據(jù)業(yè)內(nèi)專家向《電動(dòng)勢(shì)》透露，目前通過針刺實(shí)驗(yàn)的方法，一般包括使用不燃的電解液、電池結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)熔斷裝置、改變電芯結(jié)構(gòu)等。

針對(duì)以上方法，盡管專家并未仔細(xì)言明，但并不妨礙我們分別分析一下。

第一，使用不燃的電解液。任何帶電的電池，只要針刺，而且發(fā)生短路了，都會(huì)發(fā)生自燃，只是分輕重，而我們就是需要輕的，這樣能在有限時(shí)間內(nèi)通過測(cè)試（比如一般測(cè)試時(shí)間1小時(shí)，而且在實(shí)際情況下，這樣也足夠逃生了）。

那么如何分輕重呢？技術(shù)手段就是增加其它介質(zhì)，帶電容量同步被降低，同時(shí)在電解液中加入抑制電池活性的物質(zhì)，其缺點(diǎn)是單位下電池能量密度降低了，但優(yōu)點(diǎn)是即便針刺發(fā)生短路，電池只是發(fā)生輕微自燃，比如冒煙、出氣，不會(huì)發(fā)生明火，畢竟能量有限。

第二，設(shè)計(jì)熔斷裝置。所謂熔斷裝置，就是保險(xiǎn)絲，串聯(lián)在電路中。所以，對(duì)于電芯來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)熔斷目前主要是針對(duì)電池包系統(tǒng)，而非單個(gè)電芯，因?yàn)殡娦静皇侨庋劭梢姷碾娐罚ｋU(xiǎn)絲不是電芯結(jié)構(gòu)的一環(huán)。

比亞迪和寧德時(shí)代做的針刺實(shí)驗(yàn)，都是針對(duì)單個(gè)電芯，不是電池包，所以熔斷機(jī)制本應(yīng)不在這個(gè)討論范疇之內(nèi)。但熔斷機(jī)制也很重要，它是另外一個(gè)思路，即如果單個(gè)電芯被針刺自燃，熔斷可以阻止它波及其它電芯，模組與模組之間道理也是一樣，雖然這樣能阻燃，但其缺點(diǎn)是成本非常高，畢竟要在每個(gè)模組串聯(lián)回路上布置保險(xiǎn)絲等系列裝置。

與熔斷機(jī)制一樣效果的，還有阻燃機(jī)制。如果單個(gè)電芯出現(xiàn)熱失控（相較針刺產(chǎn)生熱失控，現(xiàn)實(shí)生活中電芯遭遇擠壓或者過充電產(chǎn)生的熱失控機(jī)率更大），為了避免波及其它模組，故而在模組間布置阻燃物，然后通過泄壓閥泄壓的聯(lián)動(dòng)方式，也能化解單一電芯/模組的熱失控。

第三、改變電芯結(jié)構(gòu)。電芯一般是由正負(fù)極材料、隔膜、極耳與電解液等部件構(gòu)成，常規(guī)下很難改變這種固有配置，所以唯一的辦法是將單位電芯能量做少，同時(shí)外形結(jié)構(gòu)易于散熱與通氣。是的，大家應(yīng)該猜到了，按照這個(gè)解決思路，軟包電芯是解決針刺實(shí)驗(yàn)一個(gè)不錯(cuò)的辦法。

那除了軟包，目前國(guó)內(nèi)主流的方殼電池行嗎？答案是肯定的。目前我們能看到的是比亞迪刀片電池符合這個(gè)條件，其外形薄而長(zhǎng)的特點(diǎn)確實(shí)與軟包類似，而且比亞迪通過實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了能通過針刺實(shí)驗(yàn)。

2、比亞迪是怎么做的？

從以上原理分析可知，刀片電池的獨(dú)特外形是通過針刺實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。為了驗(yàn)證這一點(diǎn)，找了下年初發(fā)布會(huì)的資料。

據(jù)歐陽(yáng)明高當(dāng)時(shí)在發(fā)布會(huì)上的說(shuō)法，“刀片電池之所以能通過針刺實(shí)驗(yàn)，一方面是因?yàn)殚L(zhǎng)條狀的電池散熱面積大，另一方面，是形成電池短路的回路長(zhǎng)，產(chǎn)熱量少，這兩個(gè)因素決定了刀片電池溫升速率較小。”

