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低溫18650 3500
無磁低溫18650 2200
過針刺低溫18650 2200
低溫磷酸3.2V 20Ah
23年專注鋰電池定制

電池針刺實驗,到底該不該成為強(qiáng)制性國標(biāo)?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1192次  |  2021年03月22日  

最近,公安部統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,國內(nèi)電動汽車正以接近30%的年增長率快速發(fā)展,每年新增近100萬輛電動汽車上路。


圖源:公安部


與此同時,電動汽車引發(fā)的安全事故問題也時有發(fā)生,據(jù)集微網(wǎng)記者不完全統(tǒng)計(2020年8月-2021年1月),短短幾個月就發(fā)生了多起電動汽車自燃事故。


雖然多起事故的最終原因仍在調(diào)查中,但汽車鋰電池顯然是首要考慮的因素之一。


為保證續(xù)航里程,電動汽車會搭載大容量鋰電池,因鋰離子的活性,電池受到強(qiáng)烈撞擊后易發(fā)生滲漏,甚至起火爆燃。另外,電動汽車行駛或充電時,鋰電池會發(fā)生復(fù)雜的充放電化學(xué)反應(yīng),如果設(shè)計不合理,發(fā)生熱失控,會導(dǎo)致鋰電池起火自燃。

過針刺 低溫防爆18650 2200mah
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

不容置疑,關(guān)于電動汽車動力電池的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和安全規(guī)范亟需跟上。


最近,工信部在去年宣布的強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》已于1月1日起開始實施。


《電動汽車用動力蓄電池安全要求》新標(biāo)準(zhǔn)中特別增加了電池系統(tǒng)熱擴(kuò)散試驗,要求電池單體發(fā)生熱失控后,電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火不爆炸,為乘員預(yù)留安全逃生時間。雖然是短短幾分鐘,但為司機(jī)和乘客爭取到了寶貴的逃生時間,可大大降低事故死亡率。同時,新標(biāo)準(zhǔn)在優(yōu)化電池單體、模組安全要求的同時,重點(diǎn)強(qiáng)化了電池系統(tǒng)熱安全、機(jī)械安全、電氣安全以及功能安全要求,試驗項目涵蓋系統(tǒng)熱擴(kuò)散、外部火燒、機(jī)械沖擊、模擬碰撞、濕熱循環(huán)、振動泡水、外部短路、過溫過充等。


不過,集微網(wǎng)記者發(fā)現(xiàn),相比2015舊版國標(biāo)《電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法》,新標(biāo)準(zhǔn)去除了針對動力電池的針刺實驗,據(jù)悉,理由之一是針刺試驗與實際失效模式不相符。


一位業(yè)內(nèi)人士告訴集微網(wǎng)記者,針刺試驗大致方法是將充滿電的電池放在一個平面上,用直徑5mm的鋼針沿徑向?qū)㈦姵卮檀?,這實際上是模擬了電池短路狀況。現(xiàn)實應(yīng)用中,汽車動力電池也可能遇到劇烈碰撞下外物侵入電池內(nèi)部的情況。鋰電池在短路時極易發(fā)生滲漏起火爆炸,因此針刺試驗是動力電池測試中非常有效、苛刻的一種方法,如果在針刺實驗中電池能做到不起火爆炸,那鋰電池可以說具有了相當(dāng)高的安全性。

無人船智能鋰電池
IP67防水,充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備

圖源:比亞迪


前不久召開的"2021電動汽車百人大會"上,比亞迪董事長王傳福就對汽車動力電池的安全規(guī)范提出了新的建議,他認(rèn)為應(yīng)該把動力電池的針刺試驗逐步列入強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),同時把目前熱擴(kuò)散試驗要求的不短于5分鐘的標(biāo)準(zhǔn),提升到不短于30分鐘的標(biāo)準(zhǔn)。


顯然,作為電動汽車和電池供應(yīng)商,比亞迪將安全放在了重要位置。實際上,安全性、續(xù)航里程、充電速度、成本、使用壽命這些都是電動汽車電池廠商亟待解決的問題,且它們之間往往互相制約,例如,要想實現(xiàn)長續(xù)航里程,就無法達(dá)到快速充電體驗,而為了追求長續(xù)航里程,就要達(dá)到更高電池密度,而一味追求電池密度提升又給安全帶來隱患。


