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锂电池通过针刺测试不等于动力锂电池安全

来源:凯时平台登录  日期:2020-05-26 09:41  浏览量:

锂电池通过针刺测试不等于动力锂电池安全。随着新能源补贴的退坡,锂电池也重新受到了车企的重视。比亚迪推出了全新的“刀片电池”成功通过了电池界最严格的“针刺测试”,表示刀片电池永远不存在“自燃”,安全性可见一斑。据报道,宁德时代内部人士表示,比亚迪的刀片电池并不一定是100%安全。

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锂电池通过针刺测试不等于动力锂电池安全

动力锂电池的安全性测试有三百多种测试方法,其中“针刺测试”被业内人士看作是最高的安全性保障。它的原理是“利用模拟裸露电芯被外部尖锐异物刺穿导致热失控”造成的后果。

比亚迪将三元锂电池、磷酸铁锂电池和其最新的刀片电池,放在一起进行“针刺测试”对比实验。结果显示,三元锂电池在测试过程中发生剧烈燃烧,表面温度超过500摄氏度;磷酸铁锂电池无明火、有烟,表面温度200-400摄氏度;而最新的比亚迪刀片电池无明火、无烟,表面温度在30-60摄氏度。

磷酸铁锂电池更容易通过针刺不是因为技术先进,而是因为材料本身热稳定性好,而三元锂电池能量密度高,对于针刺确实存在挑战,但也并非无法完成。要达到真正的市场安全,需要通过各级安全系统体系来保障,而不是通过某项单一的测试来保障。换句话说,通过针刺测试的电池不一定100%安全,而不做针刺测试也不等于电池就不安全。

宁德时代已拥有让高能量密度三元锂电池通过针刺测试的技术,并分别在日本TUV和深圳TUV认证实验室通过了针刺测试,该内部人士说到:“但宁德时代依然支持新国标取消针刺测试,希望行业关注的方向集中到整个系统层面的安全问题”。要达到真正的市场安全,需要通过各级安全系统体系来保障,而不是通过某项单一的测试来保障。

新国标在调整了电池单体、模组测试的同时,重点强化了电池系统热安全、机械安全、电气安全以及功能安全等要求。特别是标准增加了电池系统热扩散试验,明确要求电池单个单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间。

针刺项目改良的方法

1、导电剂与黏结剂:针刺短路后导电剂、黏结剂与电解液反应剧烈,释放出大量热量,目前采用DSC方法,根据分解的起始温度和反应热选择导电剂与黏结剂类型,减少高温产热是一种有效方法;

2、电池结构设计:制造动力锂电池时可以考虑适当增加正负极之间的间隙,提升隔膜的延展性,同时在电池顶端的盖板上增加防爆阀,防止爆炸和电解液的大量泄漏,提升电池通过针刺的概率;

3、隔膜:隔膜在动力锂电池中主要用于分隔电池的正负极,防止两极接触发生短路。隔膜的闭孔温度和破膜温度对于电池能否通过针刺项目具有决定性作用,我们要尽量控制电池隔膜保有较低的闭孔温度和较高的破膜温度,发展PE和PP的复合膜及陶瓷隔膜都是隔膜发展的趋势和方向;

4、电解液:动力锂电池所用的电解液为导电锂盐和有机溶剂的组合物,这些有机溶剂的闪点都较低,使得动力锂电池中的电解液在接触空气后受热时极易燃烧,阻燃添加剂的添加可以提高电池自身的稳定性和安全性,是一种提高针刺通过率的有效方法。

通过针刺不等于动力锂电池安全,不做针刺测试不等于电池不安全:动力锂电池的安全性主要表现在系统热安全、机械安全、电气安全以及功能安全,而不止是电芯的安全在其看来,针刺单体电芯就类似于点火测试汽油、柴油的易燃性,完全忽略油箱的保护作用。现实状况下,电芯被针刺的情况不会发生,电池包底部钝刺和挤压才是更符合真实场景的测试方式。

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