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跟刀片電池比“安全”,四大品牌齊放大招,比亞迪要被“翻盤”?

提到動力電池,大家最先想到的應該是寧德時代,市占率最高,其三元鋰電池被廣泛應用在新能源車型上。不過根據中國 汽車 動力電池產業創新聯盟發布的8月數據,磷酸鐵鋰電池單月產量首次超過三元電池。

當然,寧德時代也有推出磷酸鐵鋰電池,不過被討論得最多的,應該就非比亞迪的“刀片電池”莫屬了。刀片電池能量密度達140-160Wh/kg,憑借著親民的售價,“不起火”帶來的安全性能,贏得了大量消費者的認可。

看著比亞迪刀片電池大獲成功,其他自主新能與品牌也紛紛發力,接連掏出自己的“不起火”電池,想靠同樣突出的安全性,在純電市場分壹杯羹。比亞迪刀片電池已經收獲到那麽多成功了,這些後來的電池真的還有機會麽?今天,疆哥就和大家壹起來看看這些電池。

1、廣汽彈匣電池

技術特點:給電芯加外殼保護

電池能量密度:162.00-184.00Wh/kg

在壹眾“不起火”電池當中,廣汽的彈匣電池應該是最早發布的。在2020年3月10日的時候,廣汽埃安就發布了新壹代動力電池安全技術,簡稱“彈匣電池”,並且在同期完成了針刺實驗。

實驗過程顯示,被刺的電芯出現了熱失控,但僅出現短暫冒煙,無起火和爆炸現象。靜置48小時後,電壓降至0V,溫度恢復至室溫。過程中只有被刺電芯模塊受影響,沒有蔓延到電池包的其它位置。針刺不起火,而且更有趣的是,廣汽的彈匣電池還是大家印象中熱失控容易起火的三元鋰電池,廣汽此舉,可以說是為三元鋰正名了。

為什麽其它三元鋰著火,廣汽的彈匣電池卻沒呢?對此,除了有電池名字裏的“彈匣”在起隔絕保護,把失控限制在單壹隔艙之內的關鍵作用之外,新的超高耐熱穩定的電芯、具備良好降溫功能的速冷系統、可以第壹時間啟動自救程序第五代電池管理系統其實也相當重要。

不起火,電池能量密度還更高,產品也已經量產(AION Y等廣汽新車已搭載),在這些多重利好的***同作用之下,大家覺得它能為三元鋰電池正名,跟刀片電池壹較高下麽?

2、極氪極芯電池

技術特點:從材料層級提高電芯的熱穩定性

電池能量密度:176.6-250Wh/kg (最高值未量產)

雖然極氪001這款車還沒有正式交付,但它的電池,早在7月份的時候,就已經完成了針刺實驗。據極氪公布的試驗結果顯示,在鋼針刺入電池包觸發熱失控後,“極芯”電池包BMS及時觸發熱事件報警信號。

同時,被刺“極芯”電池包出現冒煙現象,而被刺電芯最高溫度則去到了801.4 ,雖然溫度很高,但電池並未出現起火、爆炸情況。

靜置24小時之後,單體電壓降至0V,溫度降為室溫,熱疏隔阻排設計、整包結構完好。沒有明顯變形,電池外殼不帶電,電池包內部固定結構和高壓連接完好,沒有出現熱蔓延現象。

盡管極氪001的實驗效果和前面的廣汽彈匣電池類似,但它的實現方法卻是和加殼保護完全不同。極氪的“極芯”電池直接從源頭發力,它通過使用的Ni55+電芯來降低“鎳”含量的比例(鎳越多續航也就越高,此外,引發電池內部不穩定的幾率也就越大)。

普通811三元鋰電池裏鎳、鈷、錳三種元素為8:1:1,NI55+電芯將這三種元素的比例卻為5:2:3,這樣的比例鎳含量要比811更少。當然,鎳含量降低對於續航裏程不利,但極氪還是通過提升電壓(4.2V升至4.35V),減少零件優化電池空間,保住了車輛的續航。不過美中不足的是,這種電池造價相對較高,在不能降本的情況下,它要戰勝比亞迪很難。

