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跟刀片电池比“安全”,四大品牌齐放大招,比亚迪要被“翻盘”?

提到动力电池,大家最先想到的应该是宁德时代,市占率最高,其三元锂电池被广泛应用在新能源车型上。不过根据中国汽车动力电池产业创新联盟发布的8月数据,磷酸铁锂电池单月产量首次超过三元电池。

当然,宁德时代也有推出磷酸铁锂电池,不过被讨论得最多的,应该就非比亚迪的“刀片电池”莫属了。刀片电池能量密度达140-160Wh/kg,凭借着亲民的售价,“不起火”带来的安全性能,赢得了大量消费者的认可。

看着比亚迪刀片电池大获成功,其他自主新能与品牌也纷纷发力,接连掏出自己的“不起火”电池,想靠同样突出的安全性,在纯电市场分一杯羹。比亚迪刀片电池已经收获到那么多成功了,这些后来的电池真的还有机会么?今天,疆哥就和大家一起来看看这些电池。

1、广汽弹匣电池

技术特点:给电芯加外壳保护

电池能量密度:162.00-184.00Wh/kg

在一众“不起火”电池当中,广汽的弹匣电池应该是最早发布的。在2020年3月10日的时候,广汽埃安就发布了新一代动力电池安全技术,简称“弹匣电池”,并且在同期完成了针刺实验。

实验过程显示,被刺的电芯出现了热失控,但仅出现短暂冒烟,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。过程中只有被刺电芯模块受影响,没有蔓延到电池包的其它位置。针刺不起火,而且更有趣的是,广汽的弹匣电池还是大家印象中热失控容易起火的三元锂电池,广汽此举,可以说是为三元锂正名了。

为什么其它三元锂着火,广汽的弹匣电池却没呢?对此,除了有电池名字里的“弹匣”在起隔绝保护,把失控限制在单一隔舱之内的关键作用之外,新的超高耐热稳定的电芯、具备良好降温功能的速冷系统、可以第一时间启动自救程序第五代电池管理系统其实也相当重要。

不起火,电池能量密度还更高,产品也已经量产(AION Y等广汽新车已搭载),在这些多重利好的共同作用之下,大家觉得它能为三元锂电池正名,跟刀片电池一较高下么?

2、极氪极芯电池

技术特点:从材料层级提高电芯的热稳定性

电池能量密度:176.6-250Wh/kg (最高值未量产)

虽然极氪001这款车还没有正式交付,但它的电池,早在7月份的时候,就已经完成了针刺实验。据极氪公布的试验结果显示,在钢针刺入电池包触发热失控后,“极芯”电池包BMS及时触发热事件报警信号。

同时,被刺“极芯”电池包出现冒烟现象,而被刺电芯最高温度则去到了801.4℃,虽然温度很高,但电池并未出现起火、爆炸情况。

静置24小时之后,单体电压降至0V,温度降为室温,热疏隔阻排设计、整包结构完好。没有明显变形,电池外壳不带电,电池包内部固定结构和高压连接完好,没有出现热蔓延现象。

尽管极氪001的实验效果和前面的广汽弹匣电池类似,但它的实现方法却是和加壳保护完全不同。极氪的“极芯”电池直接从源头发力,它通过使用的Ni55+电芯来降低“镍”含量的比例(镍越多续航也就越高,此外,引发电池内部不稳定的几率也就越大)。

普通811三元锂电池里镍、钴、锰三种元素为8:1:1,NI55+电芯将这三种元素的比例却为5:2:3,这样的比例镍含量要比811更少。当然,镍含量降低对于续航里程不利,但极氪还是通过提升电压(4.2V升至4.35V),减少零件优化电池空间,保住了车辆的续航。不过美中不足的是,这种电池造价相对较高,在不能降本的情况下,它要战胜比亚迪很难。

3、岚图琥珀、云母电池

技术特点:通过填充材料隔绝电池

电池能量密度:暂无-275 Wh/kg(最高值未量产)

