比亞迪曝光穿刺測(cè)試,原來(lái)三元鋰電池爆炸威力這么大?

3月29日,比亞迪正式宣布推出“刀片電池”,我們可以將其理解為全新一代“磷酸鐵鋰”電池,并不是此前我們常常聽到的三元鋰電池。那么,刀片電池的優(yōu)勢(shì)在哪呢?
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2015年,中國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)突然加速,彼時(shí)大多數(shù)電動(dòng)汽車搭載的電池都屬磷酸鐵鋰電池。由于國(guó)家規(guī)定的電池能量密度越來(lái)越高,同時(shí)在有限的體積下,廠家也更愿意最大限度的提升續(xù)航,進(jìn)而才能滿足消費(fèi)者對(duì)續(xù)航的需求。故而,在2016年后,大多數(shù)車企逐漸改用能量密度更高、相同體積下可承載更多電能的三元鋰電池。
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或?yàn)槲祦?lái)es8電池組
那三元鋰電池有何優(yōu)勢(shì)?相同體積下,三元鋰電池由于其能量密度高的天然優(yōu)勢(shì),可儲(chǔ)存的電能比磷酸鐵鋰電池組多。也就是說(shuō),同一款車,分別搭載三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池,那么搭載三元鋰電池的續(xù)航里程肯定比磷酸鐵鋰電池高。
不僅如此,三元鋰電池可支持輸出、輸入的功率也更強(qiáng)。因?yàn)椋瑥幕瘜W(xué)原理上看,三元鋰電池相比磷酸鐵鋰電池更加活躍。如何理解呢?簡(jiǎn)而言之,我們分別準(zhǔn)備兩個(gè)口袋,其中一個(gè)口袋的袋口更大(三元鋰),而另一個(gè)口袋的袋口偏?。姿徼F鋰),那么相對(duì)而言,袋口大的口袋能裝的米就多,與此同時(shí)可以往出倒米的量或速度也更大更快。
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放到電動(dòng)汽車上,我們就可以理解為,三元鋰電池的充電效率更高。除此之外,車輛性能中的最大功率這一項(xiàng)數(shù)據(jù),也可以更高。看到這里,我們不禁要問(wèn)了,那三元鋰電池就沒有缺點(diǎn)嗎?
確實(shí),一般情況下,任何事情都有兩面性。我國(guó)新能源汽車補(bǔ)貼逐年退坡,對(duì)可獲得補(bǔ)貼的車輛搭載的電池有著越來(lái)越嚴(yán)格的規(guī)定。而這越來(lái)越嚴(yán)格的規(guī)定中,最重要的考量指標(biāo)就是電池的“能量密度”,即單位體積內(nèi)包含的能量。所以,我國(guó)各大車企也更愿意去使用三元鋰電池。只是,能量密度越來(lái)越高的同時(shí),三元鋰電池的弊端則越來(lái)越暴露。
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圖源自網(wǎng)絡(luò)
三元鋰電池由于其更高的活躍性,其穩(wěn)定、安全性能則相對(duì)較差。隨著續(xù)航里程的不斷增大,現(xiàn)階段主流電動(dòng)汽車的NEDC續(xù)航普遍超過(guò)400公里,甚至已經(jīng)達(dá)到500公里、600公里???,消費(fèi)者都知道,廠家宣傳的所謂NEDC續(xù)航,我們?nèi)粘q{駛,很難達(dá)到。盡管電池組容量大,但三元鋰電池相對(duì)更活躍,不穩(wěn)定性強(qiáng),這就導(dǎo)致其電量的輸出速度也更快。
電池活躍帶來(lái)的另一個(gè)缺點(diǎn)或者說(shuō)弊端,就是“不安全”。此前,編輯曾對(duì)時(shí)任北汽新能源的技術(shù)工程師進(jìn)行過(guò)采訪。經(jīng)他介紹,電動(dòng)汽車的電池一般情況下是不會(huì)發(fā)生爆炸的,所以盡管我們常常會(huì)因?yàn)閯?dòng)力電池爆炸而關(guān)注電動(dòng)汽車的電池安全,但我們仔細(xì)想想就會(huì)發(fā)現(xiàn),電動(dòng)汽車的自然總量相對(duì)汽油車來(lái)說(shuō),數(shù)量上更少。
