盤點(diǎn) | 各大企業(yè)的不起火電池方案

時(shí)間:2021-09-27 09:43來(lái)源:電池聯(lián)盟 作者:子蕊
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       近幾年，新能源汽車行業(yè)迎來(lái)爆發(fā)的同時(shí)，引發(fā)的車輛起火、爆炸事故越來(lái)越多。一份報(bào)告指出，由電池原因?qū)е碌男履茉雌嚻鸹鸨壤罡�，其�?a href='http://m.tyubcd3.cn/shushuo/dc/' target='_blank'>電池故障比例占33%，電池泡水或浸泡占4%。
 
       為了提高動(dòng)力電池的安全水平，長(zhǎng)城汽車、嵐圖汽車、極氪汽車、廣汽埃安、寧德時(shí)代、蜂巢能源、欣旺達(dá)、比亞迪等車企和動(dòng)力電池廠商紛紛推出不起火方案。以下為您一一盤點(diǎn)：
 
       長(zhǎng)城大禹電池
 
       6月29日，在長(zhǎng)城汽車咖啡智駕2.0發(fā)布會(huì)上，長(zhǎng)城汽車帶來(lái)了全新技術(shù)——大禹電池。該電池?fù)碛邪舜笕略O(shè)計(jì)理念，目前已獲得數(shù)十項(xiàng)核心技術(shù)專利，可以有效緩解用戶對(duì)于電動(dòng)車安全焦慮的痛點(diǎn)。
 
       9月24日，在“長(zhǎng)城汽車大禹電池技術(shù)媒體品鑒會(huì)”上，長(zhǎng)城汽車首次對(duì)外詳細(xì)揭秘大禹電池技術(shù)相關(guān)理念和創(chuàng)新技術(shù)。大禹電池技術(shù)超60項(xiàng)專利，將對(duì)全社會(huì)免費(fèi)開放。2022年，大禹電池技術(shù)將對(duì)長(zhǎng)城汽車旗下新能源系列車型開啟全面應(yīng)用。
 
       據(jù)介紹，大禹電池技術(shù)采用“控+導(dǎo)=通”的核心技術(shù)原理，搭建4層5維安全矩陣，采取8大創(chuàng)新設(shè)計(jì)，包括熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動(dòng)滅火、正壓阻氧、智能冷卻等，覆蓋熱源抑制、隔離、冷卻、排出等各項(xiàng)領(lǐng)域，保障電池不起火、不爆炸，首搭車型為沙龍品牌第一款車型。
 
       大禹電池安全技術(shù)可有效解決不同化學(xué)體系電芯發(fā)生熱失控之后的起火、爆炸問(wèn)題。除能量密度可突破190Wh/kg的NCM811三元鋰電池，還包括未來(lái)隨著鎳含量提高電池能量密度更高的三元鋰電池。另外也包括三元鋰電池體系的NCA（鎳鈷鋁）電芯及無(wú)鈷電芯等，以及不同技術(shù)線路的磷酸鐵鋰電池。同時(shí)，大禹電池技術(shù)還可百搭不同PACK的應(yīng)用技術(shù)，滿足未來(lái)CTC（Cell to Chassis）電池PACK與融合方式，進(jìn)一步提升整體剛性。
 
       嵐圖“琥珀”、“云母”電池系統(tǒng)
 
       9月17日，嵐圖汽車舉行了嵐圖電池安全技術(shù)發(fā)布會(huì)暨眾測(cè)挑戰(zhàn)，發(fā)布了“琥珀”和“云母”兩大電池系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)擠壓、碰撞、高溫淋水等安全測(cè)試，兩大電池系統(tǒng)技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)“5分鐘不起火”，更進(jìn)一步分別做到30分鐘乃至靜置50天“不起火、不爆炸”。
 
       據(jù)介紹，“琥珀”和“云母”兩大電池系統(tǒng)通過(guò)三維隔熱墻技術(shù)、PACK五層安全防護(hù)、云BMS等方面對(duì)電池包進(jìn)行了優(yōu)化。
 
       三維隔熱墻技術(shù)是指，在電池包內(nèi)使用無(wú)熱擴(kuò)散的隔熱阻燃材料，對(duì)每個(gè)電芯進(jìn)行單獨(dú)的三維立體包裹。該技術(shù)可以有效阻擋電芯與電芯之間的蔓延，即使單個(gè)電芯熱失控，也能避免波及到周圍其他電芯，不會(huì)讓熱失控蔓延。
 
