鉅大LARGE | 點擊量：716次 | 2023年05月18日
極氪001的三元鋰電池為何不怕針刺？
"電動汽車上街突然爆炸!駕駛員當(dāng)場死亡!"、"6秒爆炸!你還敢買電動汽車嗎?"……相信這種駭人聽聞的標(biāo)題,屏幕前的你一定非常熟悉吧。這不,夏天又到了,不少燃油車主也開始借此開涮電動汽車主。
事實上,這并非危言聳聽。要了解,大部分電動汽車的動力鋰電池包均由三元鋰電池構(gòu)成,這種電池的化學(xué)特性決定了其短板之一就是在高能量密度下穩(wěn)定性不足。高溫、高濕、擠壓都有可能誘發(fā)三元鋰電池發(fā)生熱失控,從而自燃、爆炸,Boom!
目前來看,隨著電池封裝技術(shù)的進(jìn)步,加上電池管理系統(tǒng)的逐漸成熟,高溫和高濕已經(jīng)不足以威脅到三元鋰電池的安全了,但由于動力鋰電池包大多位于車輛的底盤部分,行車途中不可防止的碰撞導(dǎo)致動力鋰電池包受到擠壓后有幾率出現(xiàn)的熱擴散,仍是三元鋰電池要面對的最大威脅。
比亞迪此前開發(fā)刀片電池,便是為了解決這一問題。其不單單是通過刀片式的封裝提高了單塊電池包的能量密度,更是從源頭出發(fā),將電芯直接換成了穩(wěn)定性更高的磷酸鐵鋰電池,所以可以輕松通過針刺實驗,做到不起火,不爆炸。
只不過,磷酸鐵鋰電池雖然穩(wěn)定性高于三元鋰電池,但也有先天的不足,那就是在低溫環(huán)境下,電池容量衰減嚴(yán)重,不太適合北方地區(qū),所以包括CATL在內(nèi),許多以三元鋰電池為主的公司和品牌,都在開發(fā)更安全的三元鋰電池技術(shù)。
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%
比如之前廣汽埃安推出的彈匣電池,就是從電芯本征安全提升、整包被動安全強化再到主動安全防控這一整套的電池安全技術(shù),實現(xiàn)了針刺實驗不起火,極大地提高了安全性。中汽中心也通過針刺熱擴散試驗對其進(jìn)行了安全驗證,結(jié)果自然是PASS。
前兩天極氪也公布了一則針刺試驗視頻。視頻中"極芯"電池包,被針刺時僅出現(xiàn)了冒煙現(xiàn)象,被刺電芯最高溫度達(dá)到801．4℃時也未起火、未爆炸。同時,該測試電池包在靜置24小時之后,單體電壓降至0V,溫度降為室溫,熱疏隔阻排設(shè)計、整包結(jié)構(gòu)完好,無明顯變形,電池外殼不帶電,電池包內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)和高壓連接完好,無熱蔓延。
這也是繼彈匣電池之后,第二款公開針刺實驗并順利過關(guān)的三元鋰電池包。根據(jù)極氪官方介紹,該電池包能夠成功通過針刺實驗,一是因為搭載了"NTP無熱蔓延不起火"技術(shù),實現(xiàn)了多層隔熱、無障礙排熱、實行防控、自動預(yù)警、主動冷卻、毫秒斷電等等,二是因為采用了具有高能量密度和熱穩(wěn)定安全性的高壓單晶Ni55電芯。
這種電芯由CATL供應(yīng),號稱"只冒煙不起火",走的是單晶化路線,三元正極材料被稱作"Ni55",即材料比例為55%鎳、12%鈷、33%錳。采用這種三元正極材料的電池也被稱作Ni55電池,蔚來此前推出的100kWh電池包用的就是它。
我們都了解,三元鋰電池中的"三元材料"鎳(Ni)、鈷(Co)、錳(Mn)各有用途。鎳負(fù)責(zé)儲能,含量越高電池的能量密度越大。鈷負(fù)責(zé)穩(wěn)定結(jié)構(gòu),越多越穩(wěn)定。錳不直接參和電池的化學(xué)反應(yīng),只負(fù)責(zé)改善導(dǎo)電性。
通過調(diào)整三種材料的配比,目前主流的三元鋰電池為NCM523、NCM622以及NCM811,許多追求高續(xù)航的電動汽車均采用NCM811。
不過我們在前文說過,三元鋰電池在高能量密度下的穩(wěn)定性不足,加上鈷的減少也降低了穩(wěn)定性,因此NCM811的不安全因素最大。這也是NCM811讓人又愛又恨的地方,反正續(xù)航和安全在它身上是不可能兼得的,誰也不例外。
Ni55電池的出現(xiàn)解決了NCM811的問題。一方面通過大幅降低鎳的比例,提高錳的占比,解決了穩(wěn)定性的問題,另一方面單晶化結(jié)構(gòu)也解決了"Ni55"能量密度低的痛點,配合主流的CTP(CellToPack)技術(shù),進(jìn)一步提升了電池包的能量密度。蔚來從70kWh電池包到100kWh電池包的跨越就是源自于此,極氪001采用的100kWh電池包也不例外。
侃車說
電池安全已經(jīng)成為了電動汽車的痛點之一。此次極氪通過針刺實驗不僅再一次驗證了CATLNi55電池的安全性,也展現(xiàn)了自己在電池技術(shù)上的技術(shù)儲備,更讓那些大定用戶吃下了一顆定心丸。此前極氪還展示了充電五分鐘續(xù)航新增120公里,SOC從10%充電到80%僅需30分鐘等充電技術(shù),也讓我們越來越期待新車交付日的到來。
