比亞迪刀片電池引質疑?針刺實驗為何那麼重要?

2020-12-11 純電車EV

前一段時間,比亞迪非常高調地對外公布了它們的新電池技術:刀片電池。對此我們也有推出過文章進行介紹,其實刀片電池的本質仍然是比亞迪擅長的磷酸鐵鋰電池,只不過比亞迪改進了這種電池的封裝方式,從業界普遍使用的圓柱形和方形封裝改為長條狀封裝,進而能在有限空間裡塞進更多電池包,進而提高純電車的電容量。

可能是為了向外界宣傳這種刀片電池的先進性,比亞迪推出了一系列堪稱迷惑操作的宣傳。其中一個就是宣稱其刀片電池在針刺實驗時不會起火,而且還能控制在很低的溫度上。而就是這麼個針刺實驗視頻,引起了輿論的反彈。

針刺實驗的作用

怕針刺是封包鋰電池的最大弱點,針刺實驗的目的,就是衝著鋰電池的致命弱點來的。根據2015版國標GB/T 31485-2015所規定,針刺實驗就是將電池充滿電,用直徑為5-8mm的耐高溫鋼針,以(25±5)mm/s的速度,從垂直於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,不起火、不爆炸才算合格。

只有通過了針刺實驗的電池才能允許裝車,這也是目前純電車電池安全性最基本的保障之一。但在這份GB/T標準中,只規定了在限定時間內不能有起火爆炸,並未規定電池表面溫升的數值。而比亞迪的宣傳點,正在於此。

比亞迪到底做了什麼?

比亞迪發布的視頻和官方通稿中,他們表示自家的刀片電池不僅通過了上述國標標準,而且在整個實驗過程中,電池在受損下,表面溫度都不超過60攝氏度,大多數時間都維持在30-60度之間。而且為了增加這項實驗對於外行人的可理解性,比亞迪還搞來了幾個雞蛋,用煮雞蛋的方式直觀呈現了,它們自家的刀片電池即便針刺受損,溫度也很低,煮不熟雞蛋,而其他的三元鋰電池的溫度之高,瞬間就把雞蛋煮熟了。

從視頻看,這個刀片電池似乎真的很安全。但視頻放出後不少媒體直接指出,比亞迪這個號稱「實時錄像」的視頻中,左上角的視頻時間出現了明顯的不同,高度懷疑經過了剪輯處理。因而很多人開始懷疑,比亞迪刀片電池,到底能不能達到視頻裡呈現的那麼高安全性的表現。

針刺實驗溫升其實和這個因素有關

在針刺實驗中,如果電池體表面溫度越低,那麼這塊電池自然就能堅持更長時間而不至於熱失控(熱失控就是起火爆炸了),當然也就更安全。但針刺之後,電芯表面的溫升其實和電池內部的電解液密切相關。

傳統的三元鋰電池採用的電解液具有非常強的熱傳播特性,再加上三元鋰電池內部的化學物質也非常活躍,因此穿刺實驗條件下,目前技術的三元鋰電池也僅僅能控制1小時內不燃燒爆炸而已,電池溫度失控那是必然的。

比亞迪的刀片電池的核心磷酸鐵鋰,因為含有多種惰性物質,因此在穿刺實驗時,溫度上升速度和溫度都不會像三元鋰那樣難以控制。但即便如此,按照如今的磷酸鐵鋰電池的特性來看,遇到針刺實驗,表面溫度高於60度是很正常的。

可望不可及的凝膠電池

如果真像比亞迪宣傳那般,要達到僅僅30度左右,也就是幾乎沒有溫升,那就不能用磷酸鐵鋰電池,得用一種叫凝膠電池的玩意。凝膠電池是把電池內的液體電解液直接換成了一種特種凝膠。這種電池不僅不怕針刺,你直接用火燒,用槍打,甚至剪刀剪開它,它都像沒事一樣。

但凝膠電池目前只短暫在手機行業內用過。2016年三星NOTE7爆炸事件重創這家公司,之後三星就在下一代機型S8上,使用了成本極高的凝膠電池。但凝膠電池電量不足,充電速度上不去,成本太高。三星自己也只是堅持了S8-S9兩代機型,在S10上就重新用回了普通鋰電池(所以S10就又炸了)。同樣堅持使用凝膠電池的還有索尼手機,這也使得索尼手機售價居高不下之餘,還根本沒人買。

連手機圈都受不了的高成本,大家覺得凝膠電池普及到純電車領域的可能性有多高?因此對於比亞迪刀片電池這事,大家理性評論即可。這種技術的確很先進,也很安全,也確實是未來純電車電池的一個主流技術方向,但要實現完全的安全性,磷酸鐵鋰還做不到。只能指望於凝膠電池,或者未來的固態電池吧。

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