從近兩年國家應急管理部發布的自燃數據來看,電池安全依然是行業的痛點和難題。3月30日,埃安舉辦了彈匣電池2.0槍擊試驗發布會,并實現電池整包槍擊不起火,解決了多電芯瞬時短路、爆裂性破壞等極端環境下的電池安全難題。
彈匣電池從針刺到槍擊
當前國標動力電池安全試驗的標準包含針刺、跌落、燃燒、沖擊等,其中針刺是最高的電池車規級安全標準,它要求電池在被8mm鋼針穿刺后5分鐘不起火,此前行業只有不到百分之三的品牌的電池能通過,而2021年發布的彈匣電池就是其中之一能。此次埃安發布的彈匣2.0,將電池安全測試標準從針刺升級為槍擊。
此次彈匣電池2.0槍擊試驗在15米處對預留射擊開口的滿電電池整包進行射擊。相較于大眾熟知的針刺試驗,槍擊試驗模擬了更加極致嚴苛的場景。當子彈穿透電芯時,速度可達針刺的97.5萬倍,創口直徑是針刺的7-8倍,可瞬間擊穿多個電芯并造成熱失控和爆裂性破壞。
面對此種挑戰,行業主流的磷酸鐵鋰單體電芯和行業主流磷酸鐵鋰模組均發生了明顯的熱失控和燃燒現象,這就意味著,光靠電芯本征特性無法實現真正的安全。而彈匣電池2.0整包槍擊后未發生起火和爆炸,拆開電池系統外殼后,整體結構完整,僅有三個電芯爆裂性損壞,靜置24小時后溫度恢復至常溫,順利通過了槍擊試驗。
三大原創技術打造安全防護
對于如何通過槍擊實驗,主要時因為彈匣電池2.0在初代彈匣電池的基礎上,研發了超穩電極界面、阻熱相變材料、電芯滅火系統等一系列安全技術,實現了對電池安全防護。
“超穩電極界面”技術:鋰離子電池的電極界面是電芯內活性最高的區域,為了加強電極界面的穩定性,彈匣電池2.0通過具有超高穩定性、超高耐熱性的納米陶瓷材料,大幅增加了電極界面韌性;
"阻熱相變材料":復合集流體材料的應用,可以在熱量聚集時快速坍縮,避免持續短路;埃安與中國航天合作,開發了擁有隔熱和相變吸熱雙重功能的阻熱相變材料。這種相變材料的相變潛熱相對常規材料提升了10倍,能在溫度維持不變的基礎上吸收大量的熱量,配合網狀納米隔熱材料,整體的隔熱性能大幅度提升40%。另一方面,彈匣電池2.0采用了雙層冷卻系統,對電芯頂部和底部同時進行冷卻,整體冷卻效率可提升80%,同時還降低了75%的上殼體溫度,進一步保障了電池包上方乘員的安全。
"電芯滅火系統":埃安還在彈匣電池2.0的電解液中加入了耐氧化阻燃劑,高溫激活后,可捕獲燃燒反應的自由基,斷絕持續燃燒的條件。它利用低熔點合金構成了滅火腔,在非常小的高度空間上實現了滅火劑的儲存、熱失控電芯的自定位和定點噴淋。當電芯發生熱失控,大量的滅火劑瞬間精準噴淋到該電芯上。滅火劑可以在吸熱氣化的同時,捕捉燃燒鏈式反應的自由基,形成惰性氣體氛圍,結合埃安的熱失控氣體排放處理技術,可以消除排氣中的火星和99.5%的PM10。
在以上三重技術的防護下,電芯即便發生熱失控,其升溫速率也能降低20%。
除了上述的被動電池安全技術,埃安還基于大數據和AI技術,開發出第六代云端電池管理系統?;诔^60萬臺車輛、1300TB的全生命周期應用數據,第六代云端電池管理系統大幅提升了自放電異常、冷卻異常、電連接異常、隱性絕緣故障等故障的識別能力,內短路AI識別能力已經達到200Ω級,遠高于10Ω的風險線,可實現提前診斷。
寫在最后:
埃安一直聚焦EV和ICV全棧自研,早在2011年就開始了電動化技術的研究和應用,擁有電池試驗室、專業測試場和電池生產車間。目前埃安已經在EV領域發布彈匣電池系列、超倍速電池、海綿硅負極片電池、微晶鐵鋰電池、夸克電驅等核心三電技術。去年,埃安又投資109億成立了因湃電池科技有限公司。此次次彈匣電池2.0的發布,很好的提高了動力電池的安全性,有效的保證了消費者的用車安全。