和前两个实验较早的电池不同,岚图的琥珀电池实验近期刚刚完成。不过,它做的不是针刺热失控实验,而是热扩散热失控实验。它通过采取电池包内部加热的方法,把一颗电芯以及周边的电芯温度加热到 300 °C,人为去触发热失控,再看电池反应的情况。

最终的实验结果显示,岚图琥珀电池通过了中汽中心动力电池的安全检测:在触发热失控后,电池包做到了不冒烟、不起火、不爆炸。据岚图的电池工程师表示,这个热扩散实验的工况,条件比针刺实验更为苛刻。

300摄氏度高温都能不起火,岚图的电池是怎么做到的呢?之所以成为为琥珀电池,就是每个电芯被隔热材料包裹起来,像琥珀一样。这就和特斯拉Model 3的电池类似,在电芯与电芯的间隙都填充满隔热材料,把一个挨一个的电芯隔绝开来,避免单兵失控,火烧连营。但因为加了绝缘材料,电池的能量密度会相对低一些。

琥珀电池

特斯拉Model 3电池

而云母电池,也是大同小异,两者均采用“三维隔热墙”技术,只有云母电池的是在电池包内加入层状Al-Si云母和气凝胶,且电芯和云母、气凝胶会像云母石一样层叠堆积,隔热材料相对少一些。

4、长城大禹电池

技术特点:通过“疏导”排走热量

电池能量密度:暂无

相比起前面几个进入装车状态的电池,长城的大禹电池进度略慢一些,据长城官方表示,这个电池要在2022年才会正式装车。虽然时间比较久,但这款以三元811高镍电芯为基础设计出来的电池还是很有料的。

大禹电池依据《电动汽车用动力蓄电池安全要求》,三元811高镍大容量电芯用加热触发方式、在模组中间电芯触发、温度高达1037摄氏度且瞬时气压16kpa的情况下,排除烟雾温度低于100摄氏度,无明火外溢和爆炸爆炸现象。

这款大禹电池之所以在1037摄氏度高温,且瞬时气压16kpa的情况下都不起火,更多还是因为它把重点放在了疏导上。技术方案上,有四大“秘诀”:1)热源隔断:采用双重防护,电芯间采用双层隔热复合材料,模组间采用高温绝缘复合材料;2)双向换流和热流分配,通过换流通道设计及模拟仿真,实现热源轨迹的控制和分布;3)定向排爆、自动灭火及正压阻氧,通过分流、导流、换流将火源快速引导至灭火通道并排出。4)高温绝缘及智能冷却,防止高压起弧和抑制热扩散。

简单理解,就是通过合理引导热量轨迹,结合冷却系统,起到不起火、不爆炸的效果。

除了不起火外,更值得一提的是,长城汽车的大禹电池会免费开放专利。据悉,大禹电池技术将于2022 年全面应用于长城汽车旗下新能源系列车型上,首搭项目为沙龙品牌(长城高端子品牌)第一款车型。唯一可惜的是,目前大禹电池暂无成品流出,实验视频也没有公布,或许要真正有量产成品进行过实验后,大家才能进一步了解其实力。

写在最后

而除了上述几个车企研发的“不起火”电池外,也有一些电池厂商也同样推出了这些电池,比如蜂巢能源发布的不起火、会自愈的“果冻电池”;去年12月,欣旺达公开展示的自研冒烟、不起火动力电池等。

当然,无论是比亚迪的刀片电池、传祺的弹匣电池、岚图的琥珀、云母电池、长城的大禹电池,亦或是欣旺达的冒烟不起火电池等等。它们在动力电池领域的百家争鸣、你追我赶,其实都是在给中国消费者创造更符合需求的产品,这是一个福音。那么上述的几个号称不起火的电池当中,你们觉得谁能跟比亚迪媲美呢?欢迎关注“车域无疆”,在下方评论区留言,分享你的看法。