3月10日,广汽埃安发布新一代动力电池安全技术——弹匣电池系统安全技术(简称“弹匣电池”),在行业首次实现了三元锂电池整包针刺不起火。据悉,弹匣电池从今年开始将会在AION全系车型上陆续搭载。
目前,磷酸铁锂电池和三元锂电池是全球电动车行业的两大主流电池技术路线。磷酸铁锂电池因为寿命更长、成本更低,在中低续航车型中得到广泛的应用;而三元锂电池因为能量密度高、整车电耗低,主要在中高续航车型中应用。
但三元锂电池的安全是行业公认的痛点和难点。新能源汽车产业链相关企业也都在开展电池安全技术的课题攻关,而“不起火”电池技术则是电池安全最重要、也是最难攻克的一座堡垒。
官方介绍,此次发布的广汽埃安弹匣电池是一个专门提升动力电池安全性的系统性技术,它基于“防止电芯内短路,短路后防止热失控,以及热失控后防止热蔓延”的设计思路,采用类似安全舱的设计,可有效阻隔热失控电芯的蔓延、当侦测到电芯电压或温度等出现异常时,自动启动电池速冷降温系统为电池降温。因此,弹匣电池具备超高耐热稳定的电芯、超强隔热的电池安全舱、极速降温的速冷系统、全时管控的第五代电池管理系统四大核心技术。
具体来看,超高耐热稳定的电芯,通过正极材料的纳米级包覆及掺杂技术的应用,能有效提升热稳定性,防止热失控;电解液新型添加剂的应用实现了SEI膜的自修复,从而改善电芯寿命,降低电芯短路风险;高安全电解液,通过特殊电解液添加剂,在加热至120℃以上时,在活性材料表面自发聚合形成高阻抗特性聚合物膜,大幅降低热失控反应产热。这些关键技术的应用,使电芯的耐热温度提升了30%。
超强隔热的电池安全舱,通过网状纳米孔隔热材料和耐高温上壳体,构筑了超强隔热的安全舱,最终实现三元锂电芯热失控不蔓延至相邻电芯。同时,电池包上壳体能耐温1400℃以上,从而有效保护电池整包。
极速降温的速冷系统,则通过全贴合液冷系统、高速散热通道、高精准的导热路径的设计,实现了散热面积提升40%,散热效率提升30%,有效防止热蔓延。
全时管控的第五代电池管理系统,通过采用车规级最新一代电池管理系统芯片,可实现每秒10次全天候数据采集,相比前代系统提升100倍,以24小时全覆盖的全时巡逻模式,对电池状态进行监测。发现异常时,立即启动电池速冷系统为电池降温。
为了验证弹匣电池系统的安全技术,广汽埃安选择三元锂电池作为试验对象,进行极端的针刺热扩散试验。试验结果显示,广汽埃安的三元锂(弹匣电池)整包在试验过程中热事故信号发出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,观察内部结构完好。这是行业首次通过三元锂电池整包针刺不起火试验,三元锂电池安全性取得了突破性进展。
官方表示,在冷却系统、电芯设计、整包布置等方面全面优化下,搭载弹匣电池系统安全技术的电池包,相对于同类普通电池包,体积能量密度提升9.4%,重量能量密度提升5.7%,成本下降10%。
文/北青-北京头条 温冲
编辑/陈正忠