對(duì)于歐陽(yáng)明高這個(gè)說(shuō)法，我不置可否，前一句刀片電池散熱面積大這一點(diǎn)沒毛病，問題是后一句，回路長(zhǎng)就發(fā)熱少？

一來(lái)，電化學(xué)反應(yīng)是瞬間完成的，從短路，到冒煙，再到產(chǎn)生明火，整個(gè)過程也就十幾秒，這十幾秒的反應(yīng)是從電芯到模組，再到電池包，而一般的針刺測(cè)試時(shí)間是一個(gè)小時(shí)。所以，發(fā)熱少跟電回路長(zhǎng)短沒有直接聯(lián)系。

我更相信另外一種說(shuō)法。據(jù)熟悉比亞迪的人士透露，“單位體積有效成分少。”就拿3月份的測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看，當(dāng)時(shí)三元鋰、普通磷酸鐵鋰與刀片電池容量都是“超過100Ah”，但是從圖中可看出，三者形狀不一，雖然表面積是否一致未能確認(rèn)，但給單位電池散熱的面積，刀片電池?zé)o疑最大。

實(shí)際上，刀片電池內(nèi)部也是分腔設(shè)計(jì)，內(nèi)部還有數(shù)個(gè)電芯（就是小號(hào)電芯，所以刀片電池從廣義上來(lái)說(shuō)算是模組），而針刺的地方并非整個(gè)刀片電池，而是其中某個(gè)小電芯。這意味著，相較將另外兩者的電池卷層全部刺穿，刀片電池只是刺穿一小部分，那么其溫升低自然也就更低了。同時(shí)，在超大刀片模組鋁殼的散熱下，其溫升進(jìn)一步被降低。

不過最重要的地方，還是因?yàn)椴牧?，刀片電池是溫升本就不高的磷酸鐵鋰。一如那次測(cè)試，雖然三元鋰火光四射，但普通磷酸鐵鋰也就冒煙，并順利排出，沒有起火與爆炸，那么本質(zhì)上還是磷酸鐵鋰的刀片電池不著火也就不足為奇了。

在《電動(dòng)勢(shì)》看來(lái)，磷酸鐵鋰之所以能相對(duì)安全的通過針刺實(shí)驗(yàn)，很大的比重與其自身特性相關(guān)，至于刀片工藝，更多是錦上添花，相較材料革新的難度，這一點(diǎn)并不難實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)然，我們也得認(rèn)可比亞迪的開創(chuàng)意義，其不僅為磷酸鐵鋰順利通過針刺實(shí)驗(yàn)立下了汗馬功勞，也為三元鋰通過針刺實(shí)驗(yàn)給出了一個(gè)方向——刀片三元鋰？

3、寧德時(shí)代又是怎么做的？

相較比亞迪刀片電池，寧德時(shí)代三元鋰電池資料相對(duì)偏少，而針對(duì)針刺的資料也是核心機(jī)密，所以根本拿不到。但《電動(dòng)勢(shì)》通過2017年國(guó)際電動(dòng)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新峰會(huì)上寧德時(shí)代吳興遠(yuǎn)的演講，還是找到了一些蛛絲馬跡。

從吳興遠(yuǎn)的演講可以看出，針對(duì)三元鋰的針刺實(shí)驗(yàn)，寧德時(shí)代確實(shí)研究比較早，這驗(yàn)證了他們最近的說(shuō)辭。

至于用了什么技術(shù)手段，按照吳興遠(yuǎn)的說(shuō)法，“在仿真中，我們做一個(gè)電化學(xué)的材料優(yōu)化跟選型，去抑制它的熱失控，優(yōu)化材料體系之后會(huì)做一個(gè)測(cè)試驗(yàn)證?！?/p>

是的，就像前文所述，在幾大方案上，寧德時(shí)代選擇了“不燃的電解液”。既然如此，那么其特性也就了然了。由于在電池里參雜了其它材料，使得有效帶電量偏少，同時(shí)那些材料有抑制電子快速遷移的能力，進(jìn)而最終控制熱失控。