       雖然都是“三維隔熱墻”技術(shù)，但是“琥珀”電池系統(tǒng)和“云母”電池系統(tǒng)不同點(diǎn)在于三維隔熱墻的材料及結(jié)構(gòu)不同。據(jù)介紹，“琥珀”電池系統(tǒng)是在電池包內(nèi)填充特殊的有機(jī)硅復(fù)合材料，這種材料的特點(diǎn)是結(jié)合有機(jī)硅聚合物+低密度隔熱材料+阻燃劑，形成高效的隔熱阻燃絕緣層，使得每個(gè)電芯單元像“琥珀”一樣處于充分包裹中。而“云母” 電池系統(tǒng)則是在電池包內(nèi)加入層狀A(yù)l-Si云母和氣凝膠，且電芯和云母、氣凝膠會(huì)像云母石一樣層疊堆積。
 
       PACK五層安全防護(hù)是指車身防護(hù)、高強(qiáng)框架、壓力傳遞、形變吸能和電芯雙保險(xiǎn)五項(xiàng)電池安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
 
       云BMS是嵐圖的主動(dòng)安全技術(shù)。嵐圖云BMS可同時(shí)在線服務(wù)百萬(wàn)臺(tái)車，并做到對(duì)95%的請(qǐng)求1秒內(nèi)響應(yīng)，可對(duì)PB級(jí)別（1PB=1024TB）數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和永久存儲(chǔ)，并且數(shù)據(jù)可靠性保證99.99%，提供全生命周期的電池健康和安全管理。
 
       極氪汽車“極芯”電池包
 
       7月9日，極氪公布了旗下產(chǎn)品ZEEKR 001所搭載的極芯電池包針刺實(shí)驗(yàn)視頻。其被刺電芯最高溫度達(dá)到801.4℃，并未起火，未爆炸。熱疏隔組排設(shè)計(jì)讓整包結(jié)構(gòu)完好，無(wú)明顯變形，電池外殼也并未帶電，電池包內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)以及高壓連接完好，無(wú)熱蔓延。
 
       為確保不起火、不蔓延、不爆炸，“極芯”電池包還搭載了“NTP無(wú)熱蔓延不起火“技術(shù)，運(yùn)用了“隔”、“排”、“防”、“警”、“冷”、“斷”六大核心技術(shù)，結(jié)合先進(jìn)預(yù)警模型和熱管理策略，實(shí)現(xiàn)多層隔熱、無(wú)障礙排熱、實(shí)施防控、自動(dòng)預(yù)警、主動(dòng)冷卻、毫秒斷電，360°無(wú)死角保障電池的高可靠性、高安全性。
 
       廣汽埃安彈匣電池
 
       3月10日，廣汽埃安發(fā)布了新一代動(dòng)力電池安全技術(shù)彈匣電池，在行業(yè)首次實(shí)現(xiàn)了三元鋰電池整包針刺不起火，重新定義了電池安全標(biāo)準(zhǔn)。彈匣電池類似安全艙的設(shè)計(jì)，可有效阻隔熱失控電芯的蔓延，當(dāng)偵測(cè)到電芯電壓或溫度等出現(xiàn)異常時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)電池速冷降溫系統(tǒng)為電池降溫。
 
       廣汽埃安方面表示，搭載彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)的電池包，相對(duì)于同類普通電池包，體積能量密度提升9.4%，重量能量密度提升5.7%，成本下降10%。在沒(méi)有犧牲續(xù)航的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了高安全、長(zhǎng)續(xù)航、低成本。
 
       5月20日，廣汽埃安再次發(fā)起對(duì)彈匣電池的針刺試驗(yàn)。試驗(yàn)采用磷酸鐵鋰（普通電池）整包和磷酸鐵鋰（彈匣電池）整包進(jìn)行對(duì)比測(cè)試。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，搭載彈匣電池技術(shù)的磷酸鐵鋰整包針刺刷新了磷酸鐵鋰電池的安全新高度。
 
       寧德時(shí)代“永不起火”811電池
 
       2020年9月29日，寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群在2020世界新能源汽車大會(huì)上透露，寧德時(shí)代已經(jīng)開發(fā)出不起火只冒煙的電池產(chǎn)品，“國(guó)標(biāo)要求電池5分鐘不起火，我們新開發(fā)的產(chǎn)品可以做到不起火只冒煙，會(huì)在年底在一些車型量產(chǎn)……” ，他說(shuō)。 
 