3、嵐圖琥珀、雲母電池

技術特點:通過填充材料隔絕電池

電池能量密度:暫無-275 Wh/kg(最高值未量產)

和前兩個實驗較早的電池不同,嵐圖的琥珀電池實驗近期剛剛完成。不過,它做的不是針刺熱失控實驗,而是熱擴散熱失控實驗。它通過采取電池包內部加熱的方法,把壹顆電芯以及周邊的電芯溫度加熱到 300 C,人為去觸發熱失控,再看電池反應的情況。

最終的實驗結果顯示,嵐圖琥珀電池通過了中汽中心動力電池的安全檢測:在觸發熱失控後,電池包做到了不冒煙、不起火、不爆炸。據嵐圖的電池工程師表示,這個熱擴散實驗的工況,條件比針刺實驗更為苛刻。

300攝氏度高溫都能不起火,嵐圖的電池是怎麽做到的呢?之所以成為為琥珀電池,就是每個電芯被隔熱材料包裹起來,像琥珀壹樣。這就和特斯拉Model 3的電池類似,在電芯與電芯的間隙都填充滿隔熱材料,把壹個挨壹個的電芯隔絕開來,避免單兵失控,火燒連營。但因為加了絕緣材料,電池的能量密度會相對低壹些。

而雲母電池,也是大同小異,兩者均采用“三維隔熱墻”技術,只有雲母電池的是在電池包內加入層狀Al-Si雲母和氣凝膠,且電芯和雲母、氣凝膠會像雲母石壹樣層疊堆積,隔熱材料相對少壹些。

4、長城大禹電池

技術特點:通過“疏導”排走熱量

電池能量密度:暫無

相比起前面幾個進入裝車狀態的電池,長城的大禹電池進度略慢壹些,據長城官方表示,這個電池要在2022年才會正式裝車。雖然時間比較久,但這款以三元811高鎳電芯為基礎設計出來的電池還是很有料的。

大禹電池依據《電動 汽車 用動力蓄電池安全要求》,三元811高鎳大容量電芯用加熱觸發方式、在模組中間電芯觸發、溫度高達1037攝氏度且瞬時氣壓16kpa的情況下,排除煙霧溫度低於100攝氏度,無明火外溢和爆炸爆炸現象。

這款大禹電池之所以在1037攝氏度高溫,且瞬時氣壓16kpa的情況下都不起火,更多還是因為它把重點放在了疏導上。技術方案上,有四大“秘訣”:1)熱源隔斷:采用雙重防護,電芯間采用雙層隔熱復合材料,模組間采用高溫絕緣復合材料;2)雙向換流和熱流分配,通過換流通道設計及模擬仿真,實現熱源軌跡的控制和分布;3)定向排爆、自動滅火及正壓阻氧,通過分流、導流、換流將火源快速引導至滅火通道並排出。4)高溫絕緣及智能冷卻,防止高壓起弧和抑制熱擴散。

簡單理解,就是通過合理引導熱量軌跡,結合冷卻系統,起到不起火、不爆炸的效果。

除了不起火外,更值得壹提的是,長城 汽車 的大禹電池會免費開放專利。據悉,大禹電池技術將於2022 年全面應用於長城 汽車 旗下新能源系列車型上,首搭項目為沙龍品牌(長城高端子品牌)第壹款車型。唯壹可惜的是,目前大禹電池暫無成品流出,實驗視頻也沒有公布,或許要真正有量產成品進行過實驗後,大家才能進壹步了解其實力。

寫在最後

而除了上述幾個車企研發的“不起火”電池外,也有壹些電池廠商也同樣推出了這些電池,比如蜂巢能源發布的不起火、會自愈的“果凍電池”;去年12月,欣旺達公開展示的自研冒煙、不起火動力電池等。

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