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前面提到,這位工程師當(dāng)時(shí)講道,一般情況下不會(huì)自燃,還有但是。一旦電動(dòng)汽車發(fā)生自燃,那很有可能會(huì)引起爆炸。所以,該工程師介紹,如果發(fā)現(xiàn)電動(dòng)汽車冒煙,有自燃傾向,那我們盡可能不要選擇滅火器救火,還是以保證自身的人身安全為主,盡快遠(yuǎn)離車輛。
2019年,一輛特斯拉汽車地庫(kù)突然爆炸的視頻火爆了網(wǎng)絡(luò),似乎也再次印證了彼時(shí)那位工程師所言非虛。所以,我們消費(fèi)者關(guān)心動(dòng)力電池的安全是無(wú)可厚非的,因?yàn)榛瘜W(xué)產(chǎn)生的變化,是會(huì)爆炸的,而不是簡(jiǎn)單的燃燒。
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那么,磷酸鐵鋰電池就沒有這些問(wèn)題嗎?實(shí)話實(shí)說(shuō),仍舊有!只是相對(duì)比較安全。網(wǎng)絡(luò)上也有較多磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池的對(duì)比。我簡(jiǎn)單列舉一下,雙方的優(yōu)缺點(diǎn),如下表:
所以,我們可以看到,市面上行駛的大型電動(dòng)汽車,如公交、貨運(yùn)車輛等,仍舊搭載相對(duì)更穩(wěn)定的磷酸鐵鋰電池。
那么,有沒有第三種可能?至此,本文的重點(diǎn)來(lái)了。比亞迪電池起家,其獨(dú)特的電池技術(shù)使其多次躋身于全球動(dòng)力電池產(chǎn)量前五,技術(shù)上更是獨(dú)步武林。而比亞迪電池的核心,就在磷酸鐵鋰電池。
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近幾年,隨著國(guó)家對(duì)乘用車搭載能量電池的能量密度越來(lái)越高,比亞迪迫不得已,也更換了三元鋰電池。原來(lái),短暫使用三元鋰電池的比亞迪在“憋大招”。從去年,王傳福在中國(guó)電動(dòng)汽車百人論壇上明確表示將推出刀片電池,到近日比亞迪官方發(fā)布的三種動(dòng)力電池“穿刺”實(shí)驗(yàn)視頻,我們終于了解到,“技術(shù)狂人”王傳福所言非虛,以研發(fā)、技術(shù)馳名的比亞迪也沒有讓消費(fèi)者失望。
所謂刀片電池,其實(shí)內(nèi)部的原材料還是和磷酸鐵鋰電池一樣,但無(wú)論是動(dòng)力電池的形狀、內(nèi)部構(gòu)造還是組裝方法,比亞迪都做了全面的更新。當(dāng)然,目前比亞迪還未將其刀片電池的專利開放,我們也僅能從一些專家的分析和比亞迪公布的視頻、數(shù)據(jù)中了解。
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目前,我們掌握到的情況就是,刀片電池的能量密度突破了原有磷酸鐵鋰的瓶頸,在比亞迪原有磷酸鐵鋰電池的基礎(chǔ)上,能量密度增加50%。另外,由于內(nèi)部構(gòu)造、隔膜材料等多方面多維度的技術(shù)更新,刀片電池相比磷酸鐵鋰電池更穩(wěn)定 、更安全。
用素有技術(shù)狂人之稱的比亞迪董事長(zhǎng)王傳福的話說(shuō):比亞迪要用刀片電池把“自燃”這個(gè)詞從新能源汽車的字典里徹底抹掉!有了技術(shù)自信,又有眼見為實(shí),我們有理由相信,比亞迪刀片電池的出現(xiàn)或許能夠讓消費(fèi)者在購(gòu)買電動(dòng)汽車時(shí)更放心安全。我們?cè)賮?lái)聊一聊比亞迪此次的穿刺測(cè)試。
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何為穿刺測(cè)試?穿側(cè)測(cè)試的目的和必要性是什么?