       2020年10月21日，寧德時(shí)代乘用車解決方案部總裁林永壽表示，2021年將推出“無(wú)熱擴(kuò)散的CTP技術(shù)”，未來(lái)進(jìn)一步研發(fā)更高集成技術(shù)。   
 
       2020年11月，蔚來(lái)汽車正式上線100kWh電池包。該電池包采用寧德時(shí)代鎳55三元電芯和CTP成組技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)“無(wú)熱蔓延”。這一電池組就是寧德時(shí)代此前宣布的“只冒煙不起火”的電池。
 
       蜂巢能源果凍電池
 
       2020年12月2日，蜂巢能源在其電池日上，推出了采用新型果凍狀電解質(zhì)的果凍電池。該電池具有高電導(dǎo)、自愈合、阻燃等特點(diǎn)，能在幾乎不降低電性能的同時(shí)阻止熱擴(kuò)散。
 
       此外，“果凍電池”的耐熱溫度提高至150°C，同時(shí)具備“自愈合”特性，在實(shí)驗(yàn)室樣品滿電針刺測(cè)試中，可實(shí)現(xiàn) “不起火、不冒煙、自愈合”。
 
       欣旺達(dá)“只冒煙、不起火”動(dòng)力電池
 
       去年12月，欣旺達(dá)以視頻方式公開展示了其研發(fā)的“只冒煙、不起火”動(dòng)力電池。
 
       在欣旺達(dá)惠州基地試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行的“加熱觸發(fā)電芯熱失控實(shí)驗(yàn)”中，實(shí)驗(yàn)?zāi)＝M電芯在觸發(fā)熱失控后，現(xiàn)場(chǎng)有煙霧冒出，但并未出現(xiàn)明火。實(shí)驗(yàn)中，被觸發(fā)電芯溫度快速升至約600℃后逐漸下降；約20分鐘后，該電芯溫度已降至約300℃，周邊電芯溫度也同步下降；約50分鐘后，該電芯溫度已經(jīng)降至約110℃，未觸發(fā)第二顆電芯；最終，實(shí)驗(yàn)電芯溫度下降到60℃共耗時(shí)67分鐘。
 
       比亞迪刀片電池
 
       2020年3月29日，比亞迪正式發(fā)布刀片電池，該電池首先搭載于比亞迪“漢”車型。對(duì)于刀片電池的安全性有多強(qiáng)，比亞迪董事長(zhǎng)王傳福曾表示，刀片電池將徹底終結(jié)新能源汽車的安全痛點(diǎn)，將自燃這個(gè)詞從新能源汽車的字典里抹除。
 
       刀片電池在本質(zhì)上仍是磷酸鐵鋰電池，只不過(guò)比亞迪從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了創(chuàng)新，突破了電池能量密度的瓶頸，提高了能量密度和安全性。
 
       刀片電池之所以通過(guò)嚴(yán)苛的針刺試驗(yàn)，并做到不冒煙不起火，甚至表面溫度都極低，主要得益于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。刀片電池扁平的設(shè)計(jì)，不僅讓其在經(jīng)歷外界損壞后，觸發(fā)短路導(dǎo)致的發(fā)熱量減少，還有利于散熱。這是刀片電池非常安全的原因。
 
       總結(jié)：企業(yè)們?cè)蜒邪l(fā)“不起火”電池，說(shuō)明市場(chǎng)對(duì)于電池安全的重視。值得注意的是，在電池引發(fā)的起火原因中，很大一部分是源于熱管理問(wèn)題。去年5月，工信部發(fā)布了GB 18384-2020《電動(dòng)汽車安全要求》、GB 38032-2020《電動(dòng)客車安全要求》和GB 38031-2020《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》三項(xiàng)強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。其中，《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》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(shí)間。三項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)于今年1月1日起開始實(shí)施。
 
      總之，希望動(dòng)力電池做到永不起火”“永不自燃”，對(duì)于整個(gè)電池行業(yè)的發(fā)展起到了促進(jìn)作用，不過(guò)，對(duì)該技術(shù)的探索是個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，還需要各方攜起手來(lái)共同努力，才能早日實(shí)現(xiàn)目標(biāo)！
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 電池 不起火電池
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