控制熱失控這是該方案的長(zhǎng)處，但其短處也很明顯，由于添加了其它材料，使得單個(gè)電芯能量同步減少，進(jìn)而讓整體電池密度降低。

除了對(duì)電芯做熱失控處理，寧德時(shí)代還從整個(gè)電池包的角度做了預(yù)防。吳興遠(yuǎn)表示，“再一個(gè)主要考慮電芯與電芯之間的隔熱的設(shè)計(jì)，包括電芯與外界的一些輻射放熱、對(duì)流放熱等等?！?/p>

由于其它材料的添加，以及電池包層面的隔熱措施，使得寧德時(shí)代三元鋰電池包增加一些重量，更進(jìn)一步降低了能量密度。至于這個(gè)密度是多少，吳興遠(yuǎn)并沒有透露。

不過，之前拿寧德時(shí)代電池做針刺實(shí)驗(yàn)的微博用戶“小魚鋰電”，似乎從一份寧德時(shí)代TUV測(cè)試報(bào)告上算出了一個(gè)單體的密度——大約54wh/kg，這個(gè)數(shù)據(jù)相當(dāng)?shù)汀?/p>

但微博用戶“David工科男”馬上給予了反駁，認(rèn)為其多算了夾具重量，所以密度低不見外。從頭像來(lái)看，這個(gè)David工科男應(yīng)該是寧德時(shí)代內(nèi)部人士，按照他意思：實(shí)際密度更高。至于是多少？《電動(dòng)勢(shì)》咨詢了寧德時(shí)代相關(guān)人士，但是截止發(fā)稿，對(duì)方并無(wú)回應(yīng)。

4、我們?cè)摲此际裁矗?/p>

就在行業(yè)針對(duì)電池安全做熱火朝天的爭(zhēng)論之際，昨天，深圳一輛電動(dòng)車發(fā)生碰撞，接著自燃，車主也不幸離去……

為其悲傷之時(shí)，我們每個(gè)行業(yè)從業(yè)人員都應(yīng)該反思，為什么會(huì)出現(xiàn)這種事情，如何避免這種事情的再次發(fā)生？尤其是此刻，兩大電池巨頭還在為電池安全問題吵得面紅耳赤。

就說(shuō)寧德時(shí)代，即便自家電池品質(zhì)很高，性能很好，也拿下了國(guó)內(nèi)電池市場(chǎng)半壁江山，但作為行業(yè)巨擘，是不是也應(yīng)該起著帶頭作用，不僅將能量密度提上去，也要把未量產(chǎn)的電池通過針刺技術(shù)帶頭進(jìn)一步鉆研下去，造福大家，同時(shí)構(gòu)筑核心競(jìng)爭(zhēng)力，這是引領(lǐng)者應(yīng)有的責(zé)任。

對(duì)寧德時(shí)代來(lái)說(shuō)，在動(dòng)力電池格局還未最終確立的當(dāng)下，保持超高的利潤(rùn)率是否值得？這需要重新審視。

至于比亞迪，家大業(yè)大，給電池業(yè)務(wù)的資源不算多，研發(fā)力度不夠強(qiáng)，所以敗給寧德時(shí)代也算正常。同時(shí)在事物的發(fā)展上，還是需要遵循基本規(guī)律，迪粉再怎么維護(hù)也辯不過事實(shí)，刀片電池就不會(huì)自燃？？？

用腳趾頭想想也不可能啊。對(duì)于刀片電池是否自燃的問題，這里電動(dòng)勢(shì)就不言明了。

《電動(dòng)勢(shì)》認(rèn)為，業(yè)內(nèi)廣泛流傳的所謂“刀片電池極度安全，永遠(yuǎn)不會(huì)自燃”等說(shuō)法，就是在給刀片電池樹立標(biāo)桿。萬(wàn)一日后某天真自燃了，那現(xiàn)在刻意強(qiáng)調(diào)安全算什么？磷酸鐵鋰本就以安全自居，何必多此一舉？

第一季度，全球動(dòng)力電池格局驟變，寧德時(shí)代失去三連冠，掉至第三，比亞迪更是滑落至第六。相反，日韓趁勢(shì)雄起，LG化學(xué)拿下第一，松下第二。當(dāng)然，這背后有疫情的客觀原因，但依然足夠引起寧德時(shí)代和比亞迪的注意。

握手言和，一致對(duì)外，已是當(dāng)務(wù)之急。

完。