業(yè)內(nèi)人士對此評論指出:動力電池的要求首要是安全性,在此基礎(chǔ)上才能兼顧高能量密度,充電快、成本低、壽命長等其他方面要求。


一直為中國新能源汽車發(fā)展鼓與呼的歐陽明高院士,在電動汽車百人會的發(fā)言中,也講到了電動汽車安全以及電池測試標(biāo)準(zhǔn)加嚴(yán)的問題。歐陽明高認(rèn)為,目前動力電池的熱安全問題還沒有根本解決,應(yīng)從本征安全、被動安全和主動安全三方面加強(qiáng)安全保障技術(shù)。其中被動安全就是在某一個單體電池?zé)崾Э匾院?,通過系統(tǒng)熱管理,即隔熱和散熱的方法,抑制它在電池包內(nèi)蔓延的速度保持不燃燒狀態(tài)。歐陽明高院士表示,目前國標(biāo)要求是5分鐘不燃燒,將來會提升到半小時。


顯然,對汽車動力電池安全性的重視正在引發(fā)社會各界的關(guān)注。無論是電池廠商還是汽車廠商,都正在通過各種創(chuàng)新技術(shù)以期實現(xiàn)更高的安全性。


去年,比亞迪在推出其"刀片電池"時,曾向業(yè)界展示其所做的"針刺實驗",從比亞迪公布的視頻看,其"刀片電池"被鋼針刺穿后,沒有發(fā)生熱失控現(xiàn)象,溫度始終保持在30-60℃之間,而與之相對應(yīng)的,三元鋰電池和傳統(tǒng)的磷酸鐵鋰電池則在針刺實驗中分別發(fā)生了起火燃燒和升溫冒煙的現(xiàn)象。


據(jù)悉,比亞迪的刀片電池是一種采用了創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計的"超級磷酸鐵鋰電池",不僅可以提高動力電池包的空間利用率,增加同一單位體積中的能量密度,而且還能保障電池內(nèi)部的熱擴(kuò)散性能,從而達(dá)到更高安全目的。


"針刺實驗"顯示了比亞迪刀片電池在短路時產(chǎn)熱少、散熱快,也證實了通過創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計,汽車鋰電池是可以達(dá)到更高的安全性能的。


寧德時代董事長曾毓群在公開發(fā)言中曾透露,寧德時代已經(jīng)開發(fā)出不起火只冒煙的三元鋰電池產(chǎn)品,完全滿足國標(biāo)規(guī)定的電池單體發(fā)生熱失控后,電池5分鐘內(nèi)不起火的要求。同時,曾毓群認(rèn)為,為了應(yīng)對未來5年鋰電產(chǎn)業(yè)市場的井噴期,電池材料體系和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新非常重要,例如,從原子尺度入手,深入理解材料及其界面性質(zhì),在材料體系上實現(xiàn)根本突破,包括CTP、CTC等結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,通過優(yōu)化系統(tǒng)、提高集成度來實現(xiàn)系統(tǒng)能耗和成本的降低、效率的提高。


最近,廣汽埃安發(fā)布了新型石墨烯超級快充技術(shù),可使純電動汽車充電速度達(dá)到8分鐘充滿80%電量,其首款搭載石墨烯電池的量產(chǎn)車最快將于今年發(fā)布。在其宣傳資料中,廣汽埃安表示,該電池可通過最嚴(yán)苛的安全測試:電池槍擊實驗。


像針刺實驗一樣,電池槍擊實驗也是一種針對電池安全性的極限測試,雖然國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)中還沒有將這些方法列入測試范疇,但電池廠商們已經(jīng)走在前列。


中國是一個人口大國,也將是一個汽車消費(fèi)大國,根據(jù)公安部的最新數(shù)據(jù),目前全國汽車保有量2.81億輛,中國已做出承諾"2030年碳排放達(dá)峰、2060年碳中和",可以預(yù)見未來數(shù)年,燃油車向電動汽車的轉(zhuǎn)變將加速到來,因此,電動汽車的安全性將涉及千萬人的生命財產(chǎn)安全,可以說,再怎么追求安全也不為過,相信,針對電動汽車動力電池的安全標(biāo)準(zhǔn)也會與時俱進(jìn),匹配產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新興要求。


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