所謂穿刺試驗(yàn),實(shí)際上就是字面意義,用3~5mm的耐熱鋼針,垂直刺入一塊動(dòng)力電池。具體測(cè)試的過(guò)程,我們?nèi)耘f可以通過(guò)比亞迪方面上傳的視頻,可以一目了然的看到。實(shí)際上,早起我國(guó)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池是需要進(jìn)行穿刺測(cè)試的,但由于多方利益,我國(guó)在近年來(lái)的規(guī)定中又取消了穿刺測(cè)試。只是,我們也不要過(guò)分看重穿刺試驗(yàn)的結(jié)果。因?yàn)樵诔R?guī)狀態(tài)下,動(dòng)力電池的外部還有保護(hù)殼、極難發(fā)生類似穿刺測(cè)試的真實(shí)環(huán)境。穿刺試驗(yàn)也僅僅針對(duì)最為極端的情況下,動(dòng)力電池的安全性。
不過(guò)沒關(guān)系,這并不妨礙車企方面單獨(dú)做測(cè)試。同時(shí),穿刺試驗(yàn)也是幾乎每個(gè)廠家或者電池廠商的“標(biāo)配”。從展示的視頻結(jié)果來(lái)看,市面上銷售的三元鋰電池在經(jīng)過(guò)穿刺試驗(yàn)后的幾秒鐘內(nèi),冒煙、起火接而發(fā)生了爆炸,反應(yīng)了如今市面上常見的三元鋰電池,在經(jīng)過(guò)穿刺試驗(yàn)時(shí)的不安全、不穩(wěn)定性。
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磷酸鐵鋰電池在進(jìn)行穿刺測(cè)試的時(shí)候,反應(yīng)則明顯沒有三元鋰電池大,但仍舊會(huì)受到穿刺影響,電池發(fā)生了內(nèi)短路現(xiàn)象,同時(shí)電池溫度也逐漸升高。
刀片電池在經(jīng)過(guò)穿刺試驗(yàn)后的長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),電池溫度仍舊正常、電池仍可持續(xù)輸出電壓,突出反映了其安全性。說(shuō)到這里,有的朋友會(huì)問(wèn)了,刀片電池為什么可以如此安全?實(shí)話實(shí)說(shuō),不知道。因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)如今掌握在比亞迪手中,他們不揭秘,恐怕我們很難完全理解。不過(guò),我們?nèi)钥蛇M(jìn)行假設(shè)。
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由于其電池構(gòu)造,如視頻中顯示,刀片電池的體積相對(duì)扁平,在針刺實(shí)驗(yàn)室,鋼針扎入電池后,其內(nèi)部構(gòu)造相對(duì)“隔離”,即被刺穿的電芯無(wú)法與其它電芯形成有效的滑雪反應(yīng),繼而避免了內(nèi)短路。當(dāng)然,此種可能性是有存在可能的,但最終的結(jié)果和答案,仍需要比亞迪告知。
具比亞迪發(fā)布消息,刀片電池將會(huì)搭載于比亞迪旗下全新轎車,比亞迪漢,后期則會(huì)搭載更多比亞迪旗下車型。相對(duì)來(lái)說(shuō),新技術(shù)的研發(fā)是需要謹(jǐn)慎的,所以目前恐怕比亞迪方面也無(wú)法大面積量產(chǎn)刀片電池。除了研發(fā)問(wèn)題,還有成本問(wèn)題。眾所周知,比亞迪在新能源領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是通過(guò)真金白銀砸出來(lái)的,高昂的研發(fā)費(fèi)用一直是比亞迪的優(yōu)勢(shì),但新技術(shù)研發(fā)成功后,如何收回成本并提高利潤(rùn),是每一個(gè)企業(yè)都面對(duì)的問(wèn)題。
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編輯分析,刀片電池最早將會(huì)在2021年底大面積投入量產(chǎn),2022年或會(huì)和其它汽車廠商合作,很難于今年開始大面積量產(chǎn)。王傳福曾透露,刀片電池的誕生其實(shí)是為了我國(guó)動(dòng)力電池發(fā)展的路線“糾偏”。通過(guò)他的觀點(diǎn),我們也可以相信,王傳福是想用刀片電池,打破目前三元鋰電池獨(dú)霸市場(chǎng)的局面。與此同時(shí),刀片電池的出現(xiàn)也會(huì)逐漸影響消費(fèi)者對(duì)于動(dòng)力電池安全的思考。
安全問(wèn)題從來(lái)都不可忽視,作為相對(duì)新興的電動(dòng)汽車領(lǐng)域則更顯重要。無(wú)論是自動(dòng)駕駛致人死亡,亦或是動(dòng)力電池致人死亡,生命面前,一切的狡辯都面目可憎。對(duì)關(guān)乎安全的問(wèn)題,有關(guān)部門和廠家都應(yīng)該防患于未然,才能確保萬(wàn)無(wú)一失。盡最大努力保護(hù)消費(fèi)者生命和財(cái)產(chǎn)安全,是最正常也最為重要的事。