广汽埃安发布弹匣电池技术 针刺无起火爆炸

2021-03-10 23:36:10 作者:赵信杰

  【太平洋汽车网 行业频道】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”),实现了三锂电池整包针刺不起火,攻克了公认的行业难题。

  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。根据当前市场实际使用情况来看,磷酸铁锂电池、三元锂电池两种技术路线,在未来很长一段时间内仍将并行发展。

  广汽埃安如何通过弹匣电池技术提升三元锂电池的安全性呢?他们对搭载了弹匣电池系统安全技术的三元锂电池整包使用了直径为8mm的钢针进行了针刺热扩散试验。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。

       可以看到,电池在针刺试验后确实发生了冒烟的现象,温度也升至686.7℃,证明电池确实发生了短路,从而引发了热失控。但是热失控从来没有演变为热扩散,从而造成电池起火爆炸,说明当时系统采取了相应措施,及时降低了温度,让电池降离爆燃的温度要求温度。

       另一方面,技术人员也在48小时后拆解电池包,发现除了发生热失控电池附近的电池包外壳发生漆皮受热脱落现象以外,其他位置外壳以及其他无关电芯均没有产生太明显异样,这说明了电芯以及电池包外壳材料耐热性和隔热性能比较出色。

  可以看到,弹匣电池基于“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。

  弹匣电池具备四大核心技术:

  一、超高耐热稳定的电芯。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%。

  二、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,弹匣电池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。

  三、极速降温的速冷系统。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,弹匣电池实现了散热面积提升40%,散热效率提升30%,有效防止热蔓延。

  四、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。

       总而言之,厂家技术人员通过优化了电解液的性能,让它不容易发生短路;而在电池确实发生短路后并产生热失控事故后,系统能快速反应并通过速冷系统迅速为电池降温;而隔热材料、耐高温材料使用保护了高温时电芯的安全。除此之外,广汽埃安官方表示搭载弹匣电池技术的电池包,其能量密度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%,成本下降了10%。

       弹匣电池通过一系列的手段,解决了三元锂电池高能量密度,同时降低了电池热失控造成起火的可能性,未来这一套系统还将延伸应用在对应的磷酸铁锂电池上,提升动力电池的安全性能。这一套系统预计首发搭载在4月上市的AION Y。(文:太平洋汽车网 赵信杰)

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