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刺穿行业痛点刀针刺试验热点探讨

发布时间:2020-06-14 17:23:22来源:网络

动力电池热失控威胁生命安全

锂电池是热和失控的,我们并不陌生,从笔记本电脑到智能手机,由于使用不当、设计缺陷以及其他导致不时过热或爆炸的原因。巨大的电动汽车电池组覆盖了数百个电池单体,只要一个电池短路导致热失控,整个电池包就可能受到影响,导致安全事故。

造成电池热失控的原因很多,如外力破坏、高温烘烤、生产工艺缺陷等。由于电池单体材料和设计的不同,短路后的热失控强度也会有所不同。一般来说,三元锂电池的热释放是强烈的,其特点是爆燃或自燃,而锂铁电池的热释放较慢,主要表现为烟雾喷射或烟雾喷涂后的自燃。

热失控的强度与电池自燃的概率呈正相关,这与乘员的安全直接相关。鉴于新能源车辆频繁自燃,新国家标准也明显增加了电池热扩散试验,要求火源未爆炸后5分钟内电池热失控,使机组人员有安全逃生时间。

新能源汽车行业针刺试验的痛点

内部短路是电池失控热的主要罪魁祸首。那么,在电池研制过程中,如何验证内部短路引起的热失控状态呢?针灸测试似乎有点极端,但实际上它是最直接的测试方法。

针刺试验是在实验室环境下,使用钢针刺穿电池单体(或模块),迫使电池内部结构破坏,导致内部短路,进而导致热失控。在GB/T31485-2015电动汽车动力电池的安全要求和试验方法中,不能爆燃且针刺穿透后1小时内未着火的电池被计为针灸试验合格。

通过针刺试验录像,我们可以看到,在相同的条件下,三元锂电池在针刺的瞬间发生了剧烈的温度变化,表面温度迅速超过500℃,且极热失控--强烈燃烧现象,电池表面的鸡蛋被吹走。传统的块状磷酸铁锂电池经刺穿后,无火、无烟,表面温度达到200℃~400℃,电池表面的鸡蛋在高温下烧焦。针刺后叶片电池无火无烟,表面温度在30~60℃范围内。

在许多电池安全测试中,针灸测试被认为是该行业最难通过的测试,在电池安全测试领域被称为珠穆朗玛峰。测试视频让人们目睹并直观地感受到测试的冲击,同时也证明了刀片电池的无与伦比的安全优势。

由于针刺对三元锂电池的测试过于苛刻,特别是近年来,对高镍含量的三元锂电池的追求使其热稳定性进一步下降,所以每次针刺试验都是在动力电池行业的痛点上刺穿。其结果是,自2017年以来,针灸测试不再被用作动力电池安全测试的强制性标准,但在新的国家标准中,针灸测试只是被直接采用。

多场景、针刺试验与日常行车密切相关。

他说:针刺测试不单止是滥用药物的测试,其实与我们的日常汽车有很密切的关系。首先,生产工艺缺陷,电池遭遇过充和过放电,可能导致锂离子电池内部枝晶生长,枝晶刺穿电池内部隔膜,会导致内部短路引起的热失控;相邻车辆火灾等外部热源在烧焦下,电池也可能出现内部短路,导致热失控。

此外,乘用车的动力电池袋被放置在汽车底部,当车辆支撑和碰撞时,电池袋会被挤压和变形,这可能会损坏电芯,导致内部短路,导致热量失控。简而言之,锂离子电池的特性决定了动力电池不可能绝对安全,因此负责任的电池制造商将制定尽可能高的测试标准。

作为消费者,我们在选择新能源汽车时,应该睁大眼睛,把动力电池的安全性作为重要的参考指标,而不是盲目追求高寿命。从行业层面看,刀片电池从技术上引领全球动力电池重回正轨,如果能广泛应用于新能源汽车,必将有助于该行业更健康、更安全的增长。

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