针刺不起火，三元电池对磷酸铁锂发起反击战

2021-03-12 09:12

3月10日晚，广汽埃安正式发布了其新一代动力电池安全技术——弹匣电池系统安全技术（以下简称“弹匣电池”），行业首次实现“三元锂电池整包针刺不起火”，攻克了公认的行业难题。同时，与传统三元锂电池相比，该电池在能量密度方面提升9．4％，成本下降10％。

这是继2020年3月比亚迪发布针刺不起火的刀片电池之后，又一家车企在电池安全技术领域有了新进展。

需要注意的是，刀片电池是磷酸铁锂电池，而弹匣电池是三元电池。

所谓针刺测试，其全名为“针刺热扩散实验”，是根据国家强制性标准 GB 38031－2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》的规定，通过针刺触发动力电池热失控的试验方法。

针刺测试具体做法：将动力电池样品电量充电至90％以上，采用直径3－8mm的钢针，以一定的速度垂直于电池极片的方向贯穿样品，在针刺点附近布置温度传感器。

电池或电池包样品发生热失控的判定条件为：监测点的温升速率dT／dt≧1℃／s（持续3秒以上），同时电压降超过初始电压的25％（或者监测点温度达到制造商规定的最高温度），观察其内部是否会出现蔓延以及电池包冒烟、自燃、起火等现象，从而测试整个电池包的安全性。

弹匣电池的测试方面，据中汽中心公布的针刺试验视频显示：“热事故信号发出5分钟后，仅出现短暂冒烟，无起火和爆炸现象。静置48小时后，电压降至0V，温度恢复至室温。针刺后只有被刺电芯模块热失控，没有蔓延到其他电芯。打开电池整包Pack，观察内部结构完好。”

图片来源：广汽埃安

弹匣电池与刀片电池的区别是，弹匣三元锂电池系统与比亚迪的刀片电池（也就是无模组电池），在技术上则存在较大差异，其并未采用CTP大电芯技术，其电池Pack仍由方形铝壳单体构成模组。

弹匣电池采用了类似弹匣安全舱的设计，其技术核心原理是：装填动力电池模组的壳体通过耐高温、隔热阻燃的纳米特殊材料制成，对新能源汽车动力电池中的每一块电池包均进行了有效阻隔，相当于给电芯模组包了一层“防火墙”。使得其即便有某一块动力电池包受到外力穿刺发生形变、导致电芯短路发热，也不会由于单个电池包热失控蔓延到其它电池包，从而大大降低了新能源汽车起火的概率。而当其动力电池管理系统（BMS）侦测到电芯电压或温度等出现异常时，会自动启动电池速冷系统为电池降温。

此外，一旦弹匣电池里单个电芯发生故障，也只需更换其中某一个模组，不需要像CTP大电芯一样，更换整个电池包，可以大大降低其维修成本。

由于以弹匣电池为代表的三元电池也能通过针刺测试，这说明三元电池在安全角度正在拉近与磷酸铁锂电池的距离。磷酸铁锂电池的安全优势，在逐渐受到挤压。

即使在价格方面，未来随着三元电池添加更多的镍元素，三元电池的成本也会逐步下降。

压力似乎又将来到磷酸铁锂电